MAQUINA CC COMO MOTORJuan SandovalLaboratorio de Maquinas Elctricas, Departamento de Energa Elctrica, Escuela Politcnica NacionalQuito, Ecuador jsandovalcaizatoa@yahoo.comResumen- en este documento se podr encontrar informacin sobre los tipos de frenado de una maquina CC, tambin se podr observar las diferentes curcas caracterstica como la de magnetizacin y de carga. Tambin se podr observar la inversin de giro que se realiz en la prctica realizada en el laboratorio.

Palabras Clave fuerza contraelectromotriz, flujo magntico, corriente de campoI. OBJETIVO

Analizar el arranque, inversin de giro, frenado y control de velocidadII. CUESTIONARIO

A. Calcular la corriente de arranque sin la resistencia externa colocada en el circuito de la armadura. Comparar y analizar entre la corriente medida en la prctica y la nominal de la mquina.

En un motor de D.C. se calcula como se muestra en la ecuacin: Dnde:

Vt: Voltaje

Ea: Fuerza contraelectromotriz

Ra: Resistencia de la armadura

Rx: Resistencia externaSi la fuerza contraelectromotriz inducida es cero (Ea=0) cundo se arranque el motor se debe considerar que no hay resistencia externa (Rx) y por lo tanto la resistencia de la armadura es 1 [].

La corriente de arranque es muy grande por eso se la debe limitar con una resistencia variable como se hizo en la prctica, esta corriente de arranque al no limitarla con una resistencia se evita que el motor se dae ya que si esta corriente no se limitara no daara al motor en ese instante sino que va a ser a largo plazo.La corriente de arranque que se midi fue de 88.8[A] no es igual a la que se calcul porque se considera la resistencia de los devanados.B. Cmo interviene la polaridad del campo magntico y del voltaje aplicado a la armadura en el giro del rotor. Explique grficamente.

El sentido de giro de un motor de CC depende del sentido de las corrientes circulantes por los devanados inductor e inducido.

La inversin del sentido de giro del motor de CC se lo realiza invirtiendo el sentido del campo magntico o tambin de la corriente del inducido.

Los cambios de polaridad de los bobinados, en el inductor como en el inducido se hace en la caja de bornes de la mquina. El sentido de giro lo, podemos obtener por la regla de la mano derecha

FIG 1. Giro del rotor debido a la polaridad del campo magntico y del voltaje aplicado a la armaduraC. Comentar y comparar los mtodos usados para el frenado de la mquina.

1) Frenado dinmico:Se desconecta el inducido de un motor de la red de alimentacin mientras continua conectada la excitacin en esta configuracin el motor cambia a ser un generador entregando una energa a la carga y esto producir que el giro del rotor se pare, mientras ms carga se ponga el frenado ser ms rpido que cuando no exista carga.

2) Frenado por inversin:Este tipo de frenado se lo realiza mediante la aplicacin de tensin en el inducido pero en sentido inverso, en ese momento el motor se detiene bruscamente y una vez que se detiene comienza a girar en sentido contrario al que estaba girando

D. Graficar la velocidad en funcin de la corriente de campo y del voltaje terminal. Comentar sobre las caractersticas tcnicas de cada uno de los mtodos de control de velocidad.

TABLA 1

VALORES MEDIDOS DE CORRIENTE DE CAMPO Y VELOCIDAD

Corriente de Campo

[A]Velocidad

[rpm]

0.281820

0.271794

0.251662

0.241624

0.221539

0,211443

0.201383

0.181300

FIG 2. Curva de velocidad vs la corriente de campo

Lo que se puede verificar con estos clculos tomados es que el mientras se disminuya la velocidad la corriente ira tambin ira disminuyendo por lo tanto son directamente proporcionales.

TABLA 2

VALORES MEDIDOS DE VOLTAJE TERMINAL Y VELOCIDAD

Voltaje en los Terminales[V]Velocidad

[rpm]

1101820

971794

90.31662

86.81624

78.81539

69.81443

641383

52.31300

FIG 3. Curva de la velocidad vs el voltaje al terminal

Se puede observar que el voltaje es directamente proporcional a la velocidad del motor.E. Indicar la razn por la cual se cambia la polaridad de armadura para invertir el sentido de giro

Es aconsejable cambiar la polaridad de armadura, ya que si el motor esta en configuracin compuesto acumulativo, sigue de la misma manera. Ahora si se invierte el campo en derivacin, el campo en serie tambin debe invertir, de no hacer esto el motor compuesto acumulativo se conectar como compuesto diferencial.El campo es un circuito muy inductivo, y cambiar las inversiones frecuentemente produce altas f.e.m. inducida en los contactos del interruptor, para lograr la inversin del circuito de campo.

F. Mencionar la influencia de los controles de velocidad en las variables de salida de la maquina

Dnde:

w: Velocidad

Vt: Voltaje terminal

Ia: Corriente de arranque

: Flujo magntico

K: Constante de la maquina

Dnde:

T: Torque de la maquina

K: Constante de la maquina : Flujo magntico

Ia: Corriente de arranque

Los casos que vamos a tener son los siguientes: a. Si variamos la resistencia del circuito de armadura

Si mantenemos constante la resistencia que se encuentra ubicada en serie con la armadura vamos a tener una variacin en la velocidad ya que esta velocidad es dependiente de la cada de voltaje que est ubicada en la carga. Por lo tanto el control mediante la resistencia permite obtener un controlador de par constante ya que mantenemos constante la velocidad aun as cambiando la corriente de armadura no vara la velocidad.b. Si variamos el voltaje en la armadura

El voltaje que nosotros apliquemos va a controlar la velocidad con la que va a girar la mquina y la corriente de armadura no va a presentar cambios muy elevados para que la velocidad se altere.c. Si Variamos o controlamos el flujo mediante la corriente de excitacin :

Si la corriente de campo decrece se provoca un aumento en la velocidad y adems se va a ver un incremento en el par, ya que si observamos la ecuacin si disminuimos el flujo para mantener la velocidad constante aumenta la corriente de armadura.G. Consultar sobre otros mtodos para frenado de motores de corriente continua

Frenado Reostatico: Este mtodo consiste en disipar la energa que se genera, actuara como un generador con unas resistencias de frenado, las cuales son las mismas que se utilizan para el arranque.

FIG 4. Frenado ReostaticoFrenado Regenerativo o DinmicoEste mtodo consiste en devolver la energa generada a la lnea de alimentacin. Frena instantneamente al motor eliminando por medio de una resistencia la energa almacenada.

FIG 5. Frenado Regenerativo o dinmicoIII. CONCLUSIONES

Es muy importante que al momento de arrancar el motor es muy importante controlar la corriente por medio de una resistencia variable la cual me permitir atenuar esa corriente y mantendr un buen uso de la mquina. se tiene que tener en cuenta que la velocidad a la que se va a hacer girar la maquina debe ser la adecuada ya que si se le hace girar de una manera errnea es decir aumentar demasiado la velocidad de la maquina puede producir daos en la misma a largo plazo. Uno de los mejores mtodos para frenar el motor fue el frenado dinmico ya que en este su usaba pasos de carga para ir frenando el motor de una manera adecuada y nos brusca como en algn de los otros mtodos usados en la prctica realizada. Al momento de realizar la prctica se pudo observar y comprobar que la velocidad del motor es dependiente del voltaje aplicado al mismo pero es inversamente proporcional a la corriente que se obtuvo.

III. RECOMENDACIONES

Se recomienda al estudiante tener muy en cuenta las conexiones realizadas para evitar daos a la mquina y al estudiante.

Se recomienda usar los instrumentos de laboratorio que se encuentren en un buen estado.IV. REFERENCIAS [1]

A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley Jr, Stephen D. Umans, Electric Machinery, McGraw-Hill sixth edition.

[2]

Jess Fraile Mora, Maquinas Elctricas, McGraw-Hill quinta edicin

VI. BIOGRAFIAJuan Sandoval, naci en Quito-Ecuador el 6 de febrero de 1992. Obtuvo el ttulo bachiller en Electrnica de Consumo en el colegio Tcnico Arturo Bora, actualmente se encuentra estudiando en la Escuela Politcnica Nacional en la carrera de Ingeniera Elctrica.