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Informe Sobre Bobinado de d e un Motor Trifásico De Inducción A: Ing. Luis Cartagena Cháe! "ocente ETM#$%&
De: Uni. Condori 'aco (oa)uin Fecha: &* de +unio de &,-
Ref.:
Bobinado de un Motor Trifásico Trifásico De Inducción
Sr Docente: 'ongo a su consideraci/n el 0resente in1orme sobre el bobinado de un motor tri1ásico de inducci/n en 1echa & de +unio de &,- a horas -23,, 0m.
OBJTI!OS: Ob"eti#os $enera%es: • •
Es la de com0render como se reali!a rebobinado de un motor tri1ásico de inducci/n. Ad)uirir habilidades 4 conocimientos al rebobinar un motor tri1ásico de inducci/n.
Ob"eti#os s&ec'(cos: • • •
5econocer las 0artes constructias de un motor tri1ásico de inducci/n. Identi6car haciendo un análisis de cual hubiese sido la 1alla del motor. 5eali!ar su res0ectio 0lan de arrollamiento e identi6car el ti0o de bobinado de este.
MAR)O TORI)O: *ue es un Motor Trifásico De Inducción.+ Es una má)uina el7ctrica rotatia8 ca0a! de conertir conertir la energía energía el7ctrica el7ctrica tri1ásica tri1ásica suminis suministrad trada8 a8 en energía energía mecánica mecánica.. La energía energía el7ctrica el7ctrica tri1ásica origina cam0os magn7ticos rotatios en el bobinado del estator 9o 0arte 6+a del motor:. Los motores el7ctricos tri1ásicos8 se 1abrican en las más diersas 0otencias8 desde una 1racci/n de caballo hasta arios miles de caballos de 1uer!a 9;':8 se los constru4e 0ara 0rácticamente8 todas las tensiones 4 1recuencias 1recuencias 9, 4 %, ;!: normali!adas 4 mu4 a menudo8 están e)ui0ados 0ara traba+ar a dos tensiones nominales distintas. ,rinci&io de Funcionamiento Funcionamiento Cuando la corriente atraiesa los arrollamientos de las tres 1ases del motor8 en el estator se origina un cam0o magn7tico )ue induce corriente en las barras del rotor.
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"icha corriente da origen a un
Ti&os De Motores Trifásicos De Inducción.+ MOTORS D I-D))IO- D JA/A D ARDI//A )/AS A El motor clase A es un motor de +aula de ardilla normal o estándar 1abricado 0ara uso a elocidad constant constante. e. Tiene Tiene grandes áreas áreas de ranuras 0ara una mu4 buena disi0aci/n disi0aci/n de calor8 calor8 4 barras con ranuras ondas en ondas en el motor. motor. "urante el 0eriodo de arran)ue8 la densidad de densidad de corriente es alta cerca de la su0er6cie del rotor> durante el 0eriodo de la marcha8 la densidad se distribu4e con uni1ormidad. Esta di1erencia origina algo de alta resistencia 4 resistencia 4 ba+a reactancia de arran)ue8 con lo cuál se tiene un 0ar 0ar de arra arran) n)ue ue entr entre e -. -. 4 -.? -.? ece ecess el nomi nomina nall 9 a 0len 0lena a ca carg rga: a:.. El 0ar 0ar de arra arran) n)ue ue es relatiamente alto 4 la ba+a resistencia del rotor 0roducen una aceleraci/n bastante rá0ida hacia la elocidad nominal. Tiene la me+or regulaci/n de elocidad 0ero su corriente de arran)ue aría entre 4 ? eces la corriente nominal normal8 haci7ndolo menos deseable 0ara arran)ue con línea8 en es0ecial en los tama@os grandes de corriente )ue sean indeseables. MOTORS D I-D))IO- D JA/A D ARDI//A )/AS A A los motores de clase B a eces se les llama motores de 0ro0/sito general> es mu4 0arecido 0arecido al de la clase A debido al com0ortamiento de com0ortamiento de su desli!amiento#0ar. Las ranuras de su motor están embebidas algo más 0ro1undamente )ue el los motores de clase A 4 esta ma4or 0ro1undidad tiende a aumentar
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la reactancia de arran)ue 4 la marcha del rotor. Este aumento reduce un 0oco el 0ar 4 la corriente de arran)ue. Las corrientes de arran)ue arían entre 2 4 eces la corriente nominal en los tama@os ma4ores de ;' se sigue usando arran)ue arran)ue a olta+e reducido. reducido. los motores de clase B se 0re6eren sobre sobre los de la clase A 0ara tama@os ma4ores. Las a0li Las a0lica caci cion ones es tí0i tí0ica cass co com0 m0rrende enden n las las bombas centr entrí1 í1ug ugas as de im0u im0uls lsi/ i/n n8 las las má)uinas herramientas 4 herramientas 4 los so0ladores. MOTORS D I-D))IO- D JA/A D ARDI//A )/AS ) Estos motores tienen un rotor de doble +aula de ardilla8 el cual desarrolla un alto 0ar de arran)ue 4 una menor corriente de arran)ue. "ebido a su alto 0ar de arran)ue8 acelera rá0idamente8 sin embargo cuando se em0lea en grandes cargas8 se limita la disi0aci/n t7rmica del motor 0or )ue la ma4or 0arte de la corriente se concentra en el deanado su0erior. En condiciones de arran)ue 1recuente8 el rotor tiene tendencia a sobre calentarse se adecua me+or a grandes cargas re0entinas 0ero de ti0o de ba+a inercia. Las a0licaciones de os motores de clase C se limitan a condiciones en las )ue es di1ícil el arran)ue como en bombas 4 com0resores de com0resores de 0ist/n MOTORS DI-D))IO- D JA/A D ARDI//A )/AS D Los motores comerciales de inducci/n de +aula de ardilla clase " se conocen tambi7n como de alto 0ar 4 alta resistencia. Las barras del rotor se 1abrican en aleaci/n de alta resistencia 4 se colocan en ranuras cercanas a la su0er6 su0er6cie cie o están están embebi embebidas das en ranur ranuras as de 0e)ue@ 0e)ue@o o diámet diámetro ro.. La relac relaci/n i/n de resis resisten tencia cia a reactancia del rotor de arran)ue es ma4or )ue en lo motores de las clases anteriores. El motor está dise@ado 0ara sericio 0esado sericio 0esado de arran)ue8 encuentra su ma4or a0licaci/n con cargas como ci!allas o tro)ueles8 )ue necesitan el alto 0ar con a0licaci/n a carga re0entina la regulaci/n de elocidad en esta clase de motores es la 0eor. MOTORS D I-D))I0- D JA/A D ARDI//A D )/AS F Tambi7n Tambi7n conocidos como motores de doble +aula 4 ba+o 0ar. 0ar. Están dise@ados 0rinci0almente 0rinci0almente como motores de ba+a corriente8 0or)ue necesita la menor corriente de arran)ue arran)ue de todas las clases. Tiene una alta resistencia del rotor tanto en su deanado de arran)ue como en el de marcha 4 tiende a aumentar la im0edancia de arran)ue 4 de marcha8 4 a reducir la corriente de marcha 4 de arran)ue. El rotor de clase F se dise@o 0ara rem0la!ar al motor de clase B. El motor de clase F 0roduce 0ares de arran)ue a0ro=imadamente -.& eces el 0ar nominal 4 ba+as corrientes de arran)ue de & a 2 eces la nominal. Los motores de esta clase se 1abrican de la ca0acidad de & h0 0ara sericio directo de la línea. "ebido a la resistencia del rotor relatiamente alta de arran)ue 4 de marcha8 estos motores tienen menos regulaci/n regulaci/n de olta+e de los de clase B8 ba+an ca0acidad de sobrecarga 4
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en gener general al de ba+a ba+a e6ciencia de e6ciencia de 1uncionamiento. Sin embargo8 cuando se arrancan con grandes cargas8 las ba+as de corrientes de arran)ue eliminan la necesidad de e)ui0o 0ara olta+e reducido8 an en los tama@os grandes. Motor de Inducción + Rotor De#anado Los motores de inducci/n con 5otor "eanado8 a 0esar de costos mas eleado8 son com0arados con los motores de +aula de ardilla8 ardilla8 0or)ue hacen 0osibles im0ortantes enta+as de a0licaci/n 0or encima de estos. ;ist/ricamente han sido utili!ados 0ara 0artir cargas de alta inercia o )ue e=i+an con+ugados de 0artida eleados8 o aunada8 cuando el sistema de accionamiento re)uiere 0artidas suaes. Con re/stato lí)uido o con un sistema estático de control de elocidades8 los motores anteriores son una im0ortante alternatia donde se re)uieren 1ases limitadas de control de elocidades.
A&%icaciones de n Motor Trifásico Trifásico De Inducción.+ A,/I)A)IO-S I-DSTRIA/S D /OS MOTORS El motor de inducci/n8 en 0articular el de ti0o de +aula de ardilla8 es 0re1erible al motor de corriente continua continua 0ara traba+o traba+o con elocidad elocidad constante8 constante8 0or)ue el costo costo inicial inicial es menor 4 la ausencia de conmutador reduce el mantenimiento mantenimiento.. Tambi7n ha4 menos 0eligro de incendio en muchas industrias industrias88 como aserraderos8 molinos de granos8 1abricas te=tiles 4 1abricas de 0/loras. El uso del motor de inducci/n en lugares como 1abricas de cementos es enta+oso8 0ues8 debido al 0olo 6no8 es di1ícil el mantenimiento de los motores de corriente continua. 'ara traba 'ara traba+o +o de eloc elocida idad d ariab ariable8 le8 como como es gras gras88 ma malac lacate ates8 s8 ele elead ador ores es 4 0ara 0ara eloci elocidad dades es a+ustables8 las características del motor de corriente continua son su0eriores a las del motor de inducci/n. Incluso en este caso8 0uede conenir 4 ser deseable utili!ar motores de inducci/n 4a )ue sus características menos deseables )uedan más )ue com0ensadas 0or su sencille! 4 0or el hecho de )ue la corriente corriente alterna es más accesible 4 0ara obtener corriente continua8 suelen ser necesarios los cone conerti rtidor dores. es. Cuand Cuando o ha4a ha4a )ue ali alime menta ntarr alumb alumbrad rados os 4 motor motores es con con el mism mismo o sistema de corriente alterna8 se utili!a el sistema tri1ásico8 de cuatro conductores de &,-&, D. Esto 0ermite tener &, D tri1ásico 0ara los motores 4 -&, D de 1ase a neutro 0ara las lám0aras. La elocidad a 0lena carga8 el aumento de tem0eratura8 la e6ciencia e6ciencia 4 4 el 1actor de 0otencia8 así como el aumento aumento má=im má=imo o de torsi/n torsi/n 4 4 la torsi/n al arran)ue8 han sido desde hace mucho tiem0o los 0arámetr 0arámetros os de inter7s inter7s en en la a0licaci/n 4 com0ra de motores. tras consideraciones es el 1actor de sericio. El 1actor de sericio de un motor de corriente alterna es un multi0licador a0licable a la 0otencia nominal en caballos. Cuando se a0lica en esa 1orma8 el resultado es una carga 0ermisible en caballos en las condiciones es0eci6cadas 0ara el 1actor de sericio. Cuando se o0era a la carga del 1act 1actor or de ser seric icio io88 con con un 1act 1actor or de ser seric icio io de -8- -8- o ma ma4o 4or8 r8 el aume aument nto o 0er 0ermisi misibl ble e en la tem0eratura ocasionado 0or resistencia es el siguiente3 aislamiento clase A8 ?, C> clase B8 *, C> clase F8 -- C. Se re)uieren alo+amientos8 cone=iones8 sellos8 sistemas sistemas de de entilaci/n8 dise@o dise@o electromagn7tico8 electromagn7tico8 etc.8 es0eciales cuando el motor a a 1uncionar en condiciones inusitadas de sericio8 como la e=0osici/n a3 •
'olos combustibles8 e=0losios8 abrasios o conductores.
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Condiciones de 0elusa o mugre e=cesias8 en donde la acumulaci/n de mugre 4 0olo 0odría entor0ecer la entilaci/n.
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Da0ores )uímicos o a0ores 4 gases gases in
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5adiaci/n nuclear.
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Da0or8 aire aire cargado cargado de sal o a0ores de aceite aceite..
•
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Luga Lugarres hme hmedo doss o mu4 mu4 seco secos8 s8 calor radi radian ante te88 in1e in1est stac aci/ i/n n de 0lag 0lagas as o atm atm/s1e /s1eras ras )ue 1aore!ca el crecimiento de hongos hongos..
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Cho)ues8 ibraciones o carga mecánica e=terna8 anormales.
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Em0u+e a=ial o 1uer!as laterales anormales sobre el e+e del motor.
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"esiaci/n e=cesia de la intensidad de olta+e.
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Factores de desiaci/n del olta+e de línea )ue e=cedan de -, G.
•
"ese)uilibrio "ese)uilibrio ma4or )ue el - G en el olta+e de línea.
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Situaciones en donde se re)uiere ba+o niel de ruido ruido..
•
Delocidades ma4ores )ue la elocidad má=ima es0eci6cada.
•
Funcionamiento en un cuarto mal entilado8 en 1osas o con el motor inclinado.
•
•
•
Cargas torsionales de im0acto8 sobrecarga anormales re0etidas8 1uncionamiento en resera o 1renado el7ctrico. Funcionamiento con la má)uina im0ulsada 0arada con cual)uier deanado e=citado en 1orma constante. 0eraci/n con ruido mu4 ba+o trans0ortado trans0ortado 0or la estructura estructura o o en aire.
,RO,/SIO-S /)TRI)AS $r1as 2 ma%acates: El ma%acates: El motor de corriente continua e=citador en serie es el )ue me+or se ada0ta a gras 4 malacates. Cuando la carga es 0esada8 el motor reduce su elocidad en 1orma automática 4 desarrolla un momento de torsi/n creciente8 con el cual se reducen las cargas 0icos en el sistema el7ctrico. Con cargas ligeras8 la elocidad aumenta con ra0ide!8 con el cual se logra una gra )ue traba+a con más ra0ide!. El motor en serie tambi7n está bien ada0tado 0ara im0ulsar el 0uente de las gras ia+eras 4 tambi7n al carro )ue se muea a lo largo del 0uente. Cuando solo se dis0one de corrie corrient nte e alter alterna na 4 no resu resulta lta econ/m econ/mico ico coner conertir tirla8 la8 el motor motor de inducc inducci/n i/n del ti0o ti0o de anillo anillo desli!ante8 con control control de de resistencia e=terna8 es el me+or ti0o de motor de corriente alterna. Tambi7n se utili!an motores de +aula de ardilla con anillos e=tremos de alta resistencia8 0ara 0roducir un eleado momento de torsi/n al arran)ue 9Motores clase D:. A&%icaciones de %os momentos de torsión constante. Las constante. Las bombas bombas de de 0ist/n8 molinos8 e=trusores 4 batidoras 0ueden re)uerir un momento de torsi/n constante en toda su ariedad de elocidad. Estas Estas re)u re)uier ieren en un motor motor de inducc inducci/n i/n +aula +aula de ardil ardilla8 la8 dise@o dise@o clase clase ) o D )ue tienen un alto
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momento de torsi/n de arran)ue8 0ara alcan!ar su elocidad nominal. Cuando debe ariarse la elocidad estando 4a en moimiento el motor8 0uede usarse un motor de C.C de olta+e de armadura armadura ariable o un motor de inducci/n +aula de ardilla de 1recuencia ariable. Bombas centr'fu3as. El centr'fu3as. El ba+o H& 4 el ba+o momento de torsi/n de arran)ue hacen )ue los motores +aula de ardilla dise@o B de 0ro0/sito general sean los 0re1eridos 0ara esta a0licaci/n. Cuando se re)uieren un
)ircuito $enera% De% Motor Trifásico Trifásico De Inducción.+
Dia3rama fasoria%. "e las ecuaciones - 8-% -?8 -* 4 &, se deduce )ue el circuito e)uialente es3
)ircuito e4ui#a%ente con transformador idea%. 'asando 0or los 0arámetros del rotor al estator8 0ara eliminar el trans1ormador ideal8 se obtiene 3
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)ircuito e4ui#a%ente sim&%i(cado. Eliminando las 0rimas del rotor 0or comodidad 4 re0resentando 5& s como ariable8 tenemos 3
)ircuito e4ui#a%ente (na%. s7 se conierte en "e a)uí se 0uede er )ue de la 0otencia total suministrada al rotor8 la 1racci/n 56 + s7 se 0otencia mecánica 4 la 1racci/n s se disi0a en las 07rdidas en su 0ro0io cobre. cobre. 'or lo tanto8 un motor de inducci/ inducci/n n )ue traba+a traba+a con gran desli!am desli!amiento iento es necesari necesariamen amente te de mu4 ba+o rendimi rendimiento8 ento8 entonces8 el circuito e)uialente es3
)ircuito e4ui#a%ente8 con &9rdidas en e% cobre. JTA3 Todos los 0arámetros 4 circuitos están re1eridos al 0rimario.
Formas Formas "e Arran)ue.# "urante la 0uesta en tensi/n de un motor8 la corriente solicitada es considerable 4 0uede 0roocar una caída de tensi/n )ue a1ecte al 1uncionamiento de los rece0tores8 es0ecialmente en caso de insu6ciencia de la secci/n de la línea de alimentaci/n. alimentaci/n. En ocasiones8 la caída 0uede llegar a
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ser 0erce0tible en los a0aratos de alumbrado. 'ara 0oner remedio a estos inconenientes8 ciertos reglamentos sectoriales 0rohíben el uso de motores de arran)ue directo )ue su0eren cierta 0otencia. tros se limitan a im0oner la relaci/n entre la corriente de arran)ue 4 la nominal en base a la 0otencia de los motores. Los motores de +aula son los nicos )ue 0ueden aco0larse directamente a la red 0or medio de un e)ui0o sim0le. Tan Tan s/lo las e=tremidades e=tremidades de los deanados del estator sobresalen sobresalen de la 0laca 0laca de bornas. bornas. "ado )ue )ue el 1abricante determina determina de manera de6nitia las Características Características del rotor8 los distintos 0rocesos de arran)ue arran)ue consisten 0rinci0almente en hacer ariar la tensi/n en las bornas del estátor. En este ti0o de motores8 cu4a 1recuencia es constante8 la reducci/n de la 0unta de corriente conllea de manera automática una 1uerte reducci/n del 0ar. Arran4ue directo Se trata del modo de arran)ue más sencillo en el )ue el estator se aco0la directamente a la red. El motor se basa en sus características naturales 0ara arrancar. En el momento de la 0uesta ba+o tensi/n8 el motor acta como un trans1ormador cu4o secundario8 1ormado 0or la +aula mu4 0oco resistente del rotor8 está en cortocircuito. La corriente inducida en el rotor es im0ortante. La corriente 0rimaria 4 la secundaria son 0rácticamente 0ro0orcionales. 'or tanto8 se obtiene una 0unta de corriente im0ortante en la red 3 I arran)ue K a l nominal. El 0ar de arran)ue medio es3 C arran)ue K ,8 a -8 C nominal. A 0esar de las enta+as )ue conllea 9sencille! del e)ui0o8 eleado 0ar de arran)ue8 arran)ue8 arran)ue rá0ido8 ba+o coste:8 s/lo es 0osible utili!ar el arran)ue directo en los siguientes casos3 la 0otencia del motor es d7bil con res0ecto a la de la red8 0ara limitar las 0erturbaciones )ue 0rooca la corriente solicitada8 la má)uina accionada no re)uiere un aumento 0rogresio de elocidad 4 dis0one de un dis0ositio mecánico 90or e+em0lo8 un reductor: )ue im0ide el arran)ue brusco8 el 0ar de arran)ue debe ser eleado. 'or el contrario8 siem0re )ue3 la caída de tensi/n 0roocada 0or la corriente solicitada 0ueda 0erturbar el buen 1uncionamiento de otros a0aratos conectados a la misma línea8 la má)uina accionada no 0ueda admitir sacudidas mecánicas8
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la seguridad o la comodidad de los usuarios se ea com0rometida 90or e+em0lo8 en el caso de las escaleras mecánicas:8 será im0re será im0resc scind indibl ible e recur recurrir rir a una artima artima@a @a 0ara 0ara dismi disminu nuir ir la corrie corriente nte sol solici icitad tada a o el 0ar de arran)ue. En estos casos8 el medio más utili!ado consiste en arrancar el motor ba+o tensi/n reducida. Arran4ue estre%%a+trián3u%o S/lo es 0osible utili!ar este modo de arran)ue en motores en los )ue las dos e=tremidades de cada uno de los tres deanados estat/ricos uelan a la 0laca de bornas. 'or otra 0arte8 el bobinado debe reali!arse de manera )ue el aco0lamiento en triángulo corres0onda con la tensi/n de la red3 0or e+em0lo8 en el caso de una red tri1ásica de $, D8es 0reciso utili!ar un motor bobinado a $, D en triángulo 4 %%, D en estrella. El 0rinci0io consiste en arrancar el motor aco0lando los deanados en estrella a la tensi/n de la red8 lo )ue e)uiale a diidir la tensi/n nominal del motor en estrella 0or 9en el e+em0lo anterior8 la tensi/n de la red $, D K %%, D
:.
La 0unta de corriente durante el arran)ue se diide 0or $3 Id K -8 a &8% In Un motor de $, D%%, D aco0lado en estrella a su tensi/n nominal de %%, D absorbe una corriente $ eces menor )ue si se aco0la en triángulo a $, D. "ado )ue el aco0lamiento en estrella se reali!a a $, D8 la corriente corriente se diide nueamente 0or total de $.
. 'or tanto8 se diide 0or un
El 0ar de arran)ue se diide igualmente 0or $8 4a )ue es 0ro0orcional al cuadrado de la tensi/n de alimentaci/n3 alimentaci/n3 Cd K ,8& a ,8 Cn La elocidad del motor se estabili!a cuando se e)uilibran el 0ar del motor 4 el 0ar resistente8 normalmente normalmente entre el ? 4 G de la elocidad nominal. En ese momento8 los deanados se aco0lan en triángulo 4 el motor rinde segn sus características naturales. Un tem0ori!ador se encarga de contr controla olarr la transi transici/ ci/n n del aco0la aco0lami mient ento o en estre estrella lla al aco0la aco0lami mient ento o en trián triángu gulo lo.. El cier cierre re del contactor de triángulo se 0roduce con un retardo de $, a , milisegundos tras la a0ertura del contactor de estrella8 lo )ue eita un cortocircuito entre 1ases al no 0oder encontrarse ambos cerrados al mismo tiem0o. la corriente )ue recorre los deanados se interrum0e con la a0ertura del contactor de estrella 4 se rest restabl ablece ece con el cierr cierre e del conta contacto ctorr de trián triángu gulo lo.. El 0aso 0aso al aco0la aco0lamie miento nto en trián triángu gulo lo a acom0a@ado de una 0unta de corriente transitoria8 tan bree como im0ortante8 debida a la 1cem del motor. El arran)ue estrella#triángulo es a0ro0iado 0ara las má)uinas cu4o 0ar resistente es d7bil o )ue arrancan en acío. "e0end "e0endien iendo do del r7gim r7gimen en transi transitor torio io en el momen momento to del del aco0la aco0lami mient ento o en triáng triángulo ulo88 0uede 0uede ser necesa necesario rio utili! utili!ar ar una una arian ariante te )ue )ue limite limite los 1en/m 1en/meno enoss transi transitor torios ios cuand cuando o se su0er su0era a cierta cierta 0otencia3 tem0ori!aci/n de - a & segundos al 0aso estrella#triángulo.
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Esta medida 0ermite disminuir la 1cem 48 0or tanto8 la 0unta de corriente transitoria. Esta Esta arian ariante te s/lo s/lo 0uede 0uede utili! utili!ars arse e en má má)ui )uinas nas cu4a cu4a iner inercia cia sea su6ci su6cient ente e 0ara 0ara eitar eitar una deceleraci/n e=cesia durante la tem0ori!aci/n. arran)ue en $ tiem0os3 estrella#triángulo resistencia#triángulo. El corte se mantiene8 0ero la resistencia se 0one en serie a0ro=imadamente durante tres segundos con los deanados aco0lados en triángulo. Esta medida reduce la 0unta de corriente transitoria. arran)ue en estrella#triángulo resistencia#triángulo sin corte. La resistencia se 0one en serie con los deanados inmediatamente inmediatamente antes de la a0ertura del contactor de estrella. Esta medida eita cual)uier corte de corriente 48 0or tanto8 la a0arici/n de 1en/menos transitorios. El uso de estas ariantes conllea la instalaci/n de com0onentes adicionales 4 el consiguiente aumento del costo total. Arran4ue &or autotransformador El motor se alimenta a tensi/n reducida mediante un autotrans1ormador )ue8 una e! 6nali!ado el arran)ue8 )ueda 1uera del circuito. El arran)ue se llea a cabo en tres tiem0os3 en el 0rimer tiem0o8 el autotrans1ormador comien!a 0or aco0larse en estrella 48 a continuaci/n8 el motor se aco0la a la red a tra7s de una 0arte de los deanados del autotrans1ormador. El arran)ue se llea a cabo a una tensi/n reducida )ue se calcula en 1unci/n de la relaci/n de trans1ormaci/n. Neneralmente8 el trans1ormador está dotado de tomas )ue 0ermiten seleccionar la relaci/n de trans1ormaci/n 48 0or tanto8 el alor más adecuado de la tensi/n reducida. antes de 0asar al aco0lamiento a 0lena tensi/n8 la estrella se abre. En ese momento8 la 1racci/n de bobinado conectada a la red crea una inductancia en serie con el motor. Esta o0eraci/n se reali!a cuando se alcan!a la elocidad de e)uilibro8 al 6nal del 0rimer tiem0o. el aco0lamiento a 0lena tensi/n interiene a 0artir de segundo tiem0o8 normalmente mu4 corto 9una 1racci/n de segundo:. Las inductancias inductancias en serie con el motor se cortocircuitan 48 a continuaci/n8 el autotrans1ormador )ueda 1uera del circuito. El arran)ue se llea a cabo sin interru0ci/n de corriente en el motor8 lo )ue eita )ue se 0rodu!can 1en/menos transitorios. Jo obstante8 si no se toman ciertas 0recauciones 0ueden a0arecer 1en/menos transitorios de igual naturale!a durante el aco0lamiento a 0lena tensi/n. "e hecho8 el alor de la inductancia inductancia en serie con el motor tras la a0ertura de la
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estrella es im0ortante si se com0ara con la del motor. Como consecuencia8 se 0roduce una caída de tensi/n considerable )ue acarrea una 0unta de corriente transitoria eleada en el momento del aco0lamiento a 0lena tensi/n. El circuito magn7tico del autotrans1ormador inclu4e un entrehierro )ue disminu4e el alor de la inductancia 0ara 0aliar este 0roblema. "icho alor se calcula de modo )ue8 al abrirse la estrella en el segundo tiem0o8 no ha4a ariaci/n de tensi/n en las bornas del motor. El entrehierro aumenta la corriente magneti!ante del autotrans1ormador autotrans1ormador.. "icha corriente aumenta la corriente solicitada en la red durante el 0rimer tiem0o del arran)ue.
,artes.+ stator: Un estator es una 0arte 6+a de una má)uina rotatia8 la cual alberga una 0arte m/il 9rotor:. En los motor tores asíncronos tri1ásicos8 tienen un bobinado distribuido en ranuras a -&,O. Tienen tres bobinados en el estator8 estos bobinados están des1asados & P 9$':8 siendo ' el numero de 0olos de la ma)uina Rotor: El 5otor es el com0onente )ue gira 9rota: en una má)uina el7ctrica8 generalmente montada en un e+e. En los motores asíncronos e=isten dos ti0os8 +aula de ardilla o rotor bobinado3 Caja de conexiones.
Los tama@os ?- 4 su0eriores8 hasta el &&,8 0oseen la ca+a de cone=iones en la 0arte su0erior de la carcasa> en los demás motores a instalada a la derecha. 'ara la cone=i/ 'ara cone=i/n n a tierra tierra se se dis0one8 en todos los ti0os8 de un borne en la ca+a de cone=iones8 debidamente marcado> del tama@o -, en adelante8 adicionalmente se tienen bornes de 0uesta a tierra en las 0atas. Los motores se suministran con los 0uentes corres0ondientes 0ara las di1erentes cone=iones de sus bobinas. Carcasa.
La carcasa de los motores de los tama@os ?- a -%, es de aluminio in4ectado. "el tama@o -, en adelante tienen la carcasa en hierro 1undido. Platillos.
Los tama@os A; ?-8 , 4 *, se 1abrican con 0latillos de aleaci/n de aluminio> a 0artir del tama@o --& los 0latillos de los motores son de 1undici/n de hierro8 tanto en el lado de accionamiento AS como en el lado de sericio BS. Pintura.
Los motores llean dos ca0as de 0intura 0intura.. Una ca0a anticorrosia8 )ue o1rece 0rotecci/n en caso de humeda humedad d o de instalac instalaci/n i/n a la intem0e intem0erie rie o en locales locales en los )ue ha4a )ue contar contar con gases 4 a0ores )uímicamente agresios 4 otra de acabado color color gris. gris.
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Ventilador.
Los entilador entiladores es 0ara la re1rigeraci/n re1rigeraci/n del motor son de 0lástico 0lástico en en todos los tama@os de la serie -LA$? 4 su acci/n re1rigerante es com0lementada 0or la ca0eru!a8 1abricada en lámina de acero acero.. 'ara las series -LA2 4 -LA% el entilador es 1undido en aluminio.
,RO)DIMI-TO ,ARA RBOBI-AR - MOTOR TRIFASI)OS
•
Se tom/ los datos de la 0laca de características cara cterísticas 4 se reali!/ algunas mediciones mediciones Se desta0o las ta0as 4 se e=tra+o el rotor
•
Se lim0i/ las ranuras con una li+a
•
Se 0uso ma4lan a las ranuras
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•
Se 0rocedi/ a la elaboraci/n de bobinas
•
Se introdu+o las bobinas al estator
•
Se em0e!/ a soldar las terminales 0oniendo su res0ectio es0agueti
•
Se reali!/ su cone=ionado 0ara dirigir terminales a la ca+a de bornes
•
Se 0uso 0a0el 0res0an 4 luego se em0e!/ a coser con la cinta de algod/n
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•
Luego se 0rocedi/ a armar el motor
•
Se reali!a las debidas 0ruebas 0ara eri6car el buen 1uncionamiento del motor
•
Finalmente se conclu4/ el bobinado obteniendo el motor de la siguiente 1orma
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OJA D DATOS "atos de 5ece0ci/n3 Fecha3 &% de ma4o de &,- rigen3 Brasil Marca3 IJSTALE ESQUE S.A. J"--,*$ Modelo3 TFDE,C& Tensi/n3 Tensi/n3 $,&&, $,&&, D Corriente3 .$.& A Delocidad3 &*-, r0m Frecuencia3 , ;R 'otencia3 -. CD Clase3 E 5eg.3 Cont. "iámetro de E+e3 -*.-, mm Obser#aciones.+ Jo Obser#aciones.+ Jo se cuenta con el bobinado motor 0or tanto no se sabe el 0lan de arrollamiento nmero de conductor ni el motio de 1alla se reali!ara un nueo dise@o tomando los alores de 0laca como alores base 0ara el nueo dise@o Datos reco3idos &ara rea%i;ar e% nue#o &%an de arro%%amiento R
¿
J de 5anuras3 -
"iámetro del entrehierro3 ?, mm Longitud Actia3 , mm Altura del ugo3 -? mm m ¿ Fases3 $ B y =25000 Gauss
P=
f × 60 50 × 60 = =1 n 2910 t =1
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UMSA Facultad de Z 18 V = = =18 Dectores t 1 °
α =
P × 360 360 = = 20° e Z 18
β ° =
t × 360 360 = =20 ° g 18 Z
V fase=
{
V +3 18 =± =± 6 3 m −3
E= 4.44 × f × ∅ p × N f × K w 2
A y = h× l=8 cm × 1.7 cm=13.6 cm
B y =25000
Maxwell cm
2
×
1 e!e" 8
10
Maxwell
∅ y =
∅ p
=2.5 × 10−
4
! cm
2
−4
B y × A y =2.5 × 10
! cm
× 13.6 cm 2
2
=2 × ∅ y =2 × 3.4 × 10− !=6.8 × 10− ! 3
3
#
18
) ¿ 2 × p× m = 2 × 3 =3
( )= ( )= () ( )
sen % × K $ =
%×sen
α 2
α 2
sen
3×
3 ×sen
20 2
0.96
20 2
& p =
18 # = =9 2 p 2
−3
=3.4 × 10
!
Carrera Electromecánica Electromecánic a Taller Taller de Bobinados Bobinados Tecnología Tecnología ' =
& p −a & p p
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9 1 = − = 0.89 9
( )= (
K p= sen ' ×
2
sen ( 0.89 ×
180 2
)=0.96
) w=) $ × ) p= 0.96 × 0.96 =0.9216 Ef = 4.44 × f × ∅ p × N f × K w
N f =
158
E f 4.44 × f
× ∅ p × K w
=
220 −3 4.44 × 50 × 0.9216 × 6.8 × 10
=158
esp fase
1 fase esp esp+"as × =53 fase 3 !*!+nas !*!+na
Calculo de la Secci/n del Conductor
736
' ¿ 1.5 ,V × 1 ,V =1104 - =
P 1104 = =1.97 A √ 3 × V . ×,/01 √ 3 × 380 × 0.85
Asumiendo un 2. de la densidad de corriente - 1.97 s = = =0.437 mm2 2 4.5
Buscando la tabla se a0ro=ima al siguiente nmero3 J S
¿ 20 AG ¿ 0.
2
- mm
" ¿ 0.81 mm 5eali!ando el cálculo 0ara er si los conductores calculados ingresaran en la ranura h"anu"a=11 mm x "anu"a =7 mm
Carrera Electromecánica Electromecánic a Taller Taller de Bobinados Bobinados Tecnología Tecnología A "anu"a=11 mm × 7 mm=77 mm
UMSA Facultad de 2
53 × A,*n$uct*" = A"anu"a 53
2
A ,*n$uct*" =
=0.736 mm
77
0.518 × 53
=27.45 mm × 1.30=35.79 mm
2
2
Com0aran Com0arando do con con el alor alor del área área de la ranura ranura se tiene tiene un un , ocu0ado ocu0ado 0or 0or lo loss conduct conductore oress lo )ue hace 1actible la e+ecuci/n del nueo bobinado8 se toma el alor de -.$, como un 1actor de es0acios libres entre conductores 4a )ue estos son circulares.
Dibu"ando e% &%an de arro%%amiento
Reca%cu%ando se obtiene
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Cuando re reali!o las 0ruebas corres0ondientes se obtuo una corriente de acío de - =¿ A 0
lo cual indica )ue algo estaba mal se reis/ los cálculos estaba bien8 se reis/ el nmero de es0iras reali!ando un reconteo tambi7n resulto resulto )ue estaba bien entonces se 0rocedi/ rebobinar el motor se e=tra+o las bobinas 4 se las oli/ a introducir se reali!/ de nueo el control de corriente de acío donde se obtuo la misma corriente - =¿ A lo cual seguía siendo demasiada corriente luego se dise@/ un nueo 0lan estaba e! en doble ca0a se e=tra+o bobinas se 0rocedi/ a reali!ar una nuea real reali!a i!aci/ ci/n n de bobina bobinass se intro introdu+ du+o o las misma mismass se conclu conclu4/ 4/ las mism mismas as e reali reali!o !o las 0rueb 0ruebas as 0
corres0ondientes 4 esta e! la corriente de acío dio un alor de - =¿ * A 0
'ero con una obseraci/n esta e! sobro alambre del anterior 0lan lo )ue indicaba )ue cuando se tuo menos longitud de alambre resulta dar más corriente entonces se 0uso a reisar nueamente los cálculos 0ero e=istía un 1actor )ue 0odría aria de gran manera en el nmero de es0iras era la "EJSI"A" "EL UN 0ues se obtuo de un anterior motor )ue era de & ;' no se tenía el alor e=acto 4 se ado0t/ &,,, gauss 'ero reali!ando una estimaci/n com0arando con el motor de -. ;' se obtuo B yug*=
B y =18750
Maxwell cm
2
×
1 e!e" 8
10
∅ p=2
N f =
210
200 3P
−4
=1.875 × 10
2
= B y × A y =1.875 × 10−
4
−3
=18750 Gauss
! cm
Maxwell
∅ y
25000 Gauss× Gauss× 150 3P
! 2
cm
2
−3
× 13.6 cm =2.55 × 10 !
−3
× ∅ y =2 × 2.55 × 10 !=5.1 × 10 !
E f 4.44 × f
× ∅ p × K w
=
220 −3 4.44 × 50 × 0.9216 × 5.1 × 10
=210
esp fase
1 fase esp esp+"as × =70 fase 3 !*!+nas !*!+na
Com0arando con el anterior alor se tiene )ue 0or cada bobina -? es0iras 1altan.
−53 =17
70
esp+"as !*!+na
Lo cual in
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Reca%cu%ando se obtiene OJA D )OSTOS Costos de los Materiales del Bobinado )ostos De Materia%es Unidad Solicitante 3Condori 'aco (oa)uin "estino3 Taller "e Bobinados te m -
"escri0ci/n
&
Alambre esmaltado AHN &, 'a0el 'res 0an
$
Ma4lan
2 % ? *
Cinta de Algod/n Es0agueti &mm Es0agueti %mm 5osca sin Fin Cable 4 Accesorios tros Materiales
Total Total
Unida d Nr
Cantid ad -2,,
'recio -2, Bs.
m
2
-
-, Bs.
m
2
-
- Bs.
m m m m V.. VV V.
% VV V..
% Bs. - Bs. -., Bs. % Bs. -& Bs. %., Bs. -2 Bs.
)O-)/SIO-S.+ Se logr/ reali!ar el rebobinado del motor con mucho es1uer!o 4 0aciencia 4a )ue esta actiidad re)uiere mucha 0aciencia 4 delicade!a al momento de contar bobinas 8 introducir las mismas mismas al motor motor reali reali!ar !arlo lo al 0ie 0ie de la letra letra estab establec lecida ida en tu 0lan 0lan de arro arrolla llamie miento nto se tuo tuo di6cultades al momento de dise@ar el nueo 0lan 4a )ue no se contaba con alores como la densidad de corriente ital 0ara la elecci/n del conductor tambi7n el
