EXPERIMENTO DELABORATORIO N'i 25

EL MOTOR SERIE DE en

25-1

OBJETIVOS

1. Estudiar las caractersticas del pdr en funcin dela velocidad de un motor de c-d con el campoen serie.

2. Calcular la eficiencia de un motor de c-d con elcampo en serie.

EXPOSICION

Ya se vio que el motor de c-d con el campo enderivacin tiene una velocidad casi constante debidoa que su voltaje de armadura y su campo magnticose mantienen prcticamente invariables en condicionesque van desde las de vaco hasta las de plena carga. Elmotor serie se comporta en una forma muy distinta.

En este motor, el campo magntico es produci-do por la corriente que fluye a travs del devanado dela armadura, y a causa de esto es dbil cuando la car-ga del motor 'es pequea (el devanado de la armaduratoma corriente mnima). El campo magntico es in-tenso cuando la carga es grande (el devanado de laarmadura toma corriente mxima). El voltaje de ar-madura es casi igual al voltaje de la lnea de alimen-tacin (como sucede en el motor con devanado enderivacin) y se puede hacer caso omiso de la pequeacada en el campo en serie. En consecuencia, la velo-cidad del motor con el campo en serie depende total-mente de la corriente de carga. La velocidad es bajacon cargas muy pesadas, y muy alta en vaco. Enefecto, muchos motores en serie, al funcionar en va-co, quedaran deshechos por la velocidad tan alta quedesarrollan. Las grandes fuerzas relacionadas con altasvelocidades, haran que el rotor explote, 10 cual seramuy peligroso para las personas y maquinaria que es-tn cerca.

El par de cualquier motor de c-d depende delproducto de la corriente de armadura y del campomagntico. En el caso del motor con devanado en se.rie, esta relacin implica que el par ser muy grandea corrientes de armadura intensas, tales como las quese producen durante el arranque. Por lo tanto, el mo-tor serie es ideal para el arranque con cargas de graninercia y es especialmente til como propulsor en losomnibuses y trenes elctricos, as como en aplicacionesde traccin de servicio pesado.

INSTRUMENTOS Y EQUIPO

Mdulo de fuente de energa(120V e-a, 0-120V e-d)

Mdulo de medicin de c-d (200V, 5A)Mdulo motor/generador de c-dMdulo electrodinammetroTacmetro de manoCables de conexinBanda

EMS 8821EMS 8412EMS 8211EMS 8911EMS 8920EMS 8941EMS 8942

PROCEDIMIENTOS

Advertencia: En este Experimento de Laborato-rio se manejan altos voltajes! No haga ningunaconexin cuando la fuente est conectada! Lafuente debe desconectarse despus de hacer cadamedicin!

D 1. Conecte el circuito ilustrado en la Figura25-1 utilizando los Mdulos EMS de fuente de ene r-ga, motor generador de c-d, medicin de c-d yelectrodinammetro.

NO APLIQUE POTENCIA POR AHORA!

(CONEXION EN SERIE)r------------------------,IIIIIIIIII

~i_________ .J~-----------r--EMS 8211./'

120Vc-a

ELECTRO-DINAMOMETRO

EMS 8911

Figura 25-1

25-2 Experimento de laboratorio NQ 25

Conecte el dinammetro al motor/generador dec.d por medio de la banda.

Observe que el motor est conectado para unaoperacin en serie (el devanado de campo en deriva-cin y el restato no se utilizan en este caso) y estconectado a la salida de c-d variable de la fuente dealimentacin (terminales 7 y N). El electrodinarnme-tro se conecta a la salida de 120V c-a fijos de la fuentede alimentacin (terminales 1 y N).

o 2. Ajuste la perilla de control del dinamrne-tro a su posicin media (para proporcionar una cargade arranque para el motor de c-d).

O 3. a) Conecte la fuente de energa y aumentegradualmente el voltaje de c-d hasta que el motor co-mience a girar. Observe la direccin de rotacin. Sino es en el sentido de las manecillas del reloj, desco-necte el motor e intercambie las conexiones del camposerie.

o b) Ajuste el voltaje variable a 120V c-d, exac-tamente, tomando esta lectura en el medidor.

o 4. a) Ajuste la carga del motor serie de c-d ha-ciendo girar la perilla del dinammetro hasta que laescala marcada en la carcasa del estator indique 12lbf.Plg. (Si es necesario, ajuste de nuevo la fuente dealimentacin para que suministre exactamente 120Ve-d.)

o b) Mida la corriente de lnea y la velocidaddel motor (con el tacmetro de mano). Anote estosvalores en la Tabla 25-l.

e) Repita esta operacin para cada valor depar anotado en la Tabla manteniendo una entradaconstante de 12u\'/ e-d.

O d) Reduzca a cero el voltaje y desconecte lafuente de alimentacin.

-e~ 4000-%Q 3000o00OI(

Q

Og 2000>

1000

'.!.~!~~,.!.'

Tabla 25-1.

NOTA: Para un par de O libras fuerza-pulgada,exactamente, desconecte el dinammetro.

O 5. a) En la grfica de la Figura 25-2, marque losvalores de velocidad del motor obtenidos en la Ta-bla 2S-1.O b) Trace una curva continua por los puntosmarcados.O c ) La grfica. representa las caractersticas develocidad en funcin del par de un motor tpico de c-dcon el campo en serie. En el siguiente Experimentode Laboratorio, se dibujar una grfica similar parael motor compuesto de c-d, a fin de comparar y eva-luar las curvas caractersticas de velocidad en funcindel par de cada tipo de motor.

O 6. Calcule la regulacin de velocidad (plenacarga = 9 lbf.plg) aplicando la ecuacin:% de regulacin =(velocidad en vaco) - (velocidad a plena carga)--------------~------~------- x 100

(velocidad a plena carga)

regulacin de velocidad = .-------------------------------%

3 9

Figura 2S-2

El motor serie de CD

6PAR (Ibf.plg)

12

25-3

o 7. Ajuste la perilla de control del dinarnme-tro a su posicin extrema hacindola girar en el sen-tido de las manecillas del reloj (para proporcionar lacarga mxima de arranque para el motor serie).

O 8. a) Conecte la fuente de alimentacin y au-mente gradualmente el voltaje de c-d hasta que el mo-tor tome 3 amperes de corriente de lnea. El motordebe girar con lentitud.

o b) Mida y anote el voltaje de c-d y el par des-arrollado.

E = ---------V par = ------ lbf.plgo e) Baje a cero el voltaje y desconecte la fuentede alimentacin.

o 9. a) La corriente de lnea del Procedimiento 8est limitada por la resistencia equivalente a la c-d delmotor serie.

o b) Calcule el valor de la corriente de arranquesi se aplicara el voltaje pleno de lnea (120V e-el) almotor serie.

corriente de arranque = A

PRUEBA DE CONOCIMIENTOS

1. Calcule los hp que desarrolla el motor seriecuando el par es 9 lbf.plg. Use la ecuacin:

(r/mn) (lbt.plg) (1.59)hp=--------~---

100,000

________________ hp = _

2. Sabiendo que 1 hp equivale a 746 watts, ex-prese en watts la salida del motor de la Pregunta 1.

--------------------------------------------------

____________ salida en watts = W

25-4

3. Cul es la potencia de entrada (en watts)del motor de la Pregunta 1?

___ entrada en watts = W

4. Si se conocen las potencias de entrada y sali-da en watts, cul es la eficiencia del motor de la Pre-gunta 1?

---------------

ejiciencia = %

5. Cules son las prdidas (en watts) del mo-tor de la misma pregunta?

_________ prdidas = W

6. Cuntas veces es mayor la corriente de arran-que que la corriente normal a plena carga? _

7. Compare el motor de c-d con devanado enderivado y el de c-d con devanado en serie, de acuer-do con:

a) el par de arranque

b) la comente de arranque _

e) la eficiencia _

d) la regulacin de velocidad

Experimento de laboratorio NQ 25