practica 2 conversion de la enegía 1 estudio de la máquina continua por inspeción

7/22/2019 Practica 2 Conversion de la enega 1 Estudio de la mquina continua por inspecin

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica

Ingeniera Elctrica

Laboratorio de Conversin de la Energa I:

Maquinas Elctricas de Corriente Continua

Prctica No. 2: Estudio de la mquina decorriente contina por inspeccin ocular.

Grupo: 4EMR

Equipo No. 6

NOMBRE NO. DE BOLETA

CORREO ELECTRONICO

Padilla Garca Oscar Alberto 2012301620

[email protected]

Frayde Pedroza Mario Enrique 2012300694

[email protected]


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2

Chvez Correa Sergio Octavio 2012300421

[email protected]

Villalobos Fuentes Carlos A. 2012302300

[email protected]

Nombre del profesor: Javier Castro Lpez

Realizacin: 6/Marzo/2014 -

Entrega: 13/Marzo/2014

Calificacin: _________________

PRACTICA 2

CONTENIDO BIEN REGULAR MEJORAR FALTO OBSERVACIONES

1 Reporte Digital

2 Portada

3 ndice deContenido

Numerada


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Contents

Objetivo ............................................................................................................................................. 4

Consideraciones tericas ............................................................................................................... 4

Generadores de corriente contina ......................................................................................... 4

Principio de funcionamiento ..................................................................................................... 5

Fuerza electromotriz (f.e.m.) .................................................................................................... 5

Partes de una mquina de C.C. ............................................................................................... 6

Estator ....................................................................................................................................... 6

Rotor ........................................................................................................................................... 6

Descripcin de las partes del Estator o inductor ................................................................. 7

Descripcin de las partes del rotor o inducido...................................................................... 8

4 Objetivo

5 ConsideracionesTericas

Dibujos Originales

6 Desarrollo de laPractica

Circuitos Elctricos

7 ResultadosObtenidos

Circuitos Fsicos yCuestionario

8 Conclusiones

Individuales

9 Bibliografa

10Hojas de Campo


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IEC 60085Clasificacin trmicaaislamiento elctrico................................................ 9

Desarrollo.......................................................................................................................................... 9

1.- Obtener los datos de la placa de la maquina .................................................................. 9

2.- Obtener las dimensiones exteriores ................................................................................ 10

3.- Observar detalles de construccin: .................................................................................. 11

4.- Hacer esquema de los siguientes puntos: ...................................................................... 12

5.- Partes mecnicas hacer dibujos y/o diagramas ............................................................ 16

Estator ......................................................................................................................................... 17

Rotor............................................................................................................................................. 18

Conmutador ................................................................................................................................ 19

Anlisis del devanado de armadura ..................................................................................... 19

Datos ......................................................................................................................................... 19

Tablas ........................................................................................................................................ 20

Desplegado de devanado ...................................................................................................... 21

8.- Observaciones ...................................................................................................................... 21

Conclusiones ................................................................................................................................... 22

Bibliografa ..................................................................................................................................... 23

ObjetivoQue el alumno se familiarice con cada una de las partes constitutivas de la mquina,

con los materiales de que estn fabricados, la forma de montaje, lubricacin etc.,

estado que guardan las partes componentes para deducir si la maquina est en

condiciones de operacin.

Consideraciones tericasGeneradores de corriente continaSon mquinas dinamoelctricas destinadas a transformar la energa mecnica enenerga elctrica, se les conoce tambin con el nombre de dinamos.


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Principio de funcionamientoEl generador de C.C. (corriente continua) basa su funcionamiento en la ley deFaraday conocida tambin con el nombre de ley de la induccin.La Ley de Faraday establece que: si dentro de un campo magntico, se encuentra unconductor y existe un movimiento relativo entre ellos, ya sea que el campo magnticose mueva y el conductor se quede fijo, o bien que ste sea el que se mueva y el campomagntico permanezca fijo, en cualquier caso ya mencionado se inducir una fuerzaelectromotriz.El dispositivo que crea el campo magntico (imn o electroimn) se conoce comoinductor y la bobina o conductor que recibe la accin del campo magntico se le llamainducido.El campo magntico se define como: fuerza magntica que los imanes tienen paraatraer partculas ferrosas, est formado por miles de lneas de fuerza magnticas, suunidad es el weber en el sistema M.K.S. y maxwell en el sistema c.g.s., se representapor la letra griega (fi).

Fuerza electromotriz f.e.m.)La fuerza electromotriz es la fuerza necesaria para mover electrones en un circuito, odicho de otra forma, es la fuerza que hace que circule una corriente elctrica en un

circuito cerrado, se representa por la E, sus unidades son los volts y se abrevia f.e.m.Entre mayor nmero de espiras se induce una f.e.m. mayor. As mismo, si la velocidaddel movimiento relativo entre el campo magntico y la espira o bobina aumentaocasiona que el tiempo de contacto entre ambos disminuya, originando que el valor dela f.e.m. inducida aumente.Por lo tanto el valor promedio de la f.e.m. E inducida en una bobina de N espiras quees afectada por un campo magntico en un determinado tiempo t, se determina porla siguiente ecuacin, conocida por la ley de Faraday:


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()

En donde:N es el nmero de espiras

Es el valor promedio del campo magntico en maxwells y sin en weberst es tiempo en segundos(-) este signo no es algebraico, solo representa la ley de Lenz(Oposicin de la f.e.m. inducida a la causa que la origina).

Partes de una mquina de C.C.Las mquinas de c.c. ya sea generador o motor, estn constituidas exactamente de lasmismas partes, las partes ms importantes son el inductor o estator y el inducido orotor. A continuacin se enuncia todas sus partes:

Estator

Elementos magnticos Yugo polar Zapata polar Polos de conmutacin o interpolos Yugo del estator o culata

Elementos elctricos Devanados inductores Devanados compensadores Devanados de los interpolos

Elementos mecnicos Carcaza o soporte Soportes del inducido Yugo porta escobillas Porta carbones Cojinetes Escobillas

Rotor

Elementos magnticos

Laminaciones Ranuras Dientes


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Elementos elctricos

Bobinas Conmutador Delgas o segmentos

Aislamientos

Elementos mecnicos

Flecha Ventilador Mun o gorrn del cojinete Anillo o ranuras de proyeccin Araa de armadura Ductos de ventilacin

Descripcin de las partes del Estator o inductorCarcaza.-Es el cilindro exterior de la maquina el cual junto con las tapas nos sirvepara darle rigidez a todo el conjunto de la maquina generalmente se construye de

hierro fundido.

Yugo del estator.-Es el conjunto de laminaciones de acero al silicio lo cual nos permiteevitar las corrientes de Foulcault y Heidi, y en algunas veces los polos forman una

sola pieza con el yugo del estator.

Polos principales.- Estos se fabrican tambin de laminaciones de acero al silicio ytambin se forma un paquete el cual se puede fijar con remaches o soldadura, este polo

cuenta con un ensanchamiento el cual recibe el nombre de zapata polar y su funcin esdistribuir en forma ms uniforma las lneas de flujo magntico.

Interpolos o polos auxiliares.-Estos nos sirven para corregir la reaccin de armadura yse intercala entre los polos principales de la mquina y tambin se fabrican de acero al

silicio.

Devanados compensadores.- Estos se localizan en las zapatas polares y su funcintambin es la de corregir la reaccin de armadura.

Tapas.-Estas junto con la carcaza nos sirven para darle rigidez a todo el conjunto dela mquina y existen 3 tipos que pueden ser cerradas, abiertas y semicerradas osemiabiertas.

Rodamientos o chumaceras.- Estos se construyen de acero al silicio y pueden ser debola, cilindro o aguja.


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Devanado de campo principal.-Este nos sirve para determinar el tipo de mquina quese tiene, sabiendo que existen tres tipos de mquinas que son: maquina serie, maquina

derivada y maquina mixta o compuesta.

Yugo de porta escobillas.- Este se fabrica de un material aislante ya sea baquelita omicarta y va colocado en una de las tapas del lado del conmutador; este yugo tieneunos pernos donde se colocan las portas escobillas.

Porta escobillas.-Estas se fabrican de aluminio y cuenta con un fleje acelerado el cualnos sirve para que la escobilla siempre este en contacto con el conmutador.

Escobillas.- Generalmente se fabrican de carbn grafitado con varios grados de durezalo cual se debe a la velocidad de la maquina en algunas ocasiones se fabrican de carbn

grafitado con filsticas de cobre y su funcin principal es la de llevar al exterior de la

maquina la f.e.m. generada.

Descripcin de las partes del rotor o inducidoFlecha.- Esta se construye de un acero especial coorool y cuenta con una pequeaconmucidad de milsimas de pulgada, lo cual nos sirve para sujetar lquidamente las

laminaciones.

Laminaciones.- Estas se fabrican de acero al silicio y cuentan con unas ranuras quenos sirve para colocar los devanados del inducido o armadura.

Ranuras.- Estas pueden ser de tipo cerrado, semicerradas y abierto.Devanado de inducido o de armadura.- este nos sirve para determinar qu tipo demquina requerimos y contamos con 3 tipos de devanados que son:

Devanado imbricado Devanado ondulado Devanado anca de rana

Conmutador.- Este se construye de segmentos o delgas de cobre estirado en frio y seencuentra aislado en la flecha y entre s por medio de micas.

Segmentos o delgas.- Son tiras de cobre estirado en frio y que sirven para darle formaal conmutador.

Mun.- Estas se encuentran en los extremos de la flecha y su funcin es la de evitarque la grasa o lubricante que le sirve a la flecha penetre a la parte interna de la

mquina.

Sistema de ventilacin.- Existen 3 tipos: Radian Tangencial


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Abanico

IEC 60085 Clasificacin trmica aislamiento elctricoLaComisin Electrotcnica Internacional(CEI oIECpor sus siglas en ingls,International

Electrotechnical Commission) es una organizacin de normalizacinen loscamposelctrico,electrnico y tecnologas relacionadas. Numerosasnormas se desarrollan

conjuntamente con laISO (normas ISO/IEC).

Estas normas son aplicadas en toda la Unin Europea siendo nuestra maquina de el Reino Unidosu clasificacin de aislamiento acata la siguiente norma

De acuerdo a la norma IEC 60085 Clasificacin trmica aislamiento elctrico tenemosque los diferentes tipos de aislamientos son:

RTE Clase trmica Designacin90-105 90 Y>105120 105 A>120130 120 E>130155 130 B>155180 155 F>180200 180 H>200220 200>220250 220

>250 250

Al igual lo indica la norma britnica BS EN 60085:2004 (British StandarsEuropeanStandars)

Desarrollo1.- Obtener los datos de la placa de la maquina

a) TUSCAN DIRECT CURRENT MOTORSb) Tipo: Horizontalc) N de serie: D1474D22d) Forma: Semicerradoe) Capacidad: 0.5 HP
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_para_la_Estandarizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_para_la_Estandarizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad


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f) Tensin nominal: 175 Vg) Corriente nominal: 2.75 Amph) Velocidad nominal: 1500 rpm

i) Temperatura mxima permisible: Aislamiento tipo E120C

2.- Obtener las dimensiones exteriores


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3.- Observar detalles de construccin:

a) Es de fundicinb) Sujeta a presin


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4.- Hacer esquema de los siguientes puntos:

a) Partes mecnicas


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13


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b) Estator

Parte fija de la mquina destinada principalmente para crear, dirigir y conducir al flujo magntico

c) Rotor

Parte giratoria de la mquina destinada a el proceso de transformacin de la energa elctrica a

mecnica (motores elctricos) o de enrga mecnica a elctrica (generador elctrico).


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15

d) Verificacin del circuito elctrico

CD

e) Verificacin del circuito magntico


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16

f) Verificacin del sistema trmico

5.- Partes mecnicas hacer dibujos y/o diagramasa) Tipo de Soporte: escudo

b) Tipo de rodamientos: cilindro con lubricacin a presin

4.74cm

1.30cm


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17

c) Dimetro y longitud de flecha: 33.5cm, 1.28cm

1.27cm

d) Tipo de acoplamiento de la flecha: por banda

Estator

(hacer diagramas fsicos)

A)

a) Construccin: La mayora de las partes esta construido de hierro colado, cobre yacero al silicio.

b) Estado en el que se encuentra: Por falta de piezas como las escobillas lamaquina no puede operar

c) Cuantos grupos de escobillas hay: Hay 2d) Material del yugo de porta escobillas: De resortes


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B)

a) Entrehierro: 1.15mmb) Son laminados los polosc) Forman las zapatas polares una sola pieza en el polod) No tiene polos de conmutacin ni interpolose) Hay devanados en las zapatas polares: Nof) El yugo polar es: laminadog) Son las bobinas prefabricadas o estn devanadas sobre los polos: No tiene

Rotor

(hacer diagrama fsico proyeccin isomtrica)

El elemento situado en el centro es la parte del motor que genera el movimiento. Se la

llama armadura o rotor, y consiste en un electroimn que puede girar libremente

entorno a un eje. Dicho rotor est rodeado por un imn permanente, cuyo campo

magntico permanece fijo.


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El electroimn recibe la corriente a travs del contacto establecido entre las escobillas

y el conmutador. Las escobillas permanecen fijas, mientras que el conmutador puede

girar libremente entre ellas siguiendo el movimiento del rotor.

Conmutador

a) Dimetro polar: 7.8 cm

b) 1.9 cm y 0.25 cm de cobre estirado

c) Dimetro del conmutador: 4.7 cmd) Dimetro del inducido: 8.1 cm

e) Delgas del conmutador: 48

f) Ncleo de la armadura: laminacionesg) Tipo de inducido: tambor

h) Tiene ductos de ventilacin: radial

i) Tiene abanico para forzar ventilacin: si

j) Ranuras del rotor y dimensiones: 16 ranuras, 16 dientes 1.2 cm entre cada diente y entreranura 0.4 cm

k) Qu tipo de ranuras tiene: semicerradas cuadradas

l) Dispone el inducido de cinchos de sujecin: dispone de 2 cinchos de sujecin.

m) Cuantas conexiones llegan a los segmentos: 2 conexiones por segmento.

Anlisis del devanado de armadura

Datos

Devanado Imbricado Mltiple

()


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20

()

()

Tablas

Delga

inicial

Costado Delga

finalInicial Final

1 1 50 4

4 7 56 7

7 13 62 10

10 19 68 13

13 25 74 16

16 31 80 19

19 37 86 22

22 43 92 25

25 49 2 28

28 55 8 31

31 61 14 34

34 67 20 37

37 73 26 40

40 79 32 43

43 85 38 46

46 91 44 1

2 3 52 5

5 9 58 8

8 15 64 11

11 21 70 14

14 27 76 17

17 33 82 20

20 39 88 23

23 45 94 26

26 51 4 29

29 57 10 32

32 63 16 35

35 69 22 38

38 75 28 41

41 81 34 44

44 87 40 47


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21

47 93 46 2

3 4 53 6

6 10 59 9

9 16 65 12

12 22 71 1515 28 77 18

18 34 83 21

21 40 89 24

24 46 95 27

27 52 5 30

30 58 11 33

33 64 17 36

36 70 23 39

39 76 29 42

42 82 35 45

45 88 41 4848 94 47 3

Desplegado de devanado

Diagrama desplegado del devanado

8.- Observaciones

No cuenta con todas sus partes y es muy difcil saber el material tipo de elementosque tiene y hacer las respectivas mediciones


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No tiene escobillas

No tiene porta escobillas

Falta el devanado

Las partes de la maquina estn muy gastadas

Una de las tapas est rota

No se pueden hacer las escobillas y porta escobillas ya que no cuenta con ellas

Conclusiones

Frayde Pedroza Mario Enrique

En esta prctica, pude observar las partes que conforman el motor, armamos el motor

ya que estaba desarmado, localizamos las partes y tomamos medidas de las partes de

este, como el estator y rotor. Hicimos los dibujos a escala para la prctica y

posteriormente hacer el reporte, al armar la mquina que se nos facilit, localizamos elrotor y el estator. Son mquinas elctricas rotatorias, Algunos motores elctricos son

reversibles (a excepcin de los motores de laboratorio), ya que pueden transformar

energa mecnica en energa elctrica funcionando como generadores.

Chvez Correa Sergio Octavio

En esta prctica desarmamos una maquina de corriente continua para ubicar las

partes que la constituyen como son los elementos magnticos, elctricos y mecnicos.

Tomamos las medidas de cada elemento como el estator, el yugo, la zapata, el rotor

(No. De delgas, dientes ranuras). Tambin definimos que tipo de maquina es

dependiendo de las tapas, si son de araa o escudo, o que tipo de cojinetes utiliza, sitiene o no devanados de compensacin.

Padilla Garca Oscar Alberto

Para dicha prctica se desarmo una mquina para poder identificar sus componentes y

dimensionarla, as comprobando algunos conceptos manejados en clase para la

localizacin de estos, dando como resultado la correcta verificacin de estos y la

localizacin de diversos componentes que le hacan falta a la maquina, ya que sin estos

conceptos indispensables no podramos a ver realizado dichas identificaciones.

Villalobos Fuentes Carlos Arstides

En esta prctica analizamos, tocamos y medimos todas las partes de una mquina de

CC. Gracias a esto podremos identificar las partes de la mquina no solo por su

definicin terica, sino que visualmente podremos identificar que parte de la maquina

estamos viendo. Gracias a este anlisis pudimos entender un poco ms del diseo de

las mquinas elctricas. Esta prctica es necesaria para familiarizarse con todas las


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maquinas rotatorias y poder identificar caractersticas especiales de los componentes.

Se cumpli con el objetivo de la prctica con excepcin del anlisis de los porta

escobillas y escobillas.

BibliografaAnlisis de Circuitos: Teora y Practica, Allan H. Robbins, Wilhelm C. Miller, Editorial

CENGAGE Learning, cuarta edicin, Mxico, 2008

Fundamentos de control de motores elctricos en la industria, Enriquez Harper, Editorial

Limusa, 2004, Mexico D.F.

Instalaciones Elctricas Bsicas , Linda Ball, Kevin Haas, Creative Publishing, 2002

Electrical insulationThermal classification. (n.d.). British Standard. Retrieved March

13, 2014, from

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B/%E5%9B%BD%E9%99%85%E6%A0%87%E5%87%86/BS%20EN%2060085-

2004%20%E7%94%B5%E6%B0%94%E7%BB%9D%E7%BC%98%20%E8%80%90%E

7%83%AD%E6%80%A7%E5%88%86%E7%B1%BB.pdf
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practica 2 conversion de la enegía 1 estudio de la máquina continua por inspeción

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