reglamento general de uso y servicio del laboratorio de electricidad, normas de seguridad, uso de herramientas e instrumentos de medicion de magnitudes electricas

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APLICACIN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE VELOCIDAD AL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA1. OBJETIVOAplicar la tecnologa estudiada para elaborar los esquemas de instalacin de mquinas de corriente continua y realizar el montaje respectivo utilizando contactores cuyas bobinas de accionamiento se alimenta con tensin alterna.

2. FUNDAMENTO TEORICOPara deducir analticamente las caractersticas n = f (T) de estos motores se va a suponer inicialmente que trabajan en la zona lineal de la curva de magnetizacin. De acuerdo con las siguientes expresiones, se tiene:; ; De donde resulta:

Que conduce a una expresin de la velocidad en funcin del par:

Estando funcionando el motor derivacin con un par resistente determinado, al aumentar este se producir un frenado en la mquina, disminuyendo la velocidad del rotor; como consecuencia de ello la f.c.e.m. del motor se reducir, por lo que aumentara la corriente absorbida por el inducido y el par de la maquina , se elevara igualndose con el nuevo par resistente ofrecido por la carga. De acuerdo con la expresin, la curva par-velocidad n =f(T) del motor derivacin (y por extensin, del motor con excitacin independiente) es una Lnea recta, La ecuacin de esta recta para los valores asignados de tensin aplicada, resistencia asignada del inductor y resistencia asignada del inductor (sin resistencia adicional en el circuito de campo) se denomina caracterstica natural de la mquina.

a) Regulacin de velocidad por cambio en la tensin aplicada al inducidoEste sistema de control solamente se puede aplicar al motor con excitacin independiente, ya que es el que tiene separados los circuitos de excitacin y de inducido. Al reducir la tensin de alimentacin V, y de acuerdo con (6.58), la corriente I; disminuye, por lo que el par desarrollado por el motor se reduce y, al hacerse inferior al par resistente, se produce una disminucin de la velocidad de la mquina. Al contrario, si aumenta la tensin aplicada, se produce una elevacin de la velocidad. En la Figura 6.36b se muestran las curvas (rectal) par-velocidad que se obtienen cuando se regula la velocidad de un motor de c.c. con excitacin independiente empleando este procedimiento. Se observa que la velocidad en vaco no = l/Ke V va cambiando con este mtodo, ya que esta es proporcional a la tensin aplicada; sin embargo, no se modifican las pendientes de las rectas respectivas (porque no se altera ni el valor del flujo ni la resistencia en serie del inducido). Es decir, resultan una serie de rectas paralelas a la caracterstica natural de la mquina y que estn por debajo de esta, ya que la tensin aplicada se va disminuyendo por debajo de la tensin asignada (que sera la mxima prevista para no daar los aislamientos de la mquina.b) Regulaci6n de velocidad por cambia en la resistencia en serie con el inducidoAl introducir una resistencia adicional en el circuito del inducido se produce un aumento muy fuerte en la pendiente de la caracterstica par-velocidad de la mquina, lo que est justificado por la ecuacin (6.59). Este sistema es vlido tanto para los motores con excitacin derivacin como para motores con excitacin independiente. En la Figura 6.36c se muestra la evolucin de las rectas correspondientes. Como ya se ha indicado, este procedimiento de control de velocidad es bastante antieconmico, ya que al circular la elevada corriente de inducido por esta resistencia adicional (restato) las perdidas por efecto Joule son muy elevadas, y es por ello que solamente se utiliza en motores de pequea potencia. Obsrvese en la Figura 6.36c que todas las rectas que se obtienen (que se denominan caractersticas artificiales o reostaticas) pasan por el punto correspondiente a la velocidad de vaci de la maquina no (ya que esta velocidad depende solamente de la tensin aplicada V y del flujo inductor).c) Regulacin de velocidad por cambio en la resistencia en serie con el inductorAl introducir una resistencia adicional en el circuito del inductor se produce una disminucin en el flujo inductor de la maquina (tanto si el motor es con excitacin independiente o derivacin), lo que se traduce en un aumento en la velocidad del motor. Para comprender la sucesin de fenmenos que resultan, tngase en cuenta que al introducir una resistencia adicional en el circuito inductor con ayuda de la resistencia o restato variable Rs, se produce una disminucin tanto de la corriente de excitacin como del flujo inductor. Como consecuencia de ello, se reduce la f.c.e.m. del motor, lo que provoca un aumento de la corriente del inducido absorbida por la mquina. El par del motor T = KtI, aumenta, ya que la disminucin de flujo esta compensada con creces por el aumento en la corriente del inducido. Como consecuencia del aumento del par motor se produce una elevacin de la velocidad de la mquina.3. ELEMENTOS A UTILIZAR Multmetro Tacmetro Ampermetro Resistencias variables de diferentes colores Motor de corriente continua.

4. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIONa. Utilizando las herramientas y materiales adecuados realizar el montaje del motor de corriente continua, segn indicaciones en el laboratorio.

b. Usando un restato (resistencia de 180 ohmios) en la entrada del circuito de alimentacin del motor, variar la velocidad del motor, registrando 6 valores de velocidad y tensin de alimentacin en el motor; dibujar la curva velocidad tensin (tensin en el eje).VtVmn

50503358

50453089

50402701

50352609

50302498

c. Usando el restato de circuito de excitacin (una resistencia de 5000 ohmios), regulando la tensin de alimentacin a 40 V, mateniendo constante esta tensin de alimentacin, variar la velocidad del motor registrando 6 valores, registrar la corriente de excitacin para dibujar la curva velocidad (y) corriente de excitacin (x).VtIer(mA)n

402362773

2033395

1823719

1524196

1084972

5. CUESTIONARIO5.1. Mida los valores de la corriente de arranque y la corriente de operacin en vaco de la mquina y explique el porqu de las diferencias.La corriente de arranque es de 0.5 Amps y la corriente de operacin es de 0.43 Amps.Esto debido a que se produce un transitorio en el momento del arranque al momento de romper la inercia de la maza rotrica.5.2. Siguiendo las normas del cdigo nacional de electricidad elabore el diagrama completo de instalacin del motor ensayado, para diferentes mtodos de control de velocidad.Regulacin por cambio de tensin aplicada al inducido

Regulacin por cambio de la resistencia del inducido

Regulacin por cambio de resistencia en el inductor

5.3. Explique Cmo se regula la corriente de lnea que toma del motor cuando se vara la carga aplicada al eje?Cuando por ejemplo la carga mecnica aumenta, es decir aumenta el torque resistente, disminuir ligeramente la velocidad del motor y por tanto disminuir E. esto traer consigo un incremento de la corriente Ia ya que:

Al aumentar Ia se incrementara el par motor hasta hacerse exactamente igual al nuevo par resistente de la carga y la velocidad de la maquina se har nuevamente constante a un valor ligeramente inferior al inicial.Si en cambio la carga mecnica disminuye, el torque electromagntico ser momentneamente superior al par resistente y la maquina acelerara. Pero el consiguiente incremento de velocidad har aumentar E y con eso disminuir Ia y el par electromagntico hasta hacerse igual al nuevo par resistente de la carga con lo cual se habr obtenido nuevamente el equilibrio.5.4. De los mtodos de control de velocidad ensayados en el laboratorio, Cul es el ms ptimo? Explique por qu.El ms ptimo es el control de velocidad por restato de campo debido a que permite variar la corriente de excitacin del motor. Esto es importante debido a que la velocidad aumenta al reducirse la corriente de excitacin por lo que la velocidad mnima se obtiene con Re=0.Por tanto este mtodo puede emplearse cuando la carga es constante.Con este mtodo pueden obtenerse variaciones de velocidades de hasta 4:1 en promedio5.5. Qu ventaja o desventaja ofrece el control de velocidad con la tensin de armadura? Explique la razn que justifique.Este mtodo de control de velocidad tiene la desventaja de ser aplicativo solamente a motores con excitacin independiente ya que es el que tiene separado el circuito de excitacin y el de inducido.Una de sus ventajas es que es un variador de par constante ya que al reducir la potencia del motor este no se ver afectado. Su velocidad mnima generalmente es de 0.1Vbase

6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Los mtodos de control de velocidad se emplea n en la prctica de firma independiente o combinada para as obtener caractersticas deseadas segn el rgimen de trabajo aunque hoy en da esto se ha sustituido por mtodos electrnicos. En la regulacin de velocidad de un motor de corriente continua por ajuste de tensin de alimentacin, cuanto menor es la tensin aplicada, menor es la velocidad y cuanto mayor sea la tensin aplicada mayor ser la velocidad. Siendo la velocidad mxima cuando alcanza la tensin asignada. La regulacin por variacin de resistencia del inducido solamente debe aplicarse a pequeas maquinas debido a su bajo rendimiento ya que mientras mayor sea la resistencia tanto menor ser la velocidad que adquiera la mquina. En cuanto a la regulacin por variacin de resistencia del inductor cuanto mayor es la resistencia de este menor es el flujo y mayor la velocidad habiendo una velocidad mnima que puede adquirirse con este mtodo y es cuando circula una corriente de campo mxima permitida por sus devanados. Como recomendacin para el laboratorio se necesita una mayor diversidad de instrumentos de medicin para maquinas elctricas tales como multmetros de mayor sensibilidad, tacmetros digitales de lser, etc.

7. BIBLIOGRAFIA Instrumentos y mediciones.Dra. Mara de los Dolores Ayala Velzquez Contactores y relevadores Manual de asignatura Universidad Tecnolgica de Puebla Manual de interpretacin del cdigo nacional de electricidad. Ministerio de energa y minas Maquinas Elctricas 2. Biela Bianchi. Maquinas elctricas Jess Fraile Mora Maquinas-Electricas-6a-Ed-Fitzgerlad www.wikipedia.org/

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