sesión 6 motor dc
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MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA
OBJETIVOSReconoce las partes de un motor y un generador DC. Reconocer los tipos de conexión de un motor DC.Medir los parámetros eléctricos y evalúa la operación de las maquinas DC.
INTRODUCCIÓN¿Qué es un motor Eléctrico?• Un motor eléctrico es una máquina que
convierten la Energía Eléctrica en Energía Mecánica de Rotación.
MOTOR DC• Es una maquina que transforma energía
eléctrica en mecánica.• Por su fácil control de velocidad, paro y
posición son los mas usados en control y automatización.
• Poseen alto torque.• Su uso se ha extendido mas allá de la
industria.
Partes de un Motor DC
RotorEstator
Partes de un Motor DC1.- Carcasa2.- Núcleo Polar3.- Polo4.- Polo Auxiliar6.- Armadura o Inducido7.- Bobinas del Inducido8.- Bobina de Campo9.- Bobina Auxiliar10.- Colector o Delgas11.- Escobillas
Partes de un Motor DC
Partes de un Motor DC
Partes de un Motor DC
Carcasa
Campo o Inductor
Rotor
Armadura o Inducido
Conmutador o delgas
Escobillas
3
3
1
1
24
4
53
1
5
2
66
4
¿Cómo funciona un motor dc?
El funcionamiento de los motores esta basado en las propiedades de los imanes y electroimanes.
¿Cómo funciona un motor dc?
Fuerzas de Atracción y Repulsión
IMAN
ELECTRO IMANCampo Magnético Generado a partir de una corriente continua
Si enrollamos un conductor y lo atravesamos con corriente, se genera un electroimán
Funcionamiento del Motor
Funcionamiento del Motor
Tipos de ConexiónLos motores DC se clasifican según la conexión de sus bobinas.• Independiente• Auto-excitadas– Serie– Shunt o en Derivación– Compound o compuesta
Designación de Bornes (Generadores y Motores)
• Arrollamiento de inducido. A−B• Arrollamiento inductor en derivación o shunt
C−D• Arrollamiento inductor en serie. E−F• Arrollamiento de polos de conmutación o
compensador G−H• Arrollamiento inductor de excitación
independiente K−L
Conexión IndependienteIi
Ie
Donde:Ie = Corriente de ExcitaciónIi = Corriente en Inducido
Conexión SerieI
Ie = Ii = I
Características• Posee gran torque.• Cuando disminuye la carga, disminuye su corriente aumentando su velocidad rápidamente.• Por este motivo se requiere que este motor siempre esté conectado a la carga.• Sus bobinas tienen pocas espiras pero de gran sección por lo cual pueden manejar grandes corrientes.
Usos• Se utiliza para mover grandes cargas.• Grúas, Trenes.
Conexión Serie
Conexión Serie
Curva característica de funcionamiento de un motor serie
Conexión Shunt o Derivación
I
IeIi
Conexión Shunt o DerivaciónCaracterísticas• Su torque es menos que el motor serie.• La velocidad se mantiene casi constante con carga o en vacio.• Sus bobinas tienen pocas espiras pero de gran sección por lo cual pueden manejar grandes corrientes.
Usos• Se utiliza generalmente en herramientas tales como taladros.
Motor Shunt
Curva característica de funcionamiento de un motor shunt
Conexión Compuesto
Caben dos posibilidades de conexión
Conexión Compuesto Larga
I
Ies
Ied
Conexión Compuesto Corta
I
Ies
Ied
Características•Se caracteriza por tener un par elevado de arranque sin peligro de desestabilizarse como el motor serie, aunque puede llegar a alcanzar velocidades altas.
Usos• En la industria.
Conexión Compuesto
Conexión compuesto
Curva característica de funcionamiento de un motor compuesto
Línea neutra geométricaEs la línea que divide al inducido y sobre la cual se sitúan las escobillas.
Par de una Máquina DC
Donde:
Me = Par total de la máquinaK = Constante constructiva de la máquinaФ = Flujo útil por polo, depende del valor de la corriente de excitación, que es máximo con las escobillas situadas en la línea geométrica.Ii= Corriente que circula por el inducido
Par de una Máquina DC
Velocidad de una Máquina DC
Donde:
K = Constante constructiva de la máquinaФ = Flujo útil por polo, depende del valor de la corriente de excitación, que es máximo con las escobillas situadas en la línea geométrica.n = Velocidad angular del rotor en rpm
Pérdidas y Eficiencia en una máquina DC
Si a la siguiente ecuación:
Despejamos Eb y lo multiplicamos por la corriente Ii, obtenemos
Pérdidas y Eficiencia en una máquina DC
Donde:
Pérdidas y Eficiencia en una máquina DC
Rendimiento de un máquina DC
Donde:
Eficiencia como generador
Eficiencia como Motor
Arranque de un motor DCConsiderando un motor con conexión independiente:
Donde:Eg = Voltaje en el inducido.Eb = Voltaje en los bornes.Ri = Resistencia del inducidoIi = Corriente en el inducido
Arranque de un motor DCDespejamos la corriente
De acá podemos ver que para el arranque, Eg, es 0, es decir no hay fuerza electro motriz, por lo cual la corriente de arranque es:
I arranq = Eb Ri
Arranque de un motor DC
Debemos limitar el valor de la corriente de arranque limitando la tensión aplicada al inducido.
Para mantener el par de arranque superior al de la carga y la corriente en valores máximos admisibles, debemos aumentar la tensión de los bornes en forma escalonada. Hasta alcanzar los valores nominales de funcionamiento.
Arranque por reóstato
Arranque por contactos temporizados
Arranque por grupos rotativos especiales
Arranque por dispositivos electrónicos
Inversión de GiroLa inversión se logra de dos manera:Invirtiendo el sentido de la corriente del inducido IiInvirtiendo el sentido de la corriente del inductor Ie
Frenado de un motor DC
Cuando se requiere el frenado rápido de una máquina se pueden utilizar:
Frenado regenerativoFrenado dinámico o reostático.Frenado a contracorrienteFrenado mecánico.
CUESTIONARIO
• Que es un motor eléctrico• Bajo que principios trabaja un motor eléctrico• Que elementos tiene un Rotor• Cual es la diferencia de un motor serie y un
motor shunt.• Del experimento, según su conexión que tipo de
motor es.• Que modificaciones harías para invertir el giro
del motor
Referencias• Stephen J. Chapman, Máquinas Electricas 3ra Edición, Mac Graw Hill.• Jesún F. Mora, Máquinas Electricas, 5ta Edición, Mac Graw Hill, España
2003• Tepsuc, Variadores de Velocidad• Motores Electricos de Corriente continua, Disponible en Web
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua• DC Motor Operation, Disponible en Web
http://zone.ni.com/devzone/cda/ph/p/id/39• Motores Eléctricos, Disponible en Web
http://iesvillalbahervastecnologia.wordpress.com/category/tecnologia-industrial-i/