PRÁCTICAS DE LA MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA

Prácticas de Máquinas Eléctricas I. Ingeniería Técnica Industrial. Universidad de La Laguna.
Práctica 1: La máquina de corriente continua. Profesor: Fernando Gago Rodríguez.
PRÁCTICA 1: LA MÁQUINA DE CORRIENTE
CONTINUA
La máquina de continua que tenemos en el laboratorio presenta 6 terminales:

A1, A2: Se corresponden con las escobillas y sirven, por tanto, para alimentar el
rotor.
 E1, E2: Se corresponden con un estator de alta resistencia.
 D1, D2: Se corresponden con un estator de baja resistencia.
Normalmente, las máquinas tienen un único devanado (o conjunto de espiras) en el
estator. En este caso tenemos 2 devanados diferentes e independientes para poder usar el
que convenga según queramos conectar la máquina en paralelo, serie o conexión mixta.
Preguntas:
1. Identifica físicamente en la máquina el devanado del estator y los polos salientes del
mismo. Identifica también las escobillas y el colector de delgas. Explica para qué sirve
el mecanismo delgas escobillas tanto en el caso de motor como en el de generador.
2. En la máquina de corriente continua ¿qué devanado es el inductor, el del estator o el del
rotor? ¿Y el inducido?
3. ¿Qué resistencia tiene el devanado E1-E2?
4. ¿Qué resistencia tiene el devanado D1-D2?
5. ¿Qué resistencia hay entre A1 y A2?
6. ¿Cuál de los 2 estatores usaremos si realizamos una conexión serie? ¿Y paralelo?
7. ¿Qué devanado tendrá más vueltas, el E1-E2 ó el D1-D2? ¿Y espiras más gruesas?
8. Identifica el terminal de toma de tierra de la máquina. ¿Para qué sirve?
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Conexión como generador:
Vamos a conectar la máquina como generador con excitación independiente. Usaremos
el estator E1-E2 que conectaremos a 220 V. El rotor estará acoplado mecánicamente a
una máquina auxiliar que nos permitirá moverlo a la velocidad deseada. La máquina
auxiliar nos indicará en cada momento el par que está proporcionando para mantener la
velocidad que le hemos indicado.
1. Dibuja el circuito equivalente como generador con excitación independiente.
2. La carga eléctrica a alimentar ¿entre qué terminales de la máquina hay que conectarla?
3. ¿Qué corriente consumirá el estator alimentado a 220 V? ¿Dependerá de la carga eléctrica
conectada a la máquina?
4. Si no se pone carga eléctrica (es decir, su valor es infinito) y se le dice a la máquina auxiliar
que ponga a la máquina a girar a 500 r.p.m. ¿qué par tiene que dar la máquina auxiliar? ¿A
qué se debe ese par? ¿Qué tensión hay entre A1 y A2?
5. Pon una resistencia variable entre A1 y A2. La máquina se hace girar durante estas pruebas
a 500 r.p.m. Pon en una tabla el valor de la tensión entre A1 y A2 para distintos valores de
la resistencia (usa 3 valores distintos: infinito, 50 ohm y 100 ohm). Toma nota igualmente
del valor del par que marca la máquina auxiliar. Contrasta estos valores experimentales con
los teóricos que se deduzcan del circuito equivalente y calcula el rendimiento de la máquina
para cada una de las situaciones. ¿Por qué disminuye la tensión entre A1 y A2 al disminuir
la resistencia de carga? ¿Por qué aumenta el par al disminuir la resistencia de carga? ¿Qué
relación hay entre el par y la corriente que circula por el rotor?
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6. Si se cambia el sentido de giro de la máquina ¿qué pasa con la polaridad de la tensión
generada entre A1 y A2? ¿Qué otra forma se te ocurre de cambiar la polaridad de la tensión
generada?
7. Repite las pruebas de la pregunta 5 pero para una velocidad de 1000 r.p.m, poniendo una
resistencia en serie con el estator antes de alimentarlo. Compara los resultados teóricos y
experimentales.
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Conexión como motor paralelo:
Conecta la máquina como motor en conexión paralelo. De la placa de características,
obtén la tensión y corriente nominales, potencia mecánica nominal y par nominal. ¿Son
coherentes estos datos con lo que se deduce del circuito equivalente?
Funcionando como motor la máquina auxiliar servirá para poner el par resistente que
deseemos. Se producirá una situación de equilibrio (par / velocidad, que definen un
régimen) diferente para cada par resistente. La velocidad la podremos medir en los
paneles de la máquina auxiliar.
1. ¿Qué problema tiene el motor paralelo durante el arranque? Justifícalo a partir del circuito
equivalente. ¿Qué corriente se consumiría durante el arranque? ¿Cómo lo solucionaremos?
2. Pon como par resistente el nominal. Calcula los consumos teóricos de corriente en el
estator, en el rotor y el consumo total. Mídelos experimentalmente también. Comprueba que
la velocidad de equilibrio coincide con la esperada. Calcula el rendimiento en esta situación.
3. Repite la pregunta pero poniendo un par resistente igual a la mitad del nominal.
4. ¿Qué pasa en esta máquina si se la deja girar libremente, es decir, si el par resistente es igual
a 0? ¿A qué velocidad crees que giraría? Compruébalo.
5. ¿Qué pasa si ponemos un par superior al nominal? Calcula los valores de consumo de
corriente teóricos para un par igual al doble del nominal. ¿Qué potencia disipa el rotor
comparada con la nominal?
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6. ¿Qué pasa si invertimos el sentido de alimentación del motor? Realiza las conexiones
adecuadas para conseguir que el motor cambie de sentido de giro.
Conexión como motor serie:
Conecta la máquina como motor en conexión serie.
1. ¿Qué corriente se consumirá durante el arranque?
2. Pon como par resistente el nominal. Calcula los consumos teóricos de corriente en el
estator, en el rotor y el consumo total. Mídelos experimentalmente también. Comprueba que
la velocidad de equilibrio coincide con la esperada. Calcula el rendimiento en esta situación.
3. Repite la pregunta pero poniendo un par resistente igual a la mitad del nominal.
4. ¿Qué pasa en esta máquina si se la deja girar libremente, es decir, si el par resistente es igual
a 0? ¿A qué velocidad crees que giraría? ¿Por qué? Compruébalo.
5. ¿Qué pasa si ponemos un par superior al nominal? Calcula los valores de consumo de
corriente teóricos para un par igual al doble del nominal. ¿Qué potencia disipa el rotor
comparada con la nominal?
6. ¿Qué pasa si invertimos el sentido de alimentación del motor? Realiza las conexiones
adecuadas para conseguir que el motor cambie de sentido de giro.
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