• Author / Uploaded
• Jordan Raúl

Citation preview

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

2014190101

GP. N°. 5

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

MAQUINAS ELECTRICAS Ing. LUIS ADRIAN CHIRINOS APAZA INFORME 6 ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” ALUMNO: -CONDORI HUANQUI JORDAN

2018

Pág. 1

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

2014190101

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” 1. OBJETIVO Revisar, estudiar y aplicar la teoría estudiada para reconocer y ubicar a los diferentes componentes de las máquinas de corriente continua, tomando lectura de las resistencias de cada uno de ellos y realizar el ensamble observando las normas de seguridad.

2. FUNDAMENTO TEORICO El motor

de

corriente

continua es

una

máquina

que convierte la energía

eléctrica continua en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales. Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición, paro y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos. Pero con la llegada de la electrónica su uso ha disminuido en gran medida, pues los motores de corriente alterna, del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual forma a precios más accesibles para el consumidor medio de la industria. A pesar de esto los motores de corriente continua se siguen utilizando en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micro motor, etc.) La principal característica del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga. Su principal inconveniente, el mantenimiento, muy caro y laborioso.

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

Universidad Católica de Santa María

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA”

TEMA Apellidos y Nombres

Condori Huanqui Jordan

C.U.I

2014190101

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes, un estator que da soporte mecánico al aparato y tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica. En el estator además se encuentran los polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, al que llega la corriente mediante dos escobillas.

Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como estén conectados, en: 

Motor serie



Motor compound



Motor shunt



Motor eléctrico sin escobillas

Universidad Católica de Santa María

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA”

TEMA Apellidos y Nombres

Condori Huanqui Jordan

C.U.I

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

2014190101

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrónica: 

Motor paso a paso



Servomotor



Motor sin núcleo

Principio de Funcionamiento Según la Ley de Lorentz, cuando un conductor por el que pasa una corriente eléctrica se sumerge en un campo magnético, el conductor sufre una fuerza perpendicular al plano formado por el campo magnético y la corriente, siguiendo la regla de la mano izquierda, con módulo



F: Fuerza en newton



I: Intensidad que recorre el conductor en amperios



l: Longitud del conductor en metros



B: Densidad de campo magnético o densidad de flujo teslas

Esquema del funcionamiento de un motor de c.c. elemental de dos polos con una sola bobina y dos delgas en el rotor. Se muestra el motor en tres posiciones del rotor desfasadas 90º entre sí. 1, 2: Escobillas; A, B: Delgas; a, b: Lados de la bobina conectados respectivamente a las delgas A y B.

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

2014190101

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

Estructura 1. Rotor Constituye la parte móvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga. • Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector. • Núcleo: Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule.

Las laminaciones tienen por objeto reducir las corrientes parásitas en el núcleo. El acero del núcleo debe ser capaz de mantener bajas las pérdidas por histéresis. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado). • Devanado: Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado.

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

2014190101

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

• Colector: Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas. La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas (llamadas también cepillos) Estator Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio. • Armazón: Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales: servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético. • Imán permanente: Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcasa del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos. • Escobillas: Las escobillas están fabricadas se carbón, y poseen una dureza menor que la del colector, para evitar que éste se desgaste rápidamente. Se encuentran albergadas por los portaescobillas. Ambos, escobillas y portaescobillas, se encuentran en una de las tapas del estator. La función de las escobillas es transmitir la tensión y corriente de la fuente de alimentación hacia el colector y, por consiguiente, al bobinado del rotor. • Portaescobillas: Su función es mantener a las escobillas en su posición de contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra el colector.

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

2014190101

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser excesiva, la fricción desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto.

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

2014190101

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

Sentido de Giro El sentido de giro de un motor de corriente continua depende del sentido relativo de las corrientes circulantes por los devanados inductor e inducido. La inversión del sentido de giro del motor de corriente continua se consigue invirtiendo el sentido del campo magnético o de la corriente del inducido. Si se permuta la polaridad en ambos bobinados, el eje del motor gira en el mismo sentido. Los cambios de polaridad de los bobinados, tanto en el inductor como en el inducido se realizarán en la caja de bornes de la máquina, y además el ciclo combinado producido por el rotor produce la fmm (fuerza magnetomotriz). El sentido de giro lo podemos determinar con la regla de la mano derecha, la cual nos va a mostrar el sentido de la fuerza. La regla de la mano derecha es de la siguiente manera: el pulgar nos muestra hacia dónde va la corriente, el dedo índice apunta en la dirección en la cual se dirige el flujo del campo magnético, y el dedo medio hacia dónde va dirigida la fuerza resultante y por lo tanto el sentido de giro.

Universidad Católica de Santa María

TEMA Apellidos y Nombres

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

“ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA” Condori Huanqui Jordan

C.U.I

Pág. 1

Guía de Laboratorio d Máquinas eléctricas

FECHA

16/05/2018 DOCENTE AULA HORARIO DIA

2014190101

Ing. Luis Adrián Chirinos Apaza R-301 6:00-8:00pm Miércoles

GP. N°. 5

CUESTIONARIO 1. Defina la función de cada componente ubicado en el motor ensayado.

Un motor de corriente continua es aquel que trabaja o se alimenta de corriente continua. Están formados generalmente por las siguientes partes: • Inductor o estator (Arrollamiento de excitación): Es un electroimán formado por un número par de polos. Las bobinas que los arrollan son las encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la corriente de excitación. • Inducido o rotor (Arrollamiento de inducido): Es una pieza giratoria formada por un núcleo magnético alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que actúa el campo magnético. • Colector de delgas: Es un anillo de láminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el circuito exterior a través de las escobillas. • Escobillas: Son unas piezas de grafito que se colocan sobre el colector de delgas, permitiendo la unión eléctrica de las delgas con los bornes de conexión del inducido. Al girar el rotor, las escobillas van rozando con las delgas, conectando la bobina de inducido correspondiente a cada par de delgas con el circuito exterior.

2. Describa ¿por qué las diferencias de valores resistivos entre las bobinas del estator y las bobinas del rotor?

En un motor de corriente continua, las diferencias de valores resistivos se deben a que la mayor corriente siempre pasa por la armadura o rotor, y una corriente más pequeña recorre por el estator o campo. Ya que la corriente que pasa por el rotor es mayor o grande, su resistencia es menor y el cable de la bobina es grueso. Ya que la corriente que circula por el estator es pequeña; entonces, su resistencia es grande y el conductor de la bobina es delgado. 3. Describa las ventajas y desventajas de la utilización de máquinas de Corriente Continua en aplicaciones industriales. Aunque el precio de un motor de corriente continua es considerablemente mayor que el de un motor de inducción de igual potencia, existe una tendencia creciente a emplear motores de corriente continua en aplicaciones especiales. La gran variedad de la velocidad, junto con su fácil control y la gran flexibilidad de las características par-velocidad del motor de corriente continua, han hecho que en los últimos años se emplee éste cada vez más con maquinas de velocidad variable en las que se necesite amplio margen de velocidad y control fino de las mismas. Existe un creciente número de procesos industriales que requieren una exactitud en su control o una gama de velocidades que no se puede conseguir con motores de corriente alterna. El motor de corriente continua mantiene un rendimiento alto en un amplio margen de velocidades, lo que junto con su alta capacidad de sobrecarga lo hace más apropiado que el de corriente alterna para muchas aplicaciones.

4. De acuerdo al Código Eléctrico Nacional elabore el diagrama de representación del motor ensayado, y los circuitos de fuerza y control correspondiente. Circuito de Fuerza

Circuito de Control



OBSERVADORES Y CONCLUSIONES



Verificar los pulsadores antes del armado. Para saber que pulsador es de arranque y de detención. Eso se hace con la continuidad del multimetro. Al presionar y suena es de arranque, si se suena al comienzo es que es de detención.



Para los números de ranuras contado en el motor corresponde a la mitad del número de delgas.



Para cuando se necesite de baja potencia y no se disponga de alimentación de energía para su funcionamiento, se recomienda el uso de motores de imán permanente. Éstos, aunque ofrecen la mitad de la velocidad en vacío que un motor devanado en serie, poseen mayor par de arranque, omitiendo así su desventaja, ya que las sobrecargas pueden causar desmagnetización parcial y pérdida de la energía en él acumulada.



Es indispensable saber que en el momento del encendido del motor sufre una subida de corriente alta. Tener precaución en el momento de arranque.



BIBLIOGRAFIA



1. Documentos COTEC sobre oportunidades tecnológicas: 19 Materiales Magnéticos. Fundación COTEC para la innovación tecnológica DL: M. 87082003, Marzo 2003. 2. Bardell, P.R. Materiales magnéticos en la industria eléctrica. Ediciones URMO, 1970. 3. Hoburg, J.F, “Principles of quasistatic magnetic shielding with cylindrical and spherical shields”, IEEE Trans. On Electromagnetic Compatibility, (37) 4, 574579, Noviembre 1995. 4. Riba J.R., Alabern X. Magnetic Shields for Underground Power Lines. ICREPQ’04, International Conference on Renewable Energies and Power Quality. Ponencia nº 230. Actas del congreso en CD, ISBN: 8460798895, Depósito Legal: VG37204. Barcelona del 31 de marzo al 2 de abril de 2004. 5. Riba J.R., Garcia A., Alabern X. Reducción de los efectos de los campos magnéticos de baja frecuencia. XIV RIGE, XIV Reunión de grupos de investigación en ingeniería eléctrica. Ponencia nº 101. Actas del congreso en CD, ISBN: 8460798860, Depósito Legal: VG38204. Barcelona 1 2 de abril de 2004. http://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Aislantes%20y%20conductores.p df

 





