MAQUINAS ELECTRICAS Universidad Nacional Autónoma de Méxicossda

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA INDUSTRIAL
LABORATORIO: MAQUINAS ELECTRICAS 
Practica 5
TEMA: MOTORES Y MÁQUINA DE CD
GRUPO:8561
PROFESOR: VICTOR HERNANDEZ VAZQUEZ
NOMBRE DEL ALUMNO:
CORTES HERNANDEZ RICARDO 
 
FECHA DE ENTREGA: 18 DE OCTUBRE DEL 2021
EXPERIMENTO 1. - Conexión en paralelo.
1) Conecte el siguiente circuito.
2) Ajuste la perilla de control del reóstato de campo en derivación en su posición extrema haciéndolo girar en el sentido de las manecillas del reloj (para obtener una máxima excitación del campo en derivación). Verifique que las escobillas estén en la posición neutra.
3) Ajuste la perilla de control del dinamómetro en su posición extrema haciéndolo girar en el sentido contrario al de las manecillas del reloj (para proporcionar una carga mínima en el arranque del motor de CD).
4) Conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje variable de salida a 120VCD, guiándose por las lecturas tomadas en el medidor. Observe la dirección de la rotación, si es en sentido antihorario, apague la fuente de energía, intercambie las conexiones de derivación.
5) A continuación:
a. Ajuste el reóstato de campo en derivación a una velocidad en vacío de 1800 rpm, según lo indique el tacómetro de mano.
b. Mida la corriente de línea tomando esta lectura en el amperímetro cuando la velocidad del motor sea 1800 rpm. Anote este valor en la tabla 6.1
Nota: Para un par exacto de 0 lbf·plg, desacople el motor del dinamómetro.
6) Después:
a. Aplique carga al motor de CD haciendo variar la perilla de control del dinamómetro hasta que la escala marcada en la carcasa del motor indique 3 lbf·plg. (Si es necesario, reajuste la fuente de energía para mantener 120 VCD).
b. Mida la corriente de línea y la velocidad del motor, anote estos valores en la tabla.
c. Repita la operación para cada uno de los valores de par indicados en la tabla 
a. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
9.6 	 246
6.8 842
4 1438
1.2 2034
7) Seguidamente:
a. Marque los valores de velocidad del motor tomados en la tabla 
b. Trace una curva continua por los puntos marcados.
c. La gráfica terminada representa las características de velocidad en función del par, de un motor típico de CD en derivación.
24.48%
1.38
30V
a. La corriente de línea en el punto 10 queda limitada sólo por la resistencia a CD equivalente del motor con devanado en derivación. b. Calcule el valor de la corriente de arranque que requiere un motor de CD con devanado en derivación, cuando se le aplica todo el voltaje de la línea. (120 VCD).1.8
Corriente de arranque = ___________ _A
EXPERIMENTO 2. - Conexión en serie.
1) Conecte el siguiente circuito.
2) Ajuste la perilla de control del dinamómetro a su posición media (para proporcionar una carga de arranque para el motor de CD).
3) A continuación.
a. Conecte la fuente de energía y aumente gradualmente el voltaje de CD hasta que el motor comience a girar. Observe la dirección de rotación. Si no es en sentido horario, desconecte el motor e intercambie las conexiones del campo serie.
b. Ajuste el voltaje variable a 120 VCD.
4) Posteriormente.
a. Ajuste la carga del motor serie de CD haciendo girar la perilla del dinamómetro hasta que la escala marcada en la carcasa del estator indique 9 lbf·plg.
b. Mida la corriente de línea y la velocidad del motor. Anote estos valores en la tabla
c. Repita esta operación para cada valor de par marcado en la tabla 6.2. Mantenga la entrada constante de 120 VCD.
d. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
1 3739
1.5 2780
2 2182
2.6 1815
5) Seguidamente.
a. En la gráfica 5.2, marque los valores obtenidos en la tabla 
b. Trace una curva continua por los puntos marcados.
c. La gráfica representa las características de velocidad en función del par, de un motor típico de CD en serie.
7) Ajuste la perilla de control del dinamómetro en su posición extrema haciéndola girar en el sentido de las manecillas del reloj (para proporcionar la máxima carga de arranque para el motor serie).
8) Ahora.
a. Conecte la fuente de energía y aumente gradualmente el voltaje en CD hasta que el motor tome 3A de corriente de línea. El motor debe girar con lentitud.
b. Mida y anote el voltaje en CD y el par desarrollado.11
30
E = _________ V Par = _________ lbf · plg
c. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
9) Posteriormente.
a. La corriente de línea en el punto 8 está limitada por la resistencia equivalente a la CD equivalente del motor serie.
b. Calcule el valor de la corriente de arranque si se aplicara todo el voltaje de la línea (120 VCD) al motor serie.
EXPERIMENTO 3. – Características en vacío.
1) Puesto que se requiere una velocidad constante de funcionamiento, se usará el motor síncrono para impulsar mecánicamente el generador de CD. Conecte el siguiente circuito.
2) Ajuste la perilla de control del reóstato a la posición apropiada para una excitación normal.
3) Posteriormente: Conecte el circuito que aparece a continuación.
a. Acople el motor síncrono y el generador de CD por medio de la banda de acoplamiento. Cerciórese de que las escobillas están en la posición neutra.
b. Pídale al instructor que revise su circuito.
ADVERTENCIA. El interruptor en el circuito de excitación del motor síncrono debe estar cerrado (posición arriba) sólo cuando el motor está girando.
4) Para continuar:
a. Conecte la fuente de alimentación. El motor síncrono debe comenzar a funcionar.
b. Si el motor síncrono tiene el interruptor S, ciérrelo al llegar a este paso.
c. Haga variar la corriente de campo en derivación IF, haciendo girar la perilla de control de voltaje de la fuente de alimentación. Observe el efecto en la salida del generador (voltaje de armadura E según lo indica el medidor de 200VCD).
d. Mida y anote en la tabla 5.3 el voltaje de armadura EA para cada una de las corrientes de campo que aparecen en ella.
140.8
137.2
123.2
111.2
94.7
74.0
32.2
24.3
0
e. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
f. ¿Puede explicar por qué se tiene un voltaje de armadura a pesar de que la corriente de campo sea cero?
Por la presencia de campo y voltaje se presenta la corriente aunque por ser cero es muy baja su presencia
5) Enseguida.
a. Invierta la polaridad del campo en derivación intercambiando los cables a las terminales 5 y 6 del generador de CD.
b. Conecte la fuente de alimentación y ajuste la corriente de campo IF a 300 mACD
c. ¿Se invirtió el voltaje de armadura?
 si
d. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
6) A continuación.
a. Intercambie los cables del medidor de 200 VCD.
b. Conecte la fuente de alimentación y ajuste la corriente de campo IF a 300 mACD.
c. Mida y anote el voltaje de armadura.
EA = 129.3 V c-d
d. ¿Tienen aproximadamente el mismo valor el voltaje y el que se obtuvo en el paso 4 (a una IF de300 mACD), excepto que sus polaridades son inversas?
 Si
e. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
7) Seguidamente.
a. Invierta la rotación del motor propulsor intercambiando dos de las conexiones del estator (terminales 1, 2 o 3) que van al motor síncrono.
b. Conecte la fuente de alimentación y ajuste la corriente de campo IF a 300 mACD.
c. ¿Se invirtió la polaridad del voltaje de armadura?
 Si
d. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
8) Después.
a. Intercambie los cables del medidor de 200 VCD.
b. Conecte la fuente de alimentación y ajuste la corriente de campo IF a 300 mACD.
c. Mida y anote el voltaje de armadura.
EA = 129.3 V c-d
d. ¿Tienen aproximadamente el mismo valor el voltaje de armadura y el del paso 4 (a una IF a 300 mACD) excepto que sus polaridades son inversas? 
si
e. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.EXPERIMENTO 4. – Características de carga.
1) Conecte el siguiente circuito. Coloque los interruptores del módulo de resistencia de tal modo que la resistencia total de carga sea 120 Ω.
2) A continuación.
a. Conecte la fuente de alimentación. El motor síncrono debe comenzar a girar.
b. Ajuste la corriente de campo en derivación IF, hasta que el generador proporcione un voltaje de salida de120 VCD. El amperímetro IA debe indicar 1 ACD.
c. Anote la corriente del campo en derivación.
IF = 320 mA
Esta es la IF nominal a la potencia nominal de salida (120 V x 1 A = 120 W)del generador de CD.
3) Enseguida.
a. Ajuste la resistencia de carga tantas veces cuantas se requieran para obtener cada uno de los valores que aparecen en la tabla 7.2, en tanto que mantenga el valor nominal IFque encontró en el paso 2.
b. Mida y anote EAeIA para cada uno de los valores de resistencia indicados en la tabla.
NOTA. Aunque el valor nominal de la corriente de salida del generador es 1 ACD puede cargarse hasta 1.5 ACD (50% de sobrecarga) sin dañarlo.
4) Después.
a. Con la resistencia de carga ajustada a una corriente de salida IA de 1.5 A, conecte y desconecte la corriente de campo IF, mediante el cable de conexión de la terminal 6 del generado de CD.
b. ¿Nota que el motor propulsor funciona con mayor dificultad cuando el generador entrega potencia a la carga? 
no
c. Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
0 131.2 0
1.4 109.2 157.88
1.3 110.6 143.78
1.1 114.9 126.39
0.8 120.3 96.24 
0.8 120.9 96.72
0.6 123.6 74.16
0.4 126.3 50.52
0.2 128.8 25.76
6) Para continuar.
a. Conecte en cortocircuito total la armadura (terminales 1 y 2).
b. Verifique la posición de la perilla del control de voltaje en la fuente de alimentación; debe ser tal que se obtenga una corriente de campo igual a cero.
c. Conecte la fuente de alimentación.
d. Incremente gradualmente la corriente de campo IF hasta que el motor pare.
ADVERTENCIA. No deje el motor en esta condición durante más de dos segundos.
e. ¿Cuál es el valor de la corriente de campo en derivación IF que se requiere para parar el motor?
IF = 0.241 mA
6. PREGUNTAS DE EVALUACIÓN.
1) Calcule los siguientes valores del motor de CD con devanado en derivación cuando el par es 9 lbf·plg. - Hp que desarrolla el motor, utilizando la siguiente ecuación.
Potencia de entrada en watts =W
% de eficiencia = 22.7%
pérdidas = (pot. de entrada) − (pot. de salida)= pérdidas 
2) Indique algunas de las partes del motor en las que se producen estas pérdidas.
Se determinan en las escotillas y en los bobinados de los motores.
3) ¿Disminuirían estas pérdidas si se montara un ventilador en el eje del motor? ¿Por qué?
si debido a que disminuye el calor en el motor y por supuesto la perdida de energía por la condición del efecto joule
4) Dé dos razones por las que las pérdidas son indeseables.
1.-Debido a que el magnetismo remanente es muy pequeño
2.-Las corrientes parasitas son despreciables debido a su efecto que ocasionan en el motor. 
5) ¿Cuántas veces es mayor la corriente de arranque que la corriente normal de plena carga?
Es de aproximadamente 7-10 veces la corriente normal a plena carga.
6) Calcule los hp que desarrolla el motor serie cuando el par es 12 lbf·plg.
Potencia de salida en watts 
 
Potencia de entrada en watts 
% de eficiencia =27.4%
pérdidas 
 
7) ¿Cuántas veces es mayor la corriente de arranque que la corriente normal a plena carga?
La corriente de arranque es casi 5 veces mayor que la corriente a plena carga.
8) Compare el motor de CD con devanado en derivación y el de CD con devanado en serie, de acuerdo con:
a. El par de arranque. el par de arranque en el motor serie es mayor que el motor derivación.
b. La corriente de arranque. la corriente de arranque en el motor serie es menor que el motor derivación.
c. La eficiencia. la eficiencia en el motor serie es menor que el motor derivación.
d. La regulación de velocidad. el porciento del motor serie es mayor que el motor derivación
9) Indique dos formas en que se puede cambiar la polaridad de salida de un generador de CD
en derivación.
10) Si un generador de CD suministra 180 W a una carga ¿Cuál es el valor mínimo de los hp necesarios para impulsar este generador (suponiendo una eficiencia del 100%)?
11) En la siguiente gráfica dibuje la curva de EA en función de IF del generador de CD en derivación. Utilice los datos de la tabla 5.3. Observe que la característica “se dobla” al aumentar la corriente de campo. ¿Puede explicar por qué sucede ésto?
12) A continuación trace la gráfica de la característica de carga EA en función de IA. Use los datos obtenidos en la tabla
13) Calcule la regulación de voltaje de la condición de vacío a la de carga plena (10 ACD).
 Regulación = 9.33 %
Regulación = 9.33 %
CONCLUSION
En esta práctica pudimos ver de manera física y con base a las pruebas que se hicieron con cada conexión las diferencias de cada conexión, el motor derivación destacó en que tuvo la mayor corriente de arranque de 18A, un par de arranque de 0.51lbf-plg y también un mayor control de velocidad. El motor serie destacó en que tuvo los mayores rpm en vacío por lo que a menor carga mayor velocidad (si está en vacío las rpm tienden a infinito), un mayor par que el motor derivación pero una menor eficiencia que el motor derivación. El motor compuesto tuvo la misma corriente de arranque que el motor derivación, pero con una mayor eficiencia (70%) y destacó en que tuvo el mayor par de arranque (13.8lbf-plg).