ESTUDIO DEL PAR Y DE LA VELOCIDAD DE UN MOTOR... Principio de funcionamiento: Está basado en la segunda ley de Laplace:

ESTUDIO DEL PAR Y DE LA VELOCIDAD DE UN MOTOR DE C.C. MEDIDA DE LA F.C.E.M.
Principio de funcionamiento:
Está basado en la segunda ley de Laplace:
F=BIL sen ð
Al recorrer una intensidad un conductor dentro de un campo magnético aparecerá una fuerza sobre el
conductor.
Sentido: según la regla de la mano izquierda.
Indice: sentido del campo
Corazón: sentido de la corriente.
Pulgar: sentido del movimiento.
Medida de la f.c.e.m. (fuerza contra electromotriz)
Al aplicar una tensión desde el exterior por el rotor circularán unas intensidades que al estar dentro de un
campo magnético harán que aparezcan unas fuerzas sobre ellas, las fuerzas vendrán dadas según la regla de la
mano izquierda.
Estas fuerzas darán lugar a un par de fuerzas que provocarán un giro.
Al girar los conductores cortan al campo magnético y se induce en ellos una f.e.m. de sentido según la regla
de la mano derecha.
Como esa f.e.m. inducida se opone al tensión aplicada desde el exterior se le llama fuerza contra electromotriz
(f.c.e.m.).
El valor de la f.c.e.m. es:
E=Kðn
Circuito de montaje:
Proceso:
• Mediremos con un polímetro el valor de Ra.
• Alimentaremos el circuito de excitación con 150mA.
• Bloquearemos el eje del motor. Entonces se cumplirá que:
n=0 E=Kðn
• alimentamos el inducido con 4 A.
• Comprobamos que cumpla que:
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U=Ia x Ra
• Soltamos el rotor y comprobamos que Ia desminuye debido a la aparición de la f.c.e.m. y se cumple que:
U=E+Iá Ra E=U−Iá Ra
Tabla:
n (rpm)
0
U(V)
68
450
68
Ia (A)
4
Iá
U=RaIa
68
U>IáRa
E=U−IaRa
0
E=U−IáRa
0.18
68>3.06
64.9
Iex=150 mA
Ra=17ð
Estudio del par motor:
El par electromagnético de un motor de c.c. vendrá dado por:
T=KðIa
K dependerá del tipo de bobinado, nº de polos, etc.
Este será el par eléctrico, el que tendríamos en el eje será menor debido a las pérdidas.
Circuito de montaje:
Influencia de la intensidad de inducido.
Si ð ðcte entonces T=f(Ia)
U=cte=220V
ð ðcte Iex=cte=150 mA.
L=0.5m
Variaremos el par de la dinamo−freno por lo que obligamos al motor a consumir más intensidad.
Tabla:
Ia
vacío
0.65
0.9
1.20
1.50
1.80
n
1275
1250
1225
1210
1200
1195
Q
15
120
185
275
315
415
T
7.5
60
92.5
137.5
157.5
207.5
2
2.10
1190
480
240
Gráfica:
Ie=cte.
Influencia del flujo:
Ia= cte T=f(ðð
Ia=cte=2 A.
U=cte=220V.
Tabla:
Iex (mA)
150
140
130
120
110
100
90
N(rpm)
1160
1210
1275
1350
1410
1550
1650
Q(g)
460
420
405
375
350
305
280
T(g m)
230
210
202.5
187.5
175
152.5
140
Gráfica:
Si fuera la gráfica en función de ð en lugar de Iex, obtendríamos una recta.
Estudio de la velocidad
La velocidad en un motor de c.c. es muy fácil de regular, simplemente hay que ir variando su tensión de
excitación.
U=Ra Ia +E
U=RaIa+ Kð n
E=Kð n
Despejando n tenemos que:
n=U−Ia Ra/ (Kð ) = E/( Kð)
Si RaIa<<U, del orden del 5 al 7%, la podemos despreciar sin cometer mucho error:
n=U/( Kð )
Por lo que n dependerá de U y de ðð
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Montaje:
Influencia de la tensión:
ððcte n=f(U)
Iex=cte=120 mA.
T=cte=0
Nota:
N=E/ (Kð) _Falta el símbolo de casi igual._ U/(Kð) Por lo que pasará de ser una recta a una curva para
valores elevados.
Tabla:
U (V)
40
80
120
160
200
220
n(r.p.m.)
300
600
900
1200
1500
1650
Ia (A)
0.18
0.2
0.22
0.225
0.235
0.25
E=U−IaRa
36.94
76.6
116.26
156.17
196.00
215.75
Gráfica:
Influencia del flujo inductor:
n=f(ð) n=f (Iex)
U=220V
T=cte=200 gr m
Tabla:
Iex (ma)
150
140
130
120
110
90
80
n (rpm)
1350
1375
1425
1475
1550
1800
1950
Ia (A)
1.6
1.6
1.7
1.8
1.9
2.4
2.6
Gráfica:
Nota: primero se quita el inducido y luego se desconecta la excitación.
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