221113426-ensayo-de-motores-electricos.docx 1j636z

Instituto tecnológico superior

Maquinas eléctricas Prácticas de motores y generadores

2014

[Escriba la dirección de la compañía]

Motor shunt. El motor shunt o motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el

circuito

formado

por

los

bobinados

inducido e inductor auxiliar. Al igual que en los dinamos shunt, las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande. En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (también uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación. Objetivo del ensayo: pag 101 Accione la máquina de excitación en derivación como motor. Dispositivos necesarios: • Máquina de corriente continua de excitación en derivación (modelo 2701) • Dispositivo de control (modelo 2730) • Fuente

de

(modelo 2740.1) • 2 multímetros

alimentación

universal

Motor en serie. Los motores de excitación en serie tienen un par

de

arranque

muy

alto.

No

deben

accionarse nunca sin par de carga, puesto que en marcha en vacío pueden "dispararse”. El motor de corriente continua de excitación en serie tiene una velocidad muy dependiente de la carga. Una variación de la carga provoca una variación de la corriente. Si la carga aumenta, la corriente aumenta y la velocidad desciende. Durante el arranque y con cargas elevadas, el motor de excitación en serie absorbe mucha corriente, por lo que se produce un par muy fuerte. Objetivo del ensayo: pag 117 Accione la máquina de excitación en serie como motor. Dispositivos necesarios: • Máquina de corriente continua de excitación en serie (modelo 2702) • Dispositivo de control (modelo 2730) • Fuente de alimentación universal (modelo 2740.1) • 2 multímetros

Motor compound. Un motor compound (o motor de excitación compuesta) es un Motor eléctrico

de

corriente

continua

cuya excitación es originada por dos

bobinados

inductores

independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar. Esto provee una característica de velocidad que no es tan “dura” o plana como la del motor shunt, ni tan “suave” como la de un motor serie. El motor compound es un motor de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie. El motor da un par constante por medio del campo independiente al que se suma el campo serie con un valor de carga igual que el del inducido. Objetivo del ensayo: Accione la máquina con excitación mixta como motor con excitación mixta independiente. Dispositivos necesarios: • Máquina de corriente continua con excitación mixta (modelo 2703) • Unidad de frenado (modelo 2719) • Dispositivo de control (modelo 2730) • Fuente de alimentación universal (modelo 2740.1) • 2 multímetros

Graficas comparativas de los motores anteriores.

0.6 0.5 0.4 AMP SHUNT 0.3

AMP.SERIE

0.2

AMP. COMPUND

0.1 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

400 350 300 250

VOLT.COMPOUND

200

VOLT. SHUNT

150

VOLT. SERIE

100 50 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

7000 6000 5000 4000

RPM COMP

3000

RPM SHUNT RPM SERIE

2000 1000 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Generadores eléctricos. Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.

Generador en paralelo. El Generador paralelo o shunt, tiene sus bobinas inductoras conectadas en paralelo con el inducido. Las bobinas inductoras de los generadores paralelos están compuestas de un gran número de vueltas de alambre de pequeño diámetro y con una resistencia suficiente para que puedan estar permanentemente conectadas a través de las escobillas y soportar todo el voltaje del inducido durante el funcionamiento. Por consiguiente, la corriente que circula por esas bobinas depende de su resistencia y del voltaje del inducido. El generador con excitación shunt suministra energía eléctrica a una tensión aproximadamente constante, cualquiera que sea la carga, aunque no tan constante como en el caso del generador con excitación independiente. Cuando el circuito exterior está abierto, la máquina tiene excitación máxima porque toda la corriente producida se destina a la alimentación del circuito de excitación; por lo tanto, la tensión en bornes es máxima. Datos obtenidos de la práctica:

Generador de excitación en serie. El devanado inductor se conecta en serie con el inducido, de tal forma que toda la corriente que el generador suministra a la carga fluye por igual por ambos devanados. Dado que la corriente que atraviesa al devanado inductor es elevada, se construye con pocas espiras de gran sección. Tiene el inconveniente de no excitarse al trabajar en vacío. Así mismo se muestra muy inestable por aumentar la tensión en bornes al hacerlo la carga, por lo que resulta poco útil para la generación de energía eléctrica. Para la puesta en marcha es necesario que el circuito exterior esté cerrado. La excitación de un generador en serie se lleva a cabo cuando los devanados de excitación y del inducido se conectan en serie y, por lo tanto la corriente que atraviesa el inducido en este tipo de generador es la misma que la que atraviesa la excitación. Este último devanado, está constituido por pocas espiras con hilo conductor de gran sección, pues la f.e.m. necesaria para producir el campo principal se consigue con fuertes corrientes y pocas espiras. Objetivo del ensayo: Accione la máquina con excitación compuesta como generador de excitación serie. Determine la característica de carga UL = f (IA). Dispositivos necesarios: • Máquina de corriente continua con excitación compuesta (modelo 2704) • Dispositivo de control (modelo 2730) • Resistencia universal (modelo 2750) • 2 multímetros

Generador compound. El generador con excitación compound tiene la propiedad de que puede trabajar a una tensión prácticamente constante, es decir, casi independiente de la carga conectada a la red, debido a que por la acción del arrollamiento shunt la corriente de excitación tiende a disminuir al aumentar la carga, mientras que la acción del arrollamiento serie es contraria, o sea, que la corriente de excitación tiende a aumentar cuando aumente la carga. El generador compound tiene la ventaja, respecto al generador shunt, de que no disminuye su tensión con la carga, y, además, que puede excitarse aunque no esté acoplado al circuito exterior, tal como vimos que sucedía en el generador shunt. Durante la puesta en marcha, funciona como un generador shunt una vez conectado a la red, la tensión en bornes del generador shunt, tendería a disminuir si no fuera por la acción del arrollamiento serie, que compensa esta tendencia. Es decir, que el arrollamiento serie sirve para regular la tensión del generador, en el caso de que la resistencia exterior descienda más allá de cierto límite. Un generador compound no puede utilizarse para cargar baterías de acumuladores. Datos de la práctica:

A continuación los resultados de las prácticas de generadores. MOTOR- GENERADOR SHUNT SHUNT-SERIE SHUNT- SHUNT SHUNT- COMPOUND 350 300 250 200

Volt shunt serie

150

volt shunt shunt

100

volt shunt comp

50

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

350 300 250 200

volt G shunt serie

150

volt G shunt shunt

100

volt G shunt compound

50 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5 4 3

Amp shunt serie

2

Amp shunt shunt

1

Amp shunt comp

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6 5 4

Amp G shunt serie

3

Amp G shunt shunt

2

Amp G shunt comp

1 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3000 2500 2000

RPM shunt serie

1500

RPM shunt shunt

1000

RPM shunt comp

500 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

MOTOR – GENERADOR SERIE SERIE-COMPOUND SERIE-SHUNT SERIE-SERIE

8 7 6 5

Amp G serie comp

4

Amp G serie shunt

3

Amp G serie serie

2 1 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

250 200 150

Volt serie comp

volt serie shunt

100

volt serie serie 50 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

RPM serie comp RPM serie shunt RPM serie serie

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.2 1 0.8

Amp serie comp

0.6

Amp serie shunt

0.4

Amp serie serie

0.2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

400 350 300 250

Volt G serie comp

200

volt G serie shunt

150

volt G serie serie

100 50 0 -50

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

MOTOR- GENERADOR COMPOUND COMPOUND-SERIE COMPOUND-SHOUNT COMPOUND-COMPOUND 250 200 150

Volt comp serie volt comp shunt

100

volt comp comp 50 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.4

1.2 1 0.8

Amp comp serie

0.6

Amp comp shunt

0.4

Amp comp comp

0.2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

4000 3500 3000 2500

RPM comp serie

2000

RPM comp shunt

1500

RPM comp comp

1000 500 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

7 6 5 4

Amp G comp serie

3

Amp G comp shunt

2

Amp G comp comp

1 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

350 300 250 200

volt G comp shunt

150

volt G comp comp

100

volt G comp serie

50 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10