preinforme No 8 motor shunt

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LABORATORIO DE MÁQUINAS I
MOTOR SHUNT
PREINFORME 8
Por:
JUAN DIEGO ARROYAVE AGUIRRE 
Para:
FERNANDO LARGO P.
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
2018-I
OBJETIVOS
· Analizar el comportamiento real de una máquina de corriente directa, funcionando como motor shunt.
· conocer el arranque de los motores en conexión shunt y obtener las características principales.
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
El motor de corriente continua es una máquina que convierte energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético.
Un motor de corriente continua se compone principalmente de dos partes. El estator da soporte mecánico al aparato y contiene los polos de la máquina, que pueden ser o bien devanados de hilo de cobre sobre un núcleo de hierro, o imanes permanentes. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente directa a través de delgas, que están en contacto alternante con escobillas fijas (también llamadas carbones).
El principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente directa o continua se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos de un imán permanente cuando, de acuerdo con la Ley de Lorentz, 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 situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor.
Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente. Si los polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden, se produce un rechazo y un torque magnético o par de fuerza que provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su eje en el mismo sentido de las manecillas del reloj en unos casos, o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre conectada al circuito la pila o la batería.
El principal inconveniente de estas máquinas es el mantenimiento, muy costoso y laborioso, debido principalmente al desgaste que sufren las escobillas o carbones al entrar en contacto con las delgas.
Algunas aplicaciones especiales de estos motores son los motores lineales, cuando ejercen tracción sobre un riel, servomotores y motores paso a paso. Además existen motores de DC sin escobillas (brushless en inglés) utilizados en el aeromodelismo por su bajo par motor y su gran velocidad.
Es posible controlar la velocidad y el par de estos motores utilizando técnicas de control de motores de corriente continua.
Figura 1. Principio de funcionamiento de un motor de corriente continua
FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ
Es la tensión que se crea en los conductores de un motor como consecuencia del corte de las líneas de fuerza, es el efecto generador de pines.
El hecho de que un conductor se mueva por el interior de un campo magnético provoca en él una fuerza electromotriz que, en el caso de los motores, es un voltaje que se opone a la corriente que se le da. Por tanto, se llama fuerza contraelectromotriz o f.c.e.m. Esta f.c.e.m. viene dada por la expresión:
Donde:
Figura 2. Fuerza contra electromotriz en un motor cc
TIPOS DE MOTORES ELÉCTRICOS DE C.C.
Los diferentes tipos de motores de C. C., y en general de máquina eléctrica de C.C., se diferencian básicamente en la forma de conectar el devanado inducido y el inductor a la red. En el fondo, ambos devanados no son más que elementos de un circuito eléctrico y que pueden estar conectados de forma independiente a la red, o bien estar conectados entre sí en serie, en paralelo o de forma mixta.
Figura 3. Tipos de motores de corriente continua
MOTOR SHUNT
El motor shunt o motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.
Al igual que en las dinamos shunt, las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande.
En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que en el motor serie (también uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación.
Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye más que ligeramente cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo).
El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente continua.
Las características de este motor son:
1. En el arranque, par motor es menor que en el motor serie.
2. Si la Intensidad de corriente absorbida disminuye y el motor está en vacío. La velocidad de giro nominal apenas varía. Es más estable que el serie.
3. Cuando el par motor aumenta, la velocidad de giro apenas disminuye
Figura 4. Circuito equivalente de motor shunt
Donde:
Vg : Fuente de alimentación (motor shunt).
Ig : Corriente de alimentación (motor shunt).
Vg1 : Fuente de alimentación de campo (motor excitación separada).
Vg2 Fuente de alimentación de armadura (motor excitación separada).
Ea : Voltaje generado en la armadura.
Ra : Resistencia del enrollado de armadura.
Ia : Corriente de armadura.
Rc : Resistencia del enrollado de campo.
Ic : Corriente por el enrollado de campo.
n : Velocidad del rotor.
Rr : Resistencia variable (reóstato) que normalmente se conecta a los terminales del generador para controlar la magnitud de Ic
MOTOR DE EXCITACIÓN EN DERIVACIÓN
En este tipo de motores, el devanado inductor y el inducido se encuentran conectados entre sí en paralelo, y ambos a una línea eléctrica de C.C. de tensión b, de forma que la intensidad, Ie, que circula por el devanado de excitación permanece constante (por tanto también el flujo).
CURVAS CARACTERISTICAS
Característica Corriente vs velocidad.
Figura 5. Curva de corriente vs velocidad
Característica Corriente vs torque
Figura 6. Característica Corriente vs velocidad
Característica Torque vs velocidad
Figura 7. Característica Torque vs velocidad
BIBLIOGRAFÍA.
· http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4933/html/462_motor_autoexcitacin_shunt.html
· http://repositorio.pucp.edu.pe/index/bitstream/handle/123456789/28690/maquinas_electricas_cap05.pdf?sequence=18&isAllowed=y
· https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_shunt
· http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_motor_cd/af_motor_cd_6.htm
· http://www.monografias.com/trabajos61/motores-corriente-continua/motores-corriente-continua2.shtml
· https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua