Universidad Católica Santa MaríaELECTROTECNIA

ING. LUIS A. CHIRINOS A.

11G4

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

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PRACTICA Nº9ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

JEFE DE PRÁCTICAS:Ing. Luis A. ChirinosAPELLIDOS Y NOMBRES:OXA CARDENAS THANIA LILIANA

Universidad Católica Santa María 2011

PRACTICA Nº9

ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

1. OBJETIVO: Revisar, estudiar y aplicar la teoría estudiada para reconocer y ubicar a los diferentes componentes de las maquinas de corriente continua, tomando lectura de las resistencias internas de cada uno de ellos y realizar el ensamble observando las normas de seguridad.

2. FUNDAMENTO TEORICO:

El motor de corriente continua

Está compuesto de 2 piezasfundamentales :Rotor

EstatorDentro de éstas se ubican los demás componentes como :

1) ROTOR.Constituye la parte móvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga.Está formado por : • Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector.• Núcleo: Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule.Las laminaciones tienen por objeto reducir las corrientes parásitas en el núcleo. El acero del núcleo debe ser capaz de mantener bajas las pérdidas por histéresis. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado)• Devanado: Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado.• Colector: ( conmutador), está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas.La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas

Rotor EstatorEje ArmazónNúcleo y Devanado Imán permanenteColector Escobillas y portaescobillas

Tapas

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EstatorConstituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.Está formado por :• Armazón: Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético.

Imán permanente: Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcaza del estator. Su función es proporcionar un campomagnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos camposEscobillas: 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 delestator.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 contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra el colector. Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser excesiva, la fricción desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto.

FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA Sobre el eje del rotor pero aislado de este, esta el colector de delgas de cobre; sobre estas se apoyan las escobillas de carbón para actuar como conexión eléctrica con los terminales exteriores de la caja de bornes.

Un motor de corriente continua utiliza la corriente eléctrica que fluye ininterrumpidamente en un solo sentido

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El motor está formado por una armadura que gira en un campo magnético la armadura tiene una bobina de cable arrollada alrededor de un núcleo de hierroLa fuente de electricidad se conecta a las escobillas que hacen contacto con el conmutador de la armadura

El conmutador es un tipo de interruptor que cambia la dirección del flujo de corriente según va girando

La corriente eléctrica fluye de la fuente al motor y otra vez a la fuente en un solo sentidoLos cables de la bobina que transportan la corriente experimentan una fuerza en presencia del campo magnéticoCuando la corriente fluye en la bobina en el sentido que se muestra el imán ejerce una fuerza hacia abajo sobre el segmento de cables situado cerca del polo sur magnético y una fuerza hacia arriba situado por el segmento cerca al polo norte , esto hace que la armadura gire

Después de cada vuelta el conmutador invierte el sentido de la corriente , la fuerza sobre la bobina cambia de sentido y el giro se completa . el ciclo se repite una y otra vez proporcionando un movimiento continuo

Los diferentes dispositivos unidos a la armadura giratoria como poleas o engranajes pueden emplearse para realizarse diversas tareas

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3. ELEMENTOS A UTILIZAR

- MULTIMETRO - PUENTE DE RESISTENCIAS- MEGOMETRO- PULSADORES- CONTACTORES MOTOR DC.- CONECTORES.

4. PROCEDIMIENTOS DE EJECUCION:- Reconocer o identificar los terminales de motor, elaborar el esquema de

conexiones de los componentes encontrados

- Medir con el instrumento adecuado el valor de la resistencia interna de cada componente , la resistencia de aislamiento del estator y de la armadura

Resistencia Rotor 48 Ω Resistencia Estator 156.7Ω

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- Elaborar el diagrama completo de conexiones del motor ensayado según las normas vigentes e incluya los valores de las resistencias internas de los símbolos graficados

-

Identificar el conmutador y con el instrumento adecuado mida la resistencia cada dos delgas consecutivas en un cuadro represente los valores obtenido de todas las delgas del conmutador

MEDICION RESISTENCIA DE LAS DELGAS1 0.9 9 0.92 0.9 10 0.93 0.9 11 0.94 0.9 12 0.95 0.9 13 0.96 0.9 14 0.97 0.9 15 0.98 0.9

- Implementar el circuito de arranque simple del motor de corriente continua según las instrucciones de la práctica de contactores , graficar los circuitos de fuerza y control aplicados.

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5. CUESTIONARIO

a) Defina la función de cada componente ubicado en el motor ensayado

COMPONENTES FUNCION

Rotor Proporciona el torque para mover a la carga

EjeNúcleo

Devanado conmutador

Bobinas del rotor

Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colectorFunciona como trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule.Reducir corrientes parásitas en el núcleo. mantener bajas las pérdidas por histéresisEl núcleo laminado albergar al devanado de la armadura (bobina)

Proporciona un camino de conducción conmutadoMantener siempre la polaridad de la armadura(rectificador mecánico)Recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas

Nivela el voltaje entre las bobinas del conmutador y reduce el chisporroteo

Estator suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar el movimiento giratorio

Bobinas de campoArmazón

Imán

Producen el flujo magnético para la transferencia de energíaServir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente,

Proporcionar un campo magnético unif. al devanado del rotor o

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permanente

Escobillas

armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor

Transmitir la tensión y corriente de la fuente de alimentación hacia el colector y, por consiguiente, al bobinado del rotor

b) Los valores de resistencias de aislamiento ¿son los adecuados? Explique ¿Por qué? Si es el adecuado. Le lectura es OL Es decir normalmente abierto

c) De acuerdo al Código Eléctrico Nacional elabore el diagrama de representación del motor ensayado y los circuitos de fuerza y control correspondiente

d) Describa ¿ porque las diferencias de valores resistivos entre las bobinas del estator y las bobinas del rotor?La diferencia las bobinas de la armadura o Rotor tienen MENOR resistencia que las bobinas del Estator; pues esta ultima trabaja con la mayor corriente de la maquina.

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e) Describa las ventajas y desventajas de utilización de maquinas de corriente continua en aplicaciones industriales

VENTAJAS DESVENTAJASGran variedad de la velocidad, y fácil control

Gran flexibilidad de las características par-velocidad y respuesta rápida por ser el diámetro del rotor pequeño.

Brinda exactitud en su control automático de la velocidad

Se puede programar una variación de velocidad en función del tiempo

Mantiene un rendimiento alto en un amplio margen de velocidades y alta capacidad de sobrecarga

Se puede controlar la aceleración y desaceleración para obtener el tiempo deseado de rpta,.

Pueden entregar más de cinco veces el par nominal (si lo permite la alimentación de energía eléctrica).Se puede realizar la operación en reversa sin conmutar la energía eléctrica.

el precio de un motor de corriente continua es considerablemente mayor

el obligado mantenimiento de las escobillas

no es posible mantener el par con el rotor parado mas de unos segundos, debido a los calentamientos que se producen en el colector.

El mantenimiento de algunas de sus piezas (escobillas y colectores)

deben ser motores grandes si se buscan potencias elevadas, pues su estructura (y en concreto el rozamiento entre piezas) condiciona el límite de velocidad de rotación máxima.

f) La evacuación de las resistencias registradas entre dos delgas consecutivas del conmutador, ¿son iguales? Explique brevemente.

Las resistencias registradas ( tabla 1) son iguales , esto se debe a que las delgas como parte exterior del colector, son las encargadas de ser los terminales de las bobinas del inducido , es decir tienen que marcar la misma resistencia entre delga y delga porque se trata de un solo material. Osea en realidad lo que se mide es la resistencia de la bobina por eso tiene que ser igual.

6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Lo más importante de resaltar es que los motores DC convierten la potencia

eléctrica en potencia mecánica esto se logra mediante la rotación de un campo magnético alrededor de una espira o bobinado. Este principio es aprovechado para poder utilizarlo como fuente de

movimientos y poder darle aplicación en distintos ámbitos.

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Se debe recordar que en un motor de corriente continua el inductor es el estator y el inducido es el rotor.

Con la utilización de los pulsadores se puede controlar el funcionamiento del motor directamente. en la realización de la practica se utilizaron dos de estos dispositivos que se pudieron identificar como normalmente abierto y normalmente cerrado Antes de incluir en un circuito los pulsadores se deben comprobar su

condición y su funcionamiento, al utilizar los instrumentos de medición:- Normalmente Abierto marca OL - Normalmente Cerrado marca algún numero

Durante la realización de la práctica se tuvo mucho cuidado al manipular los pulsadores cuando están en conexión y con alimentación de corriente activada. De la misma manera en la aplicación industrial, la seguridad del operario

es importante, y se deben tener en cuenta simpre las medidas necesarias para evitar accidentes. De la misma manera se exige prudencia.

El principal inconveniente que surge con la utilización de estos motores es el mantenimiento que es costoso y laborioso, además que debe ser continuo.Por ello se están estudiando y surgen nuevas alternativas con la utilización de otros tipos de motores o con ligeras variaciones que pueden ser más accesibles y convenientes.

El motor de corriente continua es muy versátiles en la industria. Debido a la facilidad para su control de posición, paro y velocidad, por ello es una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos, pero actualmente con nuevos avances en motores de corriente alterna, su uso ha disminuido, aunque se siguen utilizando en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micro motores, etc.)

La claridad e importancia de los diagramas de control y fuerza son indispensables tanto para la instalación como para su interpretación al momento en el que surja alguna falla y se necesite reparación

La revisión de las maquinarias siempre debe darse para evitar fallos en el sistema y problemas propios de la misma que pueden agravarse, tales como es "chisporroteo “que consisten en la aparición de chispasEntre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto, o las pérdidas en el núcleo, ya estudiadas como histéresis o pérdidas de Foucault

Datos a considerar:o Se debe tomar en cuenta siempre los datos de la placa, para evitar

sobrepasar el voltaje nominal o Siempre las bobinas de la armadura tiene menor resistencia o El motor de corriente continua

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Está compuesto de 2 piezas fundamentales: Rotor y Estator

7. BIBLIOGRAFIA:

Diseño de elementos de máquinas Robert L. Mott,Virgilio González y PozoCircuitos eléctricos en el automóvil Hermógenes Gil pag 198

http://www.slideshare.net/xMorfe0x/mantenimiento-de-motores-electricos http://www.youtube.com/watch?v=6JGyXDZBagg www.infowarehouse.com.ve/pugoz/ingelect/ingelec_motorcc.pdfSimilareshttp://www.tvtronica.com.ar/Actuadores.htm http://www.monografias.com/trabajos61/motores-corriente-continua/motores-corriente-continua.shtml http://html.rincondelvago.com/generadores-y-motores-de-corriente-continua.html www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdfSimilares