LABORATORIO N 5

LABORATORIO N° 5
EL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA
1. Objetivos.- Los objetivos del presente laboratorio son:
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Conocer los tipos de motores de corriente continua
Conocer las ecuaciones principales de los motores de corriente continua
Conocer como se produce la inversión de giro.
Realizar las conexiones para motores de corriente continua.
2. Marco teórico.2.1. Tipos de motores de corriente continua.Un motor de corriente continua (c.c.) transforma una energía eléctrica de entrada en
una energía mecánica de salida.
Los motores de corriente continua se clasifican atendiéndose al mismo criterio que
rige la clasificación de generadores o dínamos, es decir, según el método de conexión
del arrollamiento de campo o inductor con respecto al inducido, en ese sentido existen
los siguientes tipos de motores de corriente continua de uso general:





De excitación separada o independiente.
De imán permanente.
En serie.
En derivación, denominado también en paralelo o shunt.
Compuesto, denominado también serie paralelo o compound.
2.2. Voltaje interno generado y par inducido.El voltaje inducido en una maquina depende de tres factores, los cuales son:
 El flujo ∅ en la máquina.
 La velocidad 𝜔 del rotor de la máquina.
 Una constante que depende de la construcción de la máquina.
El voltaje interno generado en la máquina se puede expresar como:
𝐸 =𝑘∅𝜔
𝐾 =
Donde:
𝜔 = Velocidad de la máquina.
∅ = flujo total.
𝑍 = Número total de conductores.
𝑎 = Número de caminos de corriente.
𝑃 = Número de polos.
𝑍𝑃
2𝜋𝑎
El par en cualquier conductor ubicado por debajo de las caras polares, tiene la relación
siguiente:
𝑟𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑟 𝐼𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑙 𝐵
Si existe 𝑎 caminos de corriente en la máquina, entonces la corriente en el inducido
total 𝐼𝐴 se divide entre los 𝑎 caminos de corriente, entonces la corriente en solo un
conductor estará dado por:
𝐼𝑐𝑜𝑛𝑑 =
𝐼𝐴
𝑎
El par en un solo conductor en el motor se expresa como:
𝑟𝑐𝑜𝑛𝑑 =
𝑟 𝐼𝐴 𝑙 𝐵
𝑎
Debido a que existen 𝑍 conductores, el par inducido total en el de una máquina de
corriente continua, será:
𝑍 𝑟 𝑙 𝐵 𝐼𝐴
𝑎
𝑟𝑖𝑛𝑑 =
El flujo por polo en la máquina se expresa como:
∅ = 𝐵 𝐴 = 𝐵 ( 2 𝜋 𝑟 𝑙) = 2 𝜋 𝑟 𝑙 𝐵
𝑝
𝑃
𝑃
Por lo que el par inducido se puede expresar como la siguiente relación:
𝑟𝑖𝑛𝑑 =
𝑍𝑃
∅ 𝐼𝐴
2 𝜋𝑎
Finalmente:
𝑟𝑖𝑛𝑑 = 𝐾 ∅ 𝐼𝐴
Donde:
𝐾 =
𝑍𝑃
2𝜋𝑎
Indicamos, que el flujo magnético producido por el campo, es función de la corriente
del campo inductor; en consecuencia, se tiene la siguiente relación:
𝑟𝑖𝑛𝑑 = 𝐾¨ 𝐼𝑓 𝐼𝑎
En estas ecuaciones, se utilizaron las siguientes relaciones:
𝐵 = Campo magnético.
𝑙 = Longitud de una espira.
𝑟 = Radio del eje de rotación hacia fuera de la orilla de la espira.
𝐴𝑝 = Área del rotor debajo de cada polo.
El movimiento giratorio de los motores de corriente continua se basa en el empuje
derivado de la repulsión y atracción entre polos magnéticos. Creando campos
constantes convenientemente orientados en estator y rotor, se origina un par de
fuerzas que obliga a que la armadura (también le llamamos así al rotor) gire buscando
la posición de equilibrio.
3. Equipo e instrumental para laboratorio.Para el presente laboratorio, se utilizara el siguiente equipo, instrumental y material:
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Una Máquina motriz
Una dínamo con autoexcitación compuesto acumulativa, que tiene las siguientes
características:
o Tensión nominal: Vn = 230 (V)
o Corriente nominal: In = 19,6 (A)
o Velocidad nominal: ωn = 1430 (rpm)
o Potencia nominal: Pn = 4,5 (Kw)
Un motor de corriente continua con autoexcitación compuesto acumulativo, que tiene
las siguientes características:
o Tensión nominal: Vn = 220 (V)
o Corriente nominal: In = 31,5 (A)
o Velocidad nominal: ωn = 1500 (rpm)
o Potencia nominal: Pn = 5,7 (Kw)
Instrumentos de medición: voltímetros, amperímetros.
Un tacómetro.
Cables para conexión.
4. Circuito para el laboratorio.I
Ia
P
Q
R
L
M
GA
t
A
C
s
GA
N
A
C
w
G
w
B
D
q
B
D
HB
Máquina
motriz de C.A
HB
E
F
Dínamo de corriente continua
F
E
Motor de corriente continua
Carga
mecánica
I
Ia
P
Q
R
L
M
GA
t
A
C
s
GA
N
A
C
w
G
w
B
D
q
B
D
HB
Máquina
motriz de C.A
HB
E
F
Dínamo de corriente continua
E
F
Motor de corriente continua
Carga
mecánica
5. Descripción del laboratorio.
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Realizar el circuito de laboratorio, como se indica en el punto 4.
Realizando el circuito con las conexiones correspondientes a la pruebas 1 y 2
respectivamente, hacer funcionar para cada prueba la máquina, determinando el
sentido de giro.
Se debe verificar para cada prueba el sentido de giro.
6. Gráficos.7. Análisis de Resultados.8. Documentos de referencia.-