MÁQUINAS AC
LABORATORIO Nº 07
“EL MOTOR UNIVERSAL”
Alumno (os): Cristian Sarmiento Flores
Grupo : DPROFESOR NOTA:
Semestre : IV Ing. Mario Umire
Fecha de entrega : 28 11 17 Hora : 10:15
ELECTROTECNIA INDUSTRIAL
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Funcionamiento de la electricidad en mecanica automotriz, Ejercicios de Cálculo
gaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Tipo: Ejercicios
2020/2021
1 / 11
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MÁQUINAS AC
LABORATORIO Nº 07
“EL MOTOR UNIVERSAL”
Alumno (os): Cristian Sarmiento Flores
Grupo : D PROFESOR NOTA:
Semestre : IV Ing. Mario Umire
Fecha de entrega : 28 11 17 Hora : 10:
ELECTROTECNIA INDUSTRIAL
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
2016-
MAQUINAS ELÉCTRICAS AC
Nro. DD- Página 1 / 10
Tema: (^) Código :
MOTOR UNIVERSAL Semestre : IV
Grupo : Nota: Apellidos y Nombres: (^) Lab. Nº :
OBJETIVOS
- Determinar las características en vacío y plena carga cuando se alimenta con corriente alterna.
- Determinar las características en vacío y plena carga cuando se alimenta con corriente continua.
I. INTRODUCCIÓN TEÓRICA
El motor universal se utiliza en herramientas portátiles como taladros, sierras, pulidoras eléctricas, batidoras, licuadoras, etc., en los que la velocidad, mucha potencia y tamaño pequeño constituyen una ventaja.
El motor universal es básicamente un motor de DC diseñado para funcionar con CA y con CD. Un motor seria normal de CD funciona deficientemente en CA debido a:
a) La alta reactancia de los devanados de armadura y de campo limitando la corriente de CA a un valor mucho menor que la corriente directa (para la misma tensión de línea).
b) Si se usa acero sólido para el marco o yugo del estator, el flujo de CA producirá grandes corrientes parasitas en él y por lo tanto se calentará.
El efecto de reacción de armadura puede reducirse colocando un devanado de compresión en el estator, de tal modo que los flujos se opongan o “anulen” entre si. Este mismo devanado de compensación se puede conectar en serie con el de armadura, en este caso se dice que el motor está conductivamente compensando. En estas condiciones, el motor universal tendrá características de operación similares, ya sea que funcione en CA o en CD.
El devanado de compensación puede conectarse para que se comporte como el secundario de un transformador en corto circuito. La corriente inducida de CA en el devanado de compensación produce un flujo que se opone o “neutraliza” al de la corriente de armadura y se dice que el motor está inductivamente compensado. La reactancia del devanado de campo se puede mantener a un valor bajo, limitando el número de vueltas de la bobina.
II. EQUIPOS A UTILIZAR (^) 01 Motor Universal. (^) 01 Freno de polvo magnético. (^) 01 Fuente de Alimentación. (^) 01 Tacómetro. (^) 01 Pinza Amperímetrica. (^) 01 Multistester. (^) Cables de conexión.
III. PROCEDIMIENTO
Advertencia: ¡En esta etapa se manejarán voltajes peligrosos! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición!
Advertencia:
Usar botas de seguridad durante su permanencia en el Taller
ELECTROTECNIA INDUSTRIAL
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
MAQUINAS ELÉCTRICAS II
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MOTOR UNIVERSAL EN DC
- Tomar los datos de placa del motor:
Potencia nominal c.a. 0.25 W
U nominal c.c. 220 V
Unominal c.a. 230 V
Inominal c.c. 1.6 A
Inominal c.a. 2.2 A
RPM 3000 RPM
Frecuencia (c.a.) 50 Hz
- Armar el siguiente circuito:
- Regule la tensión de alimentación a 220 V.
- Llenar las siguientes tablas teniendo en cuenta que bajo ningún motivo se deberá hacer trabajar al motor
con una corriente superior a la nominal.
NOTA: Bajo ninguna circunstancia se deberá hacer trabajar al motor en vacío a tensión nominal.
Valores medidos: M (Nm) (^) 0,31 0,36 0,41 0,46 0,51 0,56 0,6 0, N (RPM) 3690 3580 3461 3389 3300 3229 3170 3118 I (A) 1,05 1,12 1,2 1,26 1,33 1,41 1,49 1, Cos ϕ^1 1 1 1 1 1 1 P1 (W) 231 246,4 264 277,2 292,6 310,2 327,8 345, Valores calculados:
P1 (W) 231 246,4 264 277,2 292,6 310,2 327,8 345, P2 (W) 119,73 134,89 148,52 163,17 176,15 189,26 199,08 218, n% 51,8% 54,7% 56,3% 58,9% 60,2% 61,0% 60,7% 63,3%
FÓRMULAS UTILIZADAS PARA EL CÁLCULO
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- Grafique estos valores y luego conteste las siguientes preguntas: Graficar las curvas de carga del motor en CD.
RPM
I(A)
P
n%
a) ¿Qué sucede con la velocidad del motor a medida que se aumenta la carga? A medida que aumenta la carga el motor empieza a bajar la velocidad de manera constante
b) ¿Cómo varía la eficiencia del motor a medida que se aumenta la carga? La eficiencia del motor aumenta notablemente a diferencia que con la alimentación AC verificar en la gráfica 2 de la segunda tabla. c) ¿Por qué no se recomienda hacer trabajar al motor universal en vacío? Por qué hacemos una conexión serie del motor y en motores DC, un motor en serie no se puede arrancar en vacío ya que la frecuencia de giro depende de la carga. Para cargas menores al 25% de la asignada la velocidad se puede incrementar peligrosamente. d) ¿Cómo se interpreta el valor del factor de potencia que aparece en la placa del motor cuando el motor trabaja en D.C.? El factor de potencia para cuando el motor está trabajando con alimentación DC es 1. Debido a que no hay presencia de energía reactiva en DC y por ellos siempre seria 1, cabe mencionar que si siempre será uno ya no es necesario referirse a un factor de potencia.
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Grafique estos valores y luego conteste las siguientes preguntas.
Graficar las curvas de carga del motor en AC.
RPM
I(A)
P
n%
a. ¿Qué sucede con la velocidad del motor a medida que se aumenta la carga? Disminuye demasiado a comparación con la otra grafica esto hace que frene el motor y se eleve demasiado la corriente. b. ¿Cómo varía la eficiencia del motor a medida que se aumenta la carga? En este caso la eficiencia se mantiene constante a no hay un aumento notable y está por el 50% de eficiencia c. ¿Por qué no se recomienda hacer trabajar al motor universal en vacío? Porque si no hay carga el motor pueda que llegue a dispararse la velocidad haciendo que produzcan corrientes que quemen al motor. d. ¿Como se interpreta el valor del factor de potencia que aparece en la placa del motor cuando el motor trabaja en A.C.? Que el valor del factor de potencia que aparece en el motor es cuando trabaja a una carga máxima. e. ¿En qué tipo de tensión el motor es más eficiente? La tensión más eficiente es la DC ya que el motor trabaja mejor no se dispara bruscamente la velocidad, pero la industria usa AC ya que no tienen una fuente de tensión de DC.
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IV. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (Por lo menos 5 de cada una ellas)
Se observó que el motor universal hay mayor presencia de chipas cuando es alimentado por AC en sus escobillas, que cuando es alimentado por DC Se observó que la velocidad del motor disminuye bruscamente cuando es alimentado por AC a medida que se le de cargas. Se observó que el motor universal se le hace trabajar con tensión AC el motor se calienta más y eso hace que se eleve demasiado la corriente. Se observó que nosotros podemos hacer trabajar el motor universal en vacío debido a que su conexión del rotor el estator está en seriado lo cual hace que se dispare la velocidad haciendo que se quemen el bobinado. Se observó que el motor universal podemos controlar la velocidad con la tensión cuando es alimentado por DC pero no podemos hacerlo cuando es alimentado por AC.
Se concluye que el motor universal se usa en máquinas pequeñas como taladro, licuadoras donde son portátiles donde se puede usar en DC y AC. Se concluye que es recomendable que el motor universal tiene más ventajas cuando es alimentado por DC pero mayormente en nosotros solo nos suministran energía por AC. Se concluye que nosotros no podemos controlar la velocidad de un motor cuando es alimentado por AC con la tensión, solo con la frecuencia y otros casos se usa un reóstato y no podemos controlar con torque. Ya que es inestable. Se concluye que el motor universal trabaja mejor en DC ya que tiene mayor eficiencia ya que no hay potencia reactiva y la potencia activa es igual a la potencia aparente. Se concluye que el motor universal trabaja a altas velocidades lo malo es que tiene mayor mantenimiento por que usa escobillas.
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- Posee un par de arranque muy elevado
- La velocidad es directamente proporcional a la corriente
- Se utiliza en herramientas manuales, electrodomésticos
- Para invertir el sentido de rotación, se invierte el sentido de la corriente en cualquiera de los bobinados.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELECTRICO UNIVERSAL El motor eléctrico universal basa su funcionamiento en la ley de Laplace. El bobinado inductor y el bobinado inducido están conectados en serie. Al ser recorridos por una corriente, el bobinado inductor forma el campo magnético y el inducido por la ley de Laplace, al ser recorrido por la corriente y sometido a la influencia del campo magnético inductor, se desplaza, dando origen al giro del rotor. Si aumenta el campo aumenta la fuerza, aumenta la velocidad. El campo magnético que produce la bobina inducida, provoca una deformación del flujo inductor llamada reacción del inducido. En corriente alterna (CA) o en corriente directa (CD) el sentido se mantiene por la acción momentánea de cada alternancia en particular. En CA produce una f.c.e.m. (fuerza contra electromotriz) por efecto transformador y por efecto generador. En CD sólo por efecto generador.
CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO Del motor universal es parecido al del motor de continua, en el que el colector de delgas al girar producía un cambio de polaridad en el rotor con el que continuamente se producía una repulsión de los polos del rotor y el estator. En un motor universal cuando lo alimentamos de la red, tenemos que el estator esta alimentado con una corriente alterna AC, para que se produzca la repulsión de los polos del rotor y estator, los polos del rotor han de estar alimentados de forma adecuada en función de la alimentación de los polos del estator y esto se consigue con el colector de delgas de forma similar al motor de corriente continua alimentando las bobinas del rotor que están ligeramente giradas respecto de las del estator con la misma corriente que las bobinas del estator produciéndose una repulsión máxima en función del número de bobinas o pares de polos del rotor.
COMPONENTES
En este motor sus partes son las mismas que las de un motor de continua con excitación en serie. El motor universal tiene sus mismas características: colector de delgas, escobillas, devanados en el estator y rotor también devanado. Y solo posee dos bornes mediante los cuales se alimentan inductor e inducido en serie.
La respuesta de este motor en corriente continua es igual que un motor de corriente continua con excitación en serie y la respuesta en corriente alterna es similar al motor de corriente continua con excitación en serie ya que al invertirse el sentido de la corriente en el inductor (debido a la corriente alterna), en el inducido también se produce un cambio de sentido, así que el giro del motor siempre es en la misma dirección. Las características de funcionamiento en alterna dan peores prestaciones que en continua debido a las variaciones de la tensión de alimentación (corriente alterna) ya que las bobinas están alimentadas con corriente continua pulsante, igual que con un puente rectificador que en este caso es el colector de delgas.
PRECAUCIONES En este motor, igual que en los motores 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. En aplicaciones domesticas los bobinados ya están preparados para el funcionamiento en vacío y no existe este peligro. Cambien realizar el correcto mantenimiento de las escobillas.
VI. BIBLIOGRAFIA
- http://unicrom.com/motor-universal-funcionamiento-velocidad/
- https://sites.google.com/site/bjorn512/estudio-breve-sobre-el-uso-de-distintos-motores-reciclados-o- no-enaerogeneracion/motor-universal https://www.ecured.cu/Motor_universal
MAQUINAS ELÉCTRICAS II
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HOJA DE EVALUACIÓN LABORATORIO DE MÁQUINAS AC
Criterio de desempeño A : Los estudiantes realizan pruebas y mediciones, Ciclo: IV
analizan e interpretan los resultados
Laboratorio N° 07 Tema: MOTORES UNIVERSALES Fecha:
Puesto de trabajo: Alumno: Sección:
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Excelente Bueno Requiere No mejora aceptable Realizan las mediciones, cálculos, gráficos, 2 2 1 0.5 0 responden las preguntas correctamente, Asumen la responsabilidad del uso adecuado de los 2 2 1 0.5 0 instrumentos. Culminó la tarea en el tiempo previsto debido al 2 2 1 0.5 0 trabajo en equipo. Desarrolla con seguridad, orden y limpieza el 2 2 1 0.5 0 laboratorio Evaluación oral y/o práctica 2 2 1 0.5 0 Nota parcial 1 10
CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE INFORME Excelente Bueno Requiere No mejora aceptable Evaluación 4 4 3 1.5 0 Genera Observaciones y Conclusiones 3 3 2 1 0 Presentación del Informe (orden e información 3 3 1 0.5 0 adicional - Investigación) Nota parcial 2 10