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PREINFORME 10
 MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA CON EXCITACIÓN EN SERIE
PROFESOR:
FERNANDO LARGO PENILLA
POR
JOHN FERNANDO ARENAS BETANCUR
C.C. 1036395285
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
2018
OBJETIVOS:
· Conocer el funcionamiento de una máquina de corriente directa, trabajando como motor con excitación en serie.
· Observar el comportamiento de un motor de corriente directa con excitación en serie cuando trabaja con carga.
Elementos a usar:
· Reóstato de arranque
· Reóstatos de excitación
· Miliamperímetro DC (0-500)
· Amperímetro DC (0-25)
· Voltímetro DC (0-300)
· Voltímetro AC (0-300)
· Tacómetro
· Multímetro digital
· Resistencia de 14.5 ohm
· Fuente de voltaje AC-DC
· Carga (alternador)
· Banco de resistencias
· Cables
PREINFORME:
MÁQUINA DC COMO MOTOR
Es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio en un eje, debido a la acción del campo magnético.
El principio de funcionamiento se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos de un imán permanente o un electroimán cuando según la Ley de Lorentz, estos interactúan con los polos magnéticos de un electroimán 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 el cual se encuentra situado en la carcasa del motor.
Cuando la corriente circula por la bobina del electroimán del rotor, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán de la carcasa. Si los polos coinciden, se produce un rechazo y un torque magnético o par de fuerza que provoca que el rotor supere la inercia y comience a girar sobre su eje en un sentido, o en sentido contrario, de acuerdo como se conecte la fuente de voltaje.
Fig. 1. Esquema interno de un motor DC.
EXCITACIÓN EN SERIE DE UN MOTOR DC
En esta configuración la conexión del devanado de excitación se realiza en serie con el devanado del inducido. El devanado de excitación llevara pocas espiras y serán de una gran sección. La corriente de excitación es igual a la corriente del inducido. Los motores conectados en esta configuración se usan cuando se requiere un par de arranque grande como por ejemplo en el caso de trenes.
La velocidad de giro del motor se puede regular con un reóstato en paralelo con el devanado de excitación, lo que hace que la velocidad disminuya cuando aumenta la corriente.
Fig. 2. Esquema de conexión de un motor DC con excitación en serie.
ECUACIONES DE MODELADO
Mecánicas:
 K y φ son constantes que dependen de la construcción y del sistema de unidad adoptado. Ia= corriente en el inducido
Ecuación eléctrica motor DC serie:
Fig. 3. Ecuación eléctrica de un motor DC con excitación en serie.
PRECAUCIONES DE ARRANQUE DE UN MOTOR SERIE
En este motor (motor de corriente continua con excitación en serie), hay que tener la precaución de no alimentarlos sin carga ya que, al funcionar en vacío, el motor puede acelerarse hasta unas velocidades que produzcan unas intensidades de corriente en las bobinas que quemen los aislantes y el motor.
El motor con excitación serie, se recomienda arrancarlo con una carga, ya que a bajas intensidades adquiere mucha velocidad de giro, resultando arriesgado para el motor. Cabe agregar que en vacío el motor es inestable, pues la velocidad aumenta bruscamente.
Si al efectuar el arranque del motor serie se conecta directamente a la línea, la intensidad de corriente absorbida tomará un valor exagerado. En efecto, cuando el rotor está parado no se genera fuerza contraelectromotriz en el bobinado inducido (por no tener movimientos los conductores.) Entonces la intensidad de corriente absorbida recibe el nombre de corriente de cortocircuito. El motor serie se caracteriza por tener un elevado par de arranque. En defecto, el bobinado inductor principal, conectado en serie con el bobinado inducido, es recorrido por la corriente total. Por consiguiente, la excitación del campo magnético aumenta mucho en el arranque. El motor serie es muy inestable, ya que presenta el peligro de embalarse cuando disminuye mucho la carga resistente. Recordemos que cuando disminuye el valor de la intensidad de corriente también se reduce el valor del flujo. Por consiguiente, el numerador de la anterior expresión aumenta mientras que decrece el flujo, en consecuencia, crece la velocidad del rotor. El peligro de embalamiento se hace más grave si, por error o avería, llega el motor a trabajar en vacío, por ejemplo, por rotura de la correa, llegando entonces a alcanzar velocidades peligrosas.
CARACTERISTICAS FUNCIONALES DE UN MOTOR SERIE
Características eléctricas y mecánicas:
· Adquiere una alta velocidad 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.
· Se afecta poco por lo cambios o variaciones bruscas 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 corriente absorbida.
· La potencia consumida es prácticamente la misma a cualquier velocidad.
· Desarrolla un elevador par en el instante del arranque.
· Si disminuye la carga del motor, disminuye la intensidad de corriente. absorbida y el motor aumenta su velocidad. 
· En vacío el motor es inestable, pues la velocidad aumenta bruscamente.
· Las bobinas tienen pocas espiras, pero de gran sección.
Fig. 4. Curvas características de un motor DC con excitación en serie.
N: velocidad; I: corriente; C: par o torque
BIBLIOGRAFIA
· Bhag S. Guru, Hüseyin R. Hiziroglu, Máquinas eléctricas y transformadores, tercera edición, 2000. 
· Irving L. Kosow, Máquinas eléctricas y transformadores. Edición 2, 1993. 
· http://motores.nichese.com/excitacionserie.htm
· https://automatismoindustrial.com/1-3-5-6-sistemas-de-excitacion/
· https://www.ecured.cu/Motor_serie
· http://www.tuveras.com/maquinascc/motor/excitacionmotor.htm
· http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_motor_cd/af_motor_cd_6.htm