LABORATORIO DE MÁQUINAS AC Laboratorio Laboratorio 3 “La máquina de inducción”
Informe 3 Profesor: •
Carlos Cuba Anicama
Integrantes:
Janampa Torres, Karina
Ladrón de Guevara Landa, Max Luis
Martínez Bolaños, Juan Pablo
Vargas Palacios, Josué
Sección: C4-A Fecha de realización: 26 de setiembre de 2017 Fecha de entrega: 27 de octubre de 2017
2017-2 1
Índice
1.
Introducción ......................................................................................................................3
2.
Objetivos .......................... ............................ ........................... ............................ .................4
3.
Marco teórico ............................ ............................ ............................ ........................... ........4
4.
Procedimientos y resultados de laboratorio .......................... ............................ .................7
5.
Cuestionario .......................... ........................... ............................ ............................ ..........15
6.
Conclusiones ......................... ........................... ............................ ........................... ...........17
7.
Anexos ......................... ............................ ............................ ............................ ...................18
2
1. Introducción Las máquinas de inducción trifásicas o también llamadas asincrónicas, tienen un gran uso en la industria siendo los motores con rotor tipo jaula de ardilla la
de mayor aplicación, un gran porcentaje de motores
existentes en la aplicación industrial son los de inducción (entre el 80% y 90%). Estas máquinas tienen un bajo costo y su mantenimiento es más fácil a diferencia de la de rotor devanado. Los motores de inducción son utilizados en fajas transportadoras, ascensores, etc. A continuación estudiaremos las características de estas máquinas, análisis del principio de funcionamiento, forma constructiva y diferencia entre la de tipo de rotor bobinado y la de jaula de ardilla.
3
2. Objetivos
Describir la estructura de la máquina de inducción.
Leer e interpretar los datos de la placa características de un motor eléctrico.
Identificar los terminales de un motor de inducción.
Conectar un motor trifásico de inducción.
3. Marco teórico 3.1 Máquina de inducción La máquina de inducción trabaja con corriente alterna la cual cuenta con un rotor, un estator y carcaza, donde el campo magnético generado en el estator arrastra al rotor, induciendo este una corriente hacia ella.
3.2 Rotor jaula de ardilla Un motor de inducción con rotor jaula de ardilla tiene una serie de barras conductoras talladas de aluminio y que por medio de anillos se cortocircuitan.
Fig. Nº1: Rotor jaula de ardilla (Fuente propia)
4
3.3 Rotor devanado. El rotor está compuesto por un conjunto de bobinas, donde estas están conectada usualmente en estrella, en estas máquinas se puede aprovechar las borneras de salida del devanado del rotor, en la cuales se les puede colocar resistencias y se puede modificar su velocidad y torque de la máquina.
Fig. Nº2 Rotor devanado (Fuente propia) 3.4 Placa de característi cas 3.4.1 Partes fundamentales de una máquina asíncrona.
Fig.Nº3 placa característica de una maquina asíncrona (Fuente, Rafael Tirado Pérez) 5
3.4.2 Caja de bornes Es aquella donde se encuentran la salidas de conexiones para alimentar a la máquina con tensión eléctrica según demande el caso.
Fig. Nº4 Caja de bornes den motor AC (Fuente propia) 3.4.3 Tipos de conexiones de un motor asíncrono
Fig. Nº5 Tipos de conexión de un motor asíncrono (Fuente Rafael Tirado Pérez) 6
4. Procedimientos y resultados de laboratorio 4.1 tabla de comparación de rotores Motor con rotor bobinado
Motor con rotor jaula de ardilla
Estator y rotor bobinados
Rotor cortocircuitado
Carcasa de acero
Carcasa de acero
Ventilador de plástico
Ventilador de plástico
9 terminales (6 de estator) (3 de rotor)
6 termínales (estator)
Bobina con hilos de cobre
Anillos de cortocircuitan
En rotor y estator bobinados con hilos
El estator bobinado con hilos de cobre
Tabla Nº1. Identificación de las partes de un motor de inducción trifásico (Fuente propia)
4.2 Caja de terminales de ambos motores.
Fig. Nº 6. Terminales del motor rotor bobinado y jaula de ardilla (Fuente Jesús Fraile Mora, Maquinas eléctricas 5º Edición)
7
4.3 Rotor en cortocircuito El rotor está hecho de acero al silicio, las ranuras de cortocircuito están inclinadas, esto sirve para reducir las vibraciones del rotor, las aletas de ventilación son de plástico, el cual hace ingresar aire frio a los devanados del estator y así refrigerarlos para que no sobrepasen su temperatura de funcionamiento y no se deteriore el aislamiento.
4.4 Rotor bobinado El rotor está hecho a base de acero al silicio, sus devanados son de cobre, las ranuras que posee el rotor están inclinadas.
4.5 Datos de placa FABRICANTE
LAB BOLT
LAB BOLT
LEYBOLT
TERCO
8221-07
8231-07
2001
2001
_____
_____
Potencia nominal
175 W
175 W
0.25 kW
1.5 kW
Tensión nominal
380 V
380 V
400/230 V
220/380 V
Corriente nominal
0.52 Hz
0.53 Hz
0.77/1.35A
6.95/4 A
50 Hz
50 Hz
50 Hz
50 Hz
1360 rpm
1240 rpm
1380 rpm
1420 rpm
IP 20
IP 44
F
F
Nº serie Año de fabricación
Frecuencia nominal Velocidad nominal ndice de protección Clase de
_____
_____
F
F
aislamiento Diseño de rotor Normas de diseño
Jaula de ardilla Rotor devanado Jaula de ardilla Jaula de ardilla NEMA
NEMA
NEMA
NEMA
Tabla. Nº2 Datos de placa del motor de inducción (Fuente Propia) 8
4.6 Conexión en estrella del motor jaula de ardilla 4.6.1 Circuito realizado
Fig.Nº7. Conexión estrella del motor jaula de ardilla. (Fuente guía del laboratorio TECSUP)
RESULTADOS SOFWARE
RESULTADOS REALES
E1: 387.7V E2:389.5 V E3:384.6 V E1:383 V
E2:385
E3:386
I1:0.257 A
I2:0.38 A
I3:0.250 A
I2:0.264 A
I3:0.269 A
I1:0.24 A
Tabla Nº3 Resultados de conexión en estrella (Fuente propia).
9
•
Resultados del software LVDAC Sistema trifásico simétrico.
Conexión en estrella: motor jaula de ardilla.
Fig.Nº8 Valores medidos de corriente y tensión en conexión estrella (Fuente propia)
Fig.Nº9 Diagrama fasorial simétrico de corriente y tensión en conexión estrella 10
(Fuente propia)
4.7 Conexión en delta del motor jaula de ardilla. 4.7.1 Realizar el siguiente circuito:
Fig.Nº10 Conexión delta del motor jaula de ardilla. (Fuente guía del laboratorio TECSUP)
•
El circuito fue alimentado con 220 V AC
RESULTADOS SOFWARE
RESULTADOS REALES
E1: 219
E2: 218
E3: 220
E1: 220.6
E2: 220.5
E3:220.4
I1: 0.426
I2: 0.442
I3: 0.472
I1: 0.413
I2: 0.428
I3:0.455
Tabla Nº3 Resultados de conexión delta (Fuente propia).
11
•
Resultados del software LVDAC Sistema trifásico simétrico.
Conexión en estrella: motor jaula de ardilla.
Fig.Nº11 Valores medidos de corriente y tensión en conexión delta (Fuente propia)
Fig.Nº12 Diagrama fasorial simétrico de corriente y tensión en conexión delta (Fuente propia) 12
4.8 Conexión en delta del motor jaula de ardilla. (Inversión de giro) 4.8.1 Realizar el siguiente circuito:
Fig.Nº13 Conexión delta del motor jaula de ardilla con inversión de giro. (Fuente guía del laboratorio TECSUP)
•
El circuito fue alimentado con 220 V AC
RESULTADOS SOFWARE
RESULTADOS REALES
E1:218.7 V
E2:220.9 V E3:219.4 V E1:219.5
E2:220.1 V E3:220.2
I1:048 A
I2:0.432 A
I2:0.413 A
I3:0.470 A
I1:0.470 A
I3:0.453 A
Tabla Nº4 Resultados de conexión delta con inversión de giro (Fuente propia). 13
•
Resultados del software LVDAC Sistema trifásico simétrico.
Inversión de sentido de giro-220V-jaula de ardilla-triangulo.
Fig.Nº14 Valores medidos de corriente y tensión en conexión delta con inversión de giro (Fuente propia)
Fig.Nº15 Diagrama fasorial simétrico de corriente y tensión en conexión delta con inversión de giro (Fuente propia) 14
5. Cuestionario a) Establecer como mínimo cuatro diferencias entre un motor de inducción jaula de ardilla y un motor de inducción de rotor devanado.
Motor de rotor devanado
La máquina de rotor devanado está compuesta por delgas, con sus escobillas, es similar a un motor de corriente continua.
Son de mayor potencia.
Son más caros.
El motor con rotor bobinado se puede insertar resistencias al cortocircuitar sus bobinas de su rotor, así se puede variar su torque y velocidad.
Motor jaula de ardilla
Mayor facilidad de instalar
Son pequeños y requiere menor mantenimiento
El motor nos da solo una velocidad y no se puede variar
El rotor esta internamente cortocircuitado
b) ¿cómo influye la longitud del entrehierro en la corriente de vacío de un motor?
La longitud del entrehierro debe ser pequeña para que no exista mucho vacío y la reluctancia del aire aumente el consumo de corriente para encender.
c) ¿Cuál es la norma de fabricación de emplea en Europa y cuál es la que se emplea en Norte América?
IEC: Es una norma usada en marcas de motores procedentes de Europa
NEMA: Esta norma es usada en marcas de origen americano o estadunidense. 15
d) Presentar la vista de una placa de datos características de un motor y describir las características fundamentales. Índice de protección
Tipo de carcaza
Tensión mínima y máxima en triangulo y estrella
Factor potencia
Frecuencia
rpm
Potencia
corriente
Fig.N16 Placa de datos del fabricante de un motor asíncrono.
e) ¿Cómo se invierte en sentido de giro de un motor de inducción explique?
El sentido de giro de un motor se invierte solo cambiando las polaridades de dos fases, en el motor.
f)
Comparar los valores obtenidos en las tablas de arranque en estrella y delta.
Las tensiones son diferentes y las corrientes también, en la conexión estrella tenemos 380 voltios aproximadamente y una corriente que no supera 0,38 A. En la conexión delta tenemos 220 voltios aproximadamente, pero con una corriente más alta que la conexión estrella está cerca de los 0,50 A.
16
g) Investigue acerca de las características constructivas de un motor de inducción trifásico de una marca utilizada en Perú.
La marca usada en el Perú es WEG, esta empresa productora de todo tipo de motores eléctricos desde baja tensión hasta alta tensión. Tiene motores desde 2 a 8 polos y una potencia que va desde 93 Kw hasta los 3150 Kw. Con tensiones de 430 voltios hasta 6,6 Kv. Construidos en la norma IEC.
6. Conclusiones
Se concluye que la estructura de un motor varía en el espacio intermedio entre el rotor y el devanado, esto se debe al especio simétrico y nivelado que posee. Al desequilibrar este espacio se produce el famoso cabeceo.
Se concluye que en los datos brindados por la placa, se pueden encontrar la tensión y corriente con la cual trabaja en el motor, así como también pueden faltar datos como la eficiencia, pero que pueden ser calculados mediante operaciones en relación a otros datos.
Se concluye que el motor jaula de ardilla y el rotor devanado tienen distintos tipos de borneras debido a las diferentes propiedades que poseen y el trabajo que desempeñan. Estas conexiones pueden ser delta o estrella según se requiera.
Las conexiones hechas a un motor trifásico de inducción varía según las mediciones que se quiera hacer así como también del trabajo que se desee realizar.
17
7. Anexos
Fig.Nº17 Motor de inducción con rotor jaula de ardilla cortado para poder observar su estructura, se aprecia su rotor y sus borneras (Fuente propia)
Fig.Nº18 Motor de inducción con rotor devanado cortado para poder observar su estructura, se pueden apreciar sus anillos rozantes. (Fuente propia)
18
19
20
21
22
