Practica 2 , Motor En Serie 6xy3

Instituto Tecnológico de Cancún. Ingeniería Electromecánica. Máquinas Eléctricas. Reporte de práctica 02. Motor en serie. Equipo 04. Colmenares

Domínguez Bryan Fernando

Canche Cen Luis Enrique. Lope mota David enrique. Solís Casango haziel Said Profesor: Dr. Arroyo Rodríguez Francisco José. Cancún, Quintana Roo

Índice

Contenido Objetivo general.........................................................................................................2 Introducción:..............................................................................................................2 Marco teórico.............................................................................................................3 Los motores cd en la actualidad............................................................................3 La inducción electromagnética..............................................................................3 La autoinducción....................................................................................................4 FCEM de un motor de corriente directa.................................................................4 FEM de un motor de corriente directa...................................................................5 El motor de corriente directa cd y la ley de la fuerza de Lorentz...........................5 Partes básicas de un motor eléctrico de corriente directa.....................................6 Clasificación de motores de cd..............................................................................8 Motor serie o motores de excitación en serie........................................................8 Lista de materiales.....................................................................................................9 Desarrollo de práctica................................................................................................9 Conclusión...............................................................................................................12 Bibliografía:..............................................................................................................12

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Objetivo general Conocer el funcionamiento de un motor de C.D. Introducción: El presente trabajo es un reporte de práctica elaborado en el Instituto Tecnológico de Cancún, en el taller de electromecánica. Como apoyo para una mejor comprensión del tema, brindamos unos conceptos básicos, leyes fundamentales y antecedentes de los motores de corriente directa, definición y características de un motor de cd, las partes básicas de un motor de cd, la clasificación de un motor de cd enfocándonos al motor en serie ya que es el motor con cual se trabajó la práctica.

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Marco teórico.

Los motores cd en la actualidad La mayoría de los dispositivos y equipos que requieren poca potencia para poner en funcionamiento sus mecanismos emplean solamente motores de corriente directa de pequeño tamaño, que utilizan como fuente suministradora de corriente eléctrica, pilas, batería, o un convertidor de corriente alterna en directa. Podemos encontrar pequeños motores de corriente directa instalados en infinidad de aparatos y dispositivos electrodomésticos de funcionamiento eléctrico o electrónico, como secadoras de pelo, herramientas de mano, juguetes y en algunos mecanismos de coches y otros vehículos de transporte. Con respecto a varios tipos de electrodomésticos, en la mayoría de los casos son equipos que se conectan directamente a la red de corriente alterna (C.A.) de la casa, pero inmediatamente un dispositivo electrónico interno, compuesto por un puente rectificador, convierte esa corriente alterna en corriente directa para que el motor o motores que contiene el equipo en cuestión puedan funcionar adecuadamente. Muchos coches y otros vehículos de transporte utilizan también motores de corriente directa para accionar los limpiaparabrisas, elevalunas eléctricos, así como el ventilador de refresco del motor de combustión interna de gasolina o de petróleo.

La inducción electromagnética Fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida; en términos más sencillos la inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo.

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La autoinducción La autoinducción es una corriente inducida que se produce en una bobina conductora debido a sus propias variaciones de flujo de campo magnético. Es un fenómeno electromagnético que se presenta en determinados sistemas físicos, como por ejemplo circuitos eléctricos con una corriente eléctrica variable en el tiempo. En esos sistemas, la variación de la intensidad de la corriente produce un magnético variable, que da lugar a una fuerza electromagnética (voltaje inducido) y una corriente eléctrica que se opone al flujo de la corriente inicial inductora, es decir, tiene sentido contrario. En resumen, la autoinducción es una influencia que ejerce un sistema físico sobre sí mismo a través de campos electromagnéticos variables.

FCEM de un motor de corriente directa Cuando un motor de corriente directa es alimentado, el voltaje de alimentación se divide en: 

Caída de voltaje por la resistencia de los arrollados del motor cd



Una tensión denominada fuerza Contra electromotriz (FCEM).

Donde: Vm = tensión de entrada al motor (voltios) Ra = resistencia del devanado de excitación (ohmios) Ia = corriente de excitación (amperios / amperes) Vb = FCEM debido al giro del motor (voltios) Figura 1 Aplicando la ley de tensiones de Kirchhoff: Vm=Vb+(Ia x Ra)ó Vb=Vm – ( Ia x Ra)

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Cuando sube el valor de la corriente Ia, disminuye el Valor de Vb. La FCEM es proporcional a la velocidad del motor y a la intensidad del campo magnético. Si el motor cd tiene rotor con imán permanente esta constante es: K=Vb /Nd

Donde: K = constante de FCEM del motor y se expresa en Voltios / rpm. Nd = Velocidad de giro del motor en rpm

FEM de un motor de corriente directa Se denomina fuerza electromotriz de un generador de electricidad al trabajo que éste tiene que realizar con el fin de mover la carga eléctrica a través de un circuito, tanto exterior como interior al propio generador.

El motor de corriente directa cd y la ley de la fuerza de Lorentz. La “Ley de la Fuerza de Lorentz”, descubierta por el físico-matemático holandés Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928), postula que cuando una partícula cargada eléctricamente se mueve dentro de un campo magnético experimenta una fuerza perpendicular a la dirección de ese movimiento y perpendicular, a su vez, a la dirección del flujo del campo magnético. Principio de funcionamiento del motor de corriente directa. El principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente directa se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos de un imán permanente cuando, de acuerdo con la Ley de Lorentz, interactúan con los polos magnéticos de un electroimán (rotor)que se encuentra montado en un eje. Este electroimán se denomina “rotor” y su eje le permite girar libremente entre los polos magnéticos norte y sur del imán permanente situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor. Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente. Si los polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden, se produce un rechazo y un torque magnético o par de fuerza que provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su eje en el mismo 5

sentido de las manecillas del reloj en unos casos, o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre conectada al circuito la pila o la batería. La “Ley de la Fuerza de Lorentz” se puede demostrar empleando la “Regla de la mano izquierda”.

Partes básicas de un motor eléctrico de corriente directa. Devanado de campo: Es el responsable de producir el campo magnético principal en la máquina, formado por un electroimán montado en piezas polares para formar el estator electromagnético. Armadura o rotor: Es la parte rotatoria de un generador de CD, va montada a un eje y gira entre los polos de los devanados del campo; construida sobre el eje o flecha, núcleo, devanado y conmutador. 

Polo liso: tiene un campo suave, tiende a tener menos pérdida y únicamente tiene dos pares de polos.

Figura 2 rotor liso. 

Saliente: tiene un campo puntual y tiene mayor perdida.

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Fotografía: rotor saliente.



Imbricado: más de dos polos, se caracteriza porque se le puede hacer arreglos de polos.

Figura 3 rotor imbricado.

Escobillas o carbones: 7

Son las que se encargan de transmitir el voltaje generado a las cargas, estas se encuentran colocadas en los lados del conmutador.

Figura 4 ejemplo de escobillas. Conmutador Constituido esencialmente por piezas planas de cobre duro de sección trapezoidal (delgas), separadas y aisladas unas de otras por delgadas láminas de mica, formando en conjunto un tubo cilíndrico aprisionado fuertemente.

Clasificación de motores de cd En el mercado podemos encontrar varios tipos de motores: Motores de corriente continua, suelen utilizarse cuando se necesita precisión en la velocidad, montacargas, locomoción, etcétera. Una clasificación de este tipo de motores se realiza en función de los bobinados del inductor y del inducido:   

Motores de excitación en serie Motores de excitación en paralelo Motores de excitación compuesto

En esta práctica describiremos al primer tipo.

Motor serie o motores de excitación en serie Es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de excitación van conectados en serie, El voltaje aplicado es constante, mientras que el campo de excitación aumenta con la carga, puesto que la corriente es la misma corriente de excitación. El flujo 8

aumenta en proporción a la corriente en la armadura, como el flujo crece con la carga, la velocidad cae a medida que aumenta esa carga. Las principales características de este motor son: a) Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido. b) La potencia es casi constante a cualquier velocidad. c) Le afectan poco la variación brusca de la tensión de alimentación, ya que un aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contra electromotriz, estabilizándose la intensidad absorbida.

Lista de materiales. Cantidad 1 1 1 1

Unidad Pieza Pieza Pieza Pieza

Descripción Motor CC.. Fuente de cc 120v. Cables de conexión. Amperímetro analógico.

Desarrollo de práctica. Usando el material ya mencionado se procedió a verificar los componentes del motor serie cd. A continuación, se verifico el diagrama para realizar la conexión serie del motor. Dicho diagrama se muestra a continuación en la figura 5.

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Figura 5 diagrama a seguir.

Se tomó en cuenta un amperímetro para la realización de la práctica.

Figura 6 amperímetros analógicos usados.

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Esto con el fin de medir el amperaje, a la hora de realización de pruebas como es el torque, es decir ver cuánto amperaje consume el motor en serie, cuando se le aplica par. Se siguió con el diagrama, que se mostró en la figura 5. Conectando todo en serie contando el amperímetro, Para hacer nuestra conexión pondremos de la salida positiva al amperímetro de la salida del amperímetro lo conectaremos al rotor y de ahí a la bobina, de la bobina se conectará al neutro de la fuente y para cambiar de giro moveremos los cables de la bobina invirtiendo la conexión.

Figura. 7 conexiones finalizadas conexión serie.

Con lo anterior mencionado se termina las conexiones de motor en serie.

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Conclusión. Con esta práctica se pudo aprender el comportamiento y el funcionamiento de un motor de corriente directa, también se pudo observar la forma de poder controlar la velocidad del motor y como la polarización que sale de a fuente no es precisamente la que cambia a dirección de giro ya que para poder cambiar la dirección de giro se debe de cambiar los cables de la bobina conectándola de manera inversa Sugerencias: Poder probar con diferentes voltajes Probar con diferentes motores Probar con diferentes devanados Bibliografía: https://es.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magneticfields/magnetic-flux-faradays-law/v/faradays-law-introduction https://sites.google.com/site/fisicacbtis162/services/3-2-6-ley-de-faraday http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_motor_cd/af_motor_cd_3.htm

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