GENERADORES
Y
MOTORES DC
•
Duración
: 30 horas
12 sesiones
•
Sistema de evaluación
: NF = 0.6L + 0.4EF
6 Prácticas de Laboratorio
•
Bibliografía
:
-Maquinas Eléctricas, Stephen J. Chapman
-Reparación y Bobinado de Motores Eléctricos,
Fernando Martínez Domínguez
-Manual Básico de Motores Eléctricos, Raúl Peragallo
Torreira
Contenidos de aprendizaje
• Comparaciones entre la máquina en derivación, la máquina serie y la máquina compound.
• Parámetros típicos de una máquina.
• Conexión de las maquinas de corriente continua. • Ensayos de arranque.
• Medición de la corriente y de la tensión del inducido y de la corriente y tensión de excitación.
• Aprendizaje de métodos de inversión y control de la velocidad de giro. • Medición de potencias con y sin carga mecánica.
Operación como generador:
• Conexión del generador
Definición: Maquina Eléctrica
•
“Una
maquina eléctrica
es un
dispositivo que puede convertir
energía mecánica en energía
eléctrica o energía eléctrica en
energía mecánica. Cuando este
dispositivo se utiliza para
convertir energía mecánica en
energía eléctrica se denomina
generador
, cuando convierte
energía eléctrica en energía
mecánica se denomina
motor
.
Se pueden clasificar en máquinas de corriente
Máquinas de corriente continua
Aunque su empleo en el sector industrial sea cada vez menor, las máquinas de corriente continua son de gran utilidad para estudiar los fundamentos de las máquinas eléctricas. Con ellas se pueden demostrar de forma sencilla las posibilidades de control y
regulación de las máquinas eléctricas.
En la practica industrial, estos motores se emplean todavía con
Parámetros mecánicos de la máquina eléctrica
Para emplear máquinas eléctricas, a parte de sus propiedades eléctricas, son de especial interés sus
magnitudes mecánicas, tales como la frecuencia de giro, el par y la potencia
MEDIDA DE LA
La frecuencia de giro n de una máquina es igual al número de revoluciones del rotor en un determinado tiempo y que se mide en (r.p.m.).
En las máquinas eléctricas se suele indicar la frecuencia de giro n en r.p.m.
El generador tacométrico se aplica directa-mente a la máquina cuya frecuencia quiere medirse.
Según el tipo proporciona o bien una tensión continua cuyo valor depende de la frecuencia de giro o bien una tensión alterna cuya frecuencia depende de la rotación.
Movimiento Rotatorio
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•Los Motores rotan sobre su eje: sentido Horario – sentido Anti horario
• Velocidad Angular: radianes/segundo
•Para la velocidad también utilizamos los siguientes términos:
•Estas se relacionan de la siguiente manera
Medida de desplazamiento angular
• El ángulo en radianes es la razón entre la distancia del arco s y el radio R del arco.
• Un radian no tiene unidades y es la razón entre dos longitudes.
• La velocidad angular es la razón de cambio de desplazamiento angular con respecto al tiempo.
Ejercicios
•
Un punto situado en el borde de un disco giratorio cuyo
radio es de 8m se mueve a través de un ángulo de 37º.
Calcule la longitud del arco descrito por el punto.
•
La rueda de una bicicleta tiene un diámetro de 66cm y
da 40 revoluciones en 1 min. a)¿ Cuál es su velocidad
angular? b)¿Qué distancia se desplazará la rueda?
•
Un motor eléctrico gira a 600 rpm . ¿Cuál es la velocidad
angular? ¿ Cuál es el desplazamiento angular después de
6 seg.?
El tacómetro permite tomar medidas de RPM y velocidad lineal por contacto y sin contacto.
No vea ni dirija directamente el indicador del laser en un ojo.
Apunte el puntero láser hacia el
dispositivo bajo prueba a una distancia entre 50 a 2000 mm
Aplique un trozo cuadrado de cinta reflectiva a la superficie u objeto bajo prueba.
PRECAUCIÓN:
El Par
•
El producto de la fuerza
F
por la longitud
s
del brazo
de palanca se denomina
par
M
de la fuerza
M = Fs (Nm)
•
En el movimiento rotatorio
existe un concepto similar:
El Par
•
El Par se define como el producto de la Fuerza aplicada
al objeto por la distancia entre la línea de acción de
fuerza y el eje de rotación
18
El par, se mide en Newtons
Metro (Nm) o bien en
El Par
En el estator se origina un campo magnético con flujo
. El rotor se compone de un tambor de hierro dulce magnético con muescas o ranuras en las que se
insertan los conductores. Según la regla del todo conductor recorrido por una corriente se encuentra sometido a una fuerza de valor:
F = B I L
Esta fuerza se encuentra aplicada al conductor a una distancias s del eje del rotor. Cuando tengamos z
conductores recorridos por corriente en el campo magnético aparecerá un par M de valor:
F = B I L z s
En las máquinas eléctricas giratorias el par se mide con ayuda de frenos: frenos por
corrientes de Foucault, frenos por polvo magnético y frenos
hidráu-licos.
En un motor eléctrico están relacionados, el par M y la
frecuencia de giro n, pues está disminuye cuando aumenta el par. Cuando el motor arranca la frecuencia de giro n es nula, y el par que actúa en este instante sobre el eje se denomina par de arranque MA
Freno por corrientes de Foucault.
Un disco de material conductor (Al o bien Cu) gira entre los polos de un electroimán. Según la regla del generador en el disco se inducirá una tensión y, como el circuito eléctrico está
cerrado, circularán remolinos de corriente IcF en el sentido indicado en la figura.
Por tanto, debemos considerar el disco como un conductor recorrido por corrientes y situado en un campo magnético. Según la regla del
motor sobre el disco actuará pues una fuerza FCF en la dirección indicada en la figura. Como el punto de aplicación de la fuerza se encuentra situado a una distancia a del eje de giro
Trabajo
•
En el movimiento lineal el Trabajo se define como la
aplicación de una Fuerza a través de una distancia
(Joule)
•
En el Movimiento rotatorio, Trabajo, es la aplicación de
un par a través de un ángulo
23
Potencia
•
La potencia es el trabajo efectuado en un cierto tiempo.
Por este motivo, ésta depende del par motor, pero
también de la velocidad de rotación. Cuanto más rápido
gire un motor, más aumentará la potencia
•
Se mide en Joules/segundo (Watts) o en HP
•
En el movimiento rotatorio:
24
Ejercicios
•
Un motor posee un rendimiento
=80% y desarrolla una
potencia útil de 6KW a 3600 rpm. Calcular El par que
esta suministrando, el trabajo producido en una hora y
la potencia eléctrica absorbida por el motor.
•
Un motor de inducción trifásico de 220V, 60Hz y cuatro
polos mueve una carga cuyo par resistente es de 6.5Nm.
Sabiendo que el motor absorbe de la red 1200W y que su
rendimiento es de 0.82, determinar la velocidad de su eje
y el deslizamiento.
¡Compruebe la correcta fijación de los tornillos
moleteados en la base del motor y del manguito de
acoplamiento del eje del motor!
¡Utilice las cubiertas para el eje y el acoplamiento!
¡El funcionamiento demasiado prolongado de las
máquinas en condiciones de carga elevada conduce a un
notorio calentamiento de las mismas!
¡El caso extremo, o sea la detención de la máquina, sólo
debe producirse por un breve espacio de tiempo!
¡El ajuste de la fuente de alimentación de corriente
Datos técnicos
Conexión de Temperatura y PE
Todas las máquinas poseen un contacto de temperatura. Estos están diseñados como contactos normalmente cerrados.
Si se alcanza la temperatura crítica, el contacto se abre. Se recomienda vigilar este
contacto y descargar el motor y permitir su enfriamiento en el caso de que el contacto
mencionado se active.
Conexión de contacto normalmente cerrado de temperatura
¡El ajuste de la fuente de
alimentación de corriente continua sólo puede efectuarse con el motor conectado!
Ponga en marcha el motor y obsérvelo.
Frene el motor hasta que alcance el número nominal de
revoluciones.
Durante dicha operación, mida el voltaje y la corriente del inducido.
Si desde la máquina de trabajo (en nuestro caso, el freno) miramos el extremo propulsor del árbol de la máquina de corriente continua, el sentido de giro es positivo si el movimiento se produce en el mismo sentido de las manecillas del reloj (horario).
Si un motor dispone de dos extremos de árbol útiles, entonces el extremo que define el sentido de giro siempre es aquél que se
encuentra frente al ventilador, al colector o a los anillos colectores.