1Practica # 8 Motor Serie de CDLeonardo Ormaza, lormaza@est.ups.edu.ec

Universidad Politecnica Salesiana, Cuenca Ecuador, Ingeniera Electrnica

I. OBJETIVOS

Estudiar las caracteristicas del par en funcion de lavelocidad de un motor cd con el campo en serieCalcular la eficiencia de un motor cd con el campo enserie

II. INTRODUCCIN

II-A. Motor Serie de CD

El motor serie o motor de excitacin en serie, es un tipo demotor elctrico de corriente continua en el cual el inducido y eldevanado inductor o de excitacin van conectados en serie. Porlo tanto, la corriente de excitacin o del inductor es tambinla corriente del inducido absorbida por el motor.II-A1. Funcionamiento: Un motor serie es un tipo de

motor elctrico de corriente continua en el cual el devanado decampo (campo magntico principal) se conecta en serie con laarmadura. Este devanado est hecho por un alambre grueso,ya que tendr que soportar la corriente total de la armadura.Debido a esto se produce un flujo magntico proporcional ala corriente de armadura (carga del motor).

Cuando el motor tiene mucha carga, el campo serie pro-duce un campo magntico mucho mayor, lo cual permite unesfuerzo de torsin par mucho mayor, y este tipo de motoresdesarrolla un torque muy elevado en el arranque.

Ya se vio que el motor de c.c. con el campo en derivacintiene una velocidad casi constante debido a que su tensin dearmadura y su campo magntico se mantienen prcticamenteinvariables en condiciones que van desde las de vaco hastalas de plena carga. El motor serie se comporta en una formamuy distinta.

En este motor, el campo magntico es producido por laintensidad de corriente que fluye a travs del devanado dearmadura, y a causa de esto es dbil cuando la carga del motores pequea (el devanado de la armadura toma intensidad decorriente mnima). El campo magntico es intenso cuando lacarga es grande (el devanado de la armadura toma intensidadde corriente mxima). La tensin de armadura es casi igual a latensin de la lnea de alimentacin (como sucede en el motorcon devanado en derivacin) y se puede hacer caso omiso dela pequea cada en el campo en serie. En consecuencia, lavelocidad del motor con el campo en serie depende totalmentede la corriente de carga. La velocidad es baja con cargas muypesadas, y muy alta en vaco. Muchos motores en serie, alfuncionar en vaco, quedaran deshechos por la velocidad tanalta que desarrollan. Las grandes fuerzas relacionadas con altasvelocidades, haran que el rotor explote, lo cual sera muypeligroso para las personas y maquinaria que estn cerca.

El par-motor de cualquier motor de c.c. depende del pro-ducto de la intensidad de corriente de armadura y del campo

magntico. En el caso del motor con devanado en serie,esta relacin implica que el par-motor ser muy grande aintensidades de corriente de armadura grandes, tales como lasque se producen durante el arranque. Por lo tanto, el motorserie es ideal para el arranque con cargas de gran inercia y esespecialmente til como propulsor en los trolebuses y treneselctricos, as como en aplicaciones de traccin de serviciopesado

III. MATERIALES

Fuentes de alimentacionInstrumentos de c.cGenerador/motor de c.c.ElectrodinamometroTacmetro manualCables de conexinBanda

IV. PROCEDIMIENTO

Conecte el circuito de la figura 1, utilizando la fuente dealimentacin, generador/motor de c.c., medicin de c.c.y electrodinammetro.

No aplique potencia por ahora

Figura 1. Conexion del Motor en Serie

Conecte el electrodinammetro el generador/motor dec.c. por medio de la banda.Observe que el motor est conectado para una operacinen serie (el devanado de campo en derivacin y elrestato no se utilizan en este caso) y est conectadoa la salida de c.c. variable de la fuente de alimentacin(terminales 7 y N ). El electrodinammetro se conectaa la salida 127 V.c.a. fijos de la fuente de alimentacin(terminales 1 y N).

2Ajuste la perilla de control del electrodinammetro a suposicin extrema, hacindola gira en sentido contrarioa las manecillas del reloj (para proporcionar una cargamnima de arranque al motor de cd).Conecte la fuente de alimentacin y aumente gradual-mente la tensin de c.c. hasta que el motor comience agirar. Observe la direccin de rotacin. Si no es en elsentido de las manecillas del reloj, desconecte el motore intercambie las conexiones del campo serie.Ajuste la tensin variable a 120 V.cd. exactamente,tomando esta lectura en el medidor.Ajuste la carga del motor serie de cd. haciendo girar laperilla del electrodinammetro hasta obtener una lecturade 12 lbf*plg (si es necesario, ajuste de nuevo la fuentede alimentacin para que suministre exactamente 120 Vcd).Mida la intensidad de corriente de lnea y la velocidad delmotor (con el tacmetro de mano). Anote estos valoresen la tabla 1.Repita esta operacin para cada valor de par-motoranotado en la tabla manteniendo una entrada constantede 120 V.cd.Reduzca a cero la tensin y desconecte la fuente dealimentacin.NOTA: para un par-motor de 0 lbf*plg. exactamente,desconecte el electrodinammetro.

E[V] I[A] Vel[r/min] Par[lbf*plg]120 1,4 3242 0120 1.9 2504 3120 2,5 2078 6120 3 1785 9120 3.5 1563 12

Cuadro ITABLA DE DATOS

En la grfica de la figura 2, marque los valores develocidad del motor obtenidos en la tabla 1.Trace una curva continua por los puntos marcados

La grfica representa las caractersticas de velocidad enfuncin del par-motor de un motor tpico de cd. con el

Figura 2. Curva Torque-Velocidad

campo en serie. En el siguiente experimento de laboratorio,se dibujar una grfica similar para el motor compuesto dec.c., a fin de comparar y evaluar las curvas caractersticas develocidad en funcin del par-motor de cada tipo de motor

Calcule la regulacin de velocidad (carga completa = 9lbf*plg), utilizando la ecuacin:

%regulacion =V ELvacio V ELcarga

V ELcarga 100

%regulacion = 91, 82

Ajuste la perilla de control del dinammetro en suposicin extrema hacindola girar en el sentido de lasmanecillas del reloj (a fin de proporcionar la mximacarga de arranque al motor en serie)Conecte la fuente de energa y aumente gradualmente elvoltaje en cd hasta que el motor tome 3A de corrientede lnea . El motor debe girar con lentitudMida y anote el voltaje en c-d y el par desarrollado.

E = 26V

par = 10, 97lbf plgReduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente dealimentacinLa corriente de lnea en el Procedimiento Anterior quedalimitada slo por la resistencia a cd equivalente del motorcd con el campo en serieCalcule el valor de la corriente de arranque que requiereun motor de cd serie , cuando se le aplica todo el voltajede la lnea (120V c-d).

Iarranque = 10, 9A

IV-A. Prueba de Conocimientos

1. Calcule los H.P. que desarrolla el motor de c.c. en seriecuando el par-motor es 9 lbf*plg.

hp =(r/min)(lbf plg)1,59

100000

hp =1785 9 1,59

100000= 0, 2554hp

2. Si se sabe que 1 H.P. equivale a 746 Watts, cul es elvalor equivalente en Watts de la salida del motor de lapregunta 1?

SalidadeWatts = 190, 553W

3. Cul es la potencia de entrada (en Watts) del motor dela pregunta 1 ?

EntradaenWatts = 360W

4. Conociendo las potencias de entrada y salida en Watts,cul es la eficiencia del motor de la pregunta 1?

3Eficiencia = 52, 93

5. Calcule las prdidas (en Watts) del motor de la pregunta1.

w = 1785rpm = 186,9247rad/s

Perdidas = w par = 190,064W.6. Cuntas veces es mayor la intensidad de corriente de

arranque, que la intensidad de corriente normal de plenacarga?

La corriente de arranque es mayor aproximadamente tres vecesa la corriente a plena carga

1. Compare el motor de c.c. con devanado en derivado yel de c.c. con devanado en serie de acuerdo con:

El par-motor de arranqueEn derivacin el par-motor es dbil y en serie el par es muyalto y fuerte.

La intensidad de corriente de arranque.En serie al aumentar la carga aumenta la corriente y tambinaumenta el par- motor pero se tiene que disminuir la velocidad.

En derivacin la intensidad de corriente es pequea alarranque y el motor arranca lentamente.

La regulacin de velocidad.En serie la velocidad llega a ser constante una vez normalizadoel par-motor.

En derivacin la velocidad la podemos variar.

V. CONCLUSIONES

En esta practica realizamos las mediciones y la grafica de lospuntos de trabajo de un motor en serie en lo cual deducimosque a comparacion del motor a derivacion la velocidad esmayor y tiene nu mejor par de aaranque

VI. BIBLIGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador#FuncionamientoMaquinas Electricas ChapmanMaquinas Electricas Fraile Mora

I ObjetivosII IntroduccinII-A Motor Serie de CDII-A1 Funcionamiento

III MaterialesIV ProcedimientoIV-A Prueba de Conocimientos

V ConclusionesVI Bibligrafia