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MÁQUINAS AC LABORATORIO Nº 07 “EL MOTOR UNIVERSAL”

Anthony Jean Carlos Flores Flores Alumno (os):

Grupo

:

“C”

PROFESOR

Semestre

:

IV

Mario Umire Fernandez

Fecha de entrega

:

23

11

17

Hora :

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

NOTA:

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

Nro. DD-106

2016-1

MAQUINAS ELÉCTRICAS AC

Tema:

MOTOR UNIVERSAL Nota:

Apellidos y Nombres:

Página 1 / 10 Código Semestre Grupo Lab. Nº

: : : :

OBJETIVOS -

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.

I.

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. II.

EQUIPOS A UTILIZAR 

01 Motor Universal.



01 Freno de polvo magnético.



01 Fuente de Alimentación.



01 Tacómetro.



01 Pinza Amperímetrica.



01 Multistester.



Cables de conexión.

III. PROCEDIMIENTO Advertencia: ¡En esta etapa se manejarán voltajes peligrosos! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición!

Advertencia: Usar botas de seguridad durante su permanencia en el Taller

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MOTOR UNIVERSAL EN DC 1.

Tomar los datos de placa del motor:

Potencia nominal de C.A U nominal de C.C. U nominal de C.A.

250 W 220 V 230 V

I nominal de C.C.

1,6 A

I nominal de C.A. Numero de revoluciones Frecuencia

2,2 A 3000 RPM 50 Hz

2.

Armar el siguiente circuito:

3.

Regule la tensión de alimentación a 220 V.

4.

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)

0.15 2900 0.77

0.2 2775 0.827

0.26 2642 0.912

0.31 2502 0.971

0.36 2422 1.047

0.41 2324 1.167

0.46 2288 1.224

0.51 2200 1.303

181.94 62.83 34.44

200.64 81.67 40.71

213.62 97.38 45.48

230.34 113.09 49.09

256.74 128.81 50.17

269.28 144.51 53.66

286.66 160.22 55.89

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

169.4 47.12 27.81

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

a)

¿Qué sucede con la velocidad del motor a medida que se aumenta la carga? 

La velocidad está disminuyendo porque este consumiendo más corriente al ponerle una carga más grande lo cual hace trabajar más al motor.

b)

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

La eficiencia va aumentando a razón de una mayor carga hasta encontrar el punto ideal, donde se le sacaría todo el provecho a la máquina.

c)

¿Por qué no se recomienda hacer trabajar al motor universal en vacío? 

Porque el par arranque es muy grande y esto podría ocasionar accidentes si no se llega a controlar.

d)

¿Cómo se interpreta el valor del factor de potencia que aparece en la placa del motor cuando el motor trabaja en D.C.? 

La eficacia con la que el motor está trabajando a ciertas condiciones de trabajo.

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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)

0.31

0.36

0.41

0.46

0.51

0.56

N (RPM)

3100

2790

2420

2120

1849

1358

I (A)

1.464

1.555

1.678

1.784

1.84

2.011

Cos ϕ

0.6

0.6

0.56

0.53

0.48

0.46

P1 (W)

212

213

215

217

209

210

P2 (W)

97.38

113.09

128.81

144.51

160.21

175.92

S (VA)

322.08

342.11

369.16

392.48

404.81

442.42

45.93

53.09

59.91

65.59

76.55

83.77

Valores calculados:

n%

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

a.

¿Qué sucede con la velocidad del motor a medida que se aumenta la carga? 

b.

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

c.

La velocidad va disminuyendo, ya que la carga necesita es mayor y necesita más corriente.

La eficiencia mejora a tal punto de encontrar el mayor punto de trabajo de la máquina.

¿Por qué no se recomienda hacer trabajar al motor universal en vacío? 

Porque el par arranque es muy grande y esto podría ocasionar accidentes si no se llega a controlar.

d.

¿Como se interpreta el valor del factor de potencia que aparece en la placa del motor cuando el motor trabaja en A.C.? 

e.

La eficacia con la que el motor está trabajando a ciertas condiciones de trabajo.

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

En corriente alterna

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IV.

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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (Por lo menos 5 de cada una ellas) Conclusiones. El motor de corriente alterna tiene las mismas características generales del motor de corriente continua, se ha fabricado un motor para ambas corrientes que se le llama “Motor universal”.  Su mayor aplicación de estos motores lo encontramos en los pequeños aparatos eléctricos.  Los motores universales funciona con menor rendimiento que los motores en serie de AC o DC y solo se hacen en tamaños chicos.  Un motor universal tiene altas velocidades usando diversas corrientes de una fuente de energía  Los motores universales funcionan generalmente de 3.500 a 2.000 rpm, esto da lugar a un alto cociente de energía-fuerza y de energía-tamaño, haciéndolos deseables para las herramientas manuales  Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor. Observaciones.      

Existen varias clases de motores universales, hasta se han fabricado algunos en que su uso puede ser inalámbrico. Para invertir el sentido de giro de este motor se invierte el sentido de la corriente en cualquier de los bobinados. Los motores universales tienen un par de arranque muy elevado lo cual se debe controlar para evitar accidentes. Por causa de la velocidad de giro estos motores son algo ruidosos a la hora de estar trabajando. Su inducido es de difícil reparación, casi siempre resulta más ventajoso sustituirlo por otro nuevo. Para regular la velocidad de giro basta con un reóstato en serie con el inducido. La velocidad del motor se adapta a la carga lo cual hace que el trabajo sea mucho mejor.

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MOTOR UNIVERSAL El motor monofásico universal o simplemente motor universal es un tipo de motor eléctrico que puede funcionar tanto con corriente continua (c.c.) como con corriente alterna (a.c.) Es similar a un motor en serie de corriente continua, aunque con muchas y variadas modificaciones: 





Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con chapas de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la pérdidas de energía por corrientes parásitas que se producen a causa de las variaciones del flujo magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna. Menor número de espiras en el inductor con el fin de no saturar magnéticamente su núcleo y disminuir así las pérdidas por corrientes de Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad de corriente y, por lo tanto, el par motor y mejorar el factor de potencia. Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor.

Principio de Funcionamiento En c.c. En corriente continua es un motor serie normal con sus mismas características. Al invertir la corriente continua del motor en serie, el sentido de rotación permanece constante. Si se aplica corriente alterna a un motor en serie, el flujo de corriente en la armadura y en el campo se invierte simultáneamente, el motor seguirá girando en el mismo sentido.

En c.a. En la primera mitad de la onda de corriente alterna es denominada positiva, aquí la corriente en los devanados de la armadura tienen la dirección igual a las manecillas del reloj, es decir de izquierda a derecha, mientras que el flujo producto del devanado del campo tiene un sentido de derecha a izquierda, así que el par desarrollado por el motor es contrario al de las manecillas del reloj. En la segunda mitad de la onda de corriente alterna, denominada negativa, el voltaje aplicado invierte su polaridad, así mismo la corriente cambia su dirección y ahora está de derecha a izquierda, también el flujo producto de los polos está dirigido ahora de izquierda a derecha, el par de arranque no cambia su dirección, puesto que en la mitad negativa se invierten tanto la dirección de la corriente, como la del flujo. De esta manera se comporta de manera semejante a un motor serie de corriente continua. Como cada vez que se invierte el sentido de la corriente, lo hace tanto en el inductor como en el inducido, con lo que el par motor conserva su sentido. Tiene menor potencia en corriente alterna que en continua, debido a que en alterna el par es pulsatorio. Además, la corriente está limitada por la impedancia, formada por el inductor y la resistencia del bobinado. Por lo tanto habrá una caída de tensión debido a reactancia cuando funcione con corriente alterna, lo que se traducirá en una disminución del par. Mayor chispeo en las escobillas cuando funciona en corriente alterna, debido a que las bobinas del inducido están atravesadas por un flujo alterno cuando se ponen en cortocircuito por las escobillas, lo que obliga a poner un devanado compensador en los motores medianos para contrarrestar la fuerza electromotriz inducida por ese motivo.

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Usos El uso de estos motores en corriente alterna está muy extendido por el mayor par de arranque respecto al de los motores de inducción y por su elevada velocidad de rotación, lo que permite reducir su tamaño y su precio. Así, se emplea en máquinas herramientas portátiles de todo tipo, electrodomésticos pequeños, etc.

Cambio del Sentido de Giro Del Motor Universal: El sentido de rotación o giro de algunos motores universales de aparatos accionados con ellos no puede ser cambiado, ya que al hacerlo, podrían dañarse dichos aparatos o las personas que los opera, por lo que antes de efectuar un cambio de sentido en la rotación de un motor, debe analizar cuidadosamente las consecuencias. El cambio de sentido de giro del motor universal, lo puede realizar cambiando las conexiones de los carbones o escobillas, tal como se ven en la figura 1.61.

Otras veces, se montan dos devanados en el estator por los que la corriente circula en sentido opuesto, y se invierte el sentido de giro con un conmutado exterior como se muestra en la figura 1.62.

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HOJA DE EVALUACIÓN LABORATORIO DE MÁQUINAS AC Criterio de desempeño

A: Los estudiantes realizan pruebas y mediciones,

Ciclo: IV

analizan e interpretan los resultados Laboratorio N° 07

Tema: MOTORES UNIVERSALES

Fecha: 23-11-17

Puesto de trabajo:

Alumno: Anthony Jean Carlos Flores Flores

Sección: C

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Excelente

Bueno

Requiere mejora

No aceptable

Realizan las mediciones, cálculos, gráficos, responden las preguntas correctamente,

2

2

1

0.5

0

Asumen la responsabilidad del uso adecuado de los instrumentos.

2

2

1

0.5

0

Culminó la tarea en el tiempo previsto debido al trabajo en equipo.

2

2

1

0.5

0

Desarrolla con seguridad, orden y limpieza el laboratorio

2

2

1

0.5

0

Evaluación oral y/o práctica

2

2

1

0.5

0

Nota parcial 1

10

Excelente

Bueno

Requiere mejora

No aceptable

CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE INFORME Evaluación

4

4

3

1.5

0

Genera Observaciones y Conclusiones

3

3

2

1

0

Presentación del Informe (orden e información adicional - Investigación)

3

3

1

0.5

0

Nota parcial 2

10

NOTA FINAL

20