El motor de corriente directa.

Objetivos

 examinar la estructura de un Generador/Motor de C.D.

 Medir la resistencia en sus devanados.

 estudiar los valores nominales de corriente de los devanados.

 localizar la posición neutra de las escobillas.

 conocer las conexiones básicas del motor.

 observar las características de operación de motores conectados en serie y en derivación.

Resume teórico

Los motores de corriente directa son insuperables para aplicaciones en las que debe ajustarse la velocidad, así como para aplicaciones en las que requiere un par grande. En la actualidad se utilizan millones de motores de C.D. cuya potencia es de una fracción de caballo en la industria del transporte como: automóviles, trenes y aviones, donde impulsan ventiladores, de diferentes tipos para aparatos de a/c, calentadores y descongeladores: también mueven los limpiadores de parabrisas y acción de levantamiento de asiento y ventanas. También son muy útiles para arrancar motores de gasolina y diesel en autos, camiones, autobuses tractores y lanchas.

El motor de C.D. tiene un estator y un rotor (ARMADURA). El estator contiene uno no más devanados por cada polo, los cuales están diseñados para llevar intensidades de corriente directas que establecen un campo magnético.

La ARMADURA, y su devanado están ubicados en la trayectoria de este campo magnético y cuando el devanado lleva Intensidades de Corriente, se desarrolla un par-motor que hace girar el motor. Hay un COMUTADOR conectado al devanado de la armadura, si no se utilizara un conmutador, el Motor solo podría dar una fraccion de vuelta y luego se detendría.

Para que un motor de C.D. pueda funcionar, es necesario que pase una Intensidad de Corriente por el devanado de Armadura. El estator debe de producir un campo m (flujo) magnético con un devanado de derivación o serie (o bien, una combinación de ambos).

El par que se produce en un motor de C.D. es directamente proporcional a la Intensidad de Corriente de la armadura y al campo del estado. Por otro lado, la velocidad de motor la determinara principalmente la Tensión de la Armadura y el campo del Estator. La velocidad del motor también aumenta cuando se reduce el campo del estator. En realidad, la velocidad puede aumentar en forma peligrosa cuando, por accidente, se anula el campo del estator. Como ya sabemos losmotores de CD pueden explotar cuando trabajan a velocidades muy altas. El motor de C.D. que se usa aquí, ha sido diseñado para soportar posibles condiciones de exceso de velocidad.

Partes y equipos requeridos

• Fuente de Alimentación

• Generador/ Motor de C.D.

• Voltímetros de Corriente Alterna.

• Tacómetro manual.

• Cables de conexión.

Procedimientos:

 Examine la estructura del generador / Motor de C.D., poniendo especial atención en el motor, el reóstato, las terminales de conexión y el alambrado.

 observando el motor desde la parte posterior del modulo:

 Viendo el Motor / Generador:

 viendo la parte delantera que esta en el modulo se nota que:

 E reóstato, montado en la carátula del modulo, esta diseñado para controlar (y llevar con seguridad) la Intensidad de Corriente del campo en derivación.

• El reóstato esta conectado a las terminales 7 y 8.

• Cual es el valor nominal de su Resistencia? 500 ohm.

• Cual es la capacidad de Intensidad de Corriente de función? 0.316ª

• Cual es la máxima potencia que puede disipar?

 A continuación medirá la resistencia de cada devanado del Motor utilizado el método del Voltímetro-Amperímetro. Con estos datos calculara la perdida de potencia en cada devanado. Use la Fuente de Alimenticio, Medición de C.D. y Generador / Motor de C.D. para conectar el circuito de la figura.

 Conecte la fuente de alimentación.

V (campo en derivación)75 V.C.D.

• Reduzca la función a cero y desconecte la Fuente de Alimentación.

• Calcule la resistencia del devanado de campo en derivación.

• Calcule las perdidas de
  (potencia) del devanado de campo en derivación.

 Conecte el circuito de la figura #2

• Conecte la fuente de Alimentación y aumente lentamente la Tensión de C.D. hasta que el devanado de campo en serie lleve una Intensidad de Corriente de 3 A. según lo indica el medidor de 5 A. C. D. (este es valor nominal de la Intensidad de Corriente del devanado de campo en serie). ADVERTENCIA: Se requieren solo unos cuantos voltios de manera que el control de Tensión se debe girar con mucha lentitud.

• Mida y anote la Tensión a través del devanado de campo en serie.

V (campo en serie) V.C.D.

• Reduzca la Tensión a cero y desconecte la fuente de alimentación.

• Calcule la resistencia del devanado de campo en serie.

• Calcule las perdidas de
  del devanado de campo en serie.

 Conecte el circuito que aparece en la figura #3

• Conecte la Fuente de Alimentación y aumenta la Tensión lentamente hasta que el devanado de la Armadura lleve una Intensidad de Corriente de 3 A. según lo indique el medidor de 5 A. C.D. (este es el valor nominal de la Intensidad de Corriente del devanado de la Armadura).

• Mida y anote la Tensión a través del devanado de la Armadura (mas las escobillas).

V (armadura) = 25 V.C.D.

• Reduzca la Tensión a cero y desconecte la fuente de Alimentación.

• Calcule la resistencia del devanado del inducido (mas las escobillas).

R (arma dura) =V/T = 9.33ohms.

• Calcule las perdidas del
  del devanado (mas las escobillas).

P (armadura) = 75Watts

 Haga girar el devanado de la Armadura aproximadamente 90° hacia la izquierda.

• Ahora, las escobillas están haciendo contacto con diferentes segmentos del conmutador.

• Repita el procedimiento (9).

• V = V.C.D., R= ohm, P= W.

 haga girar la Armadura 15° más hacia la izquierda.

• Repita el procedimiento (9)

COMO ENCONTRAR LA POSICION NEUTRA:

 Ahora se utilizara Corriente Alterna para determinar la posición neutra de las escobillas del Motor de C.D. Con la Fuente de Energía, la medición de C.A. y de Generador / Motor de C.D. , conecte la figura que aparece en la figura #4. las terminales
y
de la Fuente de Alimentación proporcionaran una Tensión variable de 0-127 V.C.A. conforme se hace girar la perillas de control de la salida de Tensión.

No conecte la Fuente por ahora.

 Desprenda el Generador /Motor de C.D. y adelántelo aproximadamente en 10cms. Meta la mano detrás de la placa delantera del modulo y mueva la palanca de ajuste de la escobilla hasta el extremo máximo en el sentido de las manecillas del reloj. No vuelva a poner el modulo en su lugar (tendrá que mover de nuevo las escobillas).

 conecte la fuente de energía; coloque la poción de C.a> el conmutador del voltímetro de la Fuente de energía y mueva lentamente hacia delante la perilla de control de la salida de Tensión hasta que el Voltímetro de C.A. conectado en el devanado de campo en derivación se induce por acción de de la Intensidad de Corriente Alterna que atraviesa la Armadura.

 meta cuidadosamente la mano detrás de la cara frontal del modulo (cuidando de mantener la otra en el bolsillo) y mueva las escobillas de una posición extrema a la otra. Observara que la Tensión de C.A. inducida a través del campo disminuye a cero y luego aumenta nuevamente conforma se llega a la otra posición extrema, siguiendo el sentido contrario al de las manecillas del reloj.

CONEXIONES DEL MOTOR EN SERIE.

 Con la fuente de Alimentación, de medición de C.D. y del Generador / Motor de C.D, conecte el circuito ilustrado en la figura #5. observe que la Armadura esta conectada en serie con el devanado de campo en serie a través de la Tensión de entrada.

 Conecte la Fuente de Alimentación y nuevamente ponga en la posición de C.D. el conmutador del Voltímetro de la Fuente de Alimentación. Ajuste la Tensión de salida a 120 V.C.D.

Velocidad en serie = 2700 R.P.M.

 Reduzca la Tensión de la Fuente de Alimentación y observe el efecto que se produce en la velocidad del motor. Observaciones:

Rotación =__ a favor__.

 Vuelva a conectar el circuito de la figura #6 (el único cambio hecho en relación con el circuito de la figura #5 es que las conexiones a la Armadura quedaron invertidas.)

 Repita los procedimientos (16) al (18), con las conexiones de la Armadura invertidas que se indican en la figura #6

Velocidad en serie (inversión) =__2500___R.P.M.

Rotación =____ inversa.

 Escriba una regla para cambiar la dirección de rotación de un motor de C.D. en serie. Caminando las polaridades

CONEXIONES DEL MOTOR EN DERIVACION.

 Conecte El circuito que aparece en la figura #7. observe que el Reóstato esta en serie con el campo en derivación y que esta combinación se conecta en paralelo con la Armadura a través de la Tensión de entrada.

 Ajuste el Reóstato a la Resistencia mínima (aproximadamente cero ohmios cuando se hace girar a la posición extrema en el sentido de las manecillas del reloj).

Velocidad en derivación (cero ohmios)=1300____R.P.M.

Velocidad en derivación (300 ohmios)=_2250___R.P.M.

Rotación =_cw__.

 Reduzca la Tensión a cero y desconecte la Fuente de Alimentación.

 Repita el procedimiento (23) y compare los resultados:

 intercambie los cables de conexión que alimenta a la Fuente de Alimentación. El circuito debe quedar igual al que se ilustra en la figura #7. ahora invierta solo las conexiones de la Armadura.

 Repita el procedimiento (23) y compare la dirección de rotación con la que se encontró en el procedimiento (23).

Rotación = SI

 mientras el Motor siga funcionando, abra momentáneamente el circuito del campo en derivación, quitando el cable de conexión de una de las terminales del devanado de campo en derivación (5 o 6). Tenga cuidado de no tocar ninguna de las otras conexiones de las terminales ni ningún metal mientras efectué este procedimiento. Este listo para cortar inmediatamente la energía aplicada al motor desconectando la Fuente de Alimentación.

• Explique lo que puede ocurrir colando un Motor de CCD. se pierde la alimentación al campo en derivación . SI

 Conecte el circuito de la figura #8. Observe que la Armadura esta conectada a la salida variable de 0- 120 V.C.D. (terminales (+)v y (-)v , en tanto que el campo en derivación esta conectado a la salida fija de 120 V.C.D. (terminales (+) y (-).

 Conecte la Fuente de Alimentación y ajuste la Tensión de Armadura a 30 V.C.D. guiándose por las lecturas que del medidor.

Tabla #1.

Prueba

1).-cual seria la intensidad de corriente del campo en derivación del motor, si el devanado de campo en derivación se excita mediante 120 V.C.D

Como esta en paralelo el voltaje es el mismo y se divide entre la impedancia de la bobina mas el potenciómetro.

2).-Si se tiene una corriente de 3 A.C.D que fluye por el devanado de campo serie del motor. Cual será la caída de Tensión resultante.

Seria la corriente por la resistencia de la bobina

3).-si el reóstato se conectara en serie con el devanada de campo en derivación y la combinación se conectara a una línea de 120. Que variaciones de intensidad de corriente del campo en derivación se podría obtener de su motor

no tendría caída de corriente ya que el circuito esta en serie pero varia si aumentamos la resistencia del reóstato.

I minima= " A.C.D I maxima= .24 A.C.D

4).-Todos los devanados, e incluso el conmutador del motor, están hechos de cobre. por que.

Por las características conductivas del cobre además es mas barato que otros conductores.

5).-Por que las escobillas del motor están hechas de carbón y no de cobre.

Para evitar el rozamiento y evitar calentamiento

6).-Si el devanado de campo en serie del motor se conectara directamente ala fuente de alimentación de 120 V.C.D

• que flujo de corriente tendría

I = V/ resistencia de armadura

• cual seria la perdida de potencia (en vatios)

P = (V /resistencia de armadura) * V

• Se pierde toda esta energía solo en forma de calor

NO

• Que cree que le sucedería al devanado si la intensidad de corriente se mantuviera durante algunos minutos.

Se puede aterrizar y provocar un corto

7).-que significa ¨¨ intensidad de corriente nominal ¨¨ y ¨ tensión nominal ¨¨

es la corriente ala cual el motor opera a su máxima eficiencia.

8).-Si el devanado de la Armadura y el campo en serie del motor se conectaran en serie a una fuente de 12. V.C.D , cual seria la intensidad de corriente.

120/(devanado de armadura + devanado campo serie)

9).-En este motor, Es la resistencia de la armadura (mas las escobillas) substancialmente la misma para cualquier posición de rotación de la armadura NO

Explique porque: Por que debemos de ubicar el plano neutro

10).-Explique como se localiza la posición neutra de las escobillas en un motor de C.D

11).-Girara el motor si solo se excitara la armadura (se le aplicara una Tensión)

SI

12.-Por que es peligroso aplicar energía a un motor de C.D en serie sin ninguna carga.

Por que se dispara su velocidad

13).-Cuales son las dos formas en que se puede invertir la rotación de un motor de C.D conectado en derivación.

Cambiando la polaridad de la excitación.

Cambiando la polaridad del inducido.