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MÁQUINAS AC LABORATORIO Nº 07

“EL MOTOR UNIVERSAL”

-CABANA HERRERA JORGE LUIS Alumno (os):

-USCA QUISPE CARLOS ABEL -QUISPE MAMANI ROYER WIDMAR

Grupo

:

Semestre

:

Fecha de entrega

:

C IV

PROFESOR Maria Teresa Mendoza Hora :

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

NOTA:

Nro. DD-106

MAQUINAS ELÉCTRICAS AC Tema:

MOTOR UNIVERSAL Nota:

Apellidos y Nombres:

Página 1 / 10 Código Semestre Grupo Lab. Nº

: : : :

OBJETIVOS

I.

-

Determinar las características en vacío y plena carga cuando se alimenta con corriente alterna.

-

Determinar las características en vacío y plena carga cuando se alimenta con corriente continua.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA El motor universal se utiliza en herramientas portátiles como taladros, sierras, pulidoras eléctricas, batidoras, licuadoras, etc., en los que la velocidad, mucha potencia y tamaño pequeño constituyen una ventaja. El motor universal es básicamente un motor de DC diseñado para funcionar con CA y con CD. Un motor seria normal de CD funciona deficientemente en CA debido a: a)

La alta reactancia de los devanados de armadura y de campo limitando la corriente de CA a un valor mucho menor que la corriente directa (para la misma tensión de línea).

b)

Si se usa acero sólido para el marco o yugo del estator, el flujo de CA producirá grandes corrientes parasitas en él y por lo tanto se calentará.

El efecto de reacción de armadura puede reducirse colocando un devanado de compresión en el estator, de tal modo que los flujos se opongan o “anulen” entre si. Este mismo devanado de compensación se puede conectar en serie con el de armadura, en este caso se dice que el motor está conductivamente compensando. En estas condiciones, el motor universal tendrá características de operación similares, ya sea que funcione en CA o en CD. El devanado de compensación puede conectarse para que se comporte como el secundario de un transformador en corto circuito. La corriente inducida de CA en el devanado de compensación produce un flujo que se opone o “neutraliza” al de la corriente de armadura y se dice que el motor está inductivamente compensado. La reactancia del devanado de campo se puede mantener a un valor bajo, limitando el número de vueltas de la bobina.

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MAQUINAS ELÉCTRICAS II

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EQUIPOS A UTILIZAR 

01 Motor Universal.



01 Freno de polvo magnético.



01 Fuente de Alimentación.

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01 Tacómetro.



01 Pinza Amperímetrica.



01 Multistester.

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III.

Cables de conexión.

PROCEDIMIENTO

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Indicaciones generales sobre el manejo de los aparatos     



Compruebe la correcta fijación de los tornillos moleteados en la base del motor y del manguito de acoplamiento (power grip) del eje del motor. Utilice las cubiertas para el eje y el acoplamiento. El funcionamiento demasiado prolongado de las máquinas, en condiciones de carga elevada, conduce a un notorio calentamiento de las mismas. El caso extremo, es decir, la detención de la máquina, sólo debe producirse por un breve espacio de tiempo. Todas las máquinas están provistas de interruptores térmicos que se activan si se rebasa la temperatura de servicio tolerable. Estos contactos de conmutación tienen salida en la regleta de bornes y siempre deben conectarse a los correspondientes clavijeros de conexión de la fuente de alimentación o de la unidad de control. Todos los valores de medición se registraron con aparatos de medición habituales (en su mayoría de la clase 1,5) con la tensión de red habitual (230/400V +5% -10% 50Hz) y con máquinas de fabricación en serie. Por eso, empíricamente, los valores de medición registrados oscilarán dentro de un margen de tolerancia de +/-15% con respecto al valor de medición indicado. Al respecto, obsérvese también la norma VDE0530.

FECHA

ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)

2.

5.

3.

6.

AÑO

EQUIPO DE TRABAJO

FIRMA

4.

MES

FIRMA

SESIÓN N°

FIRMA

TALLER

FIRMA

AMBIENTE:

1. ALUMNOS (Apellidos y Nombres)

LABORATORIO

FIRMA

DOCENTE:

DIA

FIRMA

FIRMA

TAREA:

CARACTERÍSTICAS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:

1 2 3 4

OTROS RIESGOS (ESPECIFICAR PARA CADA PASO)

MEDIDAS DE CONTROL

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PASOS DE LA TAREA

5 6 7 8 9 10

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MOTOR UNIVERSAL EN DC 1.

Tomar los datos de placa del motor:

INTRODUZCA LOS DATOS NOMINALES DEL MOTOR UNIVERSAL

Potencia nominal de c.a. U nominal c.c. U nominal c.a. I nominal c.c. I nominal c.a. Numero de revoluciones Frecuencia (c.a.)

0.25W 220V 230V 1,6A 2,2A 3000 min-1 hasta máximo 3600 min-1 50Hz

2.

Armar el siguiente circuito:

3.

Regule la tensión de alimentación a 220 V.

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4.

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Llenar las siguientes tablas teniendo en cuenta que bajo ningún motivo se deberá hacer trabajar al motor con una corriente superior a la nominal.

NOTA: Bajo ninguna circunstancia se deberá hacer trabajar al motor en vacío a tensión nominal. Valores medidos: M (Nm) N (RPM) I (A) Cos ϕ P1 (W)

0,31 3680 1,05 1 231

0,36 3577 1,13 1 248,6

0,41 3480 1,20 1 264

0,46 3400 1,28 1 281,6

0,51 3322 1,36 1 299,2

0,56 3236 1,44 1 316,8

0,61 3174 1,51 1 332,2

0,67 3121 1,581 1 347,6

248,6 134,84 54,2%

264 149,41 56,5%

281,6 163,78 58,1%

299,2 177,41 59,29%

316,8 189,76 59,89%

332,2 202,75 61,03%

347,6 218,97 63%

Valores calculados: P1 (W) P2 (W) n%

231 119,26 51,7%

Potencia de entrada.

Potencia de salida:

Eficiencia:

5.

Grafique estos valores y luego conteste las siguientes preguntas: Graficar las curvas de carga del motor en CD.

CORRIENTE VS TORQUE

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a. ¿Qué sucede con la velocidad del motor a medida que se aumenta la carga? A medida que aumentamos la carga, en el motor la velocidad comienza a bajar de manera constante.

b. ¿Cómo varía la eficiencia del motor a medida que se aumenta la carga? La eficiencia del motor aumenta.

c. ¿Por qué no se recomienda hacer trabajar al motor universal en vacío? Porque el motor desarrolla al igual que una maquina DC en serie velocidades muy elevadas que podrían ocasionar embalamiento del motor.

d. ¿Cómo se interpreta el valor del factor de potencia que aparece en la placa del motor cuando el motor trabaja en D.C.? En el caso del motor utilizado no se presentaba el dato de f.d.p. en funcionamiento DC. El factor de potencia solo se presenta en configuraciones AC, en DC no ocurre lo mismo porque no posee reactancia.

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MOTOR UNIVERSAL EN AC 1.

Armar el siguiente circuito:

2.

Regule la tensión de alimentación a 220 V.

3.

Llenar las siguientes tablas teniendo en cuenta que bajo ningún motivo se deberá hacer trabajar al motor con una corriente superior a la nominal.

NOTA: Bajo ninguna circunstancia se deberá hacer trabajar al motor en vacío a tensión nominal. Valores medidos: M (Nm) N (RPM) I (A) Cos ϕ P1 (W)

0,36 3443 1,66 0,72 256

0,41 3143 1,75 0,69 261

0,46 2844 1,86 0,67 269

0,51 2561 1,96 0,64 270

0,56 2312 2,07 0,63 273

0,61 2044 2,15 0,58 267

134,94 385 51,7%

136,99 409,2 50,9%

136,77 431,2 50,6%

135,58 455,4 49,6%

130,56 473 48,8%

Valores calculados: P2 (W) S (VA) n%

129,79 365,2 50,7%

Potencia de salida: Potencia reactiva: Eficiencia:

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MAQUINAS ELÉCTRICAS II Grafique estos valores y luego conteste las siguientes preguntas. Graficar las curvas de carga del motor en AC.

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e. ¿Qué sucede con la velocidad del motor a medida que se aumenta la carga? La velocidad de giro del motor disminuyó al aumentar la carga igual que al usar en DC se puede embalar si no se tiene cuidado con este y se hace trabajar el motor en vacío. El embalamiento de esta máquina en AC es mucho más rápido que una maquina en Dc.

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MAQUINAS ELÉCTRICAS II f.

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¿Cómo varía la eficiencia del motor a medida que se aumenta la carga?

La eficiencia del motor no aumentó mucho su valor, pero al aumentar el torque podría decirse que es contante.

g. ¿Por qué no se recomienda hacer trabajar al motor universal en vacío? Porque el motor no tiene alguna carga que controle su arranque en vacío, el motor se embalaría llegando a velocidades muy altas, las cuales producirían calentamiento del motor por sobrepasar la corriente nominal.

h. ¿Como se interpreta el valor del factor de potencia que aparece en la placa del motor cuando el motor trabaja en A.C.? En este caso el motor cuenta con el f.d.p. presente en placa es de 0.65 y este sería el valor que se obtendría a carga nominal. Se interpreta como el desfasaje que existe entre la corriente y el voltaje

i.

¿En qué tipo de tensión el motor es más eficiente?

El motor universal es más eficiente en configuración DC serie, este es más eficiente en el tipo de tensión continua ya que en este se puede desarrollar una mayor velocidad sin sobrepasar la corriente nominal en DC.

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IV.

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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (Por lo menos 5 de cada una ellas)

Jorge Luis Cabana Herrera Observaciones  El motor en el armado con corriente AC comenzó a chispear cuando aumentábamos el torque.  En el armado DC solo usamos multímetro y amperímetro mientras que en el armado AC usamos esos instrumentos de medición y un Fluke.  Antes de usar cualquier motor debemos ver su placa de datos para no exceder valores de alimentación y no dañar el motor.  Este motor universal es usado en aparatos pequeños como taladros, licuadoras, etc.  Cuando el motor pueda presentar inestabilidad podemos arreglarlo controlando el voltaje y torque.

Conclusiones. 

El motor universal es aquel motor que puede funcionar con corriente continua y alterna, pero por lo general se encuentra en sus aplicaciones de baja potencia conectado en modo de corriente alterna ya que si no puede producir muchas pérdidas por sobrecalentamiento.



La eficiencia del motor universal con una alimentación Dc es mucho mayor que una la eficiencia del motor alimentado con Ac.



El embalamiento del motor universal es mucho más rápido en Ac que al funcionar al ser alimentado con Dc.



El motor universal cuando trabaja con una alimentación Dc no presenta un factor de potencia debido a que no se producen reactancias en el estator y rotor.



Las respuestas de la velocidad del motor varían frente a la carga, se incrementa el par y disminuye la velocidad, pero su funcionamiento es más caótico cuando está conectado en AC.



Al alimentar nuestro motor con la fuente de alimentación debemos tener en cuenta los datos de placa, no exceder la corriente nominal lo que provocaría embalamiento en el motor o que este se malograse.



El motor universal posee un par de arranque muy elevado.

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ROYER WIDMAR QUISPE MAMANI OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES OBSERVACIONES



La conexión del motor universal en DC es diferente a la conexión del motor en AC.



Que en el motor universal en una conexión en DC necesita menos voltaje para iniciar movimiento mientras que en AC lo hace con un mayor voltaje.



El comportamiento del motor universal en modo AC es muy inestable frente a la variación de cargas.



Que antes de energizar debemos de informarnos de placa de datos de motor ya que es muy importante para poder alimentar además de ellos para realizar cálculos.



El aumento de torque en AC Y DC disminuye la velocidad a la cual giraba el rotor.

CONCLUSIONES



La eficiencia del motor universal con una alimentación DC es mucho mayor que una eficiencia del motor alimentado con AC.



El embalamiento del motor universal es mucho más rápido en AC que un motor DC.



El fenómeno del chispeo ocurre cuando las bobinas del inducido existen un flujo la cual cortocircuita las escobillas. Cuando funciona en corriente alterna.



El motor universal cuando trabaja con una alimentación DC no presenta un factor de potencia debido a que no se producen reactancias en el estator y rotor.



Al momento de hacer pruebas tenemos en cuenta dos valores la corriente nominal y la velocidad nominal siendo la más importante la corriente nominal por lo cual no debemos sobrepasarla.



Tanto en motor AC Y DC no se debe hacer trabajar al motor en vacío a tensión nominal.

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Carlos Abel Usca Quispe Observaciones

* La inestabilidad de la velocidad, se puede controlar con voltaje y torque * El motor universal en ac genera chispeo en el rotor * El motor universal conectado en CA, empieza a girar cuando se le inyecta 80c a 100v * Tanto en CA como en DC, es muy importante evitar sobrepasar la corriente y tensión nominal de la máquina. * El motor universal en CD es empieza a girar a penas se le inyecta tensión. * La máquina tiende a embalarse a medida que se le inyecta tensión. Debemos evitar este echo aplicando torque a la máquina. * Para el apagó del motor universal es importante primero desconectar la tensión inducida y finalmente apagar el freno, caso contrario la máquina se embalará y por ende se malograron el motor. * Estos motores universales son de tamaño pequeño.

Conclusiones 

El motor universal trabaja tanto en DC como en AC, pero posee mayor estabilidad de trabajo en DC, ya que la tensión para su arranque en mínima, es decir a penas se le inyecta tensión la máquina empieza a trabajar, pero en AC empieza a trabajar en cierta cantidad de tensión inducida, en nuestro caso fue alrededor de 80 voltios.



En el litro universal la velocidad dad para un voltaje en CA inferir que la que se obtendría si se aplica el mismo voltaje pero en CC.

 Los motores universales poseen un par de arranque muy elevado.

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MAQUINAS ELÉCTRICAS II 

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En corriente alterna el litro universal tiene menor potencia, debido a que la corriente está limitada por la impedancia, formada por inductor y la resistencia del bobinado.



En corriente alterna existe mayor chispeo en las escobillas, debido a que las bobinas del inducido están atravesadas por un flujo alterno cuando se ponen en corto circuito por las escobillas.



El morro universal es una máquina de velocidad variable, cuando se posee baja velocidad se usa para cargas grandes, y cuando existe gran velocidad es para cargas livianas.



Los motores universales son usados en electrodomésticos con la licuadora, batidora, etc. En herramientas como perforadoras, taladros, etc. En si estos motores son usados en aparatos pequeños.

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Electrotecnia Industrial Rúbrica

Resultado:

c) Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para evaluar y mejorar sistemas.

Criterio de desempeño :

c.1: Realiza pruebas a componentes, equipos y sistemas eléctricos. Máquinas AC

Curso: Actividad:

Ciclo:

El motor universal

4

Semana:

Nombre y apellido del alumno:

Sección:

Observaciones

Periodo:

Docente: Fecha:

Documentos de Evaluación X

Hoja de Trabajo

Archivo informático

Informe Técnico

Planos

Caso

Otros:

Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Interpreta los datos de placa de un motor eléctrico

1

0

0

0

Realiza pruebas al motor para determinar su forma de operación

3

2

1

0

Interpreta, analiza y explica los resultados de las pruebas al motor eléctrico

4

3

1

0

Contesta las preguntas formuladas en el laboratorio

3

2

1

0

Seguridad (personal y del equipo)

1

0

0

0

Presentación (redacción, ortografía)

2

1

0.5

0

Observaciones y conclusiones

3

2

1

0

Presenta información adicional

3

2

1

0

CRITERIOS A EVALUACIÓN

Puntaje Logrado

Puntaje Total Comentarios al o los alumnos: (De llenado obligatorio) Puntaje

Descripción

Excelente

4

Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno

3

Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.

Requiere mejora

2

No Aceptable

0

Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos. No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.