informe motor de induccion.docx

7/28/2019 informe motor de induccion.docx

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Escuela Politcnica del Ejrcito.

Ingeniera electrnica

Mquinas Elctricas

Tema:Transformador Trifsico


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Integrantes:

Joselyn Gallegos

17-Junio-2013


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OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL

Conocer y analizar el comportamiento del motor AC de induccin trifsica tipo jaula de ardilla.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar las mediciones de velocidad de trabajo del motor para configuraciones estrella ydelta, a la vez el cambio de giro del motor.

Observar el cambio de corriente y velocidad angular al momento de cambio de giro con elmotor en marcha.

MATERIALES Y EQUIPOS Fuente de poder TF-123 Voltmetro analgico de 120/220AC Motor Induccin de AC MV 123/DEM-13 Tacmetro generador MV-153/UNIT MD-40 Ampermetro 10-15 Conmutador Y/D Star-Delta Swirch Conmutador Y/D TO-33 Arrancador manual UNIT PR-43 Switch de reversa TO-32 Switch de reversa UNIT XD-116

MARCO TEO RICOEl motor asncrono trifsico est formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: a) de jaula de ardilla; b)

bobinado, y un esttor, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifsicas y estn

desfasadas entre s 120 en el espacio. Segn el Teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un

sistema de corrientes trifsicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es tambin de 120, se induce un

campo magntico giratorio que envuelve al rotor. Este campo magntico variable va a inducir una tensin

en el rotor segn la Ley de induccin de Faraday:


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Entonces se da el efecto Laplace ( efecto motor): todo conductor por el que circula una corriente elctrica,

inmerso en un campo magntico experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento.

Simultneamente se da el efecto Faraday ( efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno

de un campo magntico se induce una tensin.

El campo magntico giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del esttor, corta los

conductores del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de induccin.

La accin mutua del campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor, originan una

fuerza electrodinmica sobre dichos conductores del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor. La

diferencia entre las velocidades del rotor y el campo magntico se denomina deslizamiento.

Constitucin del motor asncrono

Circuito magnticoLa parte fija del circuito magntico (esttor) es un anillo cilndrico de chapa magntica ajustado a la carcasa

que lo envuelve. La carcasa tiene una funcin puramente protectora. En la parte interior del esttor van

dispuestos unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente.

En el interior del esttor va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magntica fijado al eje. En su

periferia van dispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente.

El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mnimo

posible

Circuitos elctricosLos dos circuitos elctricos van situados uno en las ranuras del esttor (primario) y otro en las del rotor

(secundario), que esta cortocircuitado.

El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la

maquina directamente o mediante restatos; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadas

en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos

de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla.

Tambin existen motores asncronos monofsicos, en los cuales el esttor tiene un devanado monofsico y

el rotor es de jaula de ardilla. Son motores de pequea potencia y en ellos, en virtud del Teorema de

Leblanc, el campo magntico es igual a la suma de dos campos giratorios iguales que rotan en sentidos

opuestos. Estos motores monofsicos no arrancan por si solos, por lo cual se debe disponer algn medio

auxiliar para el arranque (fase partida :resistencia o condensador, polo blindado).

El motor de jaula de ardillaEl motor de corriente alterna trifsico de jaula de ardilla es el motor elctrico industrial por excelencia.

Fuerte, robusto y sencillo, se usa en un gran nmero de mquinas con un mantenimiento mnimo.


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Ilustracin 1 Motor Jaula De Ardilla

TABLA DE DATOSDatos Obtenidos en la prctica:

Fuente Variable

Voltaje [V] Corriente [A] Switch Reversing Stater

40 1.5 1 1 Y

40 4.5 1 1

Fuente Fija

Voltaje [V] Corriente [A] Switch Reversing Stater

8 1 1 1 Y

4.5 2.6 1 1

11 1 1 2 Y

Cambio de direccin de giro


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CUESTIONARIO1. Indique la clasificacin de los motores asincrnicos por la norma NEMA.

El instituto encargado de preparar, revisar y analizar las normas tcnicas en la fabricacin de motores

elctricos a nivel internacional es la Comisin Electrotcnica Internacional (I.E.C.), con sede en

Suiza, y en los Estados Unidos de Norte Amrica lo hace la Asociacin de Fabricantes Elctricos

Nacionales (NEMA).

A nivel mundial los fabricantes de motores adoptan las normas de marcacin de terminales de

acuerdo con la normalizacin vigente en su respectivo pas, derivadas principalmente de las normativas

I.E.C. y NEMA.

Destacndose que en los motores fabricados bajo norma NEMA sus cables de conexin son marcados

con nmeros desde el 1 al 12 y los fabricados bajo norma IEC tienen una marcacin que combina las

letras U, V, W y los nmeros desde el 1 hasta el 6.

Los diseos incluyen las tensiones a las cuales podrn ser

energizados y cada norma en particular realiza su

marcacin de terminales de conexin. La gran mayora

de fabricantes disean los motores con bobinados para

operar a dos tensiones de servicio, destacndose que los

Motores NEMA tienen una relacin de conexionado de 1:2, es decir que una tensin es el doble de la

otra. Ej. 230/460 V y en los Motores IEC se presenta un diseo con una relacin de 1:1,732, Ej.

220/380 V. Existen diseos en los cuales esto no se cumple y se fabrican motores para operar a un solo

voltaje y con una sola conexin.

La NEMA ha desarrollado un sistema de identificacin con letras en la cual cada tipo de motor comercial

de induccin de jaula de ardilla se fabrica de acuerdo con determinada norma de diseo y se coloca en

determinada clase, identificada con una letra. Las propiedades de la construccin elctrica y mecnica el

rotor, en las cinco clases NEMA de motores de induccin de jaula de ardilla, se resume en la siguiente

tabla:
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/debate-multicultural-etnia-clase-nacion/debate-multicultural-etnia-clase-nacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/debate-multicultural-etnia-clase-nacion/debate-multicultural-etnia-clase-nacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml


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Clase

NEMA

Par de

arranque (#

de veces el

nominal)

Corriente de

Arranque

Regulacin

de Velocidad

(%)

Nombre de clase del motor

A 1.5-1.75 5-7 2-4 Normal

B 1.4-1.6 4.5-5 3,5 De propsito general

C 2-2.5 3.5-5 4-5 De doble jaula alto par

D 2.5-3.0 3-8 5-8 , 8-13 De alto par alta resistencia

F 1.25 2-4 mayor de 5De doble jaula, bajo par y baja

corriente de arranque.

MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE A

El motor clase A es un motor de jaula de ardilla normal o estndar fabricado para uso a velocidad

constante. Tiene grandes reas de ranuras para una muy buena disipacin de calor, y barras con

ranuras ondas en el motor. Durante el periodo de arranque, la densidad de corriente es alta cerca de la

superficie del rotor; durante el periodo de la marcha, la densidad se distribuye con uniformidad. Esta

diferencia origina algo de alta resistencia y baja reactancia de arranque, con lo cual se tiene un par de

arranque entre 1.5 y 1.75 veces el nominal (a plena carga). El par de arranque es relativamente alto y la

baja resistencia del rotor produce una aceleracin bastante rpida hacia la velocidad nominal. Tiene la

mejor regulacin de velocidad pero su corriente de arranque vara entre 5 y 7 veces la corriente nominal

normal, hacindolo menos deseable para arranque con lnea, en especial en los tamaos grandes de

corriente que sean indeseables.

MOTORES DE INDUCCIN DE JAULA DE ARDILLA CLASE B

A los motores de clase B a veces se les llama motores de propsito general; es muy parecido al de la clase A

debido al comportamiento de su deslizamiento-par. Las ranuras de su motor estn embebidas algo ms

profundamente que el los motores de clase A y esta mayor profundidad tiende a aumentar la reactancia de

arranque y la marcha del rotor. Este aumento reduce un poco el par y la corriente de arranque.

Las corrientes de arranque varan entre 4 y 5 veces la corriente nominal en los tamaos mayores de 5 HP se

sigue usando arranque a voltaje reducido. Los motores de clase B se prefieren sobre los de la clase A para

tamaos mayores. Las aplicaciones tpicas comprenden las bombas centrfugas de impulsin,

las mquinas herramientas y los sopladores.

MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE C

Estos motores tienen un rotor de doble jaula de ardilla, el cual desarrolla un alto par de arranque y una

menor corriente de arranque. Debido a su alto par de arranque, acelera rpidamente, sin embargo cuando

se emplea en grandes cargas, se limita la disipacin trmica del motor por que la mayor parte de la

corriente se concentra en el devanado superior.

En condiciones de arranque frecuente, el rotor tiene tendencia a sobre calentarse se adecua mejor a

grandes cargas repentinas pero de tipo de baja inercia. Las aplicaciones de os motores de clase C se limitan

a condiciones en las que es difcil el arranque como en bombas y compresores de pistn

MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE D

Los motores comerciales de induccin de jaula de ardilla clase D se conocen tambin como de alto par y

alta resistencia. Las barras del rotor se fabrican en aleacin de alta resistencia y se colocan en ranuras


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cercanas a la superficie o estn embebidas en ranuras de pequeo dimetro. La relacin de resistencia a

reactancia del rotor de arranque es mayor que en lo motores de las clases anteriores.

El motor est diseado para servicio pesado de arranque, encuentra su mayor aplicacin con cargas como

cizallas o troqueles, que necesitan el alto par con aplicacin a carga repentina la regulacin de velocidad en

esta clase de motores es la peor.

MOTORES DE INDUCCIN DE JAULA DE ARDILLA DE CLASE FTambin conocidos como motores de doble jaula y bajo par. Estn diseados principalmente como motores

de baja corriente, porque necesita la menor corriente de arranque de todas las clases. Tiene una alta

resistencia del rotor tanto en su devanado de arranque como en el de marcha y tiende a aumentar la

impedancia de arranque y de marcha, y a reducir la corriente de marcha y de arranque.

El rotor de clase F se dise para remplazar al motor de clase B. El motor de clase F produce pares de

arranque aproximadamente 1.25 veces el par nominal y bajas corrientes de arranque de 2 a 4 veces la

nominal. Los motores de esta clase se fabrican de la capacidad de 25 hp para servicio directo de la lnea.

Debido a la resistencia del rotor relativamente alta de arranque y de marcha, estos motores tienen menos

regulacin de voltaje de los de clase B, bajan capacidad de sobrecarga y en general de baja eficiencia de

funcionamiento. Sin embargo, cuando se arrancan con grandes cargas, las bajas de corrientes de arranqueeliminan la necesidad de equipo para voltaje reducido, an en los tamaos grandes.

2. Calcular la corriente inicial entre la conexin Y- y realice una explicacin con los datos obtenidos.A continuacin presentamos una grfica que representa la solucin a las ecuaciones diferenciales

obtenidas de la modelacin del circuito equivalente del motor de induccin:

Como podemos notar en la parte del transitorio o arranque se tiene un pico de corriente que se

estabiliza, al momento del arranque el deslizamiento es aproximadamente 1 y como tiene relacin

directa con la resistencia en el cobre del rotor, resultara que la corriente es demasiado grande, por lo

que la corriente pico resulta siempre en un valor cercano a 2.5 la corriente nominal del motor, por tanto

nuestro caso, la corriente pico seria calculando con estos valores 8 A.

El valor obtenido en el laboratorio es de 9,8 A el cual a pesar de no ser exacto al calculado es el real y

con este valor se deben realizar las protecciones adecuadas para que el sistema soporte dicho valor.

3. Dibuje el diagrama circuital del conmutador Y u del interruptor de reversa e indicar sufuncionamiento.


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La caracterstica principal para ejecutar el arranque de un motor en estrella-delta es que cada una de las

bobinas sea independiente y sus extremos de accesibles desde la placa del motor.

El arranque comienza en estrella generando una tensin en cada bobina del estator 3 veces menor que

la nominal, con una reduccin de la corriente.

Una vez que el motor alcanza entre el 70% y 80% de la velocidad nominal, se desconecta la parteestrella para conmutar a la configuracin delta, en este momento el motor opera en condiciones

nominales, sometido a una intensidad de muy poca duracin, la que no lleha al valor pico de 2.5 o mas,

la cual es la que se alcanzara si se ejecutara el arranque directo.

Caractersticas del Arranque estrella-delta

El arranque estrella-delta no requiere autotransformador, reactor o resistencia. El motor arranca

conectado en estrella y funciona conectado en delta.

Desventajas

Transicin abierta Bajo torquePermite controlar la corriente de arranque, reduciendo la tensin de alimentacin aplicada al estator, ya

que la tensin de un devanado en estrella es el 58% de la nominal en triangulo, lo cual produce tambin

una reduccin del par de arranque, obligando a que los motores arranquen en vacio o con poca carga.

Ilustracin 2 Diagrama Circuital Del Conmutador Y Delta

Donde F1 y F2 son fusibles, C1 es el contactor de red, C2 es el contactor estrella, C3 es el contactor

triangulo, F3 es el rel de sobrecarga.


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El arrancador esta alimentado por medio de un interruptor termo magntico, el cual proporciona

proteccin contra circuitos y sobre cargas.

4. Qu son las placas bimetlicas y sus usos.Definicin.

Una lmina bimetlica est constituida por dos lminas de metal, cada una de ellas con diferente

coeficiente de dilatacin, superpuestas y soldadas entre s. De este modo se consigue que cuando se

calientan, al dilatarse cada una de ellas de forma distinta, el conjunto se deforma, pudiendo

aprovecharse esta deformacin para la apertura o cierre de un contacto elctrico, cuya actuacin

dependera de la temperatura.

Aplicaciones.

Aplicaciones muy comunes de los contactos formados por lminas bimetlicas se encuentran en

planchas, tostadores, estufas elctricas y otros electrodomsticos que llevan un termostato, as como en

elementos de proteccin elctrica como los interruptores magneto trmicos.

CONCLUSIONES La corriente de arranque del motor debe ser controlada para que no sea tan alta y no resulte ms

costoso el sistema para que soporte corrientes tan altas, por eso se usa la conexin en estrella que

presenta corrientes ms bajas en el arranque, pero se debe operar en delta el motor por lo que se

ocupa el conmutador.

Por la misma razn que se ocupa conexin estrella en el arranque (las altas corrientes), se ocupaesta misma conexin cuando se necesita realizar un cambio de giro en el motor de induccin, si lo

realizamos en delta podramos quemar el motor.

RECOMENDACIONES Se debe tener el mayor cuidado y precaucin en el empleo de los motores en el laboratorio

para evitar el dao de los equipos o peor an accidentes en los practicantes. Siempre se debe revisar que se tenga el equipo necesario y adecuado antes de empezar la

prctica.

Revisar siempre que el motor este previamente bien colocado para evitar rupturas en eleje del mismo.

Antes de energizar los circuitos y los equipos revisar que las conexiones estn realzadas demanera adecuada y sin conexiones defectuosas.

BIBLIOGRAFIA Maquinas Elctricas y Transformadores - Kosow


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http://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdf http://clubensayos.com/Ciencia/Motor-Shunt

TRABAJO PREPARATORIOTEMA: Generador DC

PREGUNTAS:

Consultar configuraciones de generadores dc.GENERADOR DE EXCITACIN EN SERIE

El devanado inductor se conecta en serie con el inducido, de tal forma que toda la corriente que el

generador suministra a la carga fluye por igual por ambos devanados.Dado que la corriente que atraviesa al devanado inductor es elevada, se construye con pocas espiras de

gran seccin. Tiene el inconveniente de no excitarse al trabajar en vaco. As mismo se muestra muy

inestable por aumentar la tensin en bornes al hacerlo la carga, por lo que resulta poco til para la

generacin de energa elctrica.

Para la puesta en marcha es necesario que el circuito exterior est cerrado.

GENERADOR DE EXCITACIN COMPUESTA (COMPOUND)En el generador con excitacin mixta o compuesta el circuito inductor se divide en dos partes

independientes, conectando una en serie con el inducido y otra en derivacin.

Existen dos modalidades, la compuesta corta que pone el devanado derivacin directamente en paralelocon el inducido (EAC) y la compuesta larga que lo pone en paralelo con el grupo formado por el inducido en

serie con el otro devanado (FC).

El devanado serie aporta solamente una pequea parte del flujo y se puede conectar de forma que su flujo

de sume al flujo creado por el devanado paralelo (aditiva) o de forma que su flujo disminuya el flujo

del otro devanado (diferencial).
http://clubensayos.com/Ciencia/Motor-Shunthttp://clubensayos.com/Ciencia/Motor-Shunthttp://clubensayos.com/Ciencia/Motor-Shunt


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GENERADOR EN DERIVACIN O DE EXCITACIN EN PARALELO ( SHUNT )

Siendo la dinamo o generador shunt una mquina autoexcitada empezar a desarrollar su voltaje partiendo

del magnetismo residua tan pronto como el inducido empiece a girar. Despus a medida que el inducido va

desarrollando voltaje este enva corriente a travs de inductor aumentando l nmero de lneas de fuerza y

desarrollando voltaje hasta su valor normal.

Puesto que circuito inductor y el circuito de la carga estn ambos conectados a travs de los terminales de

la dinamo, cualquier corriente engendrada en el inducido tiene que dividiese entre esas dos trayectorias en

proporcin inversa a sus resistencias y, puesto que la parte de la corriente pasa por el circuito inductor es

relativamente elevada, la mayor parte de la corriente pasa por el circuito de la carga, impidiendo as el

aumento de la intensidad del campo magntico esencial para producir el voltaje normal entre los

terminales.

GENERADOR CON EXCITACIN INDEPENDIENTE

En este tipo de generador, la tensin en los bornes es casi independiente de la carga de la mquina y de su

velocidad, ya que la tensin se puede regular por medio del restato de campo, aunque naturalmente,

dentro de ciertos lmites, porque la excitacin del campo inductor no puede aumentar ms all de lo que

permite la saturacin.

En la siguiente figura se representa el esquema de conexiones completo de un generador de corriente

continua con excitacin independiente; se supone que el sentido de giro de la mquina es a derechas lo

que, por otro lado, es el que corresponde a casi todas las mquinas motrices.

Si hubiere que cambiar el sentido de giro, bastar con cambiar, las conexiones del circuito principal.


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Consultar cuales son y la correlacin entre las variables externas de la maquina DC como generador.Las propiedades de los generadores se analizan con la ayuda de las caractersticas que establecen la

dependencia entre las magnitudes principales que determinan el funcionamiento de la mquina. Cada uno

de los principales tipos de excitacin impone a la mquina caractersticas de funcionamiento distintas, que

determinaran la clase de servicio al que se adapta cada una de ellas. Estas caractersticas quedanperfectamente reflejadas por medio de grficos, destacando las siguientes:

1.- Caracterstica en vaco , que representa la relacin entre la f.e.m. generada por la dinamo y la

corriente de excitacin, cuando la mquina funciona en vaco, es decir, el inducido no alimenta ninguna

carga.

2.- Caracterstica en carga , que representa la relacin entre la tensin Terminal y la corriente de

excitacin para una intensidad de carga I constante. En particular, cuando I es igual a cero, se obtiene la

curva de vaco.


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3.- Caracterstica externa , que representa la tensin en bornes en funcin de la corriente de

carga, para una intensidad de excitacin constante.

4.- Caracterstica de regulacin que representa la relacin entre la corriente de excitacin y la

corriente de carga, para una tensin en bornes constante.

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