informe1(david_morales,luis_barreno).docx

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICASFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA

INFORME #1

Realizado por:

Alumno (s): Luis E. Barreno. Grupo:

David Morales.

Periodo:

Julio-Diciembre

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALLABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS

Práctica #: 01 Tema: EL MOTOR TRIFASICO DE INDUCCION.

Fecha de Realización: 2013 / 08 / 26

Gr6-1B


Presentar los datos de placa de la máquina de inducción así como los parámetros utilizados como datos de entrada y señale la interpretación física de cada una de ellas.

Tipo S611Voltaje nominal 220/380 VCorriente nominal 16.3/9.55 AR.P.M 1740Nº de fases 3Caballos de vapor 5.5Frecuencia 60 HzFactor de Pot. 0.8

HP: Es la potencia del eje, es decir, la salida sin incluir las perdidas y desde luego no tiene componente reactivo, por lo que su equivalente en potencia eléctrica esta en Vatios (W). Es por eso que se usa la eficiencia y el factor de potencia para finalmente determinar la potencia aparente de entrada en el motor.

Volt: Es el voltaje de operación del motor, puede que tenga mas de un valor si el motor admite varias configuraciones en sus terminales.

Hz: Es la frecuencia de alimentación, usualmente 60Hz, 50Hz en motores Europeos o de Asia.

SF: Factor de servicio (Service Factor), es indicador de un multiplicador de la potencia nominal, usualmente ese valor es 1.15, lo que quiere decir que el motor podría trabajar al 115% de su carga nominal de


manera sostenida sin presentar fallas estructurales, digamos que es un margen de seguridad a la hora del diseño, por eso este valor puede encontrarse entre 1 y 2, aunque SF mayores de 1.15 no son muy comunes, a menos que la aplicacion lo requiera por las características de la carga.

FLA: Amperios a plena carga (Full Load Amperes), es la corriente que "consume" el motor cuando entrega el par nominal.

Phase: Indica la cantidad de fases, entonces tenemos que puede ser monofásico o trifásico, se ha de evitar la confusión de llamarlo Bifásico cuando el motor se alimenta con 2 líneas activas, cuando en realidad esa configuración es monofásica.

RPM: Revoluciones por minuto, aquí puede existir una pequeña confusión, ya que usualmente aquí se expresa la velocidad de sincronismo, en motores de inducción esta no es la verdadera velocidad a la que trabaja bajo carga, ya que la misma se encuentra en valores que oscilan entre el 1% y 6% (a esto se le conoce como deslizamiento), dependiendo de las características del motor, en la mayoría de los casos los motores de mayor potencia tienen menos deslizamiento que los pequeños.

Insulation class: Clase de aislamiento, esto es según la NEMA, se asignan letras dependiendo del tipo de aislamiento térmico del motor, lo que le permite operar en determinadas condiciones de temperatura.

Analizar los efectos que sufre la máquina en el arranque cuando se aplican los diversos métodos. Comparar y comentar sobre la relación de corriente respecto a la nominal y del par en el


momento de arranque. Presentar los gráficos obtenidos. Explique las aplicaciones prácticas de estos métodos.

Arranque estrella- triangulo

Datos Medidos:

Conexión Y ∆Corriente 26 A 5.6 AVoltaje(LL) 220.5 V 219.8 VVoltaje(LN) 128 V ------------------

Este arranque se basa en conectar el motor en estrella sobre una red donde debe de conectare en triángulo. De esta forma durante el

arranque los devanados del estator están a una tensión veces inferior a la nominal. Se tiene un motor de 220/380 y una red de 220 (V). El motor debe sobre esta red, de conectarse en triángulo y sus devanados soportan 220 (V). Fíjate en la figura, donde podemos ver que su corriente de arranque es 78 (A), si se arranca de forma directa en triángulo sobre 220 (V). Pero ¿qué pasa si lo conecto en estrella en la red de 220 (V) y procedemos al arranque? ¿Cuál será su corriente de arranque?


Según la figura en conexión estrella sobre una red de 220(V) cada devanado soporta 127 (V), con lo cual el estator genera un campo giratorio de menos inducción, el motor es débil y la curva de par presenta valores más bajos a la misma velocidad. Se puede demostrar que el par de arranque se reduce un tercio.

Respecto a la corriente de arranque esta también se reduce un tercio; entonces la corriente de arranque en Y es 26 (A), recuerda uno de los “dogmas” del trifásico que estudiaste:

“tres impedancias en triángulo consumen el triple de corriente de línea que en estrella, a la misma tensión de red”. La tensión de la red es la misma se arranque el motor en estrella-triángulo o directamente en triángulo, con lo que en estrella la IA es tres veces más pequeña.


Arranque con Autotransformador

Datos Medidos:

Porcentaje I de arranque

Voltaje(LN)

10% 6.7 A 24.8 V20% 13.8 A 50.5 V30% 20.7 A 76.4 V50% 36.5 A 126 V


Se conecta un autotransformador trifásico alimentando al motor con una tensión de estator menor de tensión nominal, de tal forma que la intensidad de arranque sea la deseada. Cuando el motor alcanza las condiciones de funcionamiento se desconecta el autotransformador y se alimenta al motor a su voltaje nominal.

Este proceso suele hacerse en dos o tres pasos con tensiones no inferiores al 40-60 y 75% de la tensión nominal de alimentación del motor. En el laboratorio se hizo con el 10%, 20%, 30% y 50% del voltaje nominal.

Arranque con Resistencias Rotóricas

Datos Medidos:

Resistencia 3 Ohms 5 Ohms 10 OhmsI de arranque 29.8 A 14.9 A 10.6 AV arranque 214 V 212.6 V 212 v

Se ve que a mayor resistencia menor corriente de arranque, el procedimiento es el siguiente: inicialmente introducir una resistencia adicional que haga que el par de arranque sea el máximo. Posteriormente, ir reduciendo la resistencia adicional hasta cero.

Este método presenta los siguientes inconvenientes:

• El motor se deja de alimentar durante el cambio de una tensión a otra.

• Aumenta el tiempo de arranque

• Es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que los de jaula de ardilla.

• Aumentan las pérdidas debido a la potencia disipada en la resistencia adicional

Aplicaciones prácticas de los métodos de arranque:


El arranque estrella – delta, se puede aplicar tanto a motores de rotor devanado como a motores de rotor en jaula de ardilla, la única condición que debe de cumplir el motor para que pueda aplicársele este método de arranque es que tenga acceso completo a los devanados del estator (6 bornes de conexión).Este método se lo puede encontrar en el guarda grúa de una central hidroeléctrica, en las bombas de agua del reservorio también de una central hidroeléctrica, bombas de agua de los edificios, en los motores del sector industrial, etc.El arranque con autotransformador no se lo usa mucho debido a que requiere variac (autotransformador) el cual es costoso.El arranque con resistencias en el rotor se utiliza en industrias donde el eje de la máquina está permanentemente con carga.

Comparar y comentar cómo varían las magnitudes eléctricas cuando los fenómenos de arranque se efectúan con carga y en vacío

En el arranque en vacío el rotor de la máquina debe vencer el rozamiento estático para comenzar a moverse y su propia inercia rotacional. Cuando una máquina arranca con carga se necesita mayor torque para vencer la inercia rotacional debido a que la masa de la carga aporta inercia rotacional adicional al rotor, entonces para aumentar el torque, se debe aumentar el voltaje de línea, ya que el torque es igual a τ=k∗V 2, el cual está dado por la siguiente ecuación.


τ=3∗I 'R

2∗R ' rW s∗s

Por lo que es necesario considerar el aumento del torque, tomando en cuenta que si se tiene mayor carga en el reposo, se va a requerir mayor corriente o mayor voltaje en las proporciones indicadas para poder mover toda la carga, consecuentemente sería más crítico aún el valor de la corriente en el arranque directo.

Comentar sobre los resultados obtenidos con los métodos de frenado empleados en la práctica. Explique las aplicaciones prácticas de estos métodos.

El método usado fue: invertir dos fases en la alimentación a la maquina. Al efectuar esta operación el campo rotatorio creado en el estator invierte su sentido de giro y se produce un par de sentido contrario al inicial, con cual el rotor se detiene. El rotor girara en sentido contrario si el voltaje de alimentación se mantiene.

Se aplica cuando los motores eléctricos de tracción de un vehículo son usados como generadores para disminuir la velocidad del aquel, ejemplo: locomotoras, ferrocarriles electrificados, ascensores, escaleras eléctricas, montacargas, grúas, etc

Comentar sobre los resultados obtenidos con los métodos de inversión de giro empleados en la práctica. Explique las aplicaciones prácticas de estos métodos.

Las corrientes empleadas en la inversión de giro y en el frenando de un motor son muy altas, el método clásico empleado para invertir el sentido de giro de un motor trifásico de inducción consiste en cambiar la secuencia de fases de alimentación. El control en el sentido de giro en motores es una gran herramienta para la ingeniería de control, con aplicaciones en elevadores, grúas, ventiladores etc.

Responder al siguiente cuestionario:

Analizar el transitorio brusco en el cambio de conexión estrella – triángulo en el proceso de arranque del motor de inducción trifásico.

En una conexión en estrella, la tensión de red (LSN) de los devanados individuales

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_tracci%C3%B3n


del motor se reduce por un factor de 1/√3 (~ 0,58). Por ejemplo:400 V • 1/√3 = 230 V. El par de arranque y la corriente de entrada(en la conexión en estrella) se reduce a un tercio de los valores de la conexiónen triangulo. Corriente de arranque típica: 2...2.5 IeDebido a la reducción del par en el arranque, la configuración en estrella triángulosólo es adecuada para aparatos con un par de carga baja o unpar de carga (ML) que aumenta con la velocidad, como es el caso de bombasy ventiladores (ventiladores / extractores). También se utilizan enunidades que solo están sujetas a una carga después de haber aceleradode velocidad, por ejemplo, con prensas y centrífugas.Con el cambio de configuración de estrella a triángulo, la corriente cae acero, y la velocidad del motor se reduce en función de la carga. El paso atriángulo provoca un aumento espectacular de la corriente, así como laaplicación de toda la tensión de red en los devanados del motor. Estoprovocará caídas de tensión en sistemas de suministro de red poco fiableso débiles. El par motor también sube a un valor más alto durante la transición,lo que causa una carga adicional sobre todo el sistema. Si, porejemplo, las bombas funcionan con arrancadores estrella-triángulo, amenudo se utiliza un freno mecánico para proporcionar una amortiguaciónen el sistema y evitar los llamados "golpes de ariete".La transición automática de estrella a triángulo generalmente se realizamediante un relé temporizador en el contactor de línea. El tiempo requeridopara el arranque en estrella depende de la carga del motor y debecontinuar hasta que el motor haya alcanzado cerca del 75 al 80% de suvelocidad de funcionamiento (nN) para garantizar la post-aceleración necesariapara el cambio a triángulo. Esta post-aceleración de la configuraciónen triángulo está asociada con altas corrientes como en el caso del arranquedirecto.Una conmutación demasiado rápida entre la estrella y el triángulo puededar lugar a la desconexión del arco (en los contactos de los contactores) ypuede causar un corto circuito. El intervalo de tiempo de transición debeser tal, que sea suficiente para eliminar los arcos. Al mismo tiempo, lavelocidad de la unidad se debe reducir lo menos posible. Existen relés


temporizadores especiales para cumplir con la transición estrella-triángulo.

Comente sobre los criterios para escoger el método de arranque más adecuado en una aplicación particular.

Cada método tiene sus limitaciones:Metodo directoSe aplica a aquellos motores de una potencia nominal menor de 5KW (6.8 C.V.), aunque en la práctica sólo se aplica para motores de potencia nominal menor de 5C.V.Método de arranque por autotransformadorSe aplica a motores cuya potencia nominal es mayor que 5KW, otro impedimemto es el costo del autotransformador.Metodo de arranque estrella-triángulo.Este método de arranque se puede aplicar tanto a motores de rotor devanado como a motores de rotor en jaula de ardilla, la única condición que debe de cumplir el motor para que pueda aplicársele este método de arranque es que tenga acceso completo a los devanados del estator (6 bornes de conexión). Unidades que solo están sujetas a la carga después de la aceleración. Es el método más barato y utilizado.Arranque por variación de la resistencia del rotorEste método de arranque sólo se puede aplicar a motores de rotor

devanado.Es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que los de jaula de ardilla.

Investigue sobre otros tipos de frenado de motores.

Par frenar la maquina trifásica de inducción se puede optar por uno de los siguientes procedimientos:

Invertir dos fases en la alimentación a la maquina. Al efectuar esta operación el campo rotatorio creado en el estator invierte su sentido de giro y se produce un par de sentido contrario al inicial, con cual el rotor se detiene. El rotor girara en sentido contrario si el voltaje de alimentación se mantiene.

Consiste en cambiar la excitación polifásica de corriente alterna por corriente continua en una fase, al hacerlo los polos electromagnéticos que se crean en el estator son estacionarios, mientras que en el rotor se induce una fem inducida alterna que crea una corriente cuyo efecto será producir un flujo que se opondrá al que lo ocasiono, frenando al motor rápidamente.

Emplear un regulador de frecuencia.


Conclusiones

David Morales El arranque estrella triangulo la corriente de arranque conectado

en Y se reduce 3 veces la corriente que consumiría conectado en triangulo, pasa lo mismo con el torque.

El método de arranque de colocar resistencias en el rotor es muy bueno, este método de arranque sólo se puede aplicar a motores de rotor devanado es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que los de jaula de ardilla y además disipa mucha potencia.

El arranque de un motor trifásico con autotransformador se lo considera obsoleto.

Luis Barreno Para invertir el sentido de giro de la maquina hay que cambiar la

secuencia de fases en el voltaje de alimentación. El método que se utilizo para frenar a la maquina fue invertir dos

fases en la alimentación de la maquina. El arranque estrella triangulo se lo considera el mejor método

debido a que es económico y existe una buena relación entre torque y la corriente.

La corriente al momento del frenado es más alta que la corriente de arranque.

Bibliografía

http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/inversion-sentido-motor/inversion-sentido-motor.shtml

http://www-app.etsit.upm.es/departamentos/teat/asignaturas/lab-ingel/arranque%20motor%20asinc%20trifas.pdf

Luis tapia. “apuntes de clase”. 2005. págs. 20-23.

http://es.wikipedia.org/wiki/Freno_din%C3%A1mico

Cd interactivo “Laboratorio de Máquinas Eléctricas”http://www.automotriz.net/tecnica/torque.html

http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php?id=15&id_sec=1

http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php?id=15&id_sec=1

http://www.automotriz.net/tecnica/torque.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Freno_din%C3%A1mico






http://fidelsmc.blogspot.com/2008/10/los-misterio-de-las-placas-de-los.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncrono

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncrono



informe1(david_morales,luis_barreno).docx

Documents