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8/19/2019 Preinformelabcem Mcc

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LABORATORIO DE CONVERSIÓNELECTROMECANICA DE LA ENERGÍA

CICLO N°2: MAQUINA DE CORRIENTE

CONTINUA

NOMBRE ALUMNOS: DANIELA PARRA MORALES

JORGE ALBARRÁN CIDCARLOS ALVEAL CARVAJAL

PROFESOR: RUBÉN PEÑA GUIÑEZ AYUDANTE LABORATORIO: JAVIER CHAMBLAS LARA

FECHA DE LABORATORIO: MARTES 15 DE MARZO DEL !1"#FECHA DE ENTREGA DEL PREINFORME: LUNES 1$ DE MARZO DEL !1"#


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I. OBJETIVOS#

- Obtener curva de excitación y parámetros de la máquina de corriente continua.

- Obtener la característica de carga para distintas configuraciones de la máquina de

corriente continua.

- Experimentar mecanismos de control de velocidad.


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II# ACTIVIDADES PREVIAS#

1% Identificar el Freno Prony y ! caracter"tica de f!nciona#iento$ To#ar nota de la

lon%it!d del &ra'o y lo (eo )!e e (!eden !tili'ar$ Ta&!lar lo ditinto tor)!e )!e e (!eden a(licar al #otor con ete ite#a$

El freno se compone por un brazo sobre el que se monta un dinamómetro y una rueda que

tiene adosada una cinc!a de alto rozamiento. Esta rueda es la que se conecta al e"e del

motor del cual se quiere medir su potencia. El a"uste de la cinc!a es variable. Esto es se

puede controlar el torque de carga aplicado al motor . Cuando se desea conocer el par de

giro de un motor para una velocidad de rotación determinada, se va incrementando

gradualmente la compresión ejercida sobre las zapatas aumentando la masa del contrapeso

(o bien su brazo de palanca), con lo que el motor es frenado hasta que se estabiliza en lavelocidad de rotación dada.

En nuestro caso el brazo mide #$% cm de largo con un peso de &.#'( )g ubicado en uno de

los extremos y se mueve a trav*s del brazo para obtener un torque dado. +uando la fuerza

que e"erce el peso iguala al torque de la máquina la barra se encontrará en posición

!orizontal.

Fi%!ra N°*:+Di&!,o de !n freno Prony con &ra'o de (alanca+

,esde luego como m/g/d

0iendo d la distancia del peso !acía el e"e g la aceleración de gravedad 12.(# 3m4s $56 y m lamasa del peso. 7os valores tabulados de distintos torques se pueden ver en la siguiente tabla

https://es.wikipedia.org/wiki/Par_motorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor


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TABLA N&1: 'V()*+,- ., /(+ /(+( .0-02(- /*-030*2,- ., )( 4(-(

D0-(230( 647 P(+ 6N47!#!5 8#51!#1 9#!!#15 1!#58!#! 1$#!$!#5 19#55!#8! 1#!"!#85 $#5!#$! #!;!#$5 81#"!!#5! 85#1!#55 8#"!#"! $#18

% O&tener lo dato de la (laca del %r!(o #otor-%enerador de corriente contin!a #

TABLA N&: 'D(*- ., /)(3(

D(* ., P)(3( M**+ DC G,2,+(.*+ DCF(3?,+@,+?, S0,4,2- S3=>3?,+@,+?,N*# D, S,+0, 5981!! E!598!!!P*,230( "# 6?7 $#9 6?7C*++0,2, ., A+4(.>+( 888#5 6A7 !#$ 6A7

V*)(, ., A+4(.>+( 8! 6V7 8! 6V7C*++0,2, ., E30(302 !#191#" 6A7 1# 6A7V*)(, ., E30(302 11515 6V7 1!! 6V7V,)*30.(. 1$5!$!!! 6+/47 1$5! 6+/47N4,+* ., P*)*- $ $N4,+* ., 02,+/*)*- $ $N4,+* ., ,-3*+() V,20)(302 2(>+()C(+3(( S,40 2.0.*

S,40 2.0.*

III# TRABAJO DE LABORATORIO#


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1# P(+4,+*- K 3>+(- ., E30(302#

(% M,.0+ )*- ()*+,- ., )(- +,-0-,230(- ., (+4(.>+( ., 02,+/*)*- K ., )*- 3(4/*- .,)4**+ ,2 ,2-(K* /(+( .0-02(- /*-030*2,- .,) +**+#

El puente de 8!eastone es el medidor de resistencias más sensitivo que existe por esto seráutilizado en nuestra experiencia para obtener los me"ores valores de resistencias dearmadura y de campos del motor. 9uesto que los devanados de los interpolos se conectan en serie con los devanados de laarmadura la medición de la resistencia total será la suma de estás. El puente se conecta enlos terminales ;- posiciones distintas del e"e la resistencia dearmadura.9ara la resistencia de campo 0erie el puente debe conectarse en las terminales E-? y 9ara

la resistencia de campo 0!unt se conecta en los terminales @-A del tablero de control.En el ANEO I en 1#( se encontrara la tabla BCD con los valores de las resistencias.

+( .,) 3(4/* /+0230/() K -,+0,# 0% C*2 >2 02-+>4,2*#

El instrumento elegido es el ultímetro etermann. En el ANEO I#1< se encontrara latabla BC> con las mediciones realizadas.

00% P(+( ,) 3(4/* S=>2 *3(230( *,-( +(2-0*+0( .,)( 3*++0,2, () (/)03(+ >2 ,-3()2 ., *)(,# R,0-+(+ ()*+,- ., *)(, K 3*++0,2,+(2-0*+0*- K ,/)0>, 34* -, *3(230( ., 3(4/*Q

;plicaremos un escalón de volta"e de ##'3F5. ;sí al aplicar el volta"e se obtendrá larespuesta de la corriente. +on un osciloscopio conectado respectivamente con sondas alvolta"e aplicado y a la resistencia de armadura podremos ver los valores de la corriente y laconstante de tiempo se calculará segGn la imagen obtenida en el osciloscopio. ;sí con losconocimientos de teoría de circuitos podremos calcular la inductancia.


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Fi%!ra N°2: .Corriente )!e e o&tiene al a(licar !na ecal/n de teni/n 0e,e#(lo1+

:

τ =

L

R → L=

τ ∗

R C% O+(- ., ,30(302 ,2 (3* ( ,)*30.(.

2*402() K ( 9! ., )( ,)*30.(. 2*402() >-(2.* ,) 3(4/* S=>2# U0)03, ()*+,-3+,30,2,- ., 3*++0,2, ., 3(4/* K )>,* ()*+,- .,3+,30,2,-# V(+, )( 3*++0,2, .,3,+* ( 2*402()#

0e debe alimentar el campo a tensión de $D% 3F5 mediante un variac trifásico y elrectificador H con el sI# abierto- luego a"ustamos la resistencia de campo para lograr unacorriente de campo nominal en el generador de #.$ 3;5 una vez obtenida esta corriente secierra el 0I# y se modificará el valor de la resistencia de partida para tener velocidadnominal.

9osteriormente se alimenta el campo del motor en conexión independiente y se varía laresistencia de campo para lograr los valores de corriente de campo necesarias de formacreciente !asta llegar a la corriente nominal y de forma decreciente. !asta llegar a lacorriente %.

?inalmente se repite para una velocidad de &%J de la nominal reduciendo la tensión dealimentación y logrando el a"uste necesario de las resistencias de campo y serie7a tabla BC' y BCK con las futuras mediciones estarán en el ANEO I#1#3


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# C(+(3,+-03(- ,2 3(+(#

(% P(+( >2 4**+ ,2 3*2,02 S=>2 .,,+402(+ )(- (+0(30*2,- ., )( ,)*30.(.3*++0,2, ., (+4(.>+( *+>, ,2 ,) ,, K ,030,230( ,2 >2302 ., )( 3(+( ( *)(,2*402()# P(+( ,))* 3(+(+ ,) 4**+ 3*2 ,) +,2* P+*2K# A>-(+ 02030()4,2, )(

,30(302 .,) 4**+ /(+( ,2,+ 3*++0,2, 2*402() ,2 ,) 3(4/*# T*4(+ ()*+,- /(+(! $! "! ! K 1!! ., 3(+(# V,+003(+ /+,0* ( 3(.( 4,.0302 >, )(,2-02 ., (+4(.>+( -,( )( 2*402()#

9rimero se tiene el cuidado de a"ustar inicialmente la excitación del motor para tenercorriente nominal en el campo esto es segGn la placa del motor #.K 3;5.En esta prueba se utiliza al motor de corriente continua como motor.

Lna vez se tiene la corriente nominal del campo se cierra el 08 acto seguido la resistenciade partida es disminuida para llevar la maquina a velocidad nominal. 7uego de lo anteriorse procede a cargar el motor con el freno 9rony ubicando el peso a % cm #% cm $% cm D%cm >% cm '% cm y K% cm manteniendo la tensión nominal de armadura.

En el ANEO I##( se incluirán los datos obtenidos de esta prueba en una tabla yen el ANEO I II#( el circuito que se utiliza como referencia 1?ig.BC>6.

2 4**+ ,2 3*2,02 3*4/>,-( )(+( (3>4>)(0*#

9ara esta prueba la partida en marc!a de la ++ es la misma y la aplicación de lacarga tambi*n. 7o que si cambia para esta prueba es la adición de un devanado en serie 1e-f6 en el devanado de armadura de la ++.

En la figura BC' en el ANEO II II#


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8#E->.0* ., 4,3(20-4*- ., (+0(302 ., )( ,)*30.(.#

9ara la máquina en ensayo conectada como motor con excitación independiente realice losensayos considerando:

(% V(+0(302 ., )( ,2-02 ., (+4(.>+(: anteniendo la corriente de armadura en '%Jobtener la velocidad del motor en función de la tensión de armadura al operar con corrientede excitación constante igual a la nominal. ;"ustar para tensiones de $'J '%J &%J y#%%J. 9ara una tensipin del '%J determinar la regulación de velocidad entre vacío y plenacarga.

0e conectara tanto motor como generador con excitación independiente. 9ara !acerarrancar el motor el 0Iitc! debe estar abierto y la resistencia de partida 1Mp6 del motorttiene que estar en su valor máximo. 0e a"usta Mf para que circule corriente nominal 1#.K3;56 por el campo principal del motor. Lna vez realizado esto se cierra el 0Iitc! y secomienza a disminuir el valor de Mp !asta alcanzar su valor mínimo.

,ebido a que solo se necesita #K.' 3;5 de corriente de armadura en el motor se leagrega carga a la .+.+ mediante el banco de resistencias para así lograr los valores decorriente deseados. 7a variación de tensión se realiza mediante la ayuda de un variactrifásico que en su entrada debe estar conectado directamente a la red mientras que en lasalida provendrá de un rectificador trifásico. ?inalmente se tiene especial cuidado en queno ba"e !asta cierto nivel la corriente de campo pues en dic!o caso la máquina se puededescontrolar 1embalar6. 7os resultados de las mediciones están en la tabla BC2 en elANEO I III#(% y el circuito implementado en el ANEO II III#(%.

0* ., (+4(.>+(: Mepetir D.a6 regulando a!ora latensión en la armadura por medio de un reóstato en serie. ;"ustar los mismos valores detensión de armadura usados en D.a6.

,ebido a que solo se necesita #K.' 3;5 de corriente de armadura en el motor se le agregacarga a la .+.+ mediante el banco de resistencias para así lograr los valores de corrientedeseados. ; diferencia del punto anterior aquí se manipula la tensión inducida a trav*s deuna resistencia conectada en la armadura lo cual es claro ver el efecto que produce en latensión: ; medida que aumentado su valor la tensión inducida ba"a y viceversa. Esto Gltimose "ustifica básicamente a trav*s de un divisor de tensión.

7os resultados de las mediciones están en la tabla BC#% en el ANEO I III#


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función de la corriente de excitación. ;"ustar la corriente de excitación a #%%J 2%J (%J&%J K%J y '%J. 9ara una corriente de excitación del '%J determinar la regulación develocidad entre vacío y plena carga.

9ara esta prueba se conecta tanto motor como generador con excitación independiente del

campo s!unt 1principal6. 9ara !acer arrancar el motor el 0Iitc! debe estar abierto y laresistencia de partida 1Mp6 del motor tiene que estar en su valor máximo. 0e a"usta Mf paraque circule corriente nominal 1#.K 3;56 por el campo principal del motor. Lna vez realizadoesto se cierra el 0Iitc! y se disminuye el valor de Mp !asta alcanzar su valor mínimo.

Nste m*todo consiste en ir aumentando paulatinamente la resistencia de campo paracon ello ir disminuyendo la corriente de excitación.

7os resultados de las mediciones están en la tabla BC## en el ANEO I III#3% y el circuitoimplementado en el ANEO II III#3%.

$#P+.0.(- K R,2.040,2*#

Ltilizando el m*todo de desaceleración efectuar las medidas necesarias para obtener porseparado las p*rdidas mecánicas 1roce y ventilación6 p*rdidas en el fierro y p*rdidas en losenrollados de la máquina de +.+. traba"ando en condiciones nominales. 0uponer que todaslas p*rdidas debidas a los reóstatos son asignadas a la instalación general de la que forma parte la máquina y no a *sta misma.

ediante el m*todo de desaceleración que consiste en frenar la ++ ba"o distintas

condiciones se obtuvieron las p*rdidas más relevantes las que se separan en 9*rdidas porroce y ventilación 9*rdidas en el fierro y 9*rdidas en el cobre. +on un osciloscopio y unasonda diferencial de volta"e midiendo el volta"e de armadura se obtuvieron las curvas dedesaceleración con los que se realizaron los cálculos para determinar las respectivas p*rdidas.

El circuito que muestra las conexiones y todos los sIitc!s necesarios para esta prueba semuestran a continuación.

?igura BCK: +onexiones para la prueba de p*rdidas.


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P+.0.(- M,3203(- +*3, K ,20)(302%:

9ara esta experiencia el motor deberá estar girando a velocidad nominal. Lna vez en estavelocidad se abrirán simultáneamente los sIitc!s # y $ manteniendo el sIitc! D en la

posición #. 7a máquina de este modo empezará desacelerar debido a las p*rdidas de roce yventilación.

Pr+v=−J ⋅ ωnom⋅ Δ ω

1

Δt 1

+on:@ : omento de inercia de la máquina 3 )g4m$ 5n :Felocidad nominal de la máquina 3 rad4s5d4d t: ;celeración de la máquina 3rad4s$ 5 1pendiente de la gráfica6

P+.0.(- ,2 ,) F0,++*:

0e llevará el motor a velocidad nominal y se desconectará el sIitc! # manteniendo elsIitc! D en la posición # así nuevamente la máquina comenzará a desacelerar debido alefecto de las p*rdidas del nGcleo

Pr+v+ Pfe=−J ⋅ωnom⋅ Δ ω

2

Δt 2

P+.0.(- ,2 )*- .,(2(.*- .,) M**+ C*


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ANEO I: 'T(3(230(- ., .,(2(.*-

D,(2(.* V()*+,e armadura

,e campo 0!unt,e campo 0erie

I#3%

T(


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T(


14/19

II#+(

V*)(, ., (+4(.>+( 1!! 95 5! 5V,)*30.(. +/4%D0-(230( +( A%C*++0,2, ., 3(4/* A%

III#


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III#3%

TABLA N&11: 'M,.030*2,- /(+( )( */,+(302 ( )>* .,+(V,)*30.(. +/4%D0-(230( +( A%C*++0,2, ., 3(4/* A% 1!! 95 5! 5

ANEO II: 'C0+3>0*-

II#(

Fi%!ra N°: .Circ!ito con cone3i/n del ca#(o 45!nt+

II#


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Fi%!ra N°6: .Circ!ito con cone3i/n Co#(!eta lar%a ac!#!lati7o+

III#(%

Fi%!ra N °8: .Circ!ito (ara (r!e&a con 7ariaci/n de la teni/n de ar#ad!ra+

III#


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Fi%!ra N°9: .Circ!ito con reitencia e3terna en circ!ito de ar#ad!ra+

III#3%

Fi%!ra N°: .Circ!ito (ara la 7ariaci/n de la corriente de e3itaci/n+


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ANEO III: 'E>0/(40,2*

LISTADO GENERAL DE INSTRUMENTOS

CANTIDAD SESIÓN NOMBRE FONDO ESCALA$ P-PP-PPP Foltímetro ,+ %-D%%-K%%3F5$ Foltímetro ;+ %-D%%-K%%3F5$ P-PP-PPP ;mperímetro ,+ %-#-D-#%3;5$ ;mperímetro ,+ %-D-#%-D%3;5# ;mperímetro ;+ %-$-'-$%-'%3;5# PP-PPP 0Iitc! rifásico

$ PP-PPP 0Iitc! onofásico# PPP 7uz Estroboscópica# Fariac rifásico# PP-PPP 0incronoscopio# PP 7ámparas 0incronización# P-PP-PPP aco generador# Osciloscopio ,igital


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# PPP 0onda ,iferencial ensión# ultímetro ,igital# P 9uente 8!eastone$ =anco Mesistencias >3)85D P Pnductores

# P-PP-PPP ;mperímetro de Pnducción# P-PP-PPP 8attmetro rifásico POB &D%%

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