EL MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO

TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO

ÍNDICE TEMA: EL MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO OBJETIVOS: AL TERMINO DE DE LA SESIÓN EL PARTICIPANTE ESTARÁ EN CONDICIONES CONDICIONES DE EXPLICAR (HABLANDO) (HABLANDO) EL PRINCIPIO PRINCIPIO DE FUNCIONAMI FUNCIONAMIENTO ENTO DE DE UN MOTOR MOTOR DE INDUCC INDUCCIÓN IÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO, DADA LA INFORMACIÓN RELACIONADA; EN UN ALTO ALTO PORCENTAJE DE ACIERTO; RESPETANDO LAS NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL.

TEMA: ARRANQUE ARRANQUE POR RESISTENCIA RESISTENCIA ROTORICA ROTORICAS S DE UN MOTOR MOTOR DE INDUCCIÓN INDUCCIÓN TRIFÁSICO TRIFÁSICO DE ANILLOS DESLIZANTES OBJETIVOS: AL TERMINO DE LA SESIÓN EL PARTICIPANTE ESTARÁ EN CONDICIONES DE EXPLICAR (HABLANDO) (HABLANDO) EL PRINCIPIO PRINCIPIO DE FUNCION FUNCIONAMIEN AMIENTO TO DE UN MOTOR MOTOR DE INDUC INDUCCIÓN CIÓN TRIFÁSICO TRIFÁSICO ANILLOS ANILLOS DESLIZANTES, DESLIZANTES, DADA LA INFORMACIÓN INFORMACIÓN RELACIONADA; RELACIONADA; CON UN ELEVADO PORCENTAJE DE ACIERTO; RESPETANDO LAS NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL.


AUTOMATISMOS AUTOMATISMOS ELECTRICOS ELECTRICOS PROBLEMAS PROBLEMAS DE DISEÑO: DISEÑO: CASO DOS

Diseñar el automatismo del llenado de un depósito mediante 2 bombas. En el tablero de control control existe existe un pulsador pulsador de de arranque arranque SV, un pulsador pulsador de parada SVR y 3 pilotos que indican bombas bombas paradas (HR), (HR), una bomba arrancada (HV1) (HV1) y 2 bombas arrancadas arrancadas (HV2). También existe existe una seta de de emergencia. emergencia. Con las bombas bombas paradas, paradas, si se pulsa una vez SV se arranca arranca la primera primera bomba. Si se vuelve a pulsar pulsar SV se arranca arranca la segunda segunda bomba. Y si nuevamente se vuelve a pulsar SV se paran las bombas. El ciclo vuelve a iniciarse si se vuelve a pulsar pulsar SV.

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TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO 1.00TECNOLOGÍA ESPECÍFICA Y CONOCIMIENTOS APLICADOS: MOTOR DE ROTOR BOBINADO (ROTOR CON ANILLOS) 1.01 MOTOR TRIFÁSICO TRIFÁSICO DE ANILLOS ANILLOS ROSANTES Los motores motores trifásic trifásicos os más importa importante ntess son son los los asíncron asíncronos. os. Los diverso diversoss tipos tipos de de motor motores es se caracterizan caracterizan por las diferentes diferentes clases de rotores, rotores, dentro de los cuales cuales se encuentra el motor de rotor bobinado o de de anillos rozantes. rozantes. Como el motor en jaula de ardilla, tiene el inconveniente de que durante su funcionamiento no existe modo alguno de influir desde el exterior, exterior, sobre la corriente corriente del circuito rotórico. rotórico. En cambio esto es posible, posible, en un motor de rotor rotor bobinado y anillos anillos rozantes, rozantes, en el que puede variarse variarse la resistencia resistencia del circuito circuito del del rotor, rotor, conectando conectando resistores resistores adicionales, adicionales, pues pues los extremos extremos de los devanados devanados del rotor son son accesibles desde desde el exterior, exterior, a través de los los anillos rozantes. rozantes.

1.02 CONSTRUCCIÓ CONSTRUCCIÓN: N: El estator consta de de carcasa, carcasa, paquete de chapas chapas y devanado devanado estatórico estatórico y el el rotor rotor se apoya apoya en la carcasa por medio de cojinetes. El árbol del rotor lleva el paquete de chapas y los anillos rozantes. rozantes. El devanado rotórico rotórico está dispuesto dispuesto en las ranuras ranuras de dicho paquete de chapas. chapas. Siempre el devanado del del rotor tiene tres tres fases (devanado (devanado trifásico), trifásico), conectadas conectadas generalmente generalmente en estrella, estrella, y raramente raramente en triangulo triangulo.. A veces, el el devanado del rotor rotor está formado formado por dos fases fases (devanado (devanado bifásico), bifásico), conectado conectado en V (conexión delta abierta abierta o triangulo triangulo abierto), abierto), generalmente generalmente por motivos motivos económicos, ya que se ahorra ahorra uno de los resistores resistores de arranque arranque como en la fi

CURVAS DE ARRANQUE EN UN MOTOR DE ROTOR BOBINADO Y ANILLOS ROZANTES CON REÓSTATO DE ARRANQUE

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CONEXIÓN DEL DEVANADO DEL ROTOR EN UN MOTOR CON ANILLOS ROZANTES A) PARA DEVANADO TRIFÁSICO, B) PARA DEVANADO BIFÁSICO

El devanado del rotor rotor presenta un gran número número de espiras, y la sección de sus conductores conductores es pequeña. pequeña. Por lo tanto, la resistencia óhmica del devanado de un rotor bobinado bobinado y anillos rozantes será mucho mayor mayor que la del rotor rotor en jaula jaula de ardilla. ardilla. La conexión conexión trifásica trifásica se realiza dentro del devanado, devanado, estando estando el devanador devanador rotórico rotórico conectado siempre a tres anillos anillos rozantes. rozantes. La conexión con con los anillos anillos se realiza realiza a través través de tres tres escobillas escobillas de carbón. carbón. Los bornes bornes de las tres tres fases del devanado devanado del rotor rotor se denominan denominan K, L y M y el el punto neutro Q se saca saca al exterior a través de los anillos. Para el devanado devanado bifásico del rotor rotor conecte como se indica en la fig.1.55 fig.1.55 b. En los devanados devanados trifásicos trifásicos las tensiones tensiones existentes existentes entre los los tres anillos anillos rozantes rozantes son iguales. iguales. En los devanados devanados bifásicos la tensión tensión entre entre los bornes bornes K y Q es igual a la existente existente entre los bornes bornes L y Q, mientras mientras que la tensión que que se mide entre entre K y L será Ö2 veces mayor mayor que las otras otras dos. En las ranuras practicadas en la periferia del rotor se colocan unos bobinados idénticos a los del estator (figura). Generalmente Generalmente el rotor rotor es trifásico trifásico.. Un extremo de cada uno de los arrollamientos se conecta a un punto común (conexión estrella). 1.03 MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO BÁSICO Los extremos extremos libres pueden conectarse conectarse o a un conector centrífu centrífugo go o a tres anillos de cobre, aislados y que que giran giran con el rotor. rotor. Sobre estos anillos frotan unas escobil escobillas, las, a base de grafit grafito, o, conectadas al dispositivo de arranque. Verifique Verifique entre los acoplamientos acoplamientos para para un accionamiento accionamiento directo directo por medio de un un calibrador calibrador de hojas, para determinar si están paralelos. Utilice un vernier para alinear los ejes del motor y el elemento accionado.

USO DE HOJ AS CALIBRADOR AS

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ALINEACIÓN DEL EJE DEL MOTOR CON LA CARG A

TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO Compruebe que los bobinados Compruebe bobinados del motor no estén conecta conectados dos a masa (carcaza del motor), motor), por medio de una lámpara de prueba, prueba, como se indica en la Figura Figura El funcionamiento funcionamiento de una lámpara lámpara de prueba es muy similar a la forma de comprobar comprobar continuidad, continuidad, solo que en vez de emitir emitir sonido, sonido, al exist ex istir ir contin continuid uidad ad se en encen cende derá rá una luz. Compruebe entre cada una de los embobinados embobin ados a masa y entre cada uno de los bobinados. El funcionamiento de una lámpara de pr prue ueba ba es muy muy si simi millar a la la forma de comprobar continuidad, solo que en vez de emitir emitir sonido, sonido, al exist ex istir ir contin continuid uidad ad se en encen cende derá rá una luz.

1.04 MEDIDAS MEDIDAS DE SEGURIDAD SEGURIDAD Seleccione el tipo de carcaza del motor de acuerdo al lugar de instalación, dependiendo si se instalará instalará en lugares lugares húmedos o a la intemperie. intemperie. Debe vigilar que la conmutación, el arranque del motor de rotor bobinado y anillos rozantes entre un valor al siguiente no se efectué demasiado pronto, pues entonces la corriente consumida tendría intensidades excesivas Fig.1.59 debe conmutarse únicamente, cuando ya se haya alcanzado una frecuencia constante de giro. Los resistores de arranque no suelen estar dimensionados para el régimen permanente, ya que de no hacerlo a su debido tiempo, podrían calentarse excesivamente. 1.05 PROCESO PARA ARRANCAR ARRANCAR MOTOR TRIFÁSICO TRIFÁSICO DE ANILLOS ANILLOS ROZANTES Con estos tipos de motores se limita la intensidad de arranque sin perjudicar el par, porque se puede disponer de una resistencia elevada en el momento del arranque, y de una resistencia mucho menor cuando el motor haya alcanzado su velocidad de régimen, a este tipo de arranque se le conoce como: Arranque por resistencias rotóricas. rotóric as. Para ello es necesario conectar, en serie con las bobinas del rotor, unas resistencias exteriores que se van eliminando a medida que el motor va acelerando, hasta llegar a cortocircuitar el circuito del rotor, en el momento en que el motor haya alcanzado su velocidad nominal. MOTOR DE ANILLOS ROZANTES

REPRESENTACIÓN DE LAS RESISTENCIAS ROTÓRICAS 5

TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO Para la eliminación de los grupos de resistencias, se emplean contactores accionados por temporizadores, independientemente de la carga controlada por el motor. También es posible accionar accionar estor contactore contactoress mediante relés. relés. En este caso, el cierre cierre y la apertura de los mismos, está en función de la tensión o frecuencia rotóricas, factores que son proporcionales proporcionales al deslizamien deslizamiento to del rotor, rotor, y medibles entre entre los anillos colectores, colectores, a los cuales cuales van conectadas las resistencias exteriores. Es necesario tener tener presente, presente, que en este sistema de arranque, arranque, no se tiene una reducción de la tensión para para limitar la corriente corriente pico de arranque, arranque, porque porque el el estator se alimenta alimenta siempre siempre con la tensión total, y que las resistencias resistencias se intercalan intercalan en serie con el bobinado bobinado del rotor, las las cuales se irán eliminando eliminando progresivamente progresivamente en dos o más tiempos, tiempos, de acuerdo con la necesidad. Con este método, la corriente corriente pico de arranque se reduce en función de las resistencias rotóricas, rotóricas, mientras que el par de arranque se incrementa. A medida que la velocidad ve locidad aumenta, el par decrece, por tanto más rápidamente cuanto c uanto mayor sea la resistencia resistencia en el circuito circuito del rotor. rotor.

ARRANQUE POR MEDIO DE RESISTENCIAS ROTÓRICAS 6

TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO Tras cada desconexión desconexión de un grupo grupo de resistencias, resistencias, el par y la intensidad toman toman los valores correspondient correspondientes es en la nueva resistencia resistencia rotórica intercalada. intercalada. Este sistema permite adaptar el par durante durante el arranque, así como las corrientes corrientes pico, de acuerdo con las necesidades necesidades propias propias de la instalación. Existen casos casos especiales, en los cuales cuales las mismas resistencias resistencias se emplean para para controlar controlar la velocidad velocidad del motor. motor. En estos casos, las resistencias resistencias deben dimensionars dimensionarse e para realizar realizar este trabajo, trabajo, por cuanto el paso de corriente corriente por ella es es mucho más prolongado prolongado que en un simple arranque, arranque, reduciendo reduciendo el rendimiento rendimiento del del sistema, por lo cual resulta resulta muy práctico regular la velocidad del motor motor entre entre límites de tiempo muy largo. A. Construcción de arrancadores por resistencias rotóricas: El arrancador arrancador está conformado por las resistencias resistencias rotóricas, rotóricas, un contactor para conectar conectar el estator a la línea línea de alimen alimentac tación, ión, y dos dos o más cont contacto actores res y temporiz temporizado adores res para para elimina eliminarr las resistencias. El contactor contactor que conecta el estator estator a la red debe estar calculado para para la intensidad nominal, nominal, mientras mientras que los contactores contactores que que cortocircuit cortocircuitan an las las resistencias resistencias se calculan en función función de de la intensidad intensidad rotórica rotórica y del sistema que se adopte adopte para cortocircuita cortocircuitarr cada grupo de resistencias. resistencias. Este sistema permite permite adaptar adaptar el par de arranque y las corrientes corrientes pico correspondiente correspondientes, s, a las necesidades necesidades propias propias de la instalación. instalación. Las resistencias resistencias pueden irse eliminando, eliminando, de acuerdo con un tiempo fijo, o en función de la carga que debe debe accionar el motor. motor. Se necesitan seis seis conductores conductores entre el arrancador arrancador y el motor. Estos arrancadores se construyen normalmente para máquinas que deben arrancar a plena carga y bajo pedido. pedido. La conexión de de una resistencia resistencia sobre el el rotor reducirá reducirá su velocidad tanto tanto más, cuanto cuanto más elevada sea la resistencia. resistencia.

VENTAJAS Reducción de la intensidad de arranque. Mejor Mejor par de arra arranque nque respe respecto cto al motor motor con rotor rotor en jaula jaula de ardilla ardilla.. Permite arranques de mayor duración que el motor con rotor en jaula de ardilla. Fácil inversión e giro. • •

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INCONVENIENTES Motor de costo elevado Requiere un equipo de resistencias adecuado al motor. Mayor Mayor manteni mantenimien miento to a causa causa de los anillos anillos rozantes. Mayores Mayores dimensiones dimensiones del motor motor . • •

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1.06 CARACTER CARACTERÍSTI ÍSTICAS CAS PRINC PRINCIPAL IPALES ES DEL MOTOR MOTOR ASÍN ASÍNCRO CRONO NO CON CON ROTOR ROTOR BOBINADO: Corriente de arranque: Ia ≤ 2.5 In. Par de arranque: Ma ≤ 2.5 Mn. Tiem Tiempo po med medio del del ar arranq ranque ue:: 3 tiem tiempo pos, s, 2.5 2.5 s. s. 4 a 5 tie tiemp mpo os, 5 s. s.

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SE MUESTRA UN ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE ANILLOS ROZANTES

1.07 APLICACIÓN APLICACIÓN DE DE ESTE ARRANQUE: ARRANQUE: Para máquinas de arranque en carga, de arranque progresivo, de arranques poco frecuentes.

CURVA DE DE INTENSIDAD INTENSIDAD Y PAR

1.08 FÓRMULAS ELÉCTRICAS PARA EL CÁLCULO CÁLCULO DE LOS DIFERENTES ELEMENTOS PARA EL ARRANQUE DEL DE L MOTOR CON ROTOR BOBINADO 1.08.1 INTENSIDAD INTENSIDAD ROTÓRICA ROTÓRICA (Ir). Ir = 666 x P Ur Donde: Ur: Tensión rotórica P: Potencia en kW.

Ir = 491 x P1 Ur

TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO P1: Potencia en CV 1.08.2 RESISTENCIA RESISTENCIA UNIDA (Ru) En circuito trifásico.

Ru = 333 x P Ir 2

Ru = 245 x P1 Ir 2

Donde: P: Potencia en kW Ir: Intensidad rotórica P1: Potencia en CV

En un circuito bifásico

Ru = 500 X P Ir 2 1.08.3 VALOR DE DE LA RESISTENCIA RESISTENCIA Rtotal = Donde: Rtotal: r: 1ª punt punta: a:

Ru = 368 X P1 Ir 2 Ru - r 1ª punta

Valor de la resistencia por fase. Resistencia interna del motor. Punt Punta a de de int inten ensi sida dad d pre previ vist sta a par para a el el arra arranq nque ue..

DOS DIAGRAMAS DISTINTOS PARA EL ARRANQUE ARRANQUE DE UN MOTOR DE ANILLOS ROZANTES

1.08.4 VALORES VALORES INTERMEDIOS INTERMEDIOS DE LA RESISTENCIA (Rf). Rf = Ru + r -r Punta Donde: Rf: Resistencia por fase para un tiempo.

TEMA: EL MOTOR DE DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO Rp: Resistencia Resistencia total ( 2º tiempo tiempo ) o resistencia precedente. precedente. Punta: Punta Punta de intensidad deseada para un tiempo tiempo determinado. determinado.

1.08.5 PUNTA DEL DEL ÚLTIMO ÚLTIMO TIEMPO TIEMPO (Punta) Punta = Rp + r r

1.08.6 INTENSIDAD INTENSIDAD MEDIA (Imedia) Imedi Imedia a = Ir + Ip – Ir 3

(b)

VALORES DE REFERENCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS DE MOTORES EN CONEXIÓN DAHLANDER. (A) MOTOR CON VELOCIDADES DE NS=1,500/3,000 Min (B) MOTOR CON VELOCIDADES DE NS=750/1,500 Min


COMPRUEBE LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN, POR MEDIO DE UN MULTÍMETRO

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TEMA: EL MOTOR MOTOR DE INDUCCIÓ INDUCCIÓN N RIFÁSICO ROTOR DEVANADO

PARTES D L MOTOR ANILLOS ROSANTES

PARTES D L MOTOR ANILLOS ROSANTES

TEMA: EL MOTOR MOTOR DE INDUCCIÓ INDUCCIÓN N RIFÁSICO ROTOR DEVANADO 1.09 MEDIDAS MEDIDAS DE SEGURIDAD SEGURIDAD A continuación se indican las consid raciones mínimas necesarias necesarias para para realizar realizar la instalación y montaje montaje de motores motores eléctri eléctricos cos trifási trifásicos de tens tensione ioness conmuta conmutable bles, s, polos polos co mutables y de anillos anillos rozante rozantes. s. Por tanto tanto,, antes antes de e ergizar el motor:  Utilice la ropa adecuada (guantes d electricista, botas con puntas de acero, le tes protectores, etc.) para evitar cualquier accidente, de tipo eléctrico o mecánico, en el mome to del montaje, instalación, instalación, y mantenimiento mantenimiento de los m tores eléctricos trifásicos. ultímetro) que las conexiones estén reali adas según los  Compruebe (con la ayuda de un diagramas indicados. tue rcas estén bien apretadas al montar el motor.  Asegúrese de que las tuercas  Cerciórese que el motor esté efecti vamente conectado a tierra, para evitar cu lquier descarga accidental por defectos de aislamiento o fallas en la red.  Compruebe que los elementos de control tales como: contactores, temporizadores, luces piloto, etc., tengan tengan el tipo (AC o CD), CD), como nivel de tensión (220, 110, 48 ó 24 V) adecua do. Tenga Tenga en cuenta cuenta,, que que este este tipo tipo de ar anques anques (tensio (tensiones nes conmuta conmutable bles, s, polos polos c nmutables y de anillos rozantes) rozantes) no pueden ser reali reali ados en cualquier cualquier tipo de motor, motor, ya que eben satisfacer ciertas características características importantes. importantes.

CONEXIÓN DE MOTOR ASÍNCRONO CON ROTOR BOBINADO


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