manual de practicas de maq elec

1

MMAANNUUAALL DDEE PPRRÁÁCCTTIICCAASS

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

INGENIERÍA MECATRÓNICA

Universidad Politécnica de Zacatecas

Ingeniería Mecatrónica

´´Manual de prácticas de

M.C. Juan Carlos Gutiérrez Villegas.

________________________________________

Universidad Politécnica de Zacatecas

Ingeniería Mecatrónica

´´Manual de prácticas de MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Elaboró:

M.C. Juan Carlos Gutiérrez Villegas.

Nombre de alumno:

________________________________________

Matricula:

______________

Fresnillo, Zac.

2

QUINAS ELÉCTRICAS´´

________________________________________

3

Manual de

prácticas de

“Máquinas

eléctricas”.

4

Contenido

1. INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................... 5

2. ANTES DE REALIZAR CUALQUIER PRÁCTICA TOMAR EN CUENTA LAS SIGUIENTES

RECOMENDACIONES. ................................................................................................................... 6

2.1. NOTAS SOBRE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO EN LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS

DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS........................................................................................... 6

2.1.1. AVISO DE SEGURIDAD ................................................................................................... 6

2.1.2. ADVERTENCIAS .............................................................................................................. 6

2.1.3. EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (portar dentro del laboratorio): ......................... 6

2.2. NOTAS SOBRE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO EN LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS

DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS. .......................................................................................... 7

3. DESARROLLO DE PRÁCTICA .......................................................................................................... 8

3.1. Relación de transformación de un transformador .......................................................... 8

3.2. Pruebas del transformador ......................................................................................... 13

3.3. Construcción de un transformador monofásico ........................................................... 19

3.4. Parámetros de un motor de CC ................................................................................... 25

3.4.1. (Motor de Excitación Independiente) ......................................................................... 25

3.4.2. (Motor de Excitación en paralelo) .............................................................................. 30

3.4.3. (Motor de Excitación en serie) .................................................................................... 34

3.5. Arranque de un motor de CC ...................................................................................... 38

3.6. Control de velocidad de un motor de CC ..................................................................... 42

3.7. Parámetros de un motor de CA ................................................................................... 46

3.8. Arranque de un motor de CA ...................................................................................... 49

3.9. Control de velocidad de motores de CA ....................................................................... 52

4. Símbolos eléctricos .................................................................................................................... 57

5. Lista de equipo de maquinas eléctricas ...................................................................................... 69

6. Bibliografía .................................................................................................................................. 76

7. Notas: .......................................................................................................................................... 77

5

INTRODUCCIÓN.

Este manual forma parte de la enseñanza de la materia de MÁQUINAS ELÉCTRICAS. El manual

contiene ejercicios de nivel básico y nivel avanzado para prácticas utilizando el equipo de

laboratorio OPEN LAB de DELORENZO que se encuentra en los laboratorios de la Universidad

Politécnica de Zacatecas. Las prácticas esta diseñadas para que el alumno aplique lo aprendido en

el aula con componentes reales que se encontrará en la industria.

Para la realización de las prácticas están diseñadas para trabajar con el siguiente equipo

(Descripción general):

- Modulo de transformadores

- Módulos para motores de Corriente Directa

- Modulo para motores de Corriente Alterna

- Módulos de cargas (inductiva, capacitiva y resistiva)

- Módulos de medición de parámetros eléctricos y mecánicos

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ANTES DE REALIZAR CUALQUIER PRÁCTICA TOMAR EN CUENTA LAS SIGUIENTES RECOMENDACIONES.

NOTAS SOBRE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO EN LA REALIZACIÓN DE LAS

PRÁCTICAS DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS

AVISO DE SEGURIDAD

Se sugiere leer y entender los manuales de prácticas y operación que prevé el fabricante del

equipo, y no pase desapercibidos los avisos de “Advertencia” y “Cuidado”. Generalmente, un

aviso de “Advertencia” indica una condición posiblemente insegura que podría causar lesiones a

personas, mientras que un aviso de “Cuidado” indica una condición que podría ocasionar daños a

equipos.

ADVERTENCIAS

1. Verificar a que tensión opera el equipo.

2. No tocar ninguna conexión eléctrica sin antes asegurarse que se ha desconectado la

alimentación de potencia.

3. Antes de conectar la alimentación, asegúrese que el sistema está debidamente puesto a tierra.

Es preciso cumplir cuidadosamente con lo indicado en las normas de instalaciones eléctricas.

4. Verificar que el motor no esté conectado a otras máquinas que tengan piezas rotativas o piezas

accionadas por el mismo.

5. No pase por alto ni desactive dispositivos protectores ni guardas de seguridad.

6. Asegúrese que la carga está debidamente acoplada al eje (flecha) del motor antes de alimentar

potencia.

7. Tenga sumo cuidado y use procedimientos seguros durante el manejo, levantamiento,

instalación, operación y mantenimiento del equipo.

8. Antes de desarmar el motor, desconecte completamente la alimentación de electricidad de los

devanados del motor y los dispositivos accesorios.

9. Verificar que la aplicación de los motores sea realmente para las condiciones que fueron

diseñados: exposición al polvo, vapores inflamables o combustibles, condiciones de operación a

prueba de explosión, etc.

10. Cerciorarse de que las condiciones de servicio específicas se encuentre dentro del rango de

valores establecidos en las normas técnicas de instalaciones eléctricas.

En atención a su propia seguridad, debería de tomarse en cuenta lo siguiente:

EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (portar dentro del laboratorio):

7

- Bata de trabajo

- Gafas de protección

- Zapato de uso industrial

A demás deben de tomar en cuenta los reglamentos de trabajo para cada uno de los equipos a

utilizar, así como de cada laboratorio.

NOTAS SOBRE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO EN LA REALIZACIÓN DE LAS

PRÁCTICAS DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS. En atención a su propia seguridad, debería de tomarse en cuenta lo siguiente:

- Prestar atención a las conexiones, ya que se maneja voltaje de 240 V.

- No accione los interruptores de forma deliberada ni para localizar averías. Utilice para ello una

herramienta.

-Conecta los cables de medición a los zócalos por medio de clavijas de 4mm.

- Conectar primero la fuente de alimentación y a continuación los componentes del circuito.

- Energizar el sistema hasta haber verificado la correcta conexión

- Utilizar solamente la herramienta recomendada para cada actividad.

8

DESARROLLO DE PRÁCTICA

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Fecha:

Nombre de la asignatura: Máquinas Eléctricas

Nombre: Relación de transformación de un transformador

Número : 1 Duración (horas) :

Resultado de aprendizaje:

El alumno calcula los parámetros de operación de los transformadores monofásicos

Justificación:

Esta práctica le permitirá al alumno comprender el funcionamiento de los trasformadores variando sus parámetros de operación y de construcción. Le dará al estudiante los principios de conversión de energía eléctrica – eléctrica.

Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:

Laboratorio de máquinas eléctricas

Actividades a desarrollar: • Seleccionar los componentes requeridos del equipo didáctico • Identificar los parámetros de un transformador monofásico. • Realizar las conexiones eléctricas de acuerdo a los diagramas • Realizar mediciones de voltaje de primario y secundario en cada una de las

conexiones. • Realizar cálculos de relación de transformación. • Interpretar de manera adecuada los resultados obtenidos.

Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:

ED: Realizar medición de la relación de transformación. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido

9

Descripción: Al accionar el interruptor de la fuente variable monofásica se energiza el lado primario del transformador con un nivel de voltaje seleccionado; se mide los voltajes de primario y secundario tomando nota en el cuadro de mediciones.

Fig 1.1 Representación de conexión del transformador monofásico.

Secuencia 1 (Relación de transformación del transformador monofásico): 1. Realizar las conexiones de acuerdo al diagrama de la Fig 1.2 y conectar a la fuente de alimentación. 2. Predisponer el comando del modulo de salida monofásica variable:

• Interruptor abierto • Variador completamente rotado en sentido anti horario

3. Activar el modulo de salida variable colocando el interruptor en “on” 4. Ajustar el nivel de voltaje a un valor deseado en el devanado primario girando en variador en sentido horario. 5. Tomar la lectura de voltaje primario (Vp) y voltaje secundario (Vs) de los respectivos indicadores; realizar el registro en la tabla correspondiente (tabla 1.1) 6. Ajustar el voltaje (Vp) a un nivel mayor y registrar el voltaje del secundario esto en dos ocasiones. 7. Desactivar el modulo de salida monofásica 8. Realizar análisis de los resultados obtenidos Secuencia 2 (Relación de transformación del autotransformador elevador): 1. Realizar las conexiones de acuerdo al diagrama de la Fig 1.3 y conectar a la fuente de alimentación. 2. Realizar la secuencia descrita en los puntos 2 a 8 de la secuencia 1 Secuencia 3 (Relación de transformación del autotransformador reductor): 1. Realizar las conexiones de acuerdo al diagrama de la Fig 1.4 y conectar a la fuente de alimentación. 2. Realizar la secuencia descrita en los puntos 2 a 8 de la secuencia 1

- Para cada secuencia verificar la relación de transformación en un simulador de circuitos eléctricos (TINA Pro V 6).

- Realizar el reporte de práctica en el formato establecido.

10

Material necesario: Cantidad Material N de parte N de identificación

1 Transformador monofásico

DL 10103

1

Trainer para el estudio del transformador monofásico

DL 10103TG

1 Alimentación DL 10016

1 Banco base DL 1001-1

1 Cables de conexión

DL 1155A

1 Medidas eléctricas DL 10060

Esquema de alambrado: Diagrama topográfico del transformador monofásico (Secundario en serie)

Fig 1.2 Transformador monofásico (secundario en serie)

11

Diagrama topográfico del autotransformador elevador

Fig 1.3 Autotransformador elevador

Diagrama topográfico del autotransformador reductor

Fig 1.4 Autotransformador reductor

12

Tabulación de mediciones:

Prueba (n)

Voltaje primario

Vp

Voltaje secundari

o Vs

Relación de transformación de prueba

=

Promedio de relación de

transformación

= + + 3

Notas

1

Secundario en

serie 2

3

1

Autotransformador elevador

2

3

1

Autotransformador reductor

2

3 Tabla 1.1 Registro de mediciones

Conclusiones:

Notas:

13


Fecha:


Nombre: Pruebas del transformador



El alumno identifica las partes de los transformadores monofásicos. El alumno determina los parámetros de operación de un transformador monofásico

Justificación: Esta práctica le permitirá al alumno identificar los parámetros de operación de los transformadores, a partir de mediciones.



Actividades a desarrollar:

• Seleccionar los componentes requeridos del equipo didáctico • Realizar las conexiones eléctricas de acuerdo a los diagramas • Realizar mediciones de voltaje, corriente y potencia en cada una de las pruebas. • Realizar cálculos de relación para obtener los parámetros requeridos. • Interpretar de manera adecuada los resultados obtenidos.


ED: Reconocer las partes de un transformador. EP: Calcular los parámetros de un transformador monofásico. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

14

Descripción: La pruebas de circuito abierto y corto circuito se utilizan para determinar los parámetros de operación de los transformadores, de donde se podrán determinar las pérdidas al realizar la transformación de niveles de voltaje. Con la conexión de los medidores de voltaje, corriente y potencia en el devanado primario se energiza cada una de las configuraciones de las pruebas y se toman las lecturas de los indicadores. Con estos resultados se determinan los parámetros de los devanados.

Fig 2.1 Prueba en vacio

Fig 2.2 Prueba de corto circuito

Secuencia 1 (Prueba de circuito abierto) 1. Realizar las conexiones de acuerdo al diagrama de la Fig 2.3 y conectar a la fuente de alimentación. 2. Predisponer el comando del modulo de salida monofásica variable:

• Interruptor abierto • Variador completamente rotado en sentido anti horario

3. Activar el modulo de salida variable colocando el interruptor en “on” 4. Ajustar el nivel de voltaje a un valor indicado según la tabla de captura de datos (Tabla 2,1) en el devanado primario girando en variador en sentido horario. 5. Tomar la lectura de voltaje primario (Vp), corriente de primario (Io) y potencia de primario (Po) de los respectivos indicadores; realizar el registro en la tabla correspondiente (tabla 2.1) 6. Ajustar el voltaje (Vp) a un nivel mayor y registrar las mediciones indicadas en varias ocasiones. 7. Desactivar el modulo de salida monofásica 8. Realizar análisis de los resultados obtenidos Secuencia 2 (Prueba de corto circuito) 1. Realizar las conexiones de acuerdo al diagrama de la Fig 2.4 y conectar a la fuente de alimentación.

15

2. Predisponer el comando del modulo de salida monofásica variable: • Interruptor abierto • Variador completamente rotado en sentido anti horario

3. Activar el modulo de salida variable colocando el interruptor en “on” 4. Ajustar la corriente de un valor de cero al nivel de la corriente indicado en la tabla de captura de datos (Tabla 2,2) en el devanado primario girando en variador en sentido horario. 5. Tomar la lectura de voltaje primario (Vcc) y potencia de primario (Pcc) de los respectivos indicadores; realizar el registro en la tabla correspondiente (tabla 2.2) 6. Ajustar la corriente a los otros valores indicados en la tabla y registrar las mediciones. 7. Desactivar el modulo de salida monofásica 8. Realizar análisis de los resultados obtenidos


1 Transformador monofásico

DL 10103

1

Trainer para el estudio del transformador monofásico

DL 10103TG




DL 1155A


16

Esquema de alambrado: Diagrama topográfico de la Prueba de circuito abierto:

Fig 2.3 Prueba de circuito abierto

Diagrama topográfico de la prueba de corto circuito

Fig 2.4 Prueba de corto circuito

17

Tabulación de mediciones: Registro de mediciones de prueba de circuito abierto

Voltaje (Vp)

Corriente (Io)

Potencia (Po)

Cos φo

Formula de calculo

= ∙

44

40

36

32

28

24 Tabla 2.1 Registro de mediciones (prueba de circuito abierto)

Registro de mediciones de prueba de corto circuito

Corriente Icc

Voltaje Vcc

Potencia (Pcc)

Cos φcc

Formula de calculo

= ∙

1.5

1.3

1.2

1

0.9

0.75

0.6

Tabla 2.2 Registro de mediciones (prueba de corto circuito)

18

Conclusiones:

Notas:

19


Fecha:


Nombre: Construcción de un transformador monofásico



El alumno construye un transformador monofásico bajo parámetros especificados

Justificación: Al realizar los cálculos para la construcción de un transformador monofásico le permitirá al alumno


Laboratorio de máquinas eléctricas Actividades a desarrollar:

• Realizar los cálculos de diseño de transformador monofásico • Seleccionar el material necesario • Realizar las conexiones eléctricas de acuerdo a los diagramas • Realizar mediciones de voltaje primario y secundario. • Realizar cálculos para comprobar la relación de transformación. • Interpretar de manera adecuada los resultados obtenidos.


EP: Construir un transformador monofásico. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

Descripción: En la construcción de un transformador, se pondrá en práctica la metodología de cálculo de un transformador monofásico y el construcción de los devanados y de el ensamblado; esto nos permitirá verificar el funcionamiento, realizando algunas mediciones y pruebas.

20

Secuencia 1.- Realizar los cálculos para determinar el número de espiras y calibre de conductor. 2.- Construir las bobinas de primario y secundario (Fig 3.3) 3.- Montar bobinas en el núcleo (Fig 3.2 y Fig 3.4) 4.- Realizar prueba de relación de transformación (Practica LP1) 5.- Realizar conexiones trifásicas 6.- Realizar prueba de autotransformador. Material necesario:

Cantidad Material N de parte N de identificación

1 Núcleo ferro agnético

1 Alambre magneto




DL 1155A


Esquema y figuras:

Fig 3.1 Circuito de un transformador 1φ

Fig 3.2 Núcleo de tipo acorazado

21

Fig 3.3 Bobinas de un transformador 1φ

Fig 3.4 Transformador terminado

Cálculos realizados:

22

Tabulación de mediciones de pruebas: Registro de mediciones (Relación de transformación)

Voltaje primario

(Vp)

Voltaje secundario

(Vs)

Relación de transformación

(a)

120

Tabla 3.1 Registro de mediciones

Registro de mediciones de prueba de circuito abierto

Voltaje (Vp)

Corriente (Io)

Potencia (Po)

Cos φo

Formula de calculo

= ∙

3

6

9

12

15

24 Tabla 3.2 Registro de mediciones (prueba de circuito abierto)

Registro de mediciones de prueba de corto circuito Corriente

Icc Voltaje

Vcc Potencia

(Pcc) Cos φcc

Formula de calculo

= ∙

1.5

1.3

1.2

1

0.9

0.75

0.6

Tabla 3.3 Registro de mediciones (prueba de corto circuito)

23

Registro de mediciones de voltaje en conexión de autotransformador:

Prueba (n)

Voltaje primario

Vp

Voltaje secundario

Vs

Promedio de relación de

transformación

= + +

3

Notas

1

Autotransformador

elevador 2

3

1

Autotransformador

reductor 2

3 Tabla 3.4 Registro de mediciones (relación de transformación)

Resultados de mediciones de voltajes del transformador trifásico:

24

Conclusiones:

Notas:

25


Fecha:


Nombre: Parámetros de un motor de CC (Motor de Excitación Independiente)

Número : 4.1 Duración (horas) :


El alumno identifica las partes de los motores de CD. El alumno calcula los parámetros de operación de los motores de CD.

Justificación: Esta práctica le permitirá al alumno conocer los componentes de un motor de corriente directa, así como, calcular los parámetros de operación.




• Seleccionar los componentes requeridos del material didáctico • Identificar los componentes de un motor de CC • Identificar los parámetros de un motor de CD. • Realizar simulaciones del motor de CD en software disponible. • Interpretar de manera adecuada los resultados obtenidos. • Realizar reporte de práctica


ED: Reconoce las partes de un motor de CD ED: Simular el comportamiento de un motor de CD. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

26

Descripción: En el motor de corriente directa (CD) se alimenta al rotor la energía eléctrica por medio de escobillas, que como es obvio en este devanado fluirá una corriente en presencia de un campo magnético que interactuara con este y produce un torque que hace girar el motor. Aquí se identificaran los componentes de los motores de CD, así como la operación del motor en excitación independiente.

Secuencia: 1. Seleccionar el material 2. Identificar los componentes del motor de CD 3. Realizar la conexión de motor con excitación independiente. Fig 4.1 4. Ensamblar el grupo motor de cd-freno, utilizando el estator de la máquina de CD

completo con rotor conmutador y escobillas. 5. Conectar en el modulo de medición los amperímetros y voltímetros 6. Coloque el reóstato de arranque RA=80Ω con la máxima resistencia 7. Arrancar el motor de CD con excitación separada 8. Invertir el sentido de rotación, invirtiendo la conexión F1 y F6. Regrese a la conexión

original de sentido de giro 9. Con el grupo girando establezca en freno balanceado 10. Cuando se haya alcanzado la estabilidad térmica, controle la corriente de

excitación y mida el voltaje de excitación, el voltaje y la corriente del motor así como la velocidad.

11. El motor se carga gradualmente por medio del freno. La carga es llevada a cabo moviendo el peso G a una distancia b a partir de la posición cero y por lo tanto, por medio del voltaje variable directo 0÷40 V, su corriente de excitación es justada hasta que el sistema se equilibre nuevamente.

12. Verificando que la corriente de excitación sea una preestablecida lleve a cabo las mediciones para cada valor del brazo b mostrado en la tabla 4.1.


Modulo de alimentación

DL-10017

Modulo de medida eléctrica

DL-10060

Modulo de medida mecánica

DL-10050

Modulo de cargas reóstatos

DL-10283

Adaptador auxiliar DL-10284

Freno electromecánico

DL-10300A

Estator maquina de CD con excitación separada

DL-10280

27

Esquemas y figuras:

Fig 4.1 Motor de CD a excitación independiente

Registro de datos de prueba: V

(v) I

(A) Pin

(W) b

(m) G

(N) T

(Nm) n

(min-1) P

(w)

η (%)

0 3.5 0.02 3.5 0.04 3.5 0.06 3.5 0.08 3.5 0.1 3.5 0.12 3.5 0.14 3.5 0.16 3.5 0.18 3.5 0.2 3.5 0.22 3.5

Tabla 4.1 Registro de prueba de motor con excitación independiente

28

Graficas de resultados:

Grafica 4.1 Diagrama de potencia, velocidad, torque y eficiencia en función de la corriente

Grafica 4.2 Diagrama del torque en función de la velocidad

29

Conclusiones:

Notas:

30


Fecha:


Nombre:

Parámetros de un motor de CC

(Motor de Excitación en paralelo)











31

Descripción: En el motor de corriente directa (CD) se alimenta al rotor la energía eléctrica por medio de escobillas, que como es obvio en este devanado fluirá una corriente en presencia de un campo magnético que interactuara con este y produce un torque que hace girar el motor. Aquí se identificaran los componentes de los motores de CD y la forma de operación del motor en excitación en paralelo. Secuencia: 1. Seleccionar el material 2. Identificar los componentes del motor de CD 3. Realizar la conexión de motor con excitación en paralelo. Ver Fig 4.2 4. Ensamblar el grupo motor de cd-freno, utilizando el estator de la máquina de CD

completo con rotor conmutador y escobillas. 5. Conectar en el modulo de medición los amperímetros y voltímetros 6. Coloque el reóstato de arranque RA para la máxima resistencia. 7. Arrancar el motor de CD con excitación separada, excluyendo gradualmente y

completamente el reóstato de arranque. 8. Invertir el sentido de rotación, invirtiendo las conexiones de excitación 9. Después de arrancar el motor en vacio, aumentar por grados la carga al árbol y

manteniendo constante la tensión de alimentación variar la carga del motor. 10. Tomar datos de la velocidad, corriente y voltaje de armadura 11. Analizar la información 12. Realizar las graficas requeridas (Grafica 4.3 y 4.4) Material necesario: Cantidad Material N de parte N de identificación


DL-10281

Modulo de medición

DL-10282


DL-10283



DL-10300A

Esquemas y figuras:

Fig 4.2 Motor de CD a excitación en paralelo

32


(v) I

(A) Pin

(W) b

(m) G

(N) T

(Nm) n

(min-1) P

(w) η

(%)

0 3.5 0.02 3.5 0.04 3.5 0.06 3.5 0.08 3.5 0.1 3.5 0.12 3.5 0.14 3.5 0.16 3.5 0.18 3.5 0.2 3.5

Tabla 4.2 Registro de prueba de motor con excitación en paralelo



33


Conclusiones:

Notas:

34


Fecha:


Nombre:

Parámetros de un motor de CC

(Motor de Excitación en serie)











35

Descripción: En el motor de corriente directa (CD) se alimenta al rotor la energía eléctrica por medio de escobillas, que como es obvio en este devanado fluirá una corriente en presencia de un campo magnético que interactuara con este y produce un torque que hace girar el motor. Aquí se identificaran los componentes de los motores de CD y la conexión en seriedel motor de corriente direta. Secuencia: 1. Seleccionar el material 2. Identificar los componentes del motor de CD 3. Realizar la conexión de motor con excitación en serie. Fig 4.3 4. Ensamblar el grupo motor de cd-freno, utilizando el estator de la máquina de CD

completo con rotor conmutador y escobillas. 5. Conectar en el modulo de medición los amperímetros y voltímetros 6. Arrancar el motor de CD con excitación serie, arrancar con un tensión de 0 – 15 v,

absorbiendo alrededor de 5 A. 7. Invertir el sentido de rotación, invirtiendo la conexión D3 – D4. Regrese a la conexión

original de sentido de giro 8. Arrancar el motor bajo carga aumentando gradualmente la tensión de

alimentación hasta llegar a 40 V. 9. Manteniendo constante la tensión de alimentación relevar los valores de par y

corriente de armadura para cargas diversas. De modo de trazar las curvas electromecánicas del motor

10. Analice la información 11. Represente las curvas características. Material necesario: Cantidad Material N de parte N de identificación


DL-10281

Modulo de medición

DL-10282


DL-10283



DL-10300A

Esquemas y figuras:

Fig 4.3 Motor de CD a excitación en serie

36


(v) I

(A) Pin

(W) b

(m) G

(N) T

(Nm) n

(min-1) P

(w) η

(%)

0.10 4 0.12 4 0.14 4 0.16 4 0.18 4 0.20 4 0.22 4

Tabla 4.1 Registro de prueba de motor con excitación en serie



37


Conclusiones:

Notas:

38


Fecha:

Nombre de la asignatura:

Máquinas Eléctricas

Nombre: Arranque de un motor de CC



El alumno identifica las técnicas de arranque y control de velocidad de motores de CD.

Justificación:



• Seleccionar los componentes requeridos del material didáctico • Realizar las conexiones adecuadas de un motor de CD en banco de pruebas

disponible • Realizar reporte de práctica


ED: Arranque y control de velocidad de un motor de corriente continúa. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

Descripción: El arranque de motores eléctricos es el problema principal en la operación de las máquinas eléctricas por las corrientes elevadas de consumo. En los motores de corriente continua estas corrientes se reducen de forma sustancial con la inserción de resistencia en serie con la armadura de la máquina, que se conectan durante el periodo de arranque.

Secuencia: 1. Selección del material adecuado2. Realizar las conexiones de alambrado del 3. Conectar en serie con la armadura la resistencia de carga de a cuerdo con la Fig

5.2 y el esquema de arranque por relevadores temporizado4. Arrancar el motor 5. Tomar datos de arranque6. Analizare la información y realizar reporte de práctica

Material necesario: Cantidad Material

Modulo de máquinas eléctricas


Modulo de medición

Modulo automático de carga

Panelcomponentes electromecánicos

Esquemas y figuras:

Fig 5.1

Selección del material adecuado Realizar las conexiones de alambrado del motor de acuerdo a la Fig 5.1Conectar en serie con la armadura la resistencia de carga de a cuerdo con la Fig

y el esquema de arranque por relevadores temporizados en el modulo DL 10045

Tomar datos de arranque n y realizar reporte de práctica

Material N de parte N de identificación

Modulo de máquinas eléctricas

DL-10280


DL-10281

Modulo de medición

DL-10282

Modulo automático de carga

DL10045

Panel componentes electromecánicos

DL-2104G

Fig 5.1 Motor de CD a excitación independiente

Fig 5.2 Reóstato de arranque

39

motor de acuerdo a la Fig 5.1 Conectar en serie con la armadura la resistencia de carga de a cuerdo con la Fig

s en el modulo DL 10045

N de identificación

Fig 5.3 Circuito de arranque de un motor de CC

Registro de datos de prueba:

Circuito de arranque de un motor de CC con relevadores de retardo


(v) I

(A) Pin

(W) t

0 1 2 3 4

Tabla5.1 Resultados de mediciones

40

con relevadores de retardo

41


Grafica 5.1 Diagrama de corriente contra tiempo de arranque

Conclusiones:

Notas:

42


Fecha:


Nombre: Control de velocidad de un motor de CC



El alumno identifica las técnicas de arranque y control de velocidad de los motores de CD

Justificación: Esta práctica le permitirá identificar las diversas formas de control de velocidad de un motor de CD


Laboratorio de maquinas eléctricas


• Identificar las técnicas de arranque y control de velocidad para un motor de CD.

• Realizar las conexiones adecuadas del circuito de arranque para un motor de CD en el banco de pruebas disponible.

• Interpreta los resultados obtenidos


ED: Arranque y control de velocidad de un motor de CD. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

43

Descripción: Variar la velocidad de un motor eléctrico es vital en aplicaciones de automatización. Por esta razón se presenta de forma práctica un esquema de control de velocidad de motor de CC.

Secuencia: 1. Realizar los ajustes básicos del DL 2315 c:

a. P2=0 b. P5=1/Gn=0.5 c. P7=1/Gi=0.5 d. Cn=C2=10 µF e. Ci=C3=10 µF f. P6=Imax=100%

2. Encender el alimentador principal. Lentamente girar la referencia de la velocidad de le potenciómetro P2 y asegúrese que la velocidad pueda ser controlada entre 0 y un máximo apropiado.

3. Ajustar la velocidad en 3000 RPM. Abastecer el freno para que de esta manera la corriente de motor llegue en pasos hasta el máximo. Por cada paso hacer nota de la velocidad y la corriente.

4. Cambiar repentinamente la carga del motor y tratar de estimar el tiempo tomado para el motor, estabilizar su velocidad después de un incremento de carga y después de una diminución de la misma.

5. Tomar nota de la velocidad y corriente. 6. Dibujar la gráfica. 7. Realizar reporte de práctica.

Material necesario:


Motor DL 10220

Amperímetro

Freno DL 10300A

Base universal

Fuente de poder DL 10 305

Variador de velocidad para motor de CC

DL-2315C

44

Esquemas y figuras:

Fig 6.1 Motor de CD a excitación en serie


n (rpm)

I (A)

n (rpm)

I (A)

n (rpm)

I (A)

Tabla 6.1 Resultados de las mediciones

Gráfica de resultados:

Grafica 6.1 grafica de resultados.

45

Conclusiones:

Notas:

46


Fecha:


Nombre: Parámetros de un motor de CA monofásico



El alumno identifica las partes de un motor de inducción monofásico

Justificación:




• Identificar los parámetros de un motor de inducción. • Realizar simulaciones del motor de inducción en software disponible. • Interpretar de manera adecuada los resultados obtenidos.


EP: Identificar las partes de un motor monofásico EP: Arrancar un motor de inducción monofásico EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido. Descripción: Se verifica la operación de la operación de los motores de inducción monofásicos, así como el cambio de sentido de giro. También se verifican la relación par velocidad. Secuencia: 1. Seleccionar el material adecuado 2. Identificar las partes que conforman un motor de inducción monofásico 3. Realizar las conexiones de arranque:

a. Arranque en fase partida b. Arranque con capacitor c. Arranque y operación con capacitor (Fig 6.1)

47

4. Conectar el freno de electromagnético al motor 5. Aumentar la carga del motor 6. Tomar las mediciones de velocidad y carga 7. Graficar los datos obtenidos 8. Interpretar la información 9. Realizar reporte de práctica. Material necesario: Cantidad Material N de parte N de identificación

Sistema compatible (motor de CA)

DL 10280

Freno DL 10300A


Esquemas y figuras:

Fig 7.1 Motor de CA con arranque y operación con capacitor

Registro de datos de prueba: n

(rpm) I

(A) Par

48



Conclusiones:

Notas:

49


Fecha:


Nombre: Arranque de un motor de CA trifásico (Motor trifásico a jaula de ardilla a velocidad doble)



El alumno identifica las partes de los motores de inducción trifásica.

Justificación:


Laboratorio de Máquinas eléctricas


• Identificar las partes que componen a un motor de inducción trifásico. • Realizar las conexiones adecuadas del motor de inducción monofásico en banco

de pruebas disponible. • Realiza la medición de voltaje, corriente y velocidad de salida del motor de

inducción monofásico y trifásico. • Interpreta los resultados obtenidos


EP: Comprueba el funcionamiento de un motor de inducción trifásico midiendo voltajes de entrada y la velocidad de salida. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

Descripción: Para controlar el arranque de motores de CA trifásico se controla la velocidad al momento del arranque. El número de rpm del campo magnético rotativo creado por el devanado del estator depende del número de los polos por lo cual es posible variar la velocidad del motor cambiando el número de los polos a través de la conexión Dahlander.

50

Secuencia: 1. Seleccionar el material adecuado 2. Identificar las partes que conforman un motor de inducción trifásico 3. Realizar las conexiones de arranque 4. Arrancar el motor 5. Analizar el comportamiento de arranque 6. Realizar reporte de práctica.



DL 10280

Conmutador de polaridad

DL 10185


Medida de potencia eléctrica

DL-10060

Medida de potencia mecánica

DL-10050

Esquemas y figuras:

Fig 8.1 Motor de CA con arranque de un motor den conexión Dahlander

Conclusiones:

51

Notas:

52


Fecha:


Nombre: Control de velocidad de motores de CA (Variación de la frecuencia de alimentación)



El alumno identifica las técnicas de arranque y control de velocidad de los motores de CA

Justificación:



• Identificar las técnicas de arranque para un motor de CA. • Realizar las conexiones adecuadas del circuito de arranque para un motor de

CA en el banco de pruebas disponible. • Interpreta los resultados obtenidos


ED: Arranque y control de velocidad de un motor de CA. EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido.

Descripción: La variación de velocidad de los motores de CA trifásico se realiza de forma eficiente variando la frecuencia de la señal de alimentación, aquí se variara la frecuencia y se monitoreará el comportamiento de velocidad.

53

Secuencia:

54

14. Analizar los resultados obtenidos 15. Realiza reporte de práctica

Material necesario:



DL 10280


DL-10060


DL-10050

Osciloscopio


Variable frequency AC motor control

DL-2309C

Esquemas y figuras:

Fig 9.1 Control de velocidad variando la frecuencia de un motor trifásico

55


Tabla 9.1 Resultados de prueba



56

Conclusiones:

Notas:

57

Símbolos eléctricos Simbología de a cuerdo al a Norma IEC 1082-1 (diciembre 1992).

69

Lista de equipo de maquinas eléctricas

Cantidad

Descripción N° parte

1

Transformador Trifásico

DL-10100

1

Transformador monofásico

DL-10103

1

Estudio del transformador

DL-10103TG

1

Motor de excitación derivada

DL-10200

70

1

Freno magnético

DL-10300A

1


DL-10060

1


DL-10050

71

1

Load cell 100N

DL-2006D

1

Mesa de paralelo

DL-10310

1

Software prueba automática

DL-8330SW

1

Computerised data acqisition system via usb

DL-1893

72

1

Modulo automático para alimentación

DL-10017

1

Carga resistiva automática

DL10045

1

Alimentador automático para freno

DL10306

73

1

Speed control of DC motors

DL-2315C

1 Variable frequency AC motor control DL-2309C

1

Sistema compatible

DL-10280

1

Modulo de cargas y reóstatos

1 Soporte adaptador

1

Pole changing unit

1 Sistema de bloqueo y rotación

1 Banco base Con superficie de amplias dimensiones en madera blindad con patas cuadradas con pies regulables.

1

Controlador con lógica programable

Modulo de cargas y reóstatos

de bloqueo y rotación

Con superficie de amplias dimensiones en madera blindad con patas cuadradas con pies regulables. Controlador con lógica programable

74

DL-10283

DL-10284

DL-10185

DL-10285

Con superficie de amplias dimensiones en madera blindad con DL-1001-1

DL-2110A

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1

Panel componentes electromecánicos Tablero eléctrico para experimentar conexiones eléctricas industriales. Los componentes son conectados en el panel frontal a través de puntas de 2 mm para bajo voltaje y con puntas de 4 mm para las conexiones principales. La tarjeta incluye:

• 1 fuente de potencia, 24 V • 1 switch bipolar, 1 – 0 – 2 • 1 relevador térmico • 2 timers • 5 pushbuttons • 5 lámparas de señalización • 5 controles con contactos auxiliares

DL-2104G

1 Carretilla Realizada en tubo de acero con dos repisas y ruedas orientables.

DL-1015-2

1 Soporte para cables Estructura para mantener en orden los cables.

DL-1196

Nota: La información se extrajo directamente de los catálogos de fabricante

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Bibliografía

1. Máquinas Eléctricas; Chapman, Stephen, 2005, Editorial McGraw-Hill ISBN: 9701049470

2. Máquinas Eléctricas; Fitzgerald, Arthur E.; Kingsley, Charles & Umans, Stephen, 2004, Editorial

McGraw-Hill, ISBN: 970104052X

3. Máquinas Eléctricas, Análisis y Diseño con Matlab, Cathey, Jimmie, 2002, Editorial McGraw-Hill

ISBN: 970103645X

4. Control de motores eléctricos, Walter N. Alerich, 1994, Editorial Diana, ISBN: 968-13-0656-2

5. Manuales de fabricante de equipo de DeLorenzo (Revisar en Moodle; Curso de máquinas

eléctricas)

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Notas:

manual de practicas de maq elec

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