Maquinas electricas lorenzo

8/18/2019 Maquinas electricas lorenzo

1/85

Always leading the pack

Laboratorio Microlab

MAQUINAS ELECTRICAS ROTANTES

DL 10280


2/85


3/85

DE ~ENZD

DL10280

INDICE

INTRODUCCION

Pago 1

3

. CARACTERISTICAS

GENERALES

Pago

4

5

.1

1.2

1.3

Pago

Pago

Pago

Pago

Pago

5

6

7

1.4

1.5

Estator para máquinas a corriente alterna

Rotor jaula de ardilla

Rotor devanado para máquinas a corriente

alternada

Estator para máquina a corriente continua

Rotor a colector a laminas

2. CONCEPTOS BASICOS

9

ago

Pago

Pago

Pago

Pago

9

11

14

16

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

Circuito magnetico

Lay de la inducción

Campo magnetico rotativo

Conmutación

Experimento 1: Flujo producido por los

polos

Campo magnetico

principal

Efecto de los polos

auxiliares

Intensidad del campo

magnetico

Tensión inducidas

Saturación

Campo magnetico rotativo

Diagramas vectoriales

para el motor monofasico

a condensador

Plano neutro de

conmutación al vacio

Pago

18

2.6

Experimento 2 :

Pago

19

2.7

Experimento 3 :

Pago

20

2.8

Experimento 4 :

21

22

23

24

Pago

Pago

Pago

Pago

2.9 Experimento 5 :

2.10 Experimento 6 :



Pago

25


Pago

26

3. MOTORES

A

CORRIENTE CONTINUA

Pago 27

3.1

28

ago

3.2

29

ag

3.3

31

ag

3.4

Experimento 10: Motor CC con excitación

independiente

Experimento 11 : Motor CC con excitación

derivada


en serie


compuesta Pago

33

D DE LORENZO

Sillallu pua la

foml8ción l6cIDCI

1


4/85

CE~RENZD

L 10280

4. MOTORES

ASINCRONICOS

Pago

35

4.1

Pago

36

4.2

40

ago

4.3

Experimento 14 : Motor trifasico a 2 polos

con rotor a jaula

Experimento 15 : Motor trifasico a 4 polos

con rotor a jaula

Experimento 16: Motor trifasico a jaula de

ardilla a velocidad doble

Experimento 17 : Motor trifasico a dos

polos con rotor a anillos

Experimento 18 : Motor monofasico a 4

polos con condensador

44

ago

4.4

45

ag.

4.5

Pago

49

5. MOTORES

CORRIENTE

COLECTOR

ALTERNA

A EN

Pago 51

5.1

51

53

ago

Pago

.2

Experimento 19 : Motor monofasico a

repulsión

Experimento20: Motor universal

6. MAQUINAS SINCRONAS

Pago

55

6.1

6.2

Experimento 21 : Alternador trifasico

Experimento 22 : Paralelo del alternador

con la red

Experimento 23 : Motor sincronico como

variador de fase

Pago

56

59

ago

6.3

61

ago

7. GENERADORS A CORRIENTE CONTINUA

63

ago

64.1

7.2

Pago

Pago

66

7.3

Pago

68

7.4

Pago

71

7.5

Experimento 24 : Tensión al vacio

Experimento 25 : Generador CC excitación

independiente

Experimento 26: Generador CC excitación

derivada


en serie


compuesta

Pago

73

8. DISPOSITIVOS

INDUCCION

Pago

77

8.1

Pago

77

8.2

Experimento 29 : Regulador trifasico a

inducción

Experimento30: Variador trifasico a

inducción

79

ago

C DE LORENZO

S tanu pia la

fonnacioo émb n


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DE ~ENZD

DL10280

INTRODUCCION

Las maquinaselécnicas son as maquinasmas mpottantesporquepuedenn-abajar in produ-

cir rumoresmolestos y sobretodosin contaminarel ambiente.

Su estructura es compacta, son relativamentepoco costosasy presentancaracterísticasde

funcionamiento que son bastanteestables.Están realizadasen potenciasque van desde os

pocoswatt a varios megawatt,con numerode giro alto o bajo, constanteo regulable.

Los GENERADORES eléctricos ransfonnan a energíamecánicaproducida por otras fuen-

tes primarias (agua, combustible radicional o atómico, viento..) en energía eléctrica que se

emite en la red de alimentación.

Los MOTORES eléctricos ransfonnan a energíaeléctrica, con la cual son alimentadosen

energíamecánicadisponible en su eje.

De esta onDa es evidentecomo para un empleo correcto de las maquinaseléctricases nece-

sario conocercuales son suscaracterísticas léctricasy mecánicas.

En esta optica, el sistemaDL 10280 proyectadoy fabricado por la De Lorenzo, pennite un

acercamiento nmediato y conciente a la realización constructiva y funcional de las maqui-

nas eléctricas otativas, sobre a cual es posible a verificación experimentalde sus caracterí-

sticas.

El sistema se alimenta a baja tensión, lo anterior como una medida de seguridad.Sehace

notar pero que las maquinasmantienensus prestaciones e tipo industrial.

D DE LORENZO

.

s~. paraa

f0m\8ci6n


6/85

Paginablanca

C DE LORENZO

SiSIeIn.. pan la

f0lDl8ción 1éa1ica

2


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DL10280

E~RENZD

CARACTERISTICAS

GENERALES

-

El sistemaDL 10280 esta compuesto e los elementossiguientes:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Banco

Cuatro soportes on cojinete

Articulacion de acoplamiento

Elementoelastico para el acoplamiento

Lector optico de velocidad

Tornillos de fijacion

Clavos

Estator de cc, a polos salientes

Estator de ca, con devanado rifasico

Rotor a colector

Porta escobillascon dos escobillas

Rotor a jaula de ardilla

Rotor a anillos

Porta escobillascon tres paresde

escobillas

DE LORENZO

SiIIeIn.. para la

fOlm8ciÓft Iéatica

3


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1.1 ESTATOR PARA MAQUINAS A CORRIENTE ALTERNA

U1 U2

@).-.@)

U5 U6

@.-O@)

V1 V2

@.-@)

V5 V6

@--@

W1 W2

@.-.@

W5 W6

@~

...@

~

El estatorestaconstruidocon un conjunto de laminillas, largas60 mm, tiene un diámetro n-

terno de 81 mm y externo de 150 mm, estadotado de 24 canales,dentro de estasesta colo-

cado un devanadodoble trifásica que tiene como terminal la caja de bornes.

1 + 7 con doblenivel.

19, diámetro del conductor 1.12 mm

38

Paso el devanado:

Espiras:

Conductoresaracanal

D DE LORENZO

SiltCln.. p8t8 la

fonnaci6n ~

4


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CELERENZD

DL10280

1.2 ROTOR JAULA DE ARDILLA

El rotor esta construido con con un conjunto de laminas, argo 60 rnrn, diámetto externo

80 rnrn, dotado de 18 canales,en el interior de estoscanalesestánpuestasunas barras,estas

barrasestána su vez en corto circuito con dos anillos que se encuentranen las cabezas.

Barras conductoras

laminas del rotor

Anillo de corto circuito

evanado a jaula

de ardilla

Parahacerque el rotor gire con poco rumor, los canalesy las barrasestán nclinados.

ROTOR DEVANADO PARA MAQU~AS A CORRffiNTE ALTERNADA

.3

El rotor esta consn-uido on un conjunto de laminas, argas 60 mm diámetro externo 80 mm,

dotado de 21 canales,al interno de los cuales se ensamblaun devanado rifásico que va a

terminar en los anillos, con un centro estrella nterior.

Pasodel devanado: 1

+

10 a nivel doble

Espiras: 8, diámetro del conductor 1.5 mm

Conductores ara canal: 16

El grupo de suporto escobillasesta compuestopor ttes grupos de dos escobillas cada uno en

paralelo y una borniera con el sinóptico del devanado otorico

o o o

D DE WRENZO

SistanUp8ra1a

fonnación téaúca 5


10/85

1.4 ESTATOR PARA MAQUINA A CORRIENTE CONTINUA

D1 D2 D3 D4

@-@-@

F1

1

F2

81

F5

1

F6

~

85

~~8.za

El estatoresta constituido por un paquetede laminas, argo 60 rnrn, con 2 polos principales

y dos polos auxiliares.

Sobre os polos principalesestánenvueltos:

>Or xcitación derivada.

2 bobinas, una por polo y no conectadas, on 500 espiras,diámetro del conductor

0.45 rnrn, terminalesen la borniera Fl - F2, F5 - F6.

¡2°rexcitaciónen serie.

28 espiras,con dos conductoresde diámetro 1.12 mm en paralelo, con tenninal en las

bomierasD3 - D4.

Rara xcitación ornRuesta.

5 espiras,con dos conductores e 1.12 nrn en paralelo, que tenninan en los

bomes DI - D2

Sobre os ~los auxiliaresestánenvueltos:

61 espiras,con dos conductoresde diámetro 1.12 rnrn en paralelo, con terminalesen los bor-

nes B1 - B2.

C

DE LORENZO

. S~..~1a

fOlmaci6ll

6

...@


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CE~RENZD

DL10280

1.5 ROTOR A COLECTOR A LAMINAS

El rotor esta construido con un paquetede laminas, argas 60 mm, diámetro externo 80 mm,

dotado de 21 canales,al interno de las cuales hay un devanadocon terminal en el colector

con 40 laminas.

Pasode los canales: 10

Pasoal colector: 1

Doble nivel, dos secciones or nivel.

Espiras: 5 + 5, diámetro del conductor 1.12 mm

Total conductoresen canal: 20

El grupo sopone escobillascomprendedos escobillasy una bomiera.

Escobillasde carbon

Soporte escobillas

DDE LORENZO

Siaanup8ft1a

fonnación tknica

7


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CELE1RENZD

L10280

Paginablanca

C DE LORENZO

Si8lelDu la

f~ciórl \éaIka

8


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BASICOS

ONCEPTOS

-

2.1 CIRCUITO MAGNETICO

La estructura undamentalde una maquina eléctrica rotativa esta constituida por una parte

fija (estator) y una mobil (rotor), realizadascon material magnético que favorece el pasaje

de flujo magnético , ue puede ser generadopor un magnetepermanenteo, mejor, por

electromagnetes.

Las lineas de flujo recorren sea el hierro sea el entre hierro entre estator y rotor, siguiendo

un recorrido cerrado.

El electromagnete sta constituido por bobinas de N espiras recorridas por la corriente de

excitación e y produceuna ntensidadde campo magnético

N . le

l

=

(A espiras/m)

donde 1 es a larguezadel recorrido del flujo.

La fuerza.magnetómotrizM

=

N

.

e genera el flujo magnético V s

=

Wb) que pero nor-

malmente se indica como flujo por unidad de superficie o inducción magnética B = /S.

La uniónentte ntensidad e campomagnético inducciónmagnética e da con la pennea-

bilidad magnética :

B=J.1.H

2

(VI/m = T)

La penneabilidadmagnética esulta función de la penneabilidad relativa ~ del medio con

respectoal vacio.

J.1

=

1.256. 10-6 J.1r (Vs/Aro)

a DE l.DRENZO

Siatanu para la

f~ tkIIica

9


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DE ~ENZD

L10280

El flujo total generadono es nunca par al útil esto como consecuencia e las dispersiones,

en particular alrededorde las extremidades olares,y para poder tener en cuentaeste hecho

entoncesse ntroduce un factor de dispersión:

4>tot

4>useful

Fd =

(=

.2 typ)

Ejern¡21o

Detenninar el valor de la corriente de excitación para obteneruna nducción B

=

1T, sabien-

do que enttehierro N = 500, l of iron = 70 cm and relative ~ of iron

= 7500, of

entte hierro = 2 mm and relative ~ of entre hieITo = 1.

Se detenninanen fonna separadaas fuerzasmagnetómotricesM = H . t :

entre

B

1

796 . 103

A espiras/m

t = =

-6

1.256 . 10

~

Mt

=796

.

103

. .

0-3

= 1592 A espiras

hierro

1':

= 106 A espiras/m

Hir=

=

-6

.256 10 ~r

.256 . 10-6.7500

Mir + 106

.

.7

=

74 A espiras

La fuerza magnetómotrizglobal resulta

Mtot

=

Mt + Mil =

1592 + 74 = 1666A espiras

y sirve principalmentea producir la inducción en el entrehieTl'O.

La intensidadde la corriente vale

1666

tot

N

= = 3.3A

=

500

D DE LORENZO

S~.p8nla

fonnacián Léa1ica 10


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DE ~ENZD

DL10280

2.2 LEY DE LA INDUCCION

La variación en el tiempo de un flujo magnéticoproducido por un campo inductor, genera

un devanado circuito inducido) una fuerza electromotriz nducida cuyo valor dependede la

velocidad de variación del flujo y del numerode las espiras

d

E=-N ,;

di

donde el signo "-" nos dice que la f.e.m. tiene un sentido al que se opone al procesode in-

ducción que la genera ley de Lenz).

Cada generadorpuede ser esquematizado omo una espira conductoraque gira en un campo

magnéticouniforme

Dado que el flujo concadenado on la espiraes dado por

=

B S

=

B lt b cosa

se entiende como durante a rotación la sección S interesadapor el flujo pasa de un valor

máximo a uno nulo, y por 10 anto la tensiónque se puede elevar en las escobillaspresenta,

si la velocidad es constante,un andamentosinusoidal,en cuanto varia la dirección del flujo

con respectoa la espira.

a DE LORENZO

Sistema para la

foanaci6n técnica 11


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2.2.8 GENERADOR

Un conductor rectilíneo, dotado de movimiento uniforme v (mis), tal que corte las lineas de

un campo magnético uniforme B (Wb/m2=T), resulta sedede una fuerza electromotriz ndu-

cida cuyo valor es

E=B.l.v (V)

donde (m) es la larguezadel conductorsumergidoen el campo.

El sentido,y la dirección de la f.e.m. se detenninancon la regla de la mano derecha.

Ejem~lo

Detenninara f.e.m máximaen conductor e largueza

=

50 mm, que haceparte de una

espira rectangularde lado tI

=

80 mm que gira con la velocidad de n

=

3000 rpm, sumergi-

da en un campomagnético e nducciónB = 1T.

Se detennina a velocidad periférica :

3(xx)

60

x-n

60

=0.08 = 12.56mIs

=

b=7t

y por lo tanto la f.e.m. inducida

E

= . .05

. 12.56= 0.628 V

C DE LORENZO

Si8lcmu ~ la

fonnacim l6aIica 12


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2.2.b MOTOR

Un conductor. ecorrido por la corriente . produce un campo magnéticoque lo rodea, cuyas

lineas de fuerza tienen un sentidocorrespondiente la rotación de un destapador e botellas

que avanzaen el sentidode la corriente (regla de Maxwell) .

Cuandoel conductores sumergidoen un campo magnético,este esulta expuestoa una fuer-

za mecánicaque tiende a desplazarlo, uyo valor es

F=B.¡.l(N)

donde (m) es a larguezadel conductor sumergidoen el campo.

El sentido y la dirección de la fuerza se puedendeterminarcon la regla de la mano il,ijuier-

~.

Ejem¡}lo

Determinar el valor de el par máximo en un conductor de largueza b

=

50 rnrn, que hace

partede unaespira ectangular e ado b =80 rnm recOITida or la comente de 1

= 5A, su-

mergida en un campomagnéticode inducción B = 1T.

Se detennina a fuerza

F

=

1

.5 .

.05

=0.25 N

y por lo tanto el par

C

=

F ti

=

0.25

.

.08 =0.02 Nm

IJ

DE LORENZO

. S .-an8S an a

fOlmaCÜxlIéaúca 13


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DL10280

DE LGAENZD

2.3 CAMPO MAGNETICO ROTATIVO

Cualquier bobina, recorrida por una corriente variable, generaun campo magnéticode inten-

sidad variable, con la corriente de alimentaciónmientrasquedasiempreel recorrido del flujo

magnético.

Se consideran hora~s bobinas uestas 1200 alimentadasor una corriente rifase,así

comose ndicaen a figura.

C DE LORENZO

SJlemu para y

fonnaciÓII l6aIica

14


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DE ~ENZD

DL10280

Se puede verificar que las lineas de inducción creen un campo magnético bipolar, que gira

de 1200cada tercio de periodo, con una velocidad que dependede la frecuencia f (Hz) de

alimentacióny del numero de polos p por fase.

f

n = 120

rpm

p

Ademasde lo anterior se puede ver que variando a secuencia e las fases.el sentido de ro-

tación se nvierte.

EjernRlo

Determinar a velocidad de rotación de un campo magnéticocreado por un sistemanifásico

a 50 Hz, con dos y cuatro polos respectivamente or cada ase.o

Resulta

50

02 = 120 = 3 rpm

2

50

D4= 120

= 1500 rpm

4

D DE WRENZO

s la1anaa pan J8

r 0mI8Ci6II \écIDQ

15


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DE ~ENZD

L 10280

2.4 CONMUTACION

Una espira que gira con velocidadconstanteen un campo magnéticoesta sujeta a una f.e.m.

que invierte su polaridad cadamedio giro (punto 2.2).

Ahora, si los extremos de la espira están conectadosa dos segmentos, portunamentedis-

puestosy aisladosentre ellos (conmutadora dos durmientes).que giran con la espira y sobre

la cual se apoyandos escobillas.es posible obtener una f.e.m.unidireccionalpulsante.dado

que las conexionesde la espira se nvierten cada vez que la f.e.m. inducida pasapor el cero

es decir cuando a espira se encuentra n el plano neutro magnético.

I Plano neub'o

I

Si ahora a espira esulta ambiénrecoITÍda or coITÍente coITÍente rogadapor un generador

o absorvidapor un motor), esta generaun flujo que interactuacon el principal (reacción de

armadurao de inducido), produciendoun debilitamiento de un lado del polo y un renforce

del otro lado: en esta orma el plano neutro magnético esulta desplazado, sto con respecto

al plano neutro geométrico,de un ángulo u.

D DE LORENZO

Siltalw pita la

fmmación éalica

16


21/85

DE Le1RENZD

DL10280

En este caso as escobillas se encuentranen una posición en la cual entre las laminas del co-

lector se estableceuna tensión, que tiene como consecuencia n chispeteo: para evitar este

fenómenose deben girar las escobillasdel ángulo a en el sentidode rotación para un gene-

rador o en el sentido opuestopara un motor.

Dado que el ángulo a dependedel valor de la corriente, es mas conveniente compensar a

reacción del inducido mediante un campo magnético creado por los polos auxiliares que

estánpuestosen la zona electrlcamenteneutra de la maquinay excitados con la misma cor-

riente, obteniendode esta onna una conmutaciónóptima.

En panicular, la polaridad del polo auxiliar debe ser:

para un generador

igual a la del polo principal que lo antecede n el sentidodel movimiento;

para un motor,

opuestaa la del polo principal que lo antecede n el sentidodel movimiento.

D DE LOREN O

. S i & .m a 8 p 8 I8 l

fOml8ci6a

17


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CEL~ENZC

L 10280

2.5 EXPERIMENTO 1: FLUJO PRODUCIDO POR LOS POLOS

Se utiliza el estator de la maquinaa corrientecontinua,sin rotor.

Alimentando a bobina de un solo polo principal (F1

- F2 o sino F5 -

F6), se determina a

dirección del flujo principal a través de una agujamagnética.

Invirtiéndo el sentido de la corriente de la aguja se disponeen el sentido opuesto a ala ante-

rior.

Nota.. Despuésde quitar la alimentaci6n,verificar que existe odav(a un campo magnéti-

co débil esto es debido al magnetismo esiduo.

Alimentando ahora las bobinas de los polos auxiliares (B 1 - B2) se detennina la dirección

del flujo auxiliar a través de una aguja magnética.

lnvirtiéndo el sentido de la corriente de la aguja se disponeen sentido opuestoal anterior.

C DE LORENZO

Si8Iemas para la

fonnaciÓII l6aúca

18


23/85

2.6 EXPERIMENTO 2: CAMPO MAGNETICO PRINCIPAL

Se usa el estatorde la maquinaa corrientecontinua, sin rotor.

Alimentando en serie ambasbobinas de los polos principales (Fl - Fl Y F5 - F6), el flujo

sale de un polo y entra en el polo opuesto.

Verificar con la aguja magnética a dirección del flujo.

Si la bobina esta conectadaen serie oposición, el flujo que resulta es nulo.

ota:

a DE LORENZO

S Cmu para la

f~ técnica 19


24/85

2.7 EXPERIMENTO 3: EFECTO DE LOS POLOS AUXILIARES

Se utiliza el estatorde la maquinaa corrientecontinua, sin rotor.

Alimentando en serie as bobinasde los polos principales (Fl -F2 Y F5 -F6) Y de aquellos

auxiliares (B 1

-

B2). el flujo que resultase desplaza el ánguloa con respecto l campo

principal.

Verificar con la aguja magnética a dirección del flujo: sin polos auxiliares (cortocircuitar

B 1 - B2) el flujo es directo a lo largo del eje de los polos principales mientras que con los

polos auxiliares (quitar el corto circuito B 1 - B2) el flujo que resulta se desplazaen sentido

horario.

C DE LORENZO

S¡ n.. ~ la

fOllD8cioo éaIic8 20


25/85

2.8 EXPERIMENTO 4: INTENSmAD DEL CAMPO MAGNETICO

2.8.a Se utiliza el estator de la maquina a corriente continua, sin rotor.

Alimentar en corriente continua (cerca20 V) la bobina de un solo polo principal (Fl - F2) Y

conectar a segundabobina (F5

-

F6) a un amperímetro c.

Cerrandoy abriendoel interruptor de alimentaciónse notara una pequenicimadesviacióndel

índice del amperímetro.

2.8.bSe utiliza el estator de la maquina a corriente continua, con el rotor in-

troducido.

Cerrandoy abriendo el interruptor se notara, a tensión de excitación par, una mayor desvia-ción del índice del amperímeb"o on respectoal punto 2.8.a y esto como causade la reduc-

ción de la reluctanciadel circuito magnéticopor la presenciadel rotor.

Nota : El modulo de alimentación DL 10281 presenta a protección termica Thl que

puede intervenir en caso de maniobras repetidas de apertura y cie"e;en este

caso se debe esperar algunos segundos ntes de inicializar nuevamentea swni-

nistración

DE lDRENZO

SisIem.. para a

fOlmaci6n écnica

21


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DL 10280

CEL~ENZD

2.9 EXPERIMENTO 5: TENSIONES INDUCmAS

Se utiliza el estator de la maquina a comente continua, sin el rotor.

2.9.a Alimentar con una corriente continua de cerca 4 A las bobinas para exci-

tación en serie (D3 - D4) Y conectar un voltímetro en corriente continua a

una bobina derivada (Fl

-

F2).

+

Cerrando y abriendo el interruptor se notara que la indicación del voltímetro cambiara de

signo de acuerdocon la ley de Lenz: la dirección de la variación de la corriente en las bobi-

nas es opuesta.

2.9.b Alimentar con una corriente alterna de cerca IV / 2A las bobinas para

excitación serie (D3 - D4) Y conectar un voltímetro en ca a una bobina

derivada (Fl

-

F2).

La f.e.m. inducida en la bobina derivada es debida a la variación del flujo producida por la

corriente alternaen la bobina de excitación y resulta de cerca 2V.

... ~~~

W

foanaci6n

22


27/85

2.10 EXPERIMENTO 6: SATURACION

Se utiliza el estator de la maquina a corrientecontinua con el rotor introducido.

Alimentar el circuito de excitación (DI - D4) con una corriente alterna que produce a fuer-

za magnetómotriz y relevar la tensión nducida, proporcional al flujo y por lo tanto a la in-

ducción, medianteuna bobina exploradora Fl - F2).

Alimentese el circuito con valores crecientesde corriente (8A max, no continuativos) y rele-

vese os valores paresde corriente de excitación e y tensión nducida V (18V cerca con 8A)

Trazar el gráfico V= F (le)

2

3

4

7

3 9

le (A)

5

6

Recordandoque (punto 2.1) :

N

.t

le

=~H=~

y que por los materiales erromagneticos .1 o es constante elevadaa las induccionesbajas

mientras que se reducecuandose alcanza a saturación),el efecto de la saturacióndel circui-

to magnéticose evidenciacon la reducciónde la variación de la tensión nducida.

D DE LOREN O

. SIeInIa par a l

fOlm8ci6n

23


28/85

DL 10280

CELti1RENZa

2.11 EXPERIMENTO 7: CAMPO MAGNETICO ROTATIVO

Se utiliza el estator de la maquinaa corriente alterna, sin el rotor.

2.11.a Campo magnético rotativo monofásico.

El campo magnético rotativo monofásicose crea graciasa los dos devanados ecorridos por

corrientesdesfasadas e cerca 90°, obtenidascon un condensador n serie a la bobina auxi-

liaria.

Se alimenta el estatorcon un sistemamonofásico 24V, para no recalentarel devanado)y se

verifica que a aguja magnéticagire en un sentidodetenninadode rotación.

2.11.b Campo magnético rotativo trifásico

El campo magnético otativo trifásico se crea con tres devanados uestosa 1200y recorridos

por corriente rifásica.

L2.L1.[.3

/"~

LI-L2-L3

,-"

Se alimentael estator,conectadoa YY, con un sistema rifásico (24 V, para no recalentarel

devanado)y se verifica que la aguja magnéticagira en un determinadosentido de rotación,

que se puedevariar invirtiéndo las conexiones.

DE LORENZO

Sistelnupanla

fonnaci6n t6Q\ica

24


29/85

2.12 EXPERIENCIA 8: DIAGRAMAS VECTORIALES PARA EL MOTOR

MONOF ASICO A CONDENSADOR

Se utiliza el estator de la maquinaa corriente alterna,con el rotar a jaula de ardilla introdu-

cido.

Alimentando el devanado bifásico del estator, esto produce un campo magnético rotativodado que las corrientes resultan desfasadas e 90° por la presenciadel condensador n serie

en el devanadode arranque.

Alimentar el estatorcon una tensión alternamonofásicade 24 V.

Medir las tensionesde alimentaciónV s, sobreel condensadorV c y sobre el devanadode ar-

ranqueVa, primero con el rotor bloqueadoy después on el rotor en rotación.

Arrastrar os diagrarnasvectoriales elativos:

RaroR

v

Bl«x¡ueado

Ubre

VI

Vc

VA

Nota: El r01Or e puede bloquear ácilmente teniendoparado el árbol con las manos,

D DE LORENZO

SiIIeInaI pu8 la

fonnación téa1icI

25


30/85

DE ~ENZD

L 1 0280

2.13 EXPERIMENTO 9: PLANO NEUTRO DE CONMUTACION AL VACIO.

Para reducir el chispeteode las escobillas, as maquinasa corriente continua están dotadas

de polos auxiliares que estánen gradode crear un campo magnéticoconcentrado,que choca

las espirasen conmutación,de valor proporcionala la corriente de carga y en grado de indu-

cir una f.e.m. opuestaa la autoinducidaa la corriente de conmutación.En estecaso as esco-

billas se pueden mantener ijas, en cualquier condición de carga, en la posición correspon-

diente del eje neutro al vacio.

Las escobillas se encuentran n couespondencia l plano neutro al vacio cuando,con la ma-

quina parada. retiran una f.e.m. inducida nula por efecto de una variación de flujo de los

polos principales.

Se utiliza el estator de la maquinaa corriente continua, con el rotor a colector y las escobil-

las introducidas.

i

=D7.~D~ W

Tomillos A

de bloqueo

l

~::J

ULJ

Se alimenta el circuito de excitación derivada (Fl - F2 en seriea F5 - F6) con una tensión

continua de cerca 40 V: cerrandoy abriendoel interruptor se observa a indicación del voltí-

metro.

Si la indicación del voltímetro es nula, las escobillas se encuentranen correspondencia el

plano neutro.

En caso contrario aflojando los tornillos A se gira la linterna de apoyo del soporte de las

escobillasy se verifica si la indicación del voltímetro aumentao disminuye. Por 10 tanto se

detenninapor tentativos a posición de la linterna soporteescobillasa la cual correspondea

indicación mínima del voltímetro:estaposición correspondeal plano neutro al vacío y por 10

tanto en esta posición se bloqueael tornillo A.

Nota:

El modulo de alimentación DL

10281

presenta una protecci6n termica Th1 que

puede ser activada en caso de repetidas y frecuentes maniobras abriendo y cerran-

do;en este caso, esperar algunos segundos antes de reactivar la erogación.

DE LORENZO

s~. p8r8 8

fODllaciÓII léaIjca 26


31/85

DE WRENZa

DL10280

3.

MOTORES

A CORRIENTE CONTINUA

En los motores a corriente continua, a energíaeléctrica de una fuente continua es absorvida

a través de las escobillas, al devanado armadura otor) en la cual circula una corriente 1

que, si existe un campo de excitación, actuandocon este, produce un par motriz que hace

girar el rotor.

Apenas l rotar entraen rotación.en la annadura e nduceuna .e.m. que depende el nu-

merode giros y del flujo.

E=kn

y que es lamada fuerza contra electtomotrlz porque iene la dirección opuestaa la corriente

de annadura.

Paramantener a corrientede annadura, a fuente debemantener a tensión

V=E+R.I

donde Ra es la resistenciade la anDadura, e los polos auxilaresetc.

Notando que cuando el motor esta paradoE =O, a corriente de arranque esulta

v

lA= ,

Ra

y por lo tanto de valor elevado, dado que la resistenciaRa es muy pequeña:esevidente en

este caso la necesidadde reducir este valor de corriente al ananque mediante un reostato

oponuno RA de ananqueen serie a la armadura.

Despuésde que el motor haya sido arrancado,y reostato RA excluido, se pueden verificar

los funcionamientossiguientes:

Motor al vacio

La corriente de anDadura iene un valor modestodado que el par motriz debe solo las

perdidas en el hierro y las de roce y ventilación:en este caso la tensión aplicada V es

igual a la f.c.e.m..De esta forma a paridad de tensión aplicada V es cerca igual a la

f.c.e.m. E.

Motor a carga

Cuandoal motor resulta aplicadoun par resistente freno) se verifica una disminución y

contemporaneamentena reducción de la f.c.e.m. E que así, a paridad de tensión aplica-

da V, produce un aumentode la corriente 1 de armadura.

El numero de giros disminuye hastaque, al crecer de la corriente, no resulta un par mo-

triz igual al par resistente.

D DE LORENZO

SisIemas pan la

fomlaciÓII éaúca

27


32/85

DL 10280

DE ~ENZD

3.1 EXPERIMENTO 10: MOTOR CC A EXCIT ACION INDEPENDIENTE

Se utiliza el estator de la maquina a corriente continua,con el rotor a colector y las escobil-

las inttoducidas.

,

-

En el momentodel arranqueel reostatoRA debeestarcompletamententroducido y el circui-

to de excitación derivado (Fl - F2 en serie a F5 - F6) convenientementexcitado on 40 V.

3.1.8 Arranque

Despuésde haber alimentadoel circuito de armadura,se excluye gradualmentey completa-

menteel reostatode arranqueRA.

El motor girara a la velocidadde cerca 2500 rpm.

3.1.b Regulación de la velocidad

La velocidad puede ser variada,por debajo del valor nominal, por medio de un reostatode

annatura RA: este sistema se utiliza solamentepara periodos breves. dado que el reostato

mismo es solicitado de un recalentamientouerte.

La velocidadpuedeser variada,por encima del valor nominal, reduciendo a excitación.

3.1.c Sentido de rotación

El sentidode rotación puedeser nvertido cambiando a dirección de la corriente de annadu-

ra o sino la de excitación.

Despuésde que se ha tomado nota del sentido de rotación, se para el motor y se invierten

las conexionesde alimentaciónde la afInadurao sino a los de excitación.

En amboscasosel sentidode rotación resulta nvertido.

NOTA:

Cuandose utiliza el modulo DL 10280,el reostato de arranque está rea-

lizado con los siguientesconexiones operaciones.

R

o

1

2-1

3-2-1

Resistencia

45.Q

30.Q

15.Q

Cono circuito

R.

... ~~=

fODnaci6nbica

28


33/85

DE ~ENZD

DL10280

3.2 EXPERIMENTO 11: MOTOR CC CON EXCIT ACION DERIVADA

Se utiliza el estator de la maquina a corriente continua, con el rotor a colector y las escobil-

las introducidas.

En el momento del arranqueel reostato RA debe estar completamente ntroducido mientras

que el circuito de excitación derivada (Fl - F2 en serie a F5 - F6) resulta sujeto a la tensión

de alimentación.

3.2.a Arranque

El motor se arancaexcluyendogradualmente completamente l reostatode arranqueRA.

El motor girara a la velocidad de 2800 rpm.

Ril los pares de valores corriente de afInadura velocidad actuando sobre el reostato de ar-

ranque y en esta orma obtener a curva no= f (1) que pone en relievo la dependencia e la

velocidad al vacio de la corriente de afInadura.

a DE LORENZO

Si8IaI1U para la

fomllción knica

29


34/85

DL10280

[]E~AENZD

3.2.b Sentido de rotación

Despuésde haber tomado nota del sentido de rotación, se para el motor y se invierten las

conexionesde la alimentación:elmotor girara todavía en el mismo, dado que están nverti-

das seael sentido de la corriente de armaduraque el de excitación.

Despuésde haber parado nuevamente l motor se nvierten solamente as conexionesde ex-

citación:el motor girara en sentido nvertido al anterior manteniendo odavía casi la misma

velocidad.

3.2.c Prueba a carga

La pruebaa cargaes posibleutilizandoun freno con dispositivopara a relevación el par

mecánico esarrolladoor el árbol.

Acoplar el freno del eje del motor y fijar el freno a la base.

Despuésde 8ITancar l motor al vacio, aumentarpor grados a carga al árbol y, manteniendo

constante a tensión de alimentación, elevar el par de valores velocidad/corrientede arma-

dura, y en esta orma trazar as características lectromecánicas el motor.

3.2.d Conclusiones

El devanadode excitación esta alimentado con la tensión de alimentación por lo cual el

campoes constante casi independiente e la carga y del numero de giros.

La velocidad es completamente onstantecon la carga por lo cual el motor en derivación se

utiliza cuandoes necesarioun numero de giros constantepor ejemplo para el accionamiento

de bombas,maquinasy ventiladores.

.., ~~=

W fOlm8ciÓlt Iéaúca

30


35/85

DL10280

E~RENza

3.3 EXPERIMENTO 12: MOTOR CC CON EXCrr ACION EN SERIE

Se utiliza el estator de la maquinaa cmriente continua, con el rotor a colector y las escobil-

las introducidas.

Los devanados e excitaciónen serie (D3 -D4) son conectados n serie a la armadura.

---= ---@-~

J.r--

ATENCION: AL VACIO, NO AUMENTAR EL MOTOR CON UNA TENSION SUPE.

RIOR A 15 V.

La corrientede arranque sume n valor elevado,en cuanto a f.c.e.m.es nula, y por lo

tanto esultaun par elevado l despunte.

Arranque

El motor se arrancaalimentandoel circuito con una tensiónvariable de O a 15 V.

El motor girara a la velocidadde cerca 2000 RPM absorviendouna corriente de cerca 5 A.

Sentido de rotación


solo las conexionesdel circuito de excitación en serie (D3 - D4) : el motor girara en sentido

contrario al anterior.

Prueba a carga

La pruebaa cargaes posible hacerlautilizando un freno dotadode dispositivo para la releva-

ción del par mecánicodesarrolladoen el árbol.

Acoplar el freno al eje del motor y fijar el freno a la base.

El motor arranca BAJO CARGA, aumentandogradualmente a tensión de alimentación

hasta legar a 40 V.

D DE LOREN O

. Sl r nu par a l

formaci6a knjQ

31


36/85

Manteniendo constante a tensión de alimentación, relevar el par de valores velocidad

corriente de anDadurapara cargasdiversas,en modo de trazar as características lectrome-

cánicasdel motor.

ATENCION:

NO QUITAR BRUSCAMENTE A CARGAPORQUE LA VEWC/-

DAD PUEDE VOLVERSEPEliGROSA Y DAÑAR LA MAQU/NA.

3.3.d Conclusiones

El devanadode excitación esta recorrido por la corriente de anDadura, or lo tanto a un au-

mento de la carga corresponde n aumentodel flujo que produceuna disminución del nume-

ro de giros.

El par de despuntees muy elevado y dado que el par aumentaal disminuir la velocidad, el

motor se utiliza cuandoes necesarioacelerargrandesmasas omo en los acensores monta-

cargasasí como en la tracción de ferrocarril.

D DE WRENZO

Sillcmupuala

foomacl6ll Qica

32


37/85

3.4 EXPERIMENTO 13: MOTOR CC CON EXCn ACION COMPUESTA


las introducidas.

3.4.a Motor con excitación compuesta aditiva

Los devanadosde excitación en serie (DI - D2) Y derivada (FI - F2 en serie a F5 - F6)

estánconectados n forma que su efecto se sume.

ATENCION: EN EL MOMENTO DEL ARRANQUEPONER EN CORTOCIRCUffO EL

AMPERIMETROESTOCOMO CAUSADE WS VAWRES ELEVADOS

DE CORRIENTEAL DESPUNTE.

El motor arrancaalimentandoel circuito con una tensiónde 32 V.

El motor girara a la velocidad de cerca 3000 rpm absorviendouna corriente de cerca 3 A

(Recordarquitar el puente sobreel amperímetro).

Despuésde haber tomado nota del sentidode rotación, se para el motor y se invierten solo

las conexionesdel circuito de armadura:elmotor girara en sentido nverso al anterior.

3.4.b.Motor con excitación compuesta ubstractiva

Los devanadosde excitación en serie (DI - D2) Y derivada (FI - F2 en serie a F5 - F6)

estánconectados n fonna que su efecto se substraiga.

ATENCION: EN EL MOMENTO DEL ARRANQUEPONER EN CORTO CIRCUffO EL

AMPERIMETRO ESTOCOMO CONSECUENCIADE WS VAWRES

ELEVADOSDE CORRIENTEAL DESPUNTE.

D

DE.O~

Siaanu pua a

fonn8ciÓII técnica

33


38/85

El motor arrancaalimentandoel circuito con una tensiónde 32 V.

El motor girara a la velocidad de 2990 RPM absorviendouna corriente de cerca 3A (recor-

darse de quitar el puente sobreel amperímetro) Despuésde haber tomado nota del sentido

de rotación, se para el motor y se nvierten solamente as conexionesde armadura el motor

girara en el sentido nverso al anterior.

Prueba a carga

La prueba a carga es posible utilizando un freno dotadode dispositivo para a relevación del

par mecánicodesarrolladoen el árbol.


Despuésde arrancarel motor al vacio, aumentarpor grados a carga al árbol, y manteniendo

constante a tensión de alimentación, elevar os paresde valores velocidad/paren modo de

trazar as característicasmecánicas el motor.

n

Conclusiones

En el motor con excitación compuestaaditiva el aumentode la carga produce un aumento

del flujo (excitación en serie) con la disminución de la velocidad en forma rápida:el motor

presentapropiedadanálogasa las del motor con excitación en serie. es decir par de despunte

bastanteelevadosy reducciónde la velocidadcon la carga.alcanzarvalores de velocidad pe-

ligrosos por la presenciade excitación derivada.

Aplicaciones típicas:comando e los trenes de laminatoresdonde se pueden manifestar so-

brecargas ruscas.

En el motor con excitación compuestasubstractivael aumentode la carga produce una dis-

minución del flujo total útil con la compensación e la disminución de velocidad:el motor

presentapropiedadesanálogasa las del motor con excitación derivada, es decir, numero de

giros prácticamente onstante.Un inconvenienteque presentaeste motor es pararsey girar en sentido opuestoen presencia

de .aumentosbruscos de la carga porque prevalece el efecto del circuito de excitación en

sene.

DE WRENZO

S~ p8r818

fODllaci6n óa1ica

34


39/85

CE~RENZD

DL10280

MOTORES ASINCRONICOS

.

Los motores asinCIÓnicos on las maquinasmotrices mas utilizadas y de mas difusión esto

gracias a su lectura simple. unida a un empleo que no da problemas de seguridad y a un

costo bajo.

El principio de funcionamientose basaen la inducción en el sentido que la energíaeléctrica

atribuida al estator y después ransferidamagnéticamente l rotor del campo magnético que

se nstauraen los devanados statoricos.

Los motores asincTÓnicos a inducción, puedenser con el rotor a jaula de ardilla (motor en

cono circuito) o sino a anillos (motor rotor avolto).

a DE LORENZO

S~par81a

f~ción léaIica

35


40/85

DL10280

4.1 EXPERIMENTO 14: MOTOR TRIFASICO A 7. POLOS CON ROTOR A JAULA

Se utiliza el estator de la maquinaa corriente alterna,con rotor a jaula de ardilla introduci-

do.

Los devanadosdel estator estánconectados n forma tal de realizar una conección a doble

estrella (YY), con dos bobinas en paralelo por fase, obteniendode esta fonDa un devanado

trifásico a dos polos.

El rotor a aula de ardilla no tieneun numero e polosque seasuyopropio sino que asume

el del campo nductor.

1..20---

L1 G----

",",,'

1.3

0---

...@

Alimentar el estatorcon una tensión rifásica de 42 V, 50 Hz : el devanadodel estatorpro-

duce un campo magnético otativo con la velocidadde sincronismo.

50

ns= 120 -

P

( = 120

= 3 pm )

2

y induce una corriente alterna en las ban-asdel rotar que de esta fonna, a su vez, resultan

sujetasa una fuerza que origina un par motriz que arrasb'ael rotar en el sentido de rotación

del campo otante.

DI LORENZO

SiIIaDaa ~ 11

f~~

36


41/85

El numero de giros aumentahasta legar a un valor n constante, nferior pero a la velocidad

de sincronismo:deesta forma resulta todavía nducida en las barras del rotar una f.e.m. en

grado de mantenerel par que, de otra forma, cesárea i el campo nductor y el rotar giraran

a la misma velocidad. en cuanto no resultaríaninguna otra variación de flujo.

El raporto entre la diferencia de la velocidad de sincronismons con la n del rotor y la velo-

cidad de sincronismo define el flujo.

Os-o

Os

n=

Sentido de rotación

Despuésde que se ha tomado nota del sentido de rotación. se para el motor y se nvierte el

sentidode rotación del cambio del cambio rotante cambiandoentre ellos solo dos fasesde la

alimentación:elmotor girara en sentido nverso al anterior.

Prueba a carga

La prueba a carga es posible utilizando un freno dotado de dispositivo para a relevación del

par mecánicodesarrolladoal árbol.

Acoplar el freno al eje del motor y fijar el freno sobre a base.

Despuésde arrancar al motor estandoal vacio, aumentargradualmente a carga al árbol, Y

manteniendo onstante a tensión de alimentación, elevar el par de valores velocidad/paren

fonna de trazar as característicasmecánicasdel motor.

c

D DE LORENZO

S aDu ~ l a

rmm8Ci'-l

37


42/85


43/85

CELEiRENZD

DL10280

El factor de potencia se calcula con la fonnula

Factor de potencia=

Pm

~.V.I

a DE LORENZO

SIIana p8ra la

foml8cil.\ tkIUC8

39


44/85

4.2 EXPERIMENTO 5: MOTOR TRIFASICOA 4 POLOSCON ROTOR A JAULA

Se utiliza el rotor de la maquinaa corriente alterna,con rotor a aula de ardilla introducido.

Los devanadosdel estatorestánconectados en esta onna realizar una conexión a triangu-

lo (D), con dos bobinas en serie por fase, obteniendode esta onna un devanado rifásico a

4 polos.

El rotor a jaula de ardilla no tiene un numero de polos propio sino que asumeel del campo

inductor.

Alimentar el estatorcon una tensión trifásica de 42 V, 50 Hz : el devanadodel estator pro-

duce un campomagnético otativo con la velocidad de sincronismo.

50

= 1500rpm )

120

s = 120

4

e induce una corriente alterna en las barras del rotor que así, a su vez, resulta sujeta a una

fuerza que origina un par motriz que arrastrael rotor en el sentidode rotación del campo ro-

tanteo

a DE LORENZO

S8IarIaI p818 la

foanaci6n éatica

40


45/85

El numero de giros aumentahasta un valor n constante. nferior a la velocidad de sincroni-

smo : en esta orma resulta nducida en las barrasdel rotor una f.e.m. en grado de mantener

el par que, de otra forma, cesárea i el campo nductor y el rotor giraran a la misma veloci-

dad, dado que no resultarianingunaotra variación de flujo.

El raporto entre la diferencia de la velocidad de sincronismoOs on la n del rotor y la velo-

cidad de sincronismodefine el arrastre:

ns n

ns

=

4.2.a Sentido de rotación

Despuésde haber omado nota del sentidode rotación, se para el motor y se nvierte el sen-

tido de rotación del camporotativo cambiandoentre ellos solo dos fasesde la alimentación:

el motor rotará en sentido nverso al anterior.

4.2.b Prueba a carga

La prueba a carga es posible utilizarla utilizando un freno dotadode dispositivo para la rele-

vación del par mecánicodesarrolladopor el árbol.


Despuésde arrancarel motor al vacio, aumentarpor grados a carga del árbol y, mantenien-

do constante a tensión de alimentación, elevar el par de valores velocidad/paren modo de

trazar as característicasmecánicas el motor.

a DE lDREN O

. S i t C nu p ar a l

fOlJ1l8ci6n técniea

41


46/85

4.2.c Curvas caracteriales

Si durante el desarrollo de la prueba de carga se miden las grandezas léctricas de entrada,

se puedeevaluar seael rendimiento que el factor de potencia.

Considerarel circuito de medida

Ll

o-- -_.s~--I~(51~~L -

v r ,

1.2 A

r

-4

.3

ATENCION: EN EL MOMENTO DEL ARRANQUEPONER EN CORTO CIRCUITO

WS AMPERIMETROSDE WS INSTRUMENTOSESTO COMO CONSE-

CUENCIA DE WS VAWRES ELEVADOSDE CORRIENTEAL MOMEN-

TO DEL DESPUNTE.

La potenciaeléctrica absorvida esulta

Fin = W A + WB

Si un wattmetro da una indicaci6n negativa, invertir las conexiones de la bobina

amperometrica o de la volt(metros y considerar negativa la lectura.)

N.B. :

El rendimiento del motor vale

Pro

n= ~~

Pa

donde a potenciamecánicasuministradaestadadapor

2n

Pro= n.C(W)

60

siendon (rpm) y C (Nm).

C DE LORENZO

S~ paraa

fonnación éa1iCl

42


47/85

DE LERENZC

DL10280


Pin

{3.V.I

actor de potencia=

a

DE LORENZO

s~.. pera1

fcxmaci&t léaIic8

43


48/85

4.3 EXPERIMENTO 16: MOTOR TRIF ASICO A JAULA DE ARDILLA A

VELOCmAD DOBLE.

El numero de rpm del campo magnético otativo creadopor el devanadodel estator depende

de el numero de los polos por lo cual es posible variar la velocidad del motor cambiando el

numero de los polos a través de la conexión Dahlander.

El devanadodel estator, siendo ormado por 6 bobinas, permite obtener dos combinaciones

diversas para un raporto 1:2 del numero de giros:el devanado se conecta al triangulo por

bajo numero de giros (4 polos) y a estrella doble (2 polos) para alto numero de giros el rotor

a aula, que en tal caso se ndica en forma particular, toma el numero de polos del campo n-

ductivo. (ver experimentos14 y 15) .

Se utiliza el estator de la maquina a corriente alterna, con el rotor a jaula de ardilla introdu-

cido.

Como accesoriose aconsejael conmutadorde polaridad DL 10185.

Alimentar el conmutadorde polaridad con una tensión alterna trifásica de 42 V, 50 Hz; ini-

cializar el motor poniendo el conmutadoren la posición 1.

La velocidad de sincronismo esulta par a 1500 pm.

Poniendoel conmutadoren la posición 2 la velocidad de sincronismopas a 3000 rpm.

En amboscasos,el motor girara con una velocidad nferior a la de sincronismo.

D DE LORENZO

Sillanu para la

fomlaci6n \éaIica

44


49/85

4.4 EXPERIMENTO 17 : MOTOR TRIFASICO A DOS POLOS CON ROTOR

A ANILLOS

Se utiliza el estator de la maquina a corriente alterna, con el rotor a anillos y las escobillas

introducidas.

Los devanados el estatorestánconectados ara en esta orma realizar una conexión a estrel-

la doble (YY) y por lo tanto con dos polos (ver experimento14) par a los del rotor envuelto,

que esta conectado nternamentea estrella.

Para nicializar gradualmente l motor se utiliza un reostatode arranqueRA conectadoa los

anillos y por lo tanto en serie al devanadodel rotor.

ATENCION: VERIFICARANTESDE ARRANCARQUE EL REOSTATORA ESTE AC-

TWADO EN FORMA COMPLETAPARA UMIT AR LA CORRIENTEAB-

SORVIDA y CONTEMPORANEAMENTE LEVAREL PAR DE DESPUN-

TE.

4.4.a Arranque

Alimentar el estator con una tensión trifásica de 42 V, 50 Hz: el motor arrancaexcluyendo

gradualmente completamente rotor en corto circuito) el reostatode arranqueRA.

Nota: Utilizando el moduloDL 10283 se realiza el reostato de arranque con las siguien-

tes conexiones maniobras.

El motor girara a una velocidad nferior a la de sincronismo

f

50

Os=120 -

(= 120 = 3000rpm)

2

D DE U>RENZO

Siltanu pera la

fomllciÓll

45


50/85

4.4.b Regulación de la velocidad

El numero de giros del motor pueden ser variados bajo carga mediante el reostato rotorico

RA que debe poder d disipar, en forma de calor, la energíaperdida como consecuencia e la

reducciónde velocidad.

4.4.c Sentido de rotación

Despuésde que se ha tomado nota del sentido de rotación, se para el motor y se nviene el

sentido de rotación del campo rotativo cambiandoentre ellos solo dos fases de la alimenta-

ción:el motor girara en sentido nverso al anterior.

4.4.d Prueba a carga

La prueba a carga es posible utilizando un freno dotadode dispositivo para la relevación del

par mecánicodesarrolladopor el árbol.


Despuésde inicializar el motor al vacio, aumentarpor grados a carga del árbol y mante-

niendo constante a tensión de alimentación, elevar el par de valores velocidad/par en modo

de trizar las característicasmecánicas el motor.

c

DDE LORENZO

S~u~Ja

fomlaal. t6a1ica 46


51/85

DL10280

E ~ENZD

4.4.e Curvas características

Si duranteel desaITOllo e la pruebaa carga se miden as grandezas léctricas de entrada,se

puedeevaluar seael rendimiento que el factor de potencia.

Considerarel circuito de medida

ATENCION: EN EL MOMENTO DEL ARRANQUEDEL MOTOR PONER EN CORTO-

CIRCUffO WS AMPERIMETROSDE WS INSTRUMENTOSCOMO

CONSECUENCIADE WS VAWRES ELEVADOSDE CORRIENTEAL

DESPUNTE.

La potenciaeléctrica absorvida esulta

Pin = W A + WB

Si un wattmetro da una indicación negativa, invertir las conexiones de la bobina

amperometrica o de la volt(metros y considerar negativa la lectura).

(N.B. :

El rendimientodel motor vale

Pm

11= ,

P.

donde a potenciamecánicasuministradaestadadapor

27t

Pm= neC(W)

60

siendon (rpm) y C (Nm).

IJ DE LORENZO

S i8Ianaa para la

f omI8ci6n técnica

47


52/85


Pin

Factorde potencia ...[j" V . 1

D DE LORENZO

S iItCInu ~ 11

formacil. t6aID

48


53/85

DL10280

E ~ENZD

4.5 EXPERIMENTO8: MOTORMONOFASICO A 4

POLOS CON CONDENSADOR

Dado que el motor monofaseno es del tipo que puedenarrancaren forma autónoma,es ne-

cesario ealizar un devanadode estatorbifase, en el cual se produceun desfaseentte las cor-

rientes en las dos fasesmedianteun condensador n serie a un devanado lamado auxiliar.

Se utiliza el estor de la maquinaa cotriente alternacon el rotor a aula de ardilla activado.

4.5.a Arranque

Se alimenta el estator con una tensión de 42 V, 50Hz y se ntroduce la capacidad total

de3 x 80

tLF

en serieal devanado uxiliarparaaumentar l par de despunte.

Apenasel motor alcanza a velocidad nominal se excluye a capacidadde arranquede 80

J1F

para evitar recalentar el motor mientras que se deja activada la de desfase de 2 x 80 J1F.

El motor girara con una velocidad nferior a la de sincronismo

50

4

f

= 1500 rpm

s= 120

= 120

p

a DE LORENZO

. Si8omu araa

formación knica

49


54/85

DE ~ENZC

L 10280

4.5.b Prueba con carga

La prueba con carga es posible utilizando un freno dotado de dispositivo para la relevación

del par mecánicodesarrolladoen el árbol.


Despuésde que se ha arrancadoel motor al vacio, aumentarpor grados a carga al árbol y,

manteniendo onstante a tensión de alimentación, elevar el par de valores velocidad/paren

modo de trazar a característicamecánicaen el motor.

c

ns

n

D

DE LORENZO

Si8lallu la

fonnaciálléaúca

50


55/85

CE~RENZD

DL10280

MOTORES

COLECTOR

EN CORRIENTE

ALTERNA

.

A

5.1 EXPERIMENTO 19: MOTOR MONOFASICO A REPULSION

La principal característicade estemotor consisteen el hechoque el motor presentaun deva-

nado con colector a laminillas sobre as cualesse apoyan as escobillaspermanentementeo-

nectadas n corto circuito.

Aplicando una tensión alterna al estatorse induce una tensión alterna en el devanado otori-

co.

w

~J

~

]

o

lnnu

Si las escobillas se encuenn-an n un plano neutro las f.e.m. inducidas se anulan y así no

pasacomente en el rotor, por 10cual no se tiene un par.

Si las escobillasse giran de 90° con respectoal plano neuU"O,e tiene el máximo de corrien-

te inducida (como para un transfonnadoren corto circuito) pero el par es todavía nulo por-

que no se tiene un desfaseentre os flujos de estatory de rotor.

Si las escobillas se encuentranen una posición intermedia as tensiones ndoctas hacen cir-

cular en el rotor corrientesque crean un campo magnéticoalterno cuya dirección esta desfa-

sadacon respectoa el estatory por 10 anto naceun par motriz que hace girar el motor en la

dirección opuestaal ángulo (l.

la posición óptima de las escobillaspara poder obtener un buen arranquey una marcha cor-

recta, se determinapor via experimental el par máximo que resulta es con a

=

700 maso

menos).

Se utiliza el estatorde la maquina a corriente continua con el rotor a colector y las escobil-

las introducidas,pero libres de girar (aflojar ligeramente os tomillos A de bloqueo)

D DE LORENZO

SÍ8IcrnM para la

fOlmlcim téaDca 51


56/85

DE ~ENZD

L 10280

5.1.a Arranque

Alimentar el circuito de excitación serie (D3 - D4) con una tensión monofásica de 10 V,

50Hz.

Si el motor no arranca, egular la posición con las escobillaspara obtener el aITanque asta

obteneruna velocidad de marcha satisfactoria.

En forma aproximada esulta :

v (V)

10

10

1 (A)

10

8

n (rpm)

1450

1000

Girando as escobillasdetenninar as dos posicionesen las cualesel motor se para.

ATENCION:

CON LAS ESCOBIUAS A 900 CON RESPECTOAL PlANO NEUTRO

SE TIENE UNA CORRIENTEELEVADA DE CORTO CIRCUITO QUE

PODRfA DAÑAR EL DEVANADO.

Pasando ales posicioneses posible nvertir el sentidode rotación.

S.l.b Pruebacon carga

La pruebacon carga es posible hacerla utilizando un freno dotado de dispositivo para la re-

levación de par mecánicodesarrolladopor el árbol.


Arrancar el motor al vacio y aumentarpor grados a carga al árbol y, manteniendoconstante

la tensión de alimentación, elevar el par de valores velocidad/pary en esta forma trazar las

característicasmecánicas el motor.

El motor a repulsión tiene un comportamientoparecido al del motor en corriente continua

con excitación en serie pero, al contrario de este,el par se anula cuando se llega a una velo-

cidad determinada.

a DE LORENZO

SÍ8CInu la

fonnaciÓliáica

52


57/85

CE~RENZC

DL10280

S.2 EXPERIMENTO 20: MOTOR UNIVERSAL

El motor universal puede uncionar seaen corrientecontinua (motor con excitación en serie)

que en corriente alterna. En efecto, siendo a bobina de excitación en serie a la de la arma-

dura, por cada nversión de la corriente se verifica contemporaneamentea inversión seadel

campo nductivo que de la corriente en el inducido, por 10cual el motor se pone en rotación.


las introducidas.

Los devanados e excitación en serie D3

-

D4 están onectadosn seriea la armadura.

5.2.a Arranque

ATENCION: AL VACIO, NO AUMENTAR EL MOTOR CON UNA TENSION SUPE-

RIOR A 20 V.

El motor se activa alimentandoel circuito con una tensiónvariable de O a 20 V, 50 Hz.

El motor girara a una velocidad cercana a los 2100 Ipm absorviendouna corriente que es

cercanaa los 5 A.

S.2.b Sentido de rotación


solo las conexionesdel circuito de excitación en serieD3 y D4: el motor girara con un senti-

do distinto al anterior.

5.2.c Prueba a carga

La pruebaa cargaes posible hacerlautilizando un freno dotadode dispositivo para la releva-

ción del par mecánicodes arrollado por el árbol.

Acoplar el freno al eje del motor y fijar el freno sobre a base.

El motor se arranca en condiciones de carga, aumentandogradualmente a tensión hasta

4OV. Manteniendoconstante a tensión de alimentación elevar los valores velocidad/par y

en esta orma trazar as característicasmecánicas.

c

n

a DE LORENZO

s~.. paraa

fonnaci6n nic8 53


58/85

CELURENZD

L 10280

Paginablanca

D DE LORENZO

S~ peraa

fODnaci6n t6arica

54


59/85

SINCRONAS

MAQillNAS

Las maquinas síncronas ienen una velocidad rígidamente egadasa la frecuencia y por lo

tanto paresa la velocidad de sincronismo

f

ns= 120 - rpm

p

donde f (Hz) es la frecuenciagenerada sino la de la red mientras que p es el numero de

polos.

La energía elécnica se produce a b"avésde un generadorsíncrono o alternador, arrastrado

por un motor primario, como una turbina a vapor, gaz aguao motor a combustión.

El alternadorpresentanormalmenteun circuito inductor, o de excitación dispuesto sobre el

rotor y alimentado en corriente continua, y un circuito de inducido, o de armadura,puesto

sobreel estatoren el cual se generauna f.e.m.

E=kfb

por lo cual resulta una maquinacíclica, excitadaen corriente continua y dotadade colector a

anillos.

El motor síncrono esulta análogoal alternadorpor lo cual despuésde llevarlo a la velocidad

de sincronismo y conectadoen paralelo con la red, continua a girar con una velocidad que

es rigurosamente onstanteen cuanto el campo rotativo, creadoen el devanado rifásico del

estator,arrastra os polos del rotor.

El numero de giros queda constanteaun con variación de la carga con la condición de que

no se alcanzeel limite de estabilidad,dónde el motor iría fuera de fase y perdería el paso,

con la consecuencia e que se para.

a DE LORENZO

S iItanu p8ft la

foml8ción l6a1ÍC8 55


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DL10280

DE ~ENZD

6.1 EXPERIMENTO 21: ALTERNADOR TRIFASICO

El campo magnético producido por las bobinas recorridas por la corriente continua (polos

del rotor). como consecuencia e la rotación constantedel rotor mismo. induce en los tres

devanadosdel estator. desfasados lectricamentede 1200 una f.e.m. alterna trifase sinusoi-

dal.

Se utiliza el estatorde la maquinaa corriente alternacon el rotor a anillos introducidos.

El devanadodel estatorestaconectadoa doble estrella (ver experimento17), mientras que el

rotor, que esencialmentees trifásico, se conecta en forma de realizar un devanado a dos

polos apropiadopara producir el campo magnético.

El alternador realizado en esta forma es acoplado a un motor primario que puede ser un

motor a corriente continua con excitación compuestasubstractiva ver experimento 13) con

reostatode campo Rc para a regulación de la velocidad.

6.1.a Arranque

El grupo se arrancaalimentandoel motor con una tensión continua de 32 V, con el reostato

de campo Rc en corto circuito y sin excitar el alternador.El grupo girara a la velocidad de

cerca2800 rpm.

Llevar el grupo a la velocidad de 3000 rpm mediante a introducción gradual del reostato Rc

de campo.

CDE LORENZO

Si8an8lpenla

fonnaci6n ~

56


61/85

DE LERENZD DL10280

6.1.b Prueba al vacío

Sin aplicar la carga al circuito de estator del alternadorse alimenta con una corriente conti-

nua (max. 10 A) el circuito de rotor y, manteniendo onstante a velocidad (eventualescor-

recciones son posibles medianteel reostato de campo Rc), se releva el valor de la tensión

erogadapara cada valor de la corriente de excitación en modo de ttazar la característicade

magnetización.

Iexc

La tensión erogadacrece al aumentar a corriente de excitación hasta que la permeabilidad

del circuito magnético se mantieneconstante,después e esto se alcanza a zona de satura-

ción.

6.1.c Prueba de corto circuito

Después e haber paradoel grupo, quitando a alimentaciónal primer motor y deseccitado l

alternador,se conectan as fasesdel estator en corto circuito, previa inserción de un amperí-

metto.

Después e haber reponadoel grupo a la velocidad de 3pm, que debe mantenerse on-

stantedurante oda la prueba,se alimenta con una corriente continua (max. 10 A) el circuito

rotor y se releva el valor de la corriente de corto circuito por cada valor de la corriente de

excitación en modo de trazar a característicade corto circuito, que substancialmente s una

recta.

D DE lDRENZO

. S~u paraa

formlciGl técnica

57


62/85

6.1.d Prueba a carga

Despuésde haber parado el grupo, quitandole a alimentaciónal motor primario, y haber de-

seccitadoel alternador, se preparan as fasesdel estator para una carga resistiva, una ohmi-

ca-capacitivao sino capacitiva.

3 . 80'tlF

Despuésde haberreponado el grupo a la velocidad de 3000 rpm, que debe quedar constante

para todas las pruebas, se excita el alternadorcon una corriente de cerca 6A para obtener

una tensiónal vacio de cerca 30V.

Se introducen las cargas y se relevan los valores de tensión y corriente erogada, a paridad de

corriente de excitación.

Iexc

(A)

carga

v

(V)

1

(A)

n

(rpm)

3000

6

o-carga

35

o

R (1-2-3)

3000

6

31

1.5

C (1-2-3)

3000

6

41

0.6

3000

6

36

1.4

Con cargas esistivas a tensión a carga es menor que la del vacio como consecuencia e las

caidasde tensiónen el devanadodel estator.

Con cargascapacitivas a reacciónde armaduraes de tipo magnéticopor lo cua11a ensión a

cargapuedeser mayor de la del vacio.

a DE LORENZO

Si8ICInu pua la

fOlmlci6n téCIIic8

58


63/85

DELIi1RENZa

DL10280

6.2 EXPERIMENTO 22: PARALELO DEL ALTERNADOR CON LA RED

El alternadorpuede ser conectado n paralelo con la red cuando a frecuenciade red es gual

a la producidamientrasque el valor de las tensiones, ue debenestaren fase son guales.

Mientras que frecuenciay tensiónpuedenser medidascon frecuencímetro voltímetro, para

la relevación de la secuencia e las fases se aconseja l sincronoscopioDL 10310.

Se utiliza el grupo de experimento21

.~

tA2

32V

~II

3 x 24V

50Hz

Rc~

L1

L2

L3

El interruptor de paralelo del DL 10310debe ser puestoen "off'.

El grupodebeser nicializadoalimentando l motorcon una ensión ontinuade 32 V, con

el reostato e campoRcen cortocircuitoy sin excitarel alternador.

El grupogiraraa la velocidad e cerca3000 pm y se excitael alternador cerca4.S A) en

modode erogaruna ensión e 24 V, paresa la de a red

Se observa a iluminación ciclica de las lamparasdel sincronoscopio el interruptor de para-

lelo debe ser puesto en "ON" cuando, con rotación lenta de la prendida de las lamparas a

lamparaLl esta apagada las L2 y L3 presentan a misma ntensidad uminosa.

D DE LORENZO

S8Ian- pu8 J8

foml8Ci6n éeIaca

59


64/85

6.2.a Generador sincronico (alternador)

La potencia activa erogada hacia la red del generador se comanda mediante la potencia mo-

triz.

Reduciendo a excitación del motor primario medianteel resotatode campo Rc, tentandoen

esta onDa de aumentar a velocidad, se notaraque la misma se mantieneconstantemientras

que el amperímetro ndicara una coniente:la potenciapasadel alternadora la red.

6.2.b Motor sincronico

Aumentando a excitación del motor primario medianteel reostatode campo Rc, tentandoen

esta forma de reducir la velocidad, se notara que la misma se mantiene constantemientras

que el amperímen-ondicara una corriente: la potenciapasade la red al alternador.

Despuésde reportar el alternadora las condicionesde paralelo (corriente nterCambiada ula

o por lo menosmínima) operandosobre a excitación del motor primario, quitar la alimenta-

ción al motor primario y verificar que el alternador unciona como motor síncrono.

Si ahora pusiéramosbajo carga el motor sincrónico, este mantenderá a velocidad constante

hastaque la carga no alcanzeun valor tal por el cual el motor "pierde el paso" y tiende a pa-

rarse.

... ~~

W fosm8ciónéaIiC8

ro


65/85

6.3 EXPERIMENTO 23: MOTOR SINCRONICOCOMO V ARIADOR DE FASE

La potencia reactiva, que un motor sincrónico preleva de la red de alimentación,puede ser

reguladaen valor y fase mediante a corriente de excitación y por lo tanto el motor mismo

puedeser utilizado como variador de fase dinámico.

Se utiliza el circuito del experimento22 y se realiza el paralelo del alternadorcon la red.

6.3.8 Motor sincrónico

una vez efectuadoel paralelo con la red, se quita la alimentaciónal motor primario:el alter-

nador ahora absorve a energíade la red para cubrir solo a sus perdidasen correspondencia

de la corriente mínima absorvida

=

la y por lo tanto con una excitación correcta (cerca

4A), dado que funciona al vacio.

v

la

a

Subexcitacion

coscpit

Excitación correcta

coscp= 1

Sobreexcit.::iÓR

cos


66/85

Paginablanca

C DE LORENZO

S IemaI pira la

fonnlci6ll téalica

62


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CELeRENZD

DL10280

7.

GENERADORS

A

CORRIENTE

CONTINUA

En los generadores corrientecontinua a energíaelécuica alternaproducida en el devanado

del rotor, arrastradopor un motor primario, se radrisa medianteel sistemaa colector a lami-

nas-escobillas por 10 anto suministrada la carga.

El generadorpresentaun circuito de inducido, o de annadura,puesto sobre el rotor, en el

cual se genera a f.e.m.

E=knB

donde "n" es la velocidad de rotación y "B" la inducción creadapor el circuito de excita-

ción, o de campo,puestosobreel estator.

La tensiónen los bornesde la maquina esulta a siguiente:

V=E-RaI

donde "1" es la corriente erogada y R. es la resistencia de anDadura, de los polos auxiliares

ect.

Esto es tan evidente que la tensión V no se mantiene constantesino que disminuye al au-

mentar de la carga y por tanto de la corriente 1 suministrada, n cuanto

aumenta a caída de tensiónde annaduraRal

disminuye a f.e.m. y la desmagnetización ebida a la reacción de anDaduray también

por una disminución de velocidaddel motor primario.

a DE LORENZO

Si1tC1n88 para la

fonnaci&t l6Q1ic8

63


68/85

7.1 EXPERIMENTO 24: TENSION AL V ACIO

La tensión al vacio del generador epresentaa f.e.m. E generada n el devanadodel rotor.

Se utiliza el estator de la maquina a corriente continua con el colector y las escobillas ntro-

ducidas, que deben ser desplazadas el ángulo a en el sentido de rotación (ver punto 2.4 y

experimento2.13) : el generadores a excitación ndependiente.

El generadorse acopla a un motor primario, que puedeser constituido por el motor trifásico

a dos polos con rotor a anillos (ver experimento17)

~~~~

A2

(Y)

~~I'

iH

.AI

...@

RA

-

O+40V

LlL213

ATENCION: VERIFICAR SIEMPREANl'ES DEL ARRANQUEQUE EL REOSTATO

RA ESTE NTRODUCIDO COMPLETAMENTE.

7.1.a Arranque

Sin excitar el generador,alimentar el estator del motor con una tensión trifásica de 42V,

50Hz: el grupo arrancaexcluyendo gradualmente completamente rotor en corto circuito)

el reostatode arranqueRA.

Nota: El reostato de arranquepuede ser realizado con el modulo DL 10283.

(ver experimento 7)

a

DE LORENZO

s~u p8raa

fOlmaci6n 6aIica 64


69/85

DL10280

E~RENZD

7.1.b Tensión al vacio en función del numero de giros

Se excita el generadorcon una corriente continua, por ejemplo lA, que debe mantenerse

constante, se relevan os paresde valoresde tensiónerogada/numero e giros.

E

Nota: El numerode giros debeser variado medianteel reostato de arranque.

En el caso se utilize el modulo DL 10283 se efectúan os siguientes:

Resistencia

n (rpm)

Funcionamiento

1000

1600

2900

continuo

discontinuo

continuo

o

1

,

-1

Max.

corto circuito

7.l.c Tensión al vacio en función de la corriente de excitación

Se leva el grupo a la velocidad máxima de cerca 2900 rpm, que debe mantenerse onstante,

y se relevan los pares de valores ensión erogada/corriente e excitación para trazar las ca-

racterísticasde magnetización.

E

a DE 1.0 RENZO

Sillanu para a

fonnación tknica

65


70/85

DEL~RENZD

L10280

7.2 EXPERIMENTO 25: GENERADORCC A EXCrr ACION INDEPENDIENTE

Se utiliza el estator de la maquinaa coITÍente ontinua, con el rotor a colector y las escobil-

las introducidas.

El generadordebe ser acopladoa un motor primario que puede ser constituido por el motor

trifásico a aula a dos polos. (ver experimento 14)

o-

o-

N.B. : Utilizando el modulo DL 10283 se realiza la carga con las siguientesconexiones

operaciones:

R

Resistencia (.o.)

circuito abierto

15

7.5

5

o

1

2-1

3-2-1

(1 os valores ndicadosse debenconsiderarorientativos)

a DE LORENZO

S aern.spanla

fOlmlci6n téarics

66


71/85

7.2.a Característica externa

Alimentar el estator del motor con una tensión alterna trifásica de 42V, 50 Hz y arrancarel

grupo que alcanzara a velocidadal vacio de cerca 2980 rpm, que debe mantenerse onstan-

te.

Excitar el campo del generadorcon una corriente de cerca lA, que debe mantenerse on-

stante: a tensión al vacio resultade cerca 38 V.

Relevar a tensión en los bornespara os diversosvalores de la corriente erogada,obtenibles

regulandoel reostatode cargaRL, y en esta orma trazar a característica xterna.

v

7.2.b Característica de regulación

Alimentar el estatordel motor con una tensión alterna rifásica de 42 V, 50 Hz y arrancarel

grupo el cual alcanzara a velocidad al vacio de cerca 2980 rpm que debe mantenerse on-

stante.

Excitar el campo del generadorcon una corriente de cerca 0.5A en modo de obtener una

tensiónerogadaal vacio de cerca20V.

Relevarel valor de la corrientede excitación necesariaa mantenerconstante a tensión a los

borne por diversos valores de la corriente erogada, obtenibles regulando el reostato de

carga RL, en modo de trazar as características e regulación.

D DE LORENZOS~penla

fonnaciÓrl~ 67


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DL 10280

DE~RENZD

7.3 EXPERIMENTO 26: GENERADOR A CC EXCIT ACION DERIVADA


las introducidas.

El generador s acopladoa un motor primario que puedeser constituido por el motor trifási-

co a aula a dos polos (ver experimento 14).

El circuito de excitación esta conectadoen paralelo al circuito de annadura. Para aumentar

la f.e.m. erogadaes conveniente conectar en paralelo entre ellos los devanadosFl - F2 Y

F5 - F6.

NOTA 1: El generadora excitación derivada es una maquina autoexcitadapero que

necesitaun magnetismo esiduopara iniciar el proceso de generaciónde la

tensiónpor 10cual, con maquinasque entran en servicio la primera vez,

puede ser necesariauna excitaciónpreliminar medianteuna uente externa.

NOTA 2: El reostato e cargaRLpuede er realizado on el moduloDL 10283 ver ex-

perimento 5).

Para relevar os valoresde tensión n ase de deseccitacionuedeser util-

menteempleado ambién un reostato de 5.6 0/20W.

7.3.a Arranque

El reostato de campo Rc debe estar todo introducido.

Alimentar el estator del motor con una tensión alterna trifásica de 42 V, 50 Hz y inicializar

el grupo que alcanzara a velocidad al vacío de cerca 2910 rpm, que debe mantenerse on-

stante.

C DE LORENZO

S iItCInu ~ la

fOmlaciÓli éatica

68


73/85

7.3.b Características de magnetisacion

El generador unciona sin carga.

Desconectarel circuito de campo del generadory verificar con el voltímetro la entidad del

magnetismo esiduo, después e llevar el grupo en rotación.

Introducir el circuito de campo educiendoel valor de la resistenciaRc, relevar los paresde

valores de tensión al vacio/corrientede excitación, a velocidad constante.

La tensión erogadaal vacio, con el reostatoRc en corto circuito (máxima excitación) resulta

de cerca 35 V.

Nota: La tensi6nen los bornesaumentasolo si elflujo del campoes tal que se ncremen-

la el magnetismo esiduo.

7.3.c Característica externa

Despuésde haber levado el grupo en rotación. se escluyeet reostatode campo en modo de

haber al vacio una tensiónen los borne de cerca 30V.

Relevar a tensión en los bornespara diversosvalores de la corriente erogada.obtenibles e-

gulando el reostatode cargaen modo de trazar as características xternas.

v

Cuando el generadorcomienzaa generarcorriente, la tensión en los bornes disminuye en

cuanto, ademasde las caidasde tensión nternas y a la reacción de inducido, se manifiesta

una reduccion de la f.e.m. debida a la disminución de la corriente de excitación, que depen-

de de la tensiónde los bornes.

Si la resistenciade carga es reducida ulterionnente, a tensión generadano puede mantener

la corriente anterionnentegenerada por lo tanto la maquina se desexcita va a cero la cor-

riente de excitación) con una disminución rapidicima de la tensión: en condicionesde corto

circuito la tensión en los borneses nula pero la corriente erogadapresentaun valor que de-

pende solo del magnetismo esiduo. El generadorpor esta azón puede soportar el corto cir-

cuito.

a

DE WRENZO

. s~ puaa

fOlm8ci6llIk11ica

69


74/85


75/85

CE LERENZC

DL10280

7.4 EXPERIMENTO 27: GENERADOR A CC CON EXCn ACION EN SERIE

Se utiliza el estatorde la maquina a corriente continua,con el rotor a colector y las escobil-

las introducidas.

El generadorse acopla a un motor primario que puede ser el trifásico a jaula a dos polos

(ver experimento 14)

El circuito de excitación (D3 -D4) estaconectadoen serie al circuito de anDadura.

NOTA 1: El generadora excitación en serie es una maquina autoexcitadapero que ne-

cesita de un magnetismo esiduopara iniciar el proceso de generaciónde la

tensiónpor lo cual, con maquinasque entren en servicio por primera ves,

puedeser necesariauna excitaciónpreliminar a través de una uente externa.

NOTA 2: El reostato e cargaRLsepuede ealizarcon el moduloDL 10283 ver expe

rimento 25).

Para excitar el generadorpuedeser tambiénutilmente empleado ambién un

reostato de 5.6 DJ20W.

7.4.a Arranque

Alimentar el estator del motor con una tensión alterna trifásica de 42V, 50Hz Y arrancar el

grupo que alcanzara la velocidad al vacio de cerca 2910 rpm que debe mantenerse constante.

a

DE 1.DREN7D

. SI-.n. p8r8a

lonII8cit.I 71


76/85

7.4.b Característica externa

Después e ponerel grupoen rotacióntsereleva a eventual ensiónal vacio debidaal ma-

gnetismoesiduo.

El generadores cargadocon la resistenciamáxima de carga posible y por lo tanto se reduce

el valor hasta que no se nota una brusca ndicación de los instrumentos,que indican que el

generador esulta excitado.

(Nota :La tensión en os bornesawnentasolo si elflujo de campoes tal que incrementael

magnetismo esiduo).

Por o tantose hacevariar a corriente rogada se elevan os paresde valoresde tensión

en os bornes/corrienterogada ara razar as característicasxternas.

Para bajos valores de corriente el circuito magnéticono esta todavía saturadopor lo cual un

pequeño aumento de corriente, produce un fuene aumento del flujo inductor, genera una

f.e.m. elevada y por lo tanto un rápido aumentode la tensión en los borDes las caidas de

tensión y la reacción de inducido presentan alores nferiores al aumentode la f.e.m.).

A valores de comente medios, el flujo inductivo, y por lo tanto la f.e.m., aumentanmenos

rápidamentemientras crece a caídade tensión: por un periodo la tensión resulta constantesi

estasvariaciones ienden a compensarse.

Con valores de corriente elevados,el circuito magnético iende a la saturacióny por 10 anto

la f.e.m. se mantieneconstantemientrasque prevaleciendo a caída de tensión, disminuye la

tensión en los bornes, anto mas rápidamente uandomas es sensibleel efecto de la reacción

del inducido. Dado que la corriente de corto circuito es mayor con respectoal valor nomi-

nal, la maquina no puede uncionar en corto circuito.

DE LORENZO

SiSlanu para la

foml8ci6ll t&nica

72


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DE ~ENZD

DL10280

7.s EXPERIMENTO 28: GENERADOR CC A EXCIT ACION COMPUESTA

Se utiliza el estator de la maquinaa comente continua, con el rotor a colector y las escobil-

las activadas.

El generadorse acoplaa un motor primario que puede ser motor nifásico a jaula a dos polos

(ver experimento 14).

Derivación larga

Derivación cona

El generadora excitación compuesta tiliza el devanadode excitación en serie y en paralelo.

En el funcionamientobajo carga el devanadoen serie compensa os efectos de la reacción

de armaduray de las caidas de tensión. mienb"as ue el de paralelo puede ser conectadoa

los bomesde salida (derivación arga) o sino. es el caso mas común. a los de armadura de-

rivación corta).

NOTA 1: El generadora excitaci6n compuesta s una maquina autoexcitadapero que

necesitaun magnetismo esiduopara iniciar el proceso de generaci6nde la

tensi6npor lo cual, con maquinasque entren en servicio por primera vez,

puede ser necesariauna excitaci6npreliminar medianteuna uente externa.

NOTA 2: El reostato de carga RLpuede ser realizado con el modulo DL 10283 (ver ex-

perimento 25).

D DE LORENZO

S11a11a8 pua 18

r~~

71


78/85

7.s.a Generador con excitación compuestaaditiva

Los devanadosde excitación en serie (D 1 - D2) Y derivada (Fl - F2 en paraleloa F5 - F6

para aumentar a f.e.m. generada) stánconectadas n fonna que su efecto se sume.

Ll

L2

1.3

Alimentar el estator del motor con una tensión alterna trifásica de 42V, 50 HZ Y activar el

grupo el cual alcanzaraal vacio la velocidad de cerca 2910 RPM que debe mantenerse on-

stante.

Eventualmente elevar la tensión al vacio debida al magnetismo esiduo.

Relevar a tensión de los borDespara valores diversosde la comente erogada.obtenibles re-

gulandoel reostatode carga RL, en modo de U"azaras características xternas.

v

~ ,

"'-

1

D DE LORENZO

Si8lanu~1a

f~ léaIic8

74


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7.5.b Generador con excitación compuestasubstractiva.

Los devanados e excitación en serie (DI - D2) Y derivada (FI - F2 en paralelo a F5 - F6

para aumentar a f.e.m. generada) stánconectadas n modo que su efecto se reste.

II.-(IJ ~

Ll

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