labo 7 maquinas

7/25/2019 labo 7 maquinas

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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS

TEMA:

Motor de Induccin Trifsico

LABORATORIO:

#07

ALUMNO:

Mndez Lpez, Erick Manuel

CODIGO:

201512450

PROFESOR:

Ing. Ricardo Tupayachi Herrera

2016


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CUESTIONARIO

1. Describa el principio funcionamiento de un motor de induccin

La seccin del motor de induccin trifsico, tal como se muestra en la Figura 1.2, secompone de un bastidor o estator fijo, un bobinado trifsico alimentado por una red

elctrica trifsica y un rotor giratorio. No hay ninguna conexin elctrica entre el

estator y el rotor. Las corrientes del rotor se inducen desde el estator a travs del

entrehierro. Tanto el estator como el rotor estn fabricados de una lmina de ncleo

altamente magnetizable que proporciona prdidas por corrientes de Foucault e

histresis bajas.

Est a la misma induce un voltaje en el rotor, este voltaje inducido y las corrientes

parasitas consecuentes producen un campo magntico que tiende a oponerse a las

fuerzas o movimientos que produjo el voltaje inducido. Permitiendo que el rotor girea la misma direccin de la velocidad sncrona pero a menor rpm o rad/seg.

Donde la velocidad sncrona: Ns)= 120*f/#p.

Donde.

#P= nmero de polos, y f= frecuencia. Por lo que podemos decir que la Ns mxima de

un motor que trabaja con una frecuencia de 50 Herz es de 3600 rpm.

Figura 1.2

2. Elabore una tabla con las velocidades de rotacin del campo magntico de

mquinas de corriente Alterna de 2,4,6,8,10 polos que pueden obtenerse con

una alimentacin de 60 Hz.

Polos

2 4 6 8 10

Ns a 60 Hz (RPM) 3600 1800 1200 900 720


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3. Indique las partes de un motor trifsico de induccin. Enumere los tipos de

motores segn el rotor que poseen.

Tipos de motores segn el rotor:

Caractersticas de los motores comerciales de induccin de jaula de ardilla de acuerdo

con la clasificacin en letras NEMA.

1. 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 disipacinde 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 cul 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 producen 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.


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2. 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.

3.

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.

4. MOTORES DEINDUCCION 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

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.

5.

MOTORES DE INDUCCIN DE JAULA DE ARDILLA DE CLASE F

Tambin 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 dearranque y de marcha, y a reducir la corriente de marcha y de arranque.


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El rotor de clase F se diseo 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 arranque eliminan la necesidad de equipo para

voltaje reducido, an en los tamaos grandes.

4. Grafique los diagramas de conexin de motores de induccin trifsicos,

indicando las tensiones y corrientes de lnea y fase existentes.


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5. Indique como se realiza el cambio de sentido de giro de un motor trifsico de

induccin.

Para efectuar la inversin del sentido de giro, se debe cambiar el sentido de giro del

campo magntico rotante, para lo cual se debe proceder a cambiar la secuencia dealimentacin, invirtiendo la conexin de dos de las fases, tal como se muestra en la

figura 5.1

6. Qu es el deslizamiento de un motor de induccin? Grafique la curva Torque

Velocidad para este tipo de motores.

Si el motor gira a una velocidad diferente de la velocidad sncrona, o sea, diferente de

la velocidad del campo girante, el devanado del rotor corta las lneas de fuerza

magntica del campo y, por las leyes del electromagnetismo, circularn por las mismas

corrientes inducidas. Cuanto mayor sea la carga, mayor tendr que ser el conjugadonecesario para accionarla. Para obtener un mayor conjugado, tendr que ser mayor la

diferencia de velocidad, para que las corrientes inducidas y los campos producidos

sean mayores. Por lo tanto, a medida que la carga aumenta, la rotacin del motor

disminuye. Cuando la carga es cero, motor en vaco, el rotor girar prcticamente con

la rotacin sncrona. La diferencia entre la velocidad del motor ( n ) y la velocidad

sncrona ( ns ) se llama deslizamiento ( s ), que puede ser expresado en rotaciones por

minuto ( rpm ), como fraccin de la velocidad sncrona, o incluso como porcentaje de

sta:


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Curva Torque vs. Velocidad:

Si el motor est alimentado a partir de una tensin fija a una frecuencia constante, el

torque desarrollado por el motor es una funcin del deslizamiento. En consecuencia la

relacin torque velocidad pueden determinarse a partir de la ecuacin (1.0). Aqu se obtiene

una curva como la que se muestra a continuacin.

Existen tres regiones de operacin:

Funcionamiento como motor, (0< S< 1): El motor gira en la misma direccin que elcampo. Una vez que el torque alcanza su nivel mximo, ste se reduce con el aumento

del deslizamiento debido a una reduccin del flujo en el entrehierro.

Regeneracin, (S< 0):La velocidad del rotor es mayor que la velocidad sincrnica en

igual direccin y con un deslizamiento negativo. Por lo que la potencia es devuelta alcircuito de estator y el circuito opera como generador.

Operacin en sentido contrario, (S >1):La velocidad del motor tiene sentido contrarioa la direccin del campo, y el deslizamiento es mayor que la unidad.

7. Grafique el circuito equivalente de un motor de induccin. Indique las

diferencias con respecto al circuito equivalente de un transformador.

Circuito equivalente de una fase de un motor de induccin:

El

conocimiento y estudio de cada uno de los elementos este circuito magntico, no es causa deeste artculo, el alumno que no domine cada una de las partes que lo compone debe remitirse


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a la bibliografa sobre mquinas elctricas rotativas. Si decir que el circuito equivalente

representa una sola de las fases de la mquina rotativa.

Tambin es importante indicar que en los libros en los que se realizan los estudios de los

motores de induccin, se pueden hallar los pasos de justificacin para establecer una relacin

entre este circuito equivalente y un diagrama o esquema representativo del balance depotencias a tener en cuenta en este tipo de mquinas. Sea el esquema de la figura 2 una

representacin de dichos estudios.

8. Indique los mtodos de arranque a tensin reducida de motores trifsicos de

induccin.

Arranque Directo Ventajas: Costo reducido

No tiene lmite en el nmero de arranques

Componentes ocupan poco espacio

Arranque Directo Desventajas:

Elevada corriente de arranque

Provoca cadas de tensin

Sobredimensionamiento del sistema de proteccin (cables, contactores)

Produce picos de torque

Aumenta el mantenimiento y quiebras mecnicas


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Arranque Estrella - Delta Ventajas:

Costo reducido

No tiene lmite en el nmero de arranques

Componentes ocupan poco espacio Corriente de arranque reducida para 1/3 (curva de I)

Arranque Estrella Delta Desventajas:

Disponibilidad de 6/12 bornes para conexin

La tensin de red debe coincidir con la tensin en delta del motor

En el arranque el motor debe alcanzar por lo menos 90% de su velocidad

nominal

Torque de arranque reducido para 1/3 del nominal


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ATR con Autotransformador Ventajas:

En el cambio de la tensin reducida a la tensin de la red, el motor no es

desconectado y el segundo pico es reducido

Es posible obtener variaciones de Tap de 65 a 90% de la tensin de la red

ATR con Autotransformador Desventajas:

Limitacin del nmero de arranques

Costo elevado debido al autotransformador

Tamao y peso elevados en funcin del autotransformador


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Soft-Starter Ventajas:

Ciclo de arranque : 300% de Inom durante 20 s (30 s para la SSW-03) a cada 6

min

Interface hombre-mquina local o remota

Protecin del motor

Funciones especiales:

- Pump Control - minimiza el Golpe de Ariete

- Kick Start - para cargas con alta inercia

9. Grafique el circuito de arranque por resistencias para un motor trifsico

bobinado.

10.Qu mtodos se emplean para controlar la velocidad de los motores de

induccin trifsicos.


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