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• Lautaro Benjamin Ibañez

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ÁREA MÁQUINAS, DISPOSITIVOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS Fecha:

ENSAYOS SOBRE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

Cantidad de páginas: 8

ÍNDICE

1

Definiciones acerca de los ensayos ........................................................................................... 2 Ensayo directo ............................................................................................................................... 2

2

Características de la máquina a ensayar ................................................................................... 2

3

Tipos de conexiones .................................................................................................................. 2

4

3.1

Circuito de conexión derivación, paralelo o shunt .............................................................. 2

3.2

Circuito de conexión serie................................................................................................... 3

Ensayos a realizar...................................................................................................................... 4 4.1

Introducción ........................................................................................................................ 4

4.2

Característica mecánica del motor en conexión Derivación, Paralelo o Shunt .................. 4

4.2.1

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

4.2.2

Procedimiento de Ensayo ............................................................................................ 5

4.2.3

Mediciones para obtener la característica mecánica en conexión derivación ............. 5

4.2.4

Tabla de valores leídos y calculados ........................................................................... 6

4.3

Característica mecánica del motor en conexión serie ........................................................ 6

4.3.1

Objetivo........................................................................................................................ 6

4.3.2

Procedimiento de Ensayo ............................................................................................ 6

4.3.3

Mediciones para obtener la característica mecánica en conexión serie ..................... 6

4.4

Tabla de valores leídos y calculados .................................................................................. 7

5

Gráficos ...................................................................................................................................... 8

6

Análisis y conclusiones .............................................................................................................. 8

REALIZADO POR LOS INGS. DÍAZ, RAÚL; FRENE HORACIO Y MASSA PABLO DOCENTES DEL ÁREA DE MÁQUINAS, DISPOSITIVOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS MARZO 2005

1

1

Definiciones acerca de los ensayos

Ensayo directo Se entiende por ensayo directo o método de ensayo directo aquel en el cual el elemento a ensayar es solicitado, en condiciones normales de funcionamiento, mediante un elemento denominado carga y en el cual se pueden medir en forma directa aquellas magnitudes que se desean evaluar. Este método en ocasiones se encuentra limitado por la baja exactitud de los resultados obtenidos o por la imposibilidad de disponer cargas y elementos de medición adecuadas. 2

Características de la máquina a ensayar

Motor de Corriente Continua

3 3.1

Tipo:

AL 1006/90

Número fabricación: 825

C/Continua:

0,81 CV

Servicio:

C % ED

Inducido:

220V 3,75A 1500 /min.

Excitación SH/S/C:

220V 0,7A

Aislamiento:

cl B

Protección

IP23 VDE 0530-76.1

Tipos de conexiones Circuito de conexión derivación, paralelo o shunt

U L = E ' i +(Ri + R BPA + Rarr ) ⋅ I i Ei = k ⋅ n ⋅ φ P

k=

P⋅Z 60 ⋅ a

φ P = f (I exc. )

U L = (RBED + Rexc ) ⋅ I exc. I L = I i + I exc .

Ti = k ' ⋅ φ P ⋅ I i

k' =

n=

P⋅Z 2 ⋅π ⋅ a

φ P = f (I exc. )

U L − (Ri + RBPA ) ⋅ I i k ⋅φ P

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2

3.2

Circuito de conexión serie

U L = E ' i +(Ri + R BPA + R BES + Rarr ) ⋅ I L Ei = k ⋅ n ⋅ φ P

k=

P⋅Z 60 ⋅ a

φ P = f (I exc. )

I L = I i = I exc .

I arr =

Ti = k ' ⋅ φ P ⋅ I i

Rarr

UL + Ri + R BPA + R BES

k' =

P⋅Z 2 ⋅π ⋅ a

φ P = f (I exc. )

En la hipótesis de que φ P = K ⋅ I L 2 Tiarr = k ' ⋅ K ⋅ I arr

n=

U L − (Ri + R BPA + R BES ) k ⋅φP

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Referencias de los circuitos de conexión:

4

Ii

: Intensidad en el inducido

Iexc.

: Intensidad de excitación

IL

: Intensidad de línea

E’i

: Fuerza electromotriz en el inducido

UL

: Tensión de línea

Ri

: Resistencia de inducido

RBPA

: Resistencia del bobinado de polos auxiliares

RBED

: Resistencia del bobinado de excitación derivación

RBES

: Resistencia del bobinado de excitación serie

Rexc.

: resistor de excitación

Rarr.

: resistor de arranque

n

: velocidad en r.p.m.

Ti

: par o cupla interna

P

: número de polos

Z

: número total de conductores activos del inducido

a

: número de vías o caminos paralelos en el devanado del rotor

Ensayos a realizar

Se acopla por un lado del eje motor un freno dinámico y por el otro una dinamotacómetro. En el freno dinámico, la energía desarrollada en el árbol motor se transfiere a una carcasa oscilante, que opone una cupla resistente que es igual y opuesta a la motriz. Esta cupla resistente se puede regular actuando sobre un potenciómetro instalado en un elemento de control hasta obtener la cupla deseada, cuyo valor en [Nm] estará definido por el producto de la longitud del brazo de palanca (0,285 m), la indicación del dinamómetro (en kg) y la constante gravitacional (9,81 m/s2). La dinamotacómetro nos proporciona una salida de tensión que es proporcional a la velocidad. 4.1

Introducción

El presente laboratorio está destinado al estudio de la máquina de corriente continua funcionando como motor. Ensayaremos la máquina como motor en conexión serie y derivación, para obtener la característica mecánica (velocidad- cupla) en cada caso. 4.2 4.2.1

Característica mecánica del motor en conexión Derivación, Paralelo o Shunt Objetivo

Con la máquina funcionando como motor en conexión derivación se determinará la característica velocidad- cupla del mismo. •

Característica mecánica: n = f(T) para excitación derivación, paralelo o shunt.

•

Rendimiento: η = f(T,n,U,I) para excitación derivación, paralelo o shunt. REALIZADO POR LOS INGS. DÍAZ, RAÚL; FRENE HORACIO Y MASSA PABLO DOCENTES DEL ÁREA DE MÁQUINAS, DISPOSITIVOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS MARZO 2005

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4.2.2

Procedimiento de Ensayo

Conectando el circuito a tensión nominal, con la resistencia de campo cortocircuitada (mayor flujo) y con el reostato de arranque totalmente intercalado (menor corriente de arranque) el motor irá adquiriendo velocidad. Alcanzado el regimen de velocidad constante se irá desintercalando el reostato de arranque e interxcalando resistencia en el campo hasta lograr la velocidad nominal. Luego se va aumentando la carga, mediante el freno, tomándose los valores de cupla y velocidad. 4.2.3

Mediciones para obtener la característica mecánica en conexión derivación

Se tomarán valores de cupla y velocidad. Los valores leídos de tensión en escobillas y corriente de inducido son de control. Los valores leídos serán volcados en la tabla 1. El circuito que se utilizará junto con el listado de instrumentos y equipos auxiliares a utilizar se muestran a continuación. CIRCUITO DE ENSAYO

INSTRUMENTO

VOLTÍMETRO

AMPERÍMETRO

REOSTATO Nº1

REOSTATO Nº3

T 372

T 370

3 X 47 Ω

470 Ω

100/250/500 V

0,5 / 2,5 / 5 A

1000 W

1000 W

4,61 A

1,46 A

DÍNAMO TACÓMETRO

DINAMÓMETRO

FRENO

ALECOP

FORCE GAUGE

ALECOP

CC GEN

0 – 5000 g

500 / 3000 /min.

0,06 V / min. 500 / 3000 /min. REALIZADO POR LOS INGS. DÍAZ, RAÚL; FRENE HORACIO Y MASSA PABLO DOCENTES DEL ÁREA DE MÁQUINAS, DISPOSITIVOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS MARZO 2005

10 / 30 / 100 Nm 5

4.2.4

Tabla de valores leídos y calculados TABLA 1

4.3 4.3.1

Cupla

Velocidad

Tensión de entrada

Corriente de entrada

Rendimiento

[Nm]

[.../min.]

[V]

[A]

[%]

Característica mecánica del motor en conexión serie Objetivo

Con la máquina funcionando como motor en conexión serie se determinará la característica cuplavelocidad del mismo.

4.3.2

•

Característica mecánica: T = f(n) para Excitación Serie

•

Rendimiento: η = f(T,n,U,I) para Excitación Serie

Procedimiento de Ensayo

Conectando el circuito a tensión nominal, con el reostato de arranque totalmente intercalado (menor corriente de arranque) y el potenciometro regulado de tal manera que el freno dinámico oponga la cupla nominal (arranque con carga para evitar el embalamiento) el motor irá adquiriendo velocidad. Alcanzado el regimen de velocidad constante se irá desintercalando el reostato de arranque. Luego se va disminuyendo la carga, mediante el freno, tomándose los valores de cupla y velocidad. 4.3.3

Mediciones para obtener la característica mecánica en conexión serie

Se tomarán valores de cupla y velocidad. Los valores leídos de tensión en escobillas y corriente de inducido son de control. Los valores leídos serán volcados en la tabla 2. El circuito que se utilizará junto con el listado de instrumentos y equipos auxiliares a utilizar se muestran a continuación.

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CIRCUITO DE ENSAYO

INSTRUMENTOS Idem 4.2.2

CIRCUITO DE ENSAYO Idem 4.2.2

EQUIPOS AUXILIARES Idem 4.2.2 4.4

Tabla de valores leídos y calculados TABLA 2

Cupla

Velocidad

Tensión de entrada

Corriente de entrada

Rendimiento

[Nm]

[.../min.]

[V]

[A]

[%]

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Gráficos CARACTERÍSTICA MECÁNICA PARA CONEXIÓN SERIE Y DERIVACIÓN

Análisis y conclusiones 3000

2500

2000 VELOCIDAD [,,,/min.]

5

1500

1000

500

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

CUPLA [N/m]

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