No. 3 I. OBJETIVOS. - Implementar el accionamiento de un motor Vdc en arreglo Shunt (derivación).

Transcripción

1 Nivel: Facultad de Estudios Tecnológicos. Departamento: Eléctrica. Materia: Maquinas Eléctricas II. Docente de Laboratorio: Ing. Wilfredo Monroy. Lugar de Ejecución: Laboratorio de Maquinas Eléctricas, Edificio 4 (CITT). Tiempo de Ejecución: 2 horas. G u í a d e L a b o r a t o r i o N o. 3 T I T U L O : E l M o t o r V d c S h u n t. I. OBJETIVOS - Implementar el accionamiento de un motor Vdc en arreglo Shunt (derivación). - Verificar la variación de la velocidad en un motor Vdc Shunt en condiciones de vacío. - Determinar las características de carga de un motor Vdc en arreglo Shunt. - Verificar el comportamiento de la velocidad ante distintos valores de carga. II. INTRODUCCIÓN El motor en arreglo Shunt es una máquina en la cual su bobina de campo está conectada directamente a la línea de alimentación, razón por la cual se dice que es independiente a las variaciones de carga y de la corriente en el inducido o lo que se le conoce como armadura. En el motor en derivación o motor Shunt, la variación de velocidad desde carga cero hasta carga nominal o plena carga es solo el diez por ciento respecto a la velocidad sin carga, debido a lo cual podemos clasificarlo como un motor que opera bajo los distintos valores de carga con velocidad constante. Posee un buen manejo de velocidad bajo diferentes condiciones de torque.

2 La figura 1 muestra el devanado de campo el cual se ubica en el estator, con una resistencia interna Rf, en el cual se puede conectar una resistencia variable para el control de la velocidad de la máquina; la armadura es conocida como el inducido cuya resistencia interna es Ra. Se observan los dos devanados del motor conectados en paralelo entre sí. La Ley de Kirchhoff (LVK) para el circuito del inducido es: Teniendo además que: Por lo que además: Por lo que la velocidad se expresa: Vt = Tensión aplicada al motor. If = corriente de campo. Ea = F. C. E. M. ω = Velocidad del motor Φ = flujo magnético de campo Ia = Corriente de armadura. Vt = Ea + IaRa Ia = (Vt - Ea) Ea = KΦω ω = (Vt Ia Ra) / KΦ K = Constante de construcción de la máquina

3 III. MATERIALES Y EQUIPO CANTIDAD DESCRIPCION 1 Máquina de C.C. Shunt 1 Unidad de control de freno magnético 1 Freno magnético 1 Manguito de acople 1 Cubierta de seguridad de acople de eje. 2 Medidores RMS 1 Regulador de campo de motor Vdc X Cables X Clavijas de tipo H IV. PROCEDIMIENTO PARTE I. Velocidad del Motor Shunt en función del Voltaje de Entrada. 1. Implemente el sistema de motor y unidad de control de freno, tal como se muestra en la figura 2. Figura. 2. Sistema motor freno. 2. Implemente el circuito de la figura 3, en el cual se muestra la conexión eléctrica del motor conexión Shunt.

4 Figura. 3. Motor conexión Shunt. 3. Ajuste los valores de voltaje de entrada a los valores indicados en la tabla 1. El voltaje de alimentación del motor es voltaje Vdc. 4. Mida los valore de corriente y velocidad en función del voltaje de alimentación, y anótelos en la tabla 1. Todos estos datos se medirán en condición de vacío, lo cual significa que por el momento no se aplicará torque al motor. 5. La Itotal no se medirá, este valor será igual a la suma de la corriente de campo más la corriente de armadura. Vt (V) Icampo (Amp) Iarm (Amp) Itotal (Amp) Velocidad (Rpm) Tabla Haciendo el proceso inverso (disminuyendo Vt gradualmente) disminuya la velocidad apague el sistema.

5 PARTE II. Comportamiento del Motor Shunt bajo condiciones de Carga. 1. Con el mismo circuito de la figura 2, ajuste el voltaje de alimentación a 200Vdc (voltaje constante), observando los distintos valores de torque sugeridos en la tabla 2. Complete la tabla de datos mostrada. Torque (Nm) Velocidad (Rpm) Iarmadura (ma) Icampo (ma) Itotal (ma) Tabla Reduzca el torque aplicado a la maquina en forma lenta (no brusca), luego disminuya el voltaje de alimentación a cero y apague la fuente. 3. Apague todo y ordene su mesa de trabajo. V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Grafique la familia de curvas de: - Velocidad en función del voltaje de entrada, a partir de los datos de la tabla 1. - Velocidad en función del torque, a partir de los datos de la tabla 2. - Corriente de entrada en función del torque, a partir de los datos de la tabla Explique los métodos para la variación de velocidad del motor Shunt. 3. Explique qué sucede con la corriente total al aumentar el valor del torque aplicado al motor. 4. Explique en qué parte de la práctica se puede determinar el comportamiento de la velocidad de la máquina en derivación. 5. Con los datos obtenidos en la práctica, verifique si se cumple la ley de corrientes de Kirchhoff (LCK). VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA Mencione tres aplicaciones del motor Shunt.

6 Investigue a qué se refiere el término fuerza contraelectromotriz. Investigue sobre los métodos de arranque de los motores de Vdc. VII. BIBLIOGRAFÍA Stephen J. Chapman,"Fundamentos de Máquinas Eléctricas" Editorial McGraw Hill. Michael Liwschitz Garik / Clyde C. Whipple "Máquinas de Corriente Alterna." Editoriales CECSA. Vincent del Toro "Dispositivos Electromecánicos de Conversión de Energía". VIII. ANEXOS