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3.- EXPERIENCIAS DE MAQUINAS ELECTRICAS
3.2.- EXPERIENCIA N°4: MAQUINA DE INDUCCION
A.- INTRODUCCION
El motor de inducción trifásico es, por un considerable margen,
el motor de C.A.más ampliamente utilizado. Su construcción es
simple y requiere poca mantención. El
motor con rotor del tipo “jaula de ardilla conectado
directamente a la red es generalmente
el elegido cuando se requiere !elocidad sustancialmente
constante. "o obstante, laelectrónica de potencia permite #oy d$a
disponer de fuentes de tensión de magnitud y
frecuencia ajustables, lográndose as$ un fácil control de
!elocidad de motores de jaula,
cubriendo campos de aplicación que antes eran propios de los
motores de CC.
E%isten tambi&n dise'os especiales de motores de inducción,
(tiles para
determinadas aplicaciones. )or ejemplo, se fabrican motores con
doble jaula o con “barras
profundas, que permiten lograr un ele!ado torque de
partida y baja corriente de partida,debido a que en el transitorio
de arranque la alta frecuencia en el rotor pro!oca una alta
resistencia rotórica. *ambi&n se fabrican motores de rotor
bobinado, los que se usa cuando
las condiciones de partida resultan se!eras, pues permiten
adicionar resistencias en seriecon los enrollados del rotor, para
lo cual dic#a máquina debe disponer de anillos rozantes.
"o obstante, tambi&n estos tipos de motores están
siendo reemplazados por motores de
jaula de ardilla controlados electrónicamente.
)or otra parte, la máquina conectada a la red y mo!ida por una
máquina motriz a
!elocidad mayor que la s$ncrona, entrega potencia a la red,
comportándose como generador
de inducción.
+os objeti!os más importantes de esta e%periencia son
- Conocimiento de las caracter$sticas constructi!as y de la
disposición de los distintos
elementos de la máquina.
/ 0estacar las caracter$sticas no el&ctricas de la máquina,
como son las mecánicas, last&rmicas y las aplicaciones de la
máquina.
1 Conocimiento práctico de la máquina de inducción y dominio de
la operación de
máquinas de inducción de jaula de ardilla y de rotor
bobinado.
2 3erificación de la teor$a, !alidez y limitaciones de los
modelos estudiados y de lasrelaciones de ellos obtenidas.
4 Conocimiento de las cur!as caracter$sticas de la máquina de
inducción, operando
como motor y como generador.5 6ntroducir al alumno en el
conocimiento de los !alores y rangos t$picos,
relacionados con máquinas de inducción.
7 0ominio de los distintos sistemas de partida de motores de
inducción y de suscone%iones.
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8 Conocimiento de los sistemas de control, de !elocidad y9o
torque, en particular
control electrónico.
En el laboratorio se ensayarán m&todos de partida, se #arán
pruebas para determinar
los parámetros del circuito equi!alente y se obtendrán las
caracter$sticas de funcionamientot$picas del motor de inducción
trifásico. +a carga mecánica se simulará con un generador de
C.C. alimentando una resistencia : !ariable ;!er enerador de
CC
rupo =otor >enerador de CC.
Antes de describir el trabajo de laboratorio propiamente tal, se
indican los aspectosfundamentales del control electrónico de
!elocidad de motores de inducción trifásicos.
B.- CONTROL ELECTRONICO DE VELOCIDAD
+a !elocidad de un motor de inducción trifásico está dada
por
nr ? ;- @ s ns rpmB
donde s es el deslizamiento ;el que !ale apro%imadamente cero si
el motor está en !ac$o,sin carga mecánica y ns es la !elocidad
sincrónica o del campo magn&tico rotatorio, dada
por
ns ? ;-/ f 9 p rpmB
As$, es posible controlar la !elocidad del motor si se alimenta
con un !oltaje de
frecuencia f controlable. Esto puede lograrse con un equipo
electrónico denominado
“!ariador de frecuencia, el que se alimenta desde la red de
frecuencia fija fo ; ? 4 Dz yentrega en su salida un !oltaje
trifásico de frecuencia f controlable, con el que se alimenta
el motor ;
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3, f
3o, fo
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• Ibser!e la forma de onda del !oltaje y9o de la corriente que
entrega el
!ariador. "otar que no es sinusoidal.
ADVERTENCIAS:
- Cuidado con las partes rotatorias.- En C.4, antes de trabajar
como generador conectado a la red, !erificar por separado
que ambas máquinas tengan el mismo sentido de giro.
- En C.4, procurar mantener la !elocidad lo más constante
posible, ya que a(n con peque'as reducciones de !elocidad la
máquina puede pasar de generador a motor de
inducción.
D.- ASPECTOS PARTICULARES A CONSIDERAR EN EL INFORME FINAL
- 6nforme de lo obser!ado en C.- e indique los !alores nominales
de la máquina.
/ 6nforme de los m&todos de partida e%perimentados e indique
cual fue el adoptado.
E%plique bre!emente los criterios de su elección.
1 6nforme sobre las pruebas realizadas en C.1, y los !alores
obtenidos para los
parámetros.
2 6nforme de C.2. >rafique el torque, la corriente del
estator, el factor de potencia y
el rendimiento como funciones del deslizamiento ;o de la
!elocidad de giro.Compare cuantitati!amente con las cur!as
predic#as por el circuito equi!alente.
)roponga una forma alternati!a de calcular los parámetros del
circuito equi!alente a partir de los resultados. Apro!ec#e
tambi&n los datos de placa. Comente.
4 6nforme de C.4 y C.5. Comente acerca de la potencia reacti!a y
su !ariación almodificar la potencia acti!a. Comente la aplicación
de la máquina de inducción
como generador.
5 6nforme de C.7. Daga un análisis de datos del control
electrónico de !elocidad
i Calcule toda la información que permitan los datos de placa
;"J de polos,!elocidad sincrónica, deslizamiento nominal,
rendimiento nominal, etc..
ii Considerando que el motor en !ac$o puede representarse
apro%imadamente
por una reactancia K ? /πf+, calcule + para condición
nominal ;//3, 4 Dz. Con
este !alor e!al(e teóricamente la corriente 6 para las distintas
frecuencias y compare
con los !alores e%perimentales de 6.
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iii E!al(e las !elocidades de operación esperadas para las
diferentes
frecuencias y compárelas con las !elocidades medidas.
i! 0iscuta las diferencias entre !alores teóricos y
e%perimentales encontrados
en ;ii e ;iii.
! Comente las !entajas y des!entajas de este control de
!elocidad. A!erigLe en
particular los efectos noci!os que tendr$a el #ec#o que la
alimentación del motor no
sea sinusoidal.
E.- BIBLIOGRAFIA
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