Practica 1 344i46

INGENIERIA ELECTRICA LABORATORIO DE ELECTRICA CONVERSION DE LA ENERGIA II MAESTRO: ING. JOSE MANUEL MALIBRAN VICENCIO CLAVE DE LA MATERIA: 6*4A INTEGRANTES DEL EQUIPO : LOPEZ RODRIGUEZ JOSE OSWALDO

09070148

SANTIAGO AQUINO JAVIER ALBERTO

09071308

AGUILAR LOPEZ EDUARDO AHIAZER

09071312

ESTRADA ARTEAGA JOSE MIGUEL

09071328

LOPEZ VILLARREAL JUAN SALVADOR

09071332

MAY MENDEZ JORGE ALBERTO

09071333

REYES SOSA JOSE RAMON

09071340

VELEZ TORRES JOSUE TADEO

09071346

HERBERT PRADO JONATHAN

10070002

DE LA CRUZ VITE SALVADOR

10070497

FECHA DE ELABORACION: FECHA DE ENTREGA:

9 DE FEBRERO DEL 2012 23 DE FEBRERO DEL 2012

CONVERSION DE LA ENERGIA II

PRACTICA #1 Objetivo: Conocer físicamente las partes de cada uno de los componentes de estator y rotor de la máquina de corriente directa, así como conocer físicamente las diferentes máquinas de corriente directa existentes en el laboratorio. ° Elaborar a mano alzada dibujos(fotos) de los componentes disponibles. ° Efectuar el levantamiento de los datos de placa de cada una de las máquinas de corriente directa en el laboratorio.

Antecedentes teóricos: Describir y/o explicar según sea el caso cada uno de los tópicos siguientes: 1° Aplicaciones prácticas de la máquina de C.D. 2°Componentes de estator y rotor de la máquina de C.D. 3°describir desde el punto de vista de construcción los siguientes componentes de estator. a) b) c) d) e) f)

Núcleos magnéticos polares. Arrollamientos inductores. Núcleos magnéticos de interpolos. Arrollamientos de interpolos. Escobillas o carbones. Rodamientos.

Describir desde el punto de vista de construcción los siguientes componentes del rotor. a) b) c) d)

Núcleos magnéticos de rotor. Devanado de inducido. Colector o conmutador. Aislamientos eléctricos.

5° Descripción de los datos de placa de una máquina de C.D.

Equipo y/o material a utilizar: - Maquina de C.D. compuesta del equipo lab-volt. - Maquina de C.D. shunt del equipo lab-volt.


Procedimiento: Asistir al laboratorio de ingeniería eléctrica donde se mostraran físicamente cada una de los componentes de la máquina de corriente directa y se describirán los aspectos de construcción relevantes relacionados con su operación. Se mostraran físicamente las siguientes máquinas de corriente directa existentes en el laboratorio: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Máquina de C.D. compuesta del equipo lab-volt. Máquina shunt del equipo de lab-volt. Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #2. Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #3. Máquina de C.D. shunt de mesa de trabajo #3. Máquina de C.D. shunt de mesa de trabajo #6. Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #7.

Efectuar el levantamiento de los datos de placa de cada uno de las maquinas de corriente directa señalados. Elaboración de dibujos y fotos de componentes y maquinas de corriente directa.

Resultados de la practica: Debera reportarse lo siguiente: I. II. III. IV. V.

La descripcion y explicacion de cada uno de los topicos señalados. El levantamiento de los datos de placa de cada uno de las 7 maquinas de corriente directa. Los dibujos eleaborados y fotografias de componentes y maquinas de corriente directa. Comentarios y conclusiones Bibliografia y direcciones de internet


Resultados de la practica: 1° Aplicaciones prácticas de la máquina de C.D. Utilización de los motores de corriente directa [C.D.] o corriente continua [C.C.] Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, además, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías. Este tipo de motores debe de tener en el rotor y el estator el mismo número de polos y el mismo número de carbones. LOS MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA PUEDEN SER DE TRES TIPOS:

*SERIE *PARALELO *COMPOUND

MOTOR SERIE: Es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el devanado de campo (campo magnético principal) se conecta en serie con la armadura. Este devanado está hecho con un alambre grueso porque tendrá que soportar la corriente total de la armadura. Debido a esto se produce un flujo magnético proporcional a la corriente de armadura (carga del motor). Cuando el motor tiene mucha carga, el campo de serie produce un campo magnético mucho mayor, lo cual permite un esfuerzo de torsión mucho mayor. Sin embargo, la velocidad de giro varía dependiendo del tipo de carga que se tenga (sin carga o con carga completa). Estos motores desarrollan un par de arranque muy elevado y pueden acelerar cargas pesadas rápidamente.

El motor serie se conecta a la red como se indica en la figura. El voltaje aplicado Ea es constante, mientras que el campo de excitación aumenta con la carga, puesto que la corriente Ia es la misma corriente de excitación.


MOTOR SHUNT O MOTOR PARALELO: Es un motor de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados inducidos e inductor auxiliar.

Al igual que en las 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.

If = Ea/Rf

Ia = (Ea - Eb)/Ra.

Inicialmente la fcem es cero, debido a que el inducido está en reposo, por lo tanto, la Ia = Ea / Ra que es de un valor elevado. Como la corriente es elevada, entonces el par motor también lo es, ya que par = K φIa . Esto hace que aumente la velocidad, por consiguiente Eb aumenta. Al aumentar Eb disminuye el par motor que se hace constante cuando el motor adquiere finalmente una velocidad constante.

MOTOR COMPOUND: Es un motor 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. Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.


El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo. 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. Un motor compound tiene un limitado rango de debilitamiento de campo; la debilitación del campo puede resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores de corriente continua compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de par constante para un rango de velocidades amplio.

Comparando las ventajas de los motores serie y shunt se encuentra que: 1) El motor shunt tiene una velocidad más constante. 2) Un motor serie del mismo régimen de capacidad puede ejercer un par mucho mayor, cuando sea necesario, sin aumentar terriblemente la corriente. Estas dos características pueden obtenerse en un mismo motor colocando dos bobinados de campo: Uno en serie y otro shunt, en los polos del motor, y que se llamará motor compound. Las características de velocidad y par motor para un motor compound se dan en la figura de arriba. Aplicaciones de los Generadores de C.D El papel más importante que desempeña el generador de corriente continua es alimentar de electricidad al motor de corriente continua. En esencia produce corriente libre de rizo y un voltaje fijo de manera muy precisa a cualquier valor deseado desde cero hasta la máxima nominal; ésta es en realidad corriente eléctrica de corriente continua que permite la mejor conmutación posible en el motor, porque carece de la forma de las ondas bruscas de energía de corriente continua de los rectificadores. El generador tiene una respuesta excelente y es particularmente apropiado para el control preciso de salida por reguladores de retroalimentación de control además de estar bien adaptado para producir corriente de


excitación de respuesta y controlada en forma precisa tanto ara máquinas de corriente alterna como para máquinas de corriente continua. El campo de aplicación del generador con excitación independiente, es general, siempre que se disponga de una línea independiente de corriente continua. Sin embargo, debe hacerse la advertencia de que estas máquinas “nunca deben trabajar en cortocircuito”, pues existe el peligro de quemarlas; esto procede, según puede comprenderse fácilmente de la independencia entre el circuito inducido y el circuito de excitación. Básicamente, los generadores con excitación independiente tienen, dos aplicaciones típicas: una, como amplificador-multiplicador; y la otra, como tacómetro. Los generadores con excitación serie ya no se emplean en las centrales. Se emplearon hace ya algún tiempo para la alimentación de grandes circuitos de lámparas de arco, pero estas lámparas han sido sustituidas por otros tipos más modernos, como por ejemplo, las lámparas de xenón. Los generadores con excitación en serie tienen aplicación en aquellas actividades en las que se precise una intensidad prácticamente constante, como puede ser en equipos de soldaduras y en determinados sistemas de alumbrados. Los generadores compound, tienen aplicación en las centrales para tracción eléctrica que precisan de una tensión constante y en todos aquellos casos en que se haya de contar con variaciones bruscas de carga, como sucede en los talleres con grúas de gran potencia, laminadores, etcétera; suponiendo que no se disponga de sistemas compensadores, y que se desee la mayor constancia posible para la tensión en las barras colectoras. También puede emplearse en pequeñas instalaciones que precisen de tensión constante, sustituyendo al generador shunt, para evitar una vigilancia continua a causa de las variaciones de carga; sin embargo, hay que tener en cuenta que, en este caso, la autorregulación no es perfecta por lo que, en instalaciones de mayor importancia en que se desee una tensión constante sin vigilancia, debe sustituirse el generador compound por otros procedimientos. Los generadores con excitación mixta (compound) son utilizados en el sistema de generación de energía eléctrica de c.c en aviones polimotores, en los que existe un generador para cada motor y se realiza un acoplamiento en paralelo de los mismos para atender a toda la energía eléctrica necesaria. Aplicaciones de los motores de C.D Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los c asos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo). El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente directa. El motor devanado en serie se usa en aplicaciones en las que se requiere un alto par de arranque, como en la tracción eléctrica, grúas, malacates, etcétera.


En los motores en compound, la caída de la característica velocidad-par se puede ajustar para que se adecue a la carga. En aplicaciones en las que tradicionalmente se emplean motores en compound, podría considerarse el motor PM en los casos en que se necesiten una eficiencia un poco más alta y una mayor capacidad de sobrecarga. En las aplicaciones de motores devanados en serie, la consideración del costo puede influir en la decisión de hacer el cambio. Por ejemplo, en tamaños de armazón menores de 5 pulgadas de diámetro, el motor devanado en serie es más económico; pero en tamaños de más de 5 pulgadas, este motor cuesta más en volúmenes grandes, y el motor PM en estos tamaños más grandes desafía al motor devanado en serie con sus pares altos y su baja velocidad en vacío. Los motores de excitación independiente tienen como aplicaciones industriales el torneado y taladrado de materiales, trefilación, extrusión de materiales plásticos y goma, ventilación de horno, retroceso rápido en vacío de ganchos de grúas, desenrollado de bobinas y retroceso de útiles para serrar. Los motores de excitación en derivación tienen aplicaciones como ventiladores, bombas, máquinas. Herramientas además de los citados para el motor de excitación independiente. Entre las aplicaciones del motor serie cabe destacar tracción eléctrica, grúas, bombas hidráulicas de pistón y en general en aquellos procesos donde lo importante sea vencer un par de gran precisión en la velocidad. El mayor uso del motor compound aditivo es en estrujadoras, grúas tracción, calandras, ventiladores, prensas, limadores, etcétera. El motor compound diferencial presenta el peligro de embalarse para fuertes cargas, por lo que su empleo es muy limitado. Los motores de imán permanente se emplean para el movimiento de maquinaria (tornos) en procesos de fabricación automática, arrastres de cintas de audio y video, movimiento de cámaras, etc. Otras de las principales aplicaciones del motor de corriente continua son: Trenes de laminación reversibles. Los motores deben de soportar una alta carga. Normalmente se utilizan varios motores que se acoplan en grupos de dos o tres. Trenes Konti. Son trenes de laminación en caliente con varios bastidores. En cada uno se va reduciendo más la sección y la velocidad es cada vez mayor. Cizallas en trenes de laminación en caliente. Se utilizan motores en derivación. Industria del papel. Además de una multitud de máquinas que trabajan a velocidad constante y por lo tanto se equipan con motores de corriente continua, existen accionamientos que exigen par constante en un amplio margen de velocidades. Otras aplicaciones son las máquinas herramientas, máquinas extractoras, elevadores, ferrocarriles.


Los motores desmontables para papeleras, trefiladoras, control de tensión en maquinas bobinadoras, velocidad constante de corte en tornos grandes El motor de corriente continua se usa en grúas que requieran precisión de movimiento con carga variable (cosa casi imposible de conseguir con motores de corriente alterna).

2°Componentes de estator y rotor de la máquina de C.D.

Estator ó inductor. Es una de las dos partes fundamentales que forman una maquina eléctrica, se encarga de producir y conducir el flujo magnético. Se llama estator por ser la parte fija de la maquina. El estator, a su vez consta de los siguientes elementos: *Pieza polar. Sujeta de la culata de la maquina, incluye al nucleo propiamente dicho y su expansión. *El núcleo. Forma parte del circuito magnético de la maquina junto con los polos, las expansiones polares, el entrehierro, el inducido y la culata, y en el se encuentran los devanados inductores. *El devanado inductor .Está formado por el conjunto de espiras que, en número prefijado para cada tipo de máquina, producirá el flujo magnético cuando circule la corriente eléctrica. *La expansión polar. Es la parte más ancha de la pieza polar, y se encuentra próxima al inducido o rotor de la maquina. *Culata. Como se observa en la figura, la culata es la envoltura de la maquina eléctrica rotatoria y está hecha de material ferromagnetico. Su misión es de conducir el flujo creado por el devanado inductor. También se unen a ella los polos de la maquina. *Entrehierro. Se denomina entrehierro al espacio existente entre la parte fija y la parte móvil de la maquina, es decir entre el rotor y las expansiones polares, evitándose de esta manera el rozamiento entre ambos. *Cojinetes. Sirven de apoyo al eje del rotor. *Polos auxiliares. Polos salientes situados entre los polos principales. cuyo arrollamiento está conectado en serie con el inducido de forma que al crear un campo contrario al de reacción del inducido evita sus problemas y provoca una buena conmutación sin chispas. *Polos auxiliares. Los polos de conmutación contrarrestan el campo transversal del inducido en la zona situada entre los polos principales.


*Arrollamientos de compensación. Los arrollamientos de compensación inpiden la distorsión del campo en la zona de los polos principales. *Porta escobillas. Los porta escobillas son una piezas que brindan seguridad y estabilidad a las escobillas de carbón, se emplean en productos electromecánicos como los motores de corriente o motores de conmutador de corriente alterna.

Inducido o rotor. El inducido constituye el otro elemento fundamental de la maquina. Se denomina también rotor por ser la parte giratoria de la misma. Consta, a su vez, de núcleo del inducido, devanado inducido y colector. *El núcleo del inducido. Está formado por un cilindro de chapas magnéticas que están construidas, generalmente, de acero laminado con un 2% de silicio para mejorar las perdidas en el circuito magnético. Este cilindro se fija al eje de la maquina, el cual descansa sobre unos cojinetes de apoyo. Las chapas que forman el inducido o rotor de la maquina disponen de ranuras en las que alojan los hilos de cobre del devanado inducido. *El devanado inducido. Se encuentra conectado al circuito exterior de la maquina a través del colector, y es donde se produce la conversión de la energía. El hilo es de cobre electrolítico, el cual presenta una resistividad de 0,017 Ω . /m a 20°C de temperatura. *El colector. Es un conjunto de laminas de cabe, denominadas delgas, aisladas entre si y conectadas a las secciones del devanado del inducido. Sobre las delgas se deslizan las escobillas. *Escobillas. Generalmente, se fabrican de carbón o de grafito, se hallan alojadas en un portaescbillas desde donde se deslizan sobre las delgas del colector y mediante un conductor flexible, se unen los bornes del inducido. *Conexiones equipotenciales. En todo bobinado que contiene ramas en paralelo, las fuerzas electromotrices generadas en las distintas ramas paralelas deben ser exactamente iguales.


.


Dibujos y fotos de la parte estacionaria y rotatoria:









3°Describir desde el punto de vista de construcción los siguientes componentes de estator: a)

Núcleos magnéticos polares.

Los núcleos polares de una maquina de C.D. se construyen normalmente a base de laminaciones, de acero eléctrico de un espesor de 0.015 a 0.045 pulgadas. A estas laminaciones se les da un tratamiento térmico, se barnizan con barniz aislante de alta rigidez dieléctrica y se van montando laminación con laminación hasta conformar la zapata polar, la cual normalmente tiene una longitud ligeramente menor que el núcleo de armadura (rotor). Las laminaciones se sujetan por medio de pernos pasantes o remaches. Las laminaciones se montan en forma perpendicular a la flecha, para evitar que las corrientes de EDDY creen pérdidas considerables.

FIGURA 1: Zapata polar y bobina de campo


La forma del núcleo polar es extremadamente importante y debe ser diseñado para tener una pequeña sección transversal alrededor del cual el cobre del devanado de campo o devanados sean colocados y una gran sección de distribución llamada zapata polar que permite que el flujo magnético sea distribuido sobre una extensa área del entrehierro y núcleo de armadura. La construcción de la zapata debe ser tal que también sirva de soporte al devanado. La construcción del núcleo polar tiene varias características deseables a saber: 1. Que tenga una sección transversal pequeña, donde se arrolle el devanado de campo, de manera tal que la utilización de cobre sea mínima. 2. Que el área de la zapata polar sea grande de manera tal que la reluctancia del entrehierro sea mínima y el flujo pueda distribuirse sobre una mayor porción de la superficie de rotor. 3. El núcleo polar completo y su devanado o devanados deben poder ser ensamblados antes de ser montados en la estructura. El núcleo polar mencionado normalmente se sujeta a la carcaza o culata mediante tornillos y esta carcaza además de formar parte del circuito magnético ejerce la función de soporte mecánico del conjunto de la máquina. En máquinas de gran capacidad la culata se construye de dos piezas que se unen con pernos, lo que facilita el transporte y permite quitar la culata mediante un puente guía. Cada uno de los núcleos polares principales, tiene uno de los tres tipos de devanados (shunt, serie, shunt y serie) de campo dependiendo si la máquina va a ser operada como generador o motor serie, shunt o compound. El devanado shunt tiene comparativamente un gran numero de vueltas de alambre delgado, su resistencia ohmica por consiguiente es demasiado alta y por lo tanto puede ser conectado entre terminales de armadura o bien aplicarle un voltaje igual o menor al nominal El devanado serie tiene relativamente pocas vueltas de alambre grueso y es conectado de tal modo (en serie) que altos valores de corriente pasan a través de él, su resistencia es extremadamente baja, tanto que cuando transporta la corriente nominal, la c aída de voltaje que produce es baja. Un devanado compuesto es la combinación del devanado shunt y el devanado serie.


b)

Arrollamientos inductores.

En una maquina de Cd. pueden existir hasta 2 tipos de arrollamientos inductores: 1) Arrollamiento SHUNT o paralelo o en derivación 2) Arrollamiento serie Cuando una maquina de C.D. posee los dos tipos de arrollamientos se dice que es una maquina de C.D. compuesta o compound.

Arrollamiento SHUNT o Paralelo Es un arrollamiento conformado por un conductor eléctrico delgado o de pequeña área de conducción, la corriente máxima que debe pasar por el es la corriente de excitación nominal que aparece en la placa de datos de la maquina. El arrollamiento shunt posee un gran número de vueltas (Nf) y en consecuencia su resistencia óhmica es elevada. Se le conoce con el nombre de paralelo porque normalmente se conecta eléctricamente en paralelo con el devanado de inducido o armadura (rotor).


Arrollamiento serie Este arrollamiento debe su nombre a que SIEMPRE se conecta eléctricamente en SERIE con el devanado de inducido o armadura (rotor). A través de el circula una corriente eléctrica de 20 a 30 veces mayor que la que circula por el arrollamiento shunt. La máxima corriente que debe circula por el arrollamiento serie aparece en la placa de datos como la corriente nominal. El arrollamiento serie es de pocas vueltas (Ns). Y el conductor es de grueso calibre. Al igual que el arrollamiento shunt se monta en forma de bo0binas sobre los polos principales. El arrollamiento serie, es un arrollamiento de compensación, esto es porque produce un flujo Φs que compensa la caída de voltaje en el devanado de inducido.

c)

Núcleos magnéticos de interpolos.

Son pequeños polos que se contribuyen e implementa de igual manera que los principales .Físicamente estos polos auxiliares se montan exactamente en medio de los polos principales y se sujetan ala carcasa mediante tornillos con cabeza plana o para llave All en. Los polos auxiliares son el asiento mecánico o soporte de los arrollamientos de interpolos y son el asiento magnético del flujo de interpolos. Cuando son adecuadamente empleados proporcionan un componente de flujo magnético a la armadura en una área extremadamente limitada entre los polos principales, tanto que el chisporroteo en las escobillas se reduce bajo condiciones normales y algunas veces condiciones de operación anormal. Los núcleos de estos devanados son construidos de laminaciones de hierro. Al igual que los devanados serie, este devanado es energizado por altas corrientes, pero el flujo creado por el interpolo es inyectado a la armadura en una zona donde el efecto de distorsión de la corriente del devanado de armadura puede ser contrarrestado. En grandes máquinas hay tantos interpolos como polos principales y en máquinas pequeñas usualmente el número de interpolos es sólo la mitad del de polos principales.


d)

Arrollamientos de interpolos.

Este arrollamiento es de poca vueltas y conformado por un conductor eléctrico capar de soportar la corriente eléctrica nominal de la maquina de C.D, ya que en forma permanente se conecta eléctricamente en serie con el devanado de inducción o armadura (rotor).su función es la de producir una fmm que contrarresta la fmm de inducido o armadura (reacción de armadura) ya que esta ultima distorsiona la distribución de densidad de flujo en el entre hierro dando por consecuencia un corrimiento de la zona neutra magnética de la maquina, punto donde deben localizarse las escobillas de la maquina.


e)

Escobillas o carbones.

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. La función del portaescobillas es mantener a las escobillas en su posición de o 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. Esta presión deb e 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 o. En determinado tipo de máquinas electromagnéticas, como los motores o generadores de corriente continua, los anillos del colector están divididos en dos o más partes aisladas unas de otras y conectadas a una o más bobinas. En este caso, cada una de las partes en que está dividido el colector se denomina delga. Debido a que, por el roce, al girar el dispositivo se produce un desgaste por abrasión, las escobillas deben ser sustituidas periódicamente. Por este motivo se han inventado los motores eléctricos sin escobillas.


f)

Rodamientos.

Tipos de rodamientos Cada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas así como cargas axiales pequeñas. Tienen baja fricción y pueden ser producidos con gran precisión. Por lo tanto, son preferidos para motores eléctricos de medio y pequeño tamaño. Los rodamientos de rodillos esféricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniería pesada, donde las cargas son fuertes, así como las deformaciones producidas por las cargas, en máquinas grandes es también habitual cierta desalineación entre apoyos de los rodamientos.

RODAMIENTOS RÍGIDOS DE BOLAS Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.


RODAMIENTOS DE UNA HILERA DE BOLAS CON O ANGULAR El rodamiento de una hilera de bolas con o angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presión ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino también grandes cargas axiales, debiendo montarse el mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.

RODAMIENTOS DE AGUJAS Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro. A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado.


RODAMIENTOS DE RODILLOS CÓNICOS El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente.

RODAMIENTOS DE RODILLOS CILÍNDRICOS DE EMPUJE Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Además, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola dirección y solamente pueden aceptar cargas axiales en una dirección. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos industriales, y su extracción es segura.


RODAMIENTOS AXIALES DE RODILLOS A RÓTULA

El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación automática. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales.

RODAMIENTOS DE BOLAS A RÓTULA

Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esférico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construcción. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geométricos perpendiculares al eje del aro exterior. Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.


RODAMIENTOS DE RODILLOS CILÍNDRICOS

Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no. Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos: 

  

Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo iten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos. Tipo N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características similares al anterior tipo. Tipo NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para la fijación axial del eje en un sentido. Tipo NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.

Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro.


RODAMIENTOS DE RODILLOS A RÓTULA El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser remplazados por rodamientos de la misma designación que se dará por medio de letras y números según corresponda a la normalización determinada.

RODAMIENTOS AXIALES DE BOLAS DE SIMPLE EFECTO El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contra placa. Los rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la mayoría de las aplicaciones, pero los de asiento esférico son muy útiles en ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de fabricación de los soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en una dirección.


RODAMIENTOS DE AGUJA DE EMPUJE Pueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mínimo de espacio axial.

LUBRICACIÓN El lubricante es la sustancia que se aplica entre dos elementos que tienen un movimiento entre ambos, con el fin de disminuir la fricción. El sistema de lubricación comúnmente utilizado en motores de uso general es la adición de grasa, que funciona adecuadamente en rangos de temperaturas que van desde los -4ºC hasta los 120ºC. Existen otros sistemas oil mist, aceite- que se emplean en aplicaciones especiales. Actualmente se ha tenido un avance muy importante en la tecnología de lubricantes sintéticos, los cuales permiten mayor capacidad de trabajo sin que se demeriten sus características. Una de las principales características de los lubricantes es la viscosidad, la cual varía inversamente con la temperatura y directamente con la presión. Para determinarla, se debe recurrir a tablas de características de grasas de fabricantes para hacer los comparativos necesarios. En general, es importante que la grasa elegida no pierda sus características principales bajo las condiciones de carga, velocidad y temperatura con las que trabajará el motor. En la práctica industrial la relubricación constituye una de las actividades básicas de los departamentos de mantenimiento, y se aplica sobretodo a motores grandes, pues generalmente los motores chicos (hasta unos 15kW) tienen rodamientos cerrados que no necesitan reengrase. En términos generales, la vida de un rodamiento puede ser prolongada con un correcto esquema de mantenimiento que garantice la limpieza de la grasa. Las metodologías de cálculo de vida de la grasa son más complicadas que la utilizada para determinar la vida útil del rodamiento, y de forma similar, no existe un dato único sobre el intervalo de relubricación de rodamientos, sin embargo es aceptado un rango de 2000 a 4000hrs de trabajo continuo como válido. Internamente el motor debe ser proyectado para


que cuando se realice este reengrase, la grasa vieja pueda ser reemplazada por la nueva sin dificultad, se impida la entrada de esta grasa al interior del motor y disminuya al máximo la entrada de contaminantes o agua al alojamiento donde se encontrará el rodamiento. Dentro de la literatura especializada se recomienda que al momento que se diseñe el sistema de lubricación se tome en cuenta las condiciones de operación del rodamiento deseadas (ruido, nivel de vibración, temperatura de operación, protección contra contaminación de polvos o agua, corrosión, etc.). RODAMIENTOS Y EFICIENCIA Los rodamientos tienen influencia en la eficiencia del motor, ya que sus pérdidas -conocidas como pérdidas por fricción deben considerarse al momento de proyectar al mismo. Estas pérdidas son función de la velocidad, nivel de carga e inercia a mover. Las pérdidas por fricción no deben representar un alto valor en el conjunto de pérdidas del motor. Para determinarlas, el diseñador acude a registros de pruebas; si al finalizar una prueba de laboratorio el nivel de pérdidas por fricción es superior al 10% del total de las pérdidas, se debe verificar que el rodamiento haya sido bien seleccionado, si está en buenas condiciones o existen factores -como la grasa o sistema de lubricación- que estén afectándolo. Cuando el motor se encuentra en marcha y con un buen desempeño, debe monitorearse el funcionamiento de los rodamientos de manera constante, especialmente para los motores de mayor importancia en el sistema productivo. Deben evaluarse aspectos reales como ruido, vibración, temperatura, condiciones del lubricante (color, viscosidad, temperatura, etc.) y acoplamiento con la carga (tensión de bandas, estado de gomas de coples, etc.). El registro y evaluación de estas mediciones ayudará a un mejor desempeño de los rodamientos, y por lo tanto de los motores. La vida útil del motor está fuertemente relacionada con la vida útil de los rodamientos, esto hace que el proceso de selección de rodamientos deba ser hecho siguiendo criterios que nos puedan garantizar el mejor comportamiento del rodamiento ante condiciones de operación normales. La selección de rodamientos para motores de uso general se hará siguiendo siempre el criterio de una operación de acuerdo a los datos de placa del motor. En motores de uso especial, requerirán de un proceso de selección diferente.


4° Describir desde el punto de vista de construcción los siguientes componentes del rotor. a)

Núcleos magnéticos de rotor.

Este componente es el asentamiento mecánico y magnético del devanado del inducido o armadura .Es básicamente un paquete de laminación de acero eléctrico del orden de 0.025” de espesor, cada laminación de buena permeabilidad y de forma circular. Las entrant es y salientes de cada laminación constituyen las ranuras y los dientes donde se alojan los conductores que constituyen el devanado de armadura. El número de ranuras es escogido en conjunción con el número de delgas o segmentos del colector o conmutador. P ara máquinas pequeñas las laminaciones se troquelan de una sola pieza y para máquinas grandes se utilizan laminaciones en segmento. “Cada uno de los conductores que van alojados en las ranuras del núcleo deben ir conectados al colector o conmutador”. La existencia de ranuras en el rotor presenta dos aspectos; uno favorable y otro desfavorable: El primero favorable significa: 1. Entrehierro tan delgado como sea necesario 2. Los esfuerzos electromagnéticos son aplicados a los dientes y no a los conductores excepto los causados por flujos locales. 3. Mayor firmeza en la sujeción de los conductores. El segundo desfavorable significa: 1. Menor posibilidad de aislamiento 2. Mayor inductancia de los conductores 3. Variación de la reluctancia del circuito magnético conforme se presentan frente al polo más dientes que ranuras ó más ranuras que dientes. Dicha variación se aminora de la siguiente manera:  Con el empleo de ranuras y dientes estrechos y en gran número.  Haciendo que las ranuras no sean paralelas al eje de la máquina sino helicoidales.  Usando ranuras de boca semicerrada. Como ya se dijo las bobinas de los arrollamientos distribuidos, y sus aislaciones, se alojan en ranuras o canaletas ubicadas en la superficie, o muy cerca de ella, del estator o del rotor o en ambas. Las partes magnéticas entre las ranuras se denominan dientes. Las ranuras pueden ser abiertas, semicerradas o cerradas como se muestran en la figura:

TIPOS DE RANURAS


Las ranuras abiertas, que poseen sus lados paralelos, se emplean en máquinas de potencia media o grande, por ejemplo más de 50 kW y en los inducidos a colector, salvo los muy pequeños, de pocos cientos de watt. Cuando las ranuras son abiertas, con sus lados paralelos, y están ubicadas sobre una estructura cilíndrica, los dientes resultan necesariamente trapezoidales, es decir no tienen la misma sección en toda su altura, lo que debe ser tenido en cuenta al considerar la inducción magnética y la saturación d e los mismos. La razón por la cual se emplean las ranuras abiertas, con sus lados paralelos, es que las bobinas utilizadas en esas máquinas son prácticamente rígidas y no se podrían colocar si la abertura de la ranura fuera más estrecha. Las ranuras semicerradas se emplean en máquinas de menor potencia, que utilizan bobinas formadas por conductores sueltos, los que se colocan individualmente o en pequeños grupos, muchas veces en forma manual y luego se terminan de conformar y de acomodar las cabezas de bobina, en la propia máquina. A fin de poder acomodar mejor los conductores en el fondo y en el tope de las ranuras, lo que mejora el factor de llenado de las mismas, conviene que ambos sean redondeados. Tanto en las ranuras abiertas como en las semicerradas, se debe evitar que los lados de las bobinas se salgan de las mismas, especialmente si están sometidas a la fuerza centrífuga del rotor, lo que provocaría un accidente catastrófico. El cerrado de las ranuras se hace por medio de una cuña de cierre construida con un material de la resistencia adecuada y que, en la mayoría de los casos, es no magnético. En los dientes de las ranuras abiertas se hacen unas entalladuras a fin de sostener esas cuñas de cierre.

b)

Devanado de inducido.

Este componente es el corazón de una maquina de corriente directa y es el punto donde se genera el voltaje cuando la maquina opera como generador y es el punto donde se desarrollo el pàr cuando este opera como motor. Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. 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).


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. Debido a que la corriente de armadura pasa y sale de ella a través de c ontactos móviles es obvio que existan serios arqueos, los cuales normalmente originan que los periodos de mantenimiento se acorten. En cualquier caso en el devanado siempre existe un problema doble: DE ALOJAMIENTO Y DE CIRCULACIÓN DE CORRIENTE. DE ALOJAMIENTO.- Se tiene este problema porque cada conductor activo debe estar colocado en un vano o ranura que lo sostenga y proteja de los esfuerzos electromagnéticos que se generan, los cuales podrían romperlo y dislocarlo si estuviera expuesto a ello, las ranuras o vanos deben ser numerosas y amplias, de acuerdo con el número y tamaño de los conductores y aquí es donde surge el problema, si las ranuras son numerosas, no pueden ser anchas y si son anchas no pueden ser profundas. En efecto el paso de ranura Paso de ranura =

Perimetro de Armadura No. de ranuras

Debe ser repartido en dos fracciones, una para el diente y otra para la ranura y si esta pasa del 60%, el diente resulta ser demasiado angosto y se satura rápidamente, además la reluctancia del entrehierro es exagerada y la excitación necesaria crece en forma desproporcionada. En la actualidad se emplean pequeños números de ranuras en perjuicio de la buena operación y calidad general de la máquina. DE CIRCULACIÓN DE CORRIENTE. - Se tiene este problema porque la corriente que fluye en los conductores activos debe ejecutar las evoluciones necesarias para que el potencial crezca regularmente desde que llega de la carga y entra a la armadura hasta que sale de esta para volver a aquella sin interrupción o decaimiento. Lo cual significa que las conexiones entre conductores deben ser de paso de 180º eléctricos o muy cercano a esta cifra. Prácticamente se utilizan dos tipos de devanados en maquinas de corriente directa: imbricado o imbrico (utilizado mas en América) y ondulatorio (utilizado mas en Europa).


DEVANADOS IMBRICADOS O ÍMBRICOS O DE BUCLES:

Representación de devanados imbricados Se les conoce así por la forma en que se superponen las bobinas sucesivas. Naturalmente habrá doble número de elementos que de bobinas.

Paso posterior Y b - Es él número de elementos que la espira avanza en la parte posterior del inducido visto desde colector se determina por el ancho bc. Paso frontal superior Y f colector.

- Es el número de elementos que se avanza por el lado de

Paso de colector Y c - Numero de delgas que avanza el devanado al conectarse al colector


Puede ser Yf menor o mayor que Yb y viceversa pero nunca igual. Sí Y f > Y b El devanado es regresivo, es decir avanza en sentido contrario de las manecillas del reloj si se mira del lado de colector Si < Y b El devanado es progresivo, es decir avanza en sentido de las manecillas del reloj si se mira del lado de colector Yb y Yf son siempre impares lo cual implica que si en una ranura un elemento va en la parte superior de la ranura el otro elemento debe ir en la parte inferior. Yb y Yf deben de diferir en 2; es decir: Yb = Yf  2 m,

m = Yc = Paso de colector

( + ) indica progresivo ( - ) indica regresivo

PASO DE COLECTOR = m = Yc = Es el número de delgas que se avanza al interconectar las terminales de las bobinas con el colector. Yc x P = a Yc = Paso de colector, a = No. de circuitos en paralelo, P = No. de polos. Al proyectarse un inducido es necesario procurar que los lados opuestos de cada una de las bobinas quede delante de polos opuestos, para que las dos fuerzas electromotrices inducidas en cada lado de la bobina se adicionen, por lo tanto el paso medio debe ser: Y medio = (No de elementos / No de polos) = No. de elementos/polos Las tres condiciones fundamentales que debe llenar un devanado imbricado son: 1. El paso debe elegirse de manera tal que los lados opuestos de una misma bobina se encuentren frente a polos contrarios. 2. En el devanado debe aparecer cada elemento una sola vez. 3. El devanado debe cerrarse sobre sí mismo.


DEVANADOS ONDULADOS Los devanados de armadura, ondulados e imbricados se distinguen por dos aspectos: 1. Desde el punto de vista de construcción difieren solamente por la manera en la cual las terminales de las bobinas son conectadas a las delgas del conmutador. 2. Desde el punto de vista de un circuito eléctrico, difieren en el número de caminos paralelos entre escobillas positivas y negativas. PASO DE BOBINA: El paso de bobina en los devanados ondulados es prácticamente igual al paso medio. Y m = No. de elementos / No. de polos PASO DE CONMUTADOR: Los extremos de cada bobina de un devanado ondulado son conectados a segmentos de conmutador, separados así 360º eléctricos. Se habla de casi, ya que es imposible hablar de 360º eléctricos exactamente. Y c = ( S  m ) / ( P / 2 ) = 2 (( S  m ) / P ) S = Numero de delgas del conmutador. m = Tipos de devanado. P = No de polos. Para devanados ondulados simples m = 1


c)

Colector o conmutador.

Este dispositivo desarrolla en la máquina de corriente directa una función extremadamente importante y en conjunto con las escobillas estacionarias se encarga de rectificar el voltaje alterno que se genera en los conductores de armadura a directo y cambiar propiamente la corriente directa que se aplica a corriente alterna en el caso de la acción motor. El colector consiste de un grupo de segmentos de cobre, aislados eléctricamente (regularmente por mica) con respecto a ellos y con respecto a la flecha o eje del rotor donde se monta el cilindro. A cada segmento del colector se llama delga. Y a cada delga siempre se conecta eléctricamente dos elementos activos del devanado del inducido . Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector. Delgas: Son los sectores circulares, aislados entre sí, que tocan con las escobillas y a su vez están soldados a los extremos de los conductores que conforman las bobinas del rotor. Micas: Son láminas delgadas del mismo material, intercaladas entre las delgas de manera que el conjunto forma una masa compacta y mecánicamente robusta.


d)

Aislamientos eléctricos.

Se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico. Para los motores es primordial e insustituible el uso de aislantes, puesto que en sus propiedades se sabe que no son conductores de la electricidad, por lo que es de suma importancia su aplicación, ya que es necesario que el motor solo tenga o magnético y no eléctrico en algunas partes como entre los mismos devanados, es decir cada espira esta aislada eléctricamente de las otras. En raras ocasiones el aislamiento falla por ruptura inmediata a determinada temperatura crítica. En cambio, el aumento de temperatura produce una paulatina degradación del aislamiento, exponiéndolo a que se produzca una falla por otras causas, como choque, vibración o tensión eléctrica. Una antigua regla decía que la expectativa de vida de un motor con determinado tipo de aislamiento se reduce a la mitad por cada 10% del aumento que se presenta por encima de la temperatura asignada al embobinado. En cierta medida esta reglase usa todavía.

Aislante esmaltado y aislante plastico


Barniz: Utilizado para aislar ranuras de estatores e inducidos, aislar entre fases y bobinas de motores, condensadores, reactancias.

Barniz marca condumex

Cuñas de madera: Se colocan sobre la parte superior descubierta de la bobina y las paredes de la ranura., estas asientan las bobinas y al mismo tiempo las aprietan hacia el fondo de la ranura, también las protegen de un posible rozamiento con el rotor. Alambre magneto: Este alambre esta provisto de un barniz aislante que evita los cortos entre un alambre con otro.


5° Descripción de los datos de placa de una máquina de C.D. En los datos de placa se nos proporciona los datos primordiales del equipo y que a la vez son fundamentales para su adecuada operación. Los datos básicos que no deben de faltar en dicha placa son el voltaje o alimentación del equipo así como su corriente de operación, RPM, etc. A continuación se presentan los datos de placa de los motores y generadores que se utilizaran en el curso y que están disponibles para su uso adecuado en el laboratorio de Ing. Eléctrica.

Motores y generadores que se presentaran son los siguientes:

*Maquina de corriente directa compuesta de equipo lab-volt *Maquina de corriente directa shunt de equipo lab-volt (no se vio) *Maquina de corriente directa compuesta de mesa de trabajo #2 *Maquina de corriente directa compuesta de mesa de trabajo #3 *Maquina de corriente directa shunt de mesa de trabajo #3 *Maquina de corriente directa shunt mesa de trabajo #6 *Maquina de corriente directa compuesta mesa de trabajo #7


MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA COMPUESTA DE EQUIPO LAB-VOLT

RPM 1800

MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA LAB-VOLT EMS 8211 MOTOR - GENERADOR SERVICIO CONT. FASE 3

DATOS MOTOR

Hz.

DATOS GENERADOR

VOLTS

120

AMPS

2.8

AMPS 1

⁄

WATTS 120

H.P.

60

VOLTS

120


MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA COMPUESTA DE MESA DE TRABAJO #2


ING. DE LORENZO & C. UY&&&& C. MOTOR ASINCRONO TRIFASICO,

MILANO tipo

ULE300M

N

00159

CON ANILLO GIRATORIO POTENCIA NOMINAL

8.8

KW

EN SERVICIO CONTINUO

VELOCIDAD DE ROTACION A POTENCIA NOMINAL

FRECUENCIA

60

1710

GIROS / MIN

Hz

TENSIÓN DE ALIMENTACION

220 λλ / 440 λλ

CORRIENTE ABSORBIDA A POTENCIA NOMINAL CORRIENTE SECUNDARIA A POTENCIA NOMINAL TENSION SECUNDARIA A CIRCUITO ABIERTO

V 32.4 / 16.2 24.5 220

A V

A


MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA COMPUESTA DE MESA DE TRABAJO #3


ING. DE LORENZO & C. MILANO MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA,

tipo

ULE200M

N

00151

CON EXCITACIÓN COMPUESTA

POTENCIA NOMINAL

8

KW




220

1800 GIROS / MIN

V

CORRIENTE DE SALIDA A POTENCIA NOMINAL

47

A

CORRIENTE DERIVADO DE EXCITACION A POTENCIA NOMINAL

0.85 A


MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA SHUNT DE MESA DE TRABAJO #3


ING. DE LORENZO & C. MILANO GENERADOR DE CORRIENTE CONTINUA, tipo

ULE200D

N 00152

CON EXCITACIÓN DERIVADA

POTENCIA NOMINAL

7

KW



TENSIÓN EN LAS TERMINALES

220

1800

GIROS / MIN

V

CORRIENTE DE SALIDA A POTENCIA NOMINAL

32

A

CORRIENTE DERIVADO DE EXCITACION A POTENCIA NOMINAL

0.75 A


MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA SHUNT MESA DE TRABAJO #6


ING. DE LORENZO & C. MILANO MOTOR ASINCRONO TRIFASICO,

tipo

ULE500M

N

00177

CON ANILLO GIRATORIO POTENCIA NOMINAL

3.5

KW


VELOCIDAD DE ROTACION A POTENCIA NOMINAL FRECUENCIA

60

1700 GIROS / MIN

Hz


220 λλ / 440 λλ

CORRIENTE ABSORBIDA A POTENCIA NOMINAL CORRIENTE SECUNDARIA A POTENCIA NOMINAL TENSION SECUNDARIA A CIRCUITO ABIERTO

V 13.4 /6.52 10.5 222

A V

A


MAQUINA DE CORRIENTE DIRECTA SHUNT MESA DE TRABAJO #7


RELIACE Super “T” MOTOR- GENERATOR SET FRAME IDENTIFICATION No. D15 MG 1S206751T1 KS RPM 1750 DURTY CONT. RICE 60C D-C KW 4.5 WDG COMP A-C HP 7.5 VOLTS 125 AMPS 36 PHASE 3 CYCLES 60 FEED MAX. EXITATION OHMS VOLTS 220-440 AMPS.

SELF 4.11 SEP. VOLTS *FOR 108V FL

73*

F.L. AMPS 19-9.5 L. R. AMPS130-65


Conclusiones y comentarios Después de haber presenciado una pequeña demostración en el taller de ingeniería eléctrica acerca de las diversas funciones de los múltiples componentes de la máquina de cd el equipo fue capaz de comprender el por que de su forma, su uso y en algunos casos componentes que los pudiesen complementar. También se hizo un listado rápido de las maquinas que se encuentran en el laboratorio y se señalaron partes de sus características. Más adelante en este mismo reporte se desglosaran todos los componentes y se incluirán imágenes (y/o fotos) que ilustren lo que el equipo observo durante dicha práctica. Empezaremos por recordar que en las máquinas de cd existen 2 clasificaciones de sus partes: las rotatorias y las estacionarias (rotor y estator), siendo el estator la parte más visible, este es compuesto por múltiples partes siendo la carcasa la más notoria y fácil de reconocer a simple vista empezaremos por ahí. ESTATOR Carcasa. La carcasa o yugo esta forma por una pieza solida de hierro (en mas de un caso con ciertas impurezas deseadas), es la principal defensa contra el ambiente o accidentes mecánicos, también es donde se montan las zapatas polares y algunos otros elementes como interpolos.

Como observación esta debe poseer baja reluctancia (resistencia al flujo magnético) para permitir un paso de líneas de flujo a través de la misma, a los costados van acoplados las tapas laterales que a continuación detallaremos.

Tapas laterales. Las tapas laterales pueden ser consideradas parte de la armadura pero en este c aso hablaremos por separado de ellas. Las tapas laterales no solo sirven como protección para


los costados de la maquina sino también como un elemento donde se pueden montar los aceiteros o graseros, también es donde se pueden montar los baleros o rodamientos para la flecha.

Zapatas polares Las zapatas polares tienen como principal objetivo ser el lugar donde se montan los devanados (shunt o serie), están formados por multiples laminaciones y se monta de manera perpendicular a la flecha, están formados por laminaciones para evitar la generación de corrientes remolino. Para sujetar las laminaciones entre si lleva pernos y para acoplarse a la armadura ranuras para tornillos

Los devanados. Es aquí donde se generan los campos magnéticos, dependiendo del tipo de la máquina y las necesidades que se tengan la maquina puede llevar un devanado shunt (paralelo) y/o serie. Estos deben ir montados sobre las zapatas polares.


Porta escobillas El dispositivo de conmutación esta formado por carbones los cuales van unidos a la carcasa y hacen un o firme sobre una o mas delgas y es aquí donde se tiene una señal de voltaje medible. También se le llama porta escobillas.

Baleros, rodamientos Los baleros son una parte esencial del movimiento de la flecha ya que le permite moverse sin necesidad de roce en con la carcasa, por lo general se encuentran unidos a las tapas y pueden ser. Abiertos, semi-abiertos, cerrados.

ROTOR Entrando a la parte rotatoria se puede notar que todas las partes móviles están sujetas firmemente a la flecha y es quizás la parte más importante de la maquina de cd y de cual maquina rotatoria.


Núcleo de armadura El núcleo de armadura al igual que las zapatas polares están hechas de laminaciones y este sirve de asiento mecánico para el devanado de armadura, es el principal elemento tanto visible como en orden de importancia en la estructura interna. Este puede tener ranuras las pueden ser abiertas o de forma semi-abierta, en el caso de necesitarlo debe tener cuñas en las ranuras para evitar que los devanados salgan.

Conmutador. El conmutador está formado por varias delgas y es de suma importancia pues tiene la labor de rectificar el voltaje alterno a voltaje directo y junto con los carbones forma parte de los dispositivos de la parte de conmutación. Máquinas de el laboratorio Todas y cada una de estas partes fueron identificadas en las maquinas del laboratorio. Para poder entender la estructura de las mismas. Las máquinas que pudimos observar en el laboratorio son las siguientes: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Máquina de C.D. compuesta del equipo lab-volt. Máquina shunt del equipo de lab-volt. (NO SE VIO) Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #2. Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #3. Máquina de C.D. shunt de mesa de trabajo #3. Máquina de C.D. shunt de mesa de trabajo #6. Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #7.


Y físicamente son las siguientes : Máquina de C.D. compuesta del equipo lab-volt.



Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #2.



Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #3. Máquina de C.D. shunt de mesa de trabajo #3.



Máquina de C.D. shunt de mesa de trabajo #6.


Máquina de C.D. compuesta de mesa de trabajo #7.


INFORMACION http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/BobinadosImbricados.htm http://www.afsoluciones.co/af-porta-escobillas http://html.rincondelvago.com/maquinas-de-corriente-continua_1.html http://html.rincondelvago.com/generadores-y-motores-de-corriente-continua.html http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448127641.pdf (243-245) http://www.infowarehouse.com.ve/pugoz/ingelect/ingelec_motorcc.pdf http://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Escobilla_%28electricidad%29 http://galeon.com/el-papi/Maquinas/Armadura.pdf http://www.infowarehouse.com.ve/pugoz/ingelect/ingelec_motorcc.pdf

Apuntes proporcionados por el ingeniero José Manuel Malibran Vicencio

VIDEO http://www.youtube.com/watch?v=Lv9_04UlV4s&feature=related

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