Motor dc características en vacío

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

MOTOR DC: Comportamiento en Vacío

1.OBJETIVOS

Estudiar las características en vacío de la Máquina AC Trifásica.
Determinar las características de arranque de la Máquina AC Trifásica.

2.MATERIALES

Motor DC de excitación independiente.
Fuente DC.
Reóstato.
Amperímetro.
Voltímetro.
Tacómetro.
Cables de conexión.

3.PROCEDIMIENTO

Primerprocedimiento:

1.Armar el circuito mostrado en la figura

2.Energizar primero el circuito del inductor fijando un voltaje DC de 110V.
3.Fijar 1A en la corriente del circuito de armadura (Ia) variando la resistencia del reóstato.
4.Energizar la tensión variable.
5.Tomar mediciones de velocidad mediante el tacómetro a corriente de inducido constante igual a 1A, para 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70,80, 90, 100V.

Segundo procedimiento:

6.Fijar la fuente de tensión Ea en 90V.
7.Fijar mínima velocidad mediante el reóstato.
8.Tomar mediciones de la corriente del inducido para cada paso de 50rpm en la velocidad del motor.

4.MARCO TEÓRICO

MOTOR EXCITACIÓN INDEPENDIENTE
 

Funcionamiento del inductor (campo)
El sistema inductor produce el campo magnético necesario para crear lascorrientes inducidas. Este campo magnético puede ser producido por imanes permanentes o por electroimanes.
Generalmente, el campo magnético inductor está producido por electroimanes montados sobre la carcasa de la máquina; estos se llaman polos inductores y están constituidos por un núcleo magnético de hierro o de acero y un arrollamiento conductor que lo rodea (arrollamiento de excitación ódevanados de campo)
Las bobinas que constituyen los arrollamientos de excitación de los diferentes polos, están conectadas entre sí de manera que formen, alternativamente, un polo Norte y un polo Sur.

Funcionamiento del inducido
El inducido de una máquina de corriente continua, consta de un núcleo formado por chapas magnéticas de hierro, de la calidad denominada chapa de dinamo o chapa deinducido, aisladas entre sí por medio de papel o barniz; esto se hace así para disminuir las corrientes de Foucault que se producen en el núcleo magnético, hasta límites admisibles.
El núcleo lleva en su parte periférica unas ranuras, para alojar los conductores que constituyen el arrollamiento del inducido ó devanados del inducido; en este arrollamiento se produce la fuerza electromotriz inducida acausa del flujo magnético que lo atraviesa y que procede del sistema inductor. Los conductores que forman el arrollamiento del inducido van conectados entre sí, de forma que las fuerzas electromotrices que se producen en cada uno de ellos, se suman para producir la fuerza electromotriz total.

El voltaje de salida de la armadura de una máquina de corriente continua, es igual al número deconductores en una rama en paralelo multiplicado por el voltaje inducido de cada conductor. Si el voltaje inducido por conductor que se encuentra frente a un polo es:

Entonces el voltaje inducido en la armadura es:

donde:

N es el número total de conductores
A es el número de ramas en paralelo

Si expresamos la velocidad como , con r = radio del rotor, entonces:


Por otro lado:

Y elinducido tiene forma cilíndrica,

Entonces si la máquina tiene P polos

Por lo que el flujo será:

Si a la ecuación de EA , la multiplicamos y dividimos por , nos queda:


Entonces:

Si hacemos
Entonces

Sabemos que el torque de un conductor que se encuentra frente a un polo es:

Si en la máquina hay z ramas en paralelo, entonces la corriente por un conductor estará dada por:

Demanera que, el par sobre un conductor se puede expresar como

Como hay Z conductores en el rotor, el par total producido por una máquina es:

Multiplicando la expresión del torque inducido por el factor y agrupando, nos queda que:

Así sabemos entonces que el torque inducido y la corriente de armadura son directamente proporcionales.

Cuando la maquina se empieza a mover se tiene la...