practica 3 ac-dc manual de practicas resuelto

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PRCTICA 3

APLICACIN DE CONVERTIDORES AC-DC: DRIVES DE MOTORES DC - PARTE 1.- DRIVES EDUCACIONALES ANALGICOS

OBJETIVOS

Experimento #1: Regular la velocidad de un motor de corriente continua por el mtodo IxR.Experimento #2: Regular la velocidad de un motor de corriente continua por Tacmetro.Experimento #3: Estudiar como la ganancia del regulador P afecta a la precisin del control.Experimento #4: Estudiar las caractersticas de diferentes regulaciones de voltajes en el equipo de tiristores.Experimento #5: Estudiar como la velocidad del motor DC depende de la corriente con carga conectada y desconectada.

3.1. Experimento 13.1.1. Regulacin del voltaje del rotorEquipos a utilizarG= Brake Torque MV1045 IA: Ampermetro (Multmetro Fluke 87 V) M: Mquina DC MV1006 TG=Tacogenerador MV 1025 Tacmetro (AMPROBE TACH20)

Experimento #01

Procedimiento Experimental1. Realizar las conexiones indicadas en el diagrama esquemtico.

2. Realizar los siguientes ajustes bsicos de la MV4200: P1=0 1/Gn=0.5 wn=1.0 Ilimit=6 1/Gn=0.5 Wi=1

3. Energizar la MV 4200, luego pulse el interruptor ubicado en la parte de atrs de la MV 4200 y comprobar que el led de color rojo este encendido.

4. Muy cautelosamente y despacio girar P1 hasta que el motor DC arranque. comprobar que la velocidad puede ser controlada entre 0 y 1000 rpm.

5. Ajuste la velocidad a 500 r.p.m. Ajustando el potencimetro P1.

6. Energizar la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE, comprobar que la perilla BRAKE FORCE se encuentre en la mnima posicin. Encender la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE mediante el switch on/off y aumentar la carga ajustando la perilla BRAKE FORCE hasta que el ampermetro de un valor de corriente igual a la corriente nominal del motor (I nominal= 6A).

7. Despus de ajustar la corriente a 6A. Ahora ajuste el potencimetro RI-COMP de modo que la velocidad retorne a 500 r.p.m. Se ha encontrado una configuracin adecuada del potencimetro RI-COMP para este motor, entonces este potencimetro no se debe tocar ms.

8. Quitar la carga del motor variando la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE, hasta que llegue a la posicin mnima. Con el potencimetro P1 establezca la velocidad en vaco a 900 r.p.m.9. Cargue el motor en pasos de 1 A ajustando la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE y observe en el Tacmetro (AMPROBE TACH20) para cada paso, la velocidad n y la corriente del motor I en el FLUKE 87 V y llenar la tabla correspondiente con los valores de velocidad n y corriente del motor I.

10. Una vez tomados los valores de velocidad n y de corriente del motor I ajuste la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE a su mnima posicin. Repita los pasos anteriores (8,9) del procedimiento para velocidades en vaco de 600 y 200 r.p.m.

11. A 800 rpm cambie la carga del motor repentinamente, ajustando la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE desde el valor mnimo a un valor cualquiera de carga, tal que la corriente del motor no exceda su corriente nominal (6A) y trate de estimar el tiempo que le toma al motor estabilizar su velocidad despus de un aumento de la carga y despus de una disminucin de la carga. Anotar estos valores de carga y de tiempo.

EXPERIMENTO # 1HOJA DE DATOS Y RESULTADOSTablan(rpm)IA(A)n(rpm)IA(A)n(rpm)IA (A)

9000.746000.692000.52

8901.705901.691901.54

8802.735802.681802.51

8603.705703.681703.51

8304.735704.651604.55

8005.745605.641505.51

Tiempo de Estabilizacin a 800 rpm Incremento de cargaLa carga fue llevada de 0.7 A a 2.22 AEl tiempo de estabilizacin es de 4.81 segundos Disminucin de cargaLa carga fue disminuida de 2.22 A a 0.7 AEl tiempo de estabilizacin es de 3.29 segundos

Muestre la regulacin de velocidad es decir n vs Ia para las tres mediciones en el diagrama.

PRIMERA MEDICION (velocidad en vaco de 900 RPM)

Calcule (n max - n min)/n vaco para la primera medicin.

SEGUNDA MEDICION (velocidad en vaco de 600 RPM)

Calcule (n max - n min)/n vaco para la segunda medicin.

TERCERA MEDICION (velocidad en vaco de 200 RPM)

Calcule (n max - n min)/n vaco para la tercera medicin.

3.2. Experimento # 23.2.1 REGULACION POR TACOMETROEquipos a utilizarG= Brake Torque MV1045 IA= Multmetro como Ampermetro FLUKE 867B M=Maquina DC MV1006 TG=Tacogenerador MV 1025 TACOMETRO (AMPROBE TACH20) Experimento #2

Procedimiento Experimental1. Realizar las conexiones indicadas en el diagrama esquemtico.

2. Realizar los siguientes ajustes bsicos de la MV4200:P1=0 1/Gn=0.5 wn=1.0 Ilimit=6 1/Gi=0.5 Wi=1

3. Energizar la MV 4200, luego pulse el interruptor ubicado en la parte de atrs de la MV 4200 y comprobar que el led de color rojo este encendido.

4. Muy cautelosamente y despacio girar P1 hasta que el motor DC arranque. Comprobar que la velocidad puede ser controlada entre 0 y 1000 rpm.

5. Ajuste la velocidad a 900 r.p.m. Ajustando el potencimetro P1.

6. Energizar la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE, comprobar que la perilla BRAKE FORCE se encuentre en la mnima posicin. Encender la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE mediante el switch on/off.

7. Cargue el motor en pasos de 1 A ajustando la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE y observe en el Tacmetro (AMPROBE TACH20) para cada paso, la velocidad n y la corriente del motor I en el FLUKE 867B y llenar la tabla correspondiente con los valores de velocidad n y corriente del motor I.

8. Una vez tomados los valores de velocidad n y de corriente del motor I ajuste la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE a su mnima posicin. Repita los pasos anteriores 5,6,7 del procedimiento para velocidades en vaco de 500 y 200 r.p.m.

9. A 800 rpm cambie la carga del motor repentinamente, ajustando la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE desde el valor mnimo a un valor cualquiera de carga, tal que la corriente del motor no exceda su corriente nominal (6A) y trate de estimar el tiempo que le toma al motor estabilizar su velocidad despus de un aumento de la carga y despus de una disminucin de la carga. Anotar estos valores de carga y de tiempo.

EXPERIMENTO # 2HOJA DE DATOS Y RESULTADOSTablan(rpm)IA(A)n(rpm)IA(A)n(rpm)IA (A)

900 0.64500 0.65200 0.46

8801.655001.612001.47

8702.655002.622002.44

8703.665003.621903.49

8504.665004.621904.46

8205.644905.571905.44

Tiempo de Estabilizacin a 800 rpm Incremento de cargaLa carga fue llevada de 0.70 A a 3.3 AEl tiempo de estabilizacin es de 3.43 segundos Disminucin de cargaLa carga fue disminuida de 3.3 A a 0.74 AEl tiempo de estabilizacin es de 3.15 segundos

Muestre la regulacin de velocidad es decir n vs Ia para las tres mediciones en el diagrama.

PRIMERA MEDICION (velocidad en vaco de 900 RPM)

Calcule (n max - n min)/n vaco para la primera medicin.

SEGUNDA MEDICION (velocidad en vaco de 500 RPM)

Calcule (n max - n min)/n vaco para la segunda medicin.

TERCERA MEDICION (velocidad en vaco de 200 RPM)

Calcule (n max - n min)/n vaco para la tercera medicion.

3.3. EXPERIMENTO # 33.3.1 SIGNIFIACANCIA DE GANANCIAEquipos a utilizarG= Brake Torque MV1045 IA= multmetro como ampermetro FLUKE 867B M=Maquina DC MV1006 TG=Tacometrogenerador MV 1025 TACOMETRO (AMPROBE TACH20) Experimento #3

Procedimiento Experimental1. Realizar las conexiones indicadas en el diagrama esquemtico.

2. Realizar los siguientes ajustes bsicos de la MV4200:P1=0 1/Gn=1.0 wn=0 Ilimit=6 1/Gi=1.0 Wi=1

3. Energizar la MV 4200, luego pulse el interruptor ubicado en la parte de atrs de la MV 4200 y comprobar que el led de color rojo este encendido.

4. Muy cautelosamente y despacio girar P1 hasta que el motor DC arranque. Comprobar que la velocidad puede ser controlada entre 0 y 1000 rpm.

5. Ajuste la velocidad a 500 r.p.m.

6. Energizar la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE, comprobar que la perilla BRAKE FORCE se encuentre en la mnima posicin. Encender la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE mediante el switch on/off y aumentar la carga ajustando la perilla BRAKE FORCE hasta que el ampermetro de un valor de corriente igual a la corriente nominal del motor (6A )

7. Cargue el motor en pasos de 1 A ajustando la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE y observe en el Tacmetro (AMPROBE TACH20) para cada paso, la velocidad n y la corriente del motor I en el FLUKE 87 V y llenar la tabla correspondiente con los valores de velocidad n y corriente del motor I.

8. Una vez tomados los valores de velocidad n y de corriente del motor I ajuste la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE a su mnima posicin. Luego ajustamos el potencimetro P1 a su minimo valor. De la MV4200 cambie 1/Gn a 0,5 y a continuacin ajuste el potencimetro P1 hasta obtener la velocidad de 500 r.p.m. y seguir el procedimiento segn el paso 7 del procedimiento ya mencionado anteriormente.

9. Ajustar la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE a su mnima posicin. Disminuir el valor del potencimetro 1/Gn lentamente y observar, en el tacmetro (AMPROBE TACH20), las auto-oscilaciones de la velocidad del motor.

10. Ajustar la perilla BRAKE FORCE de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE a su mnima posicin. Sobre el panel frontal de la MV4200 realizar un puente de conexin en Wn=0.1 y ajuste la perilla 1/Gn=1. Y seguir el procedimiento segn el paso 7 del procedimiento ya mencionado anteriormente.

EXPERIMENTO # 3HOJA DE DATOS Y RESULTADOSTablaN(rpm)IA(A)n(rpm)IA(A)n(rpm)IA(A)

5000.625000.615000.61

3801.654401.584901.61

3202.653902.634602.60

2403.633503.624603.61

1904.603104.604604.61

1305.612705.604605.61

Muestre la regulacin de velocidad es decir n vs Ia para las tres mediciones en el diagrama. PRIMERA MEDICION

SEGUNDA MEDICION

TERCERA MEDICION

3.4. 3.5. EXPERIMENTO # 43.4.1 CARGA RESISTIVAEquipos a utilizarOSC=osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETERR= Banco de resistencia (227.5 ohm), 6.9KW MV1100MULTIMETRO FLUKE 867B Ua: Entrada A del Fluke 192B SCOPEMETERUs: Multimetro FLUKE 867B usado como voltmetroExperimento #4

Procedimiento Experimental1. Realizar las conexiones indicadas en el diagrama esquemtico.Utilizar la punta de prueba de voltaje y conectar la entrada A del osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETER a los terminales A+ y 9 del panel frontal de la MV4200.Utilizar la punta de prueba de voltaje y conectar la entrada B del osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETER a los terminales 7 y 0 V del panel frontal de la MV4200.

2. Realizar los siguientes ajustes bsicos de la MV4200:P1=0 1/Gn=No se utiliza. wn=No se utiliza. Ilimit=No se utiliza. 1/Gi=No se utiliza. Wi=No se utiliza.

3. Energizar la MV 4200, luego pulse el interruptor ubicado en la parte de atrs de la MV 4200 y comprobar que el led de color rojo este encendido.

4. Muy cautelosamente y despacio girar el potencimetro P1. Aumentar y observar en el FLUKE 867B la tensin de control (Us) en pasos de 1V, y para cada paso leer el valor promedio de la tensin de salida (Ua) en el multmetro FLUKE 192B SCOPEMETER. Para los voltajes de control 3 y 10 V, dibuje las seales del osciloscopio.

5. Mover la punta de prueba de la entrada B del FLUKE 192B SCOPEMETER al punto de prueba 8 del panel frontal de la MV 4200 y dibuje el pulso de disparo del tiristor con voltajes de control de 3V y 10V.

6. Disminuir el valor del potencimetro P1 al mnimo valor y apague la MV 4200 (verificar que el diodo led rojo se apague).

7. Mover la conexin desde el terminal 9 al terminal negativo (-) en el panel frontal de la MV 4200 de manera que el inductor est conectado en el circuito.

8. Conectar la entrada A del FLUKE 192B SCOPEMETER a los terminales A+ y 9 del panel frontal de la MV 4200 y la entrada B a los terminales A+ y A-.

9. Encender la MV 4200, ajustar el potencimetro P1y establezca el voltaje de control a 10V. Dibuje las seales del osciloscopio FLUKE 192B SCOPEMETER.10. Ajustar el potencimetro P1 (ubicado en la MV 4200) y reduzca el voltaje de control a 3V (la corriente se hace continua). Observar y dibujar las seales obtenidas del osciloscopio FLUKE 192B SCOPEMETER.

EXPERIMENTO # 4HOJA DE DATOS Y RESULTADOSTablaUS(V) UA(V) GTY

1 0.34 0.34

2.04 0.349 0.171

3.07 0.402 0.131

4.036 0.468 0.1159

5.021 0.501 0.0997

6.046 0.54 0.0893

7 25 3.571

8.02 108 13.466

9.04 146.19 16.17

10.03 158.19 15.771

Muestre el voltaje de armadura (Ua) vs el voltaje de salida del bloque disparador(Us) para las las mediciones en el diagrama.

Grafica Ua vs Us

Grficas obtenidas del osciloscopio FLUKE 192B SCOPEMETER con Voltaje de control = 3v

Grficas obtenidas del osciloscopio FLUKE 192B SCOPEMETER con Voltaje de control = 10v

Pulsos de disparo del tiristor con voltaje de control = 10v

Pulsos de disparo del tiristor con voltaje de control = 3v

Grficas con el inductor conectado al circuito de carga con voltaje de control de 10V

Grficas con el inductor conectado al circuito de carga con voltaje de control de 3V

3.6. Experimento # 53.5.1 Carga del motorEquipos a utilizarOsc= osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETERIA=Ampermetro (Multmetro Fluke 87V) M=Maquina DC MV1006 TG=Tacometrogenerador MV 1025 Tacmetro (AMPROBE TACH20)G= Brake Torque MV1045 Experimento #4

Procedimiento Experimental1. Realizar las conexiones indicadas en el diagrama esquemtico.Utilizar la punta de prueba de voltaje y conectar la entrada A del osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETER a los terminales A+ y 9 del panel frontal de la MV4200.Utilizar la punta de prueba de corriente y conectar la entrada B del osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETER de tal manera que la corriente de armadura del motor DC sea sensada.

2. Realizar los siguientes ajustes bsicos de la MV4200: P1=0 1/Gn=No se utiliza. wn=No se utiliza. Ilimit=No se utiliza. 1/Gi=No se utiliza. Wi=No se utiliza.Observe que el regulador de corriente no est conectado, entonces el limitador de corriente no est en funcin. Por lo tanto debemos tener mucho cuidado de no sobrecargar el motor.

3. Energizar la MV 4200, luego pulse el interruptor ubicado en la parte de atrs de la MV 4200 y comprobar que el led de color rojo este encendido.

4. Muy cautelosamente y despacio girar el potenciometro P1 hasta que el motor DC arranque y la velocidad que se observa en Tacmetro (AMPROBE TACH20) sea aproximadamente 900 r.p.m.

5. Energizar la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE, comprobar que la perilla BRAKE FORCE se encuentre en la mnima posicin. Encender la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE mediante el switch on/off. Cargue el motor en pasos de 1 A ajustando la perilla BRAKE FORCE. Tome nota de la velocidad y la corriente para cada paso (llenar la tabla). Dibujar las seales del osciloscopio con cargas de 2A y 4A. Observe la grfica de la entrada B en el osciloscopio FLUKE 192B, e identifique el valor de corriente en la cual la grfica se hace continua. 6. Establecer el potencimetro de aumento de carga de la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE a la mnima posicin. Realizar lo mismo con el potencimetro P1 ubicado en la MV 4200 y pulse el interruptor de la MV 4200 para apagarla. 7. Conectar el inductor de la MV4200 al circuito del rotor del motor. Mueva la conexin del terminal 9 al terminal A- en el panel frontal de la MV 4200. Mantenga conectada la entrada A del osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETER a los terminales A+ y 9. 8. Pulse el interruptor ubicado en la parte de atrs de la MV 4200 y comprobar que el led de color rojo este encendido. Muy cautelosamente girar P1 hasta que el motor arranque y establecer la velocidad en 900 r.p.m.

9. Energizar la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE, comprobar que la perilla BRAKE FORCE se encuentre en la mnima posicin. Encender la MV1045 EDDY CURRENT BRAKE mediante el switch on/off y empezar a cargar al motor en pasos de 1 A de corriente girando la perilla hacia la derecha. Tome nota de la velocidad y la corriente para cada paso (llenar la tabla). Para carga de 1 A y 4 a dibujar las graficas que se observan en el osciloscopio Fluke 192B SCOPEMETER.

EXPERIMENTO # 5HOJA DE DATOS Y RESULTADOS

Grficas sin el inductor en el circuito del rotor del motor con corriente de 1 A

Grficas sin el inductor en el circuito del rotor del motor con corriente de 4 A

Valor de corriente para obtener una grfica continua: Grficas con el inductor en el circuito del rotor del motor con corriente de 2 A

Grficas con el inductor en el circuito del rotor del motor con corriente de 4 A

Carga del motorSin inductor(utilizando el terminal 9) Con inductor(utilizando el terminal y no el 9)n(rpm)IA(A)n(rpm)IA(A)

9000.749000.73

5701.725001.73

3702.744502.71

2703.754303.72

2404.704004.72

2205.713805.74

Dibujar los grficos de n = f(Ia) en el mismo diagrama.Sin inductor(utilizando el terminal 9)

Con inductor(utilizando el terminal y no el 9)

Tu2u3u4u5unx1x2x3x4x5xn* / *u1fnfE45EquipoAjuste el ancho del cuadro para modificar el ancho del prrafo. El alto del cuadro se ajusta al texto.Torre de refrigeracinn

100

1

0

UA

TG

RPM

FUSE

Uc

A

F

n

n

1

0.1

0

|

X

0V

1

3

2

5

10

6

7

8

9

FUSE

FUSE

220~

TERCO

THYRISTOR UNIT/UNIDAD THIRISTORES

0

10

0

10

0

10

1

0

P1

R1-COMP

1/G

1/G

I-LIMIT

MV4200

1

0

Tacogenerador

A BFLUKE192B

FRENOMV 1045

MV 1045CONTROL

breake

TG

+

DIAGRAMA ESQUEMATICO

Tu2u3u4u5unx1x2x3x4x5xn* / *u1fnfE45EquipoAjuste el ancho del cuadro para modificar el ancho del prrafo. El alto del cuadro se ajusta al texto.Torre de refrigeracinn

100

1

0

A BFLUKE192B

UA

TG

FUSE

Uc

A

F

n

n

1

0.1

0

|

X

0V

1

3

2

5

10

6

7

8

9

FUSE

FUSE

220~

TERCO

THYRISTOR UNIT/UNIDAD THIRISTORES

0

10

0

10

0

10

1

0

P1

R1-COMP

1/G

1/G

I-LIMIT

MV4200

1

0

MV 1045FRENO

MV 1045CONTROL

breake

TG

RPM

Tacogenerador

+

-

DIAGRAMA ESQUEMATICO

Tu2u3u4u5unx1x2x3x4x5xn* / *u1fnfE45EquipoAjuste el ancho del cuadro para modificar el ancho del prrafo. El alto del cuadro se ajusta al texto.Torre de refrigeracinn

100

1

0

A BFLUKE192B

UA

TG

FUSE

Uc

Tu2u3u4u5unx1x2x3x4x5xn* / *u1fnfE45EquipoAjuste el ancho del cuadro para modificar el ancho del prrafo. El alto del cuadro se ajusta al texto.Torre de refrigeracinn

100

1

0

A BFLUKE192B

UA

TG

FUSE

Uc

F

Tu2u3u4u5unx1x2x3x4x5xn* / *u1fnfE45EquipoAjuste el ancho del cuadro para modificar el ancho del prrafo. El alto del cuadro se ajusta al texto.Torre de refrigeracinn

100

1

0

UA

FUSE

Uc

A

F

n

n

1

0.1

0

|

X

0V

1

3

2

5

10

6

7

8

9

FUSE

FUSE

220~

TERCO

THYRISTOR UNIT/UNIDAD THIRISTORES

0

10

0

10

0

10

1

0

P1

R1-COMP

1/G

1/G

I-LIMIT

MV4200

1

0

breake

TG

Tacogenerador

A BFLUKE192B

RPM

FRENOMV 1045

CONTROLMV 1045

DIAGRAMA ESQUEMATICO