Fundamentos Motores CA Monofásicos

Índice Ejercicios y soluciones Motores de corriente alterna _________________________________________________________________ 3 Ejercicio 1: Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensad condensador) or)__________________________________________ __________________________________________________________ ________________55 Ejercicio 2: Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido sometido a diversas cargas_________________________________ 13 Ejercicio 3: Motor monofásico con rotor en cortocircuito: cortocircuito: mediciones con el software _________________ 23 Motores de corriente continua continua y motores monofásicos de corriente corriente alterna _________________________ 37 Ejercicio 4 – Principios básicos del motor universal universal_____________________________________________ 39 Ejercicio 5: Motor universal universal sometido a diversas diversas cargas _________________________________________ 45 Ejercicio 6: Motor universal universal sometido a diversas diversas cargas: mediciones mediciones con el software DriveLab DriveLab _________ 53

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Motores de corriente alterna





























Ejercicio 1 Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas: El estudiante conocerá básicamente el funcionamiento de los motores con condensador.   El estudiante conocerá la placa base de conexiones del motor con todas sus denominaciones.  El estudiante conocerá los circuitos del motor, incluyendo la bobina principal, la bobina secundaria, secundaria, el condensador condensad or de arranque y el condensad condensador or de funcionamient funcionamiento. o.  El estudiante conocerá las conexiones a efectuar en el reglón de bornes para giro horario y antihorario del motor. El estudiante conocerá las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento  característico caracterís tico del motor. El estudiante sabrá cómo controlar el rendimiento característico efectuando mediciones y cálculos con  el motor en funcionamiento sin carga y con carga nominal.

Descripción de la tarea a resolver Para el funcionamiento de un compresor de aire se dispone únicamente de tensión monofásica alterna de 230 V (L1 y N). Considerando que el compresor será difícil de poner en funcionamiento, se utilizará un motor eléctrico con condensador de arranque y condensador de funcionamiento. Primero deberá verificarse si el motor disponible es apropiado para este fin. Deberá dejarse constancia documentada de este trabajo de verificación.















Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador)

1. 2. 3. 4. 5. 6.

     

Tareas a resolver Describa el funcionamiento del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Complete las denominaciones de la placa base de conexiones del motor eléctrico. Complete los circuitos del motor, incluyendo la bobina principal, la bobina secundaria, secundaria, el condensad condensador or de arranque y el condensador de funcionamiento. Complete el esquema con función de giro horario y antihorario del motor eléctrico. Complete las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. Efectúe las mediciones y los cálculos necesarios para comprobar los datos que constan en la placa de identificación del motor en funcionamie funcionamiento nto sin carga y con carga.

Medios auxiliares Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos Extractos de los catálogos de los fabricantes de los componentes Hojas de datos Manual del sistema de servomotor y freno Internet WBT (curso a través de la red): actuadores eléctricos 1


















1. Funcionamiento básico del motor con condensador a) Describa la construcción de un motor con condensador. U1

U2

M 1

Z2

Z1

Motor con condensador – Configuración básica de las dos bobinas

b) Describa el funcionamiento de un motor con condensador.


















d) ¿Qué función tiene el condensador de arranque?

2. Placa base del motor –

Denomine cada una de las conexiones de la placa base del motor eléctrico con condensador.

U1

U2

Z1

Z2

CB

CB


















3. Circuitos del motor con condensador, incluyendo la bobina principal, la bobina secundria, el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento –

Complete los circuitos del motor.

L1 N PE

CB

CA

U1

U2

n Z2

M 1

Z1

4. Conexiones para giro horario y antihorario del motor –

Complete el esquema con función de giro horario y antihorario. L1

L1

N

N

PE

PE

U1

Z1

U1

Z1


















5. Circuitos de medición para controlar el rendimiento del motor según sus c aracterísticas indicadas a) Complete las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. Efectúe el montaje de los circuitos y ponga en funcionamiento el motor.

L1 N PE

V

A

W

CB

CA

U1

U2

M 1

n

Cantidad

Identificación

Denominación

n

Z2

Z1


















b) Efectúe el montaje según el esquema. –

Utilice el motor con con condensador condensador de 230 V, referencia referencia 571872. 571872.

6. Control del rendimiento característico mediante mediciones y cálculos a) Para realizar las mediciones debe conectarse el motor al banco de pruebas. A continuación se conecta el banco de pruebas, pero éste no está conectado al ordenador. Entonces se pone en funcionamiento el motor.

b) Primero se miden los valores con el motor en funcionamiento sin carga. Incluya los valores medidos en la columna "Sin carga" de la tabla.

c) Al efectuar las mediciones con el motor en funcionamiento con carga nominal, se aplica la carga correspondiente con el banco de pruebas hasta alcanzarse la crga nominal (ver placa con indicación de la potencia). A continuación deberán leerse los valores correspondientes. Incluya los valores medidos en la columna "Carga nominal" de la tabla. Sin carga (reposo)

Carga nominal

U [V] [A] [A]

I

[W]

P

n

[rpm]

d) Recurriendo a los valores medidos sin carga y con carga nominal que constan en la tabla, calcule los valores correspondientes a la potencia aparente, al factor de potencia y a la potencia reactiva.




















Carga nominal

Control de la capacitancia de C A



















Ejercicio 2 Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas cargas Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas: El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab.   El estudiante sabrá cómo confeccionar el circuito de medición necesario para medir las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. El estudiante podrá poner en funcionamiento el motor eléctrico aplicando diversas cargas.   El estudiante sabrá efectuar los cálculos necesarios para obtener los valores que faltan en la tabla correspondiente. El estudiante podrá confeccionar un diagrama con las líneas características del funcionamiento del  motor sometido a carga. El estudiante podrá evaluar las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga.   El estudiante podrá realizar los cálculos necesarios para obtener los valores correspondientes a la potencia reactiva, al grado de eficiencia y al factor de potencia. El estudiante podrá confeccionar un diagrama recurriendo a los valores calculados.   El estudiante podrá evaluar el diagrama.

Descripción de la tarea a resolver El motor con condensador deberá deberá someterse a pruebas en el banco aplicando diversas cargas. Los valores medidos con diversas cargas deberán incluirse en una tabla. Recurriendo a los valores que



















Ejercicio 2 – Motor monofásico de corriente alterna c on rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas cargas

1. 2. 3. 4. 5. 6.

     

Tareas a resolver Familiarícese con la utilización del banco de pruebas y del software DriveLab. Complete el circuito de medición utilizado para obtener las líneas características del funcionamiento bajo carga. Ponga en funcionamiento el banco de pruebas y el motor. Describa cómo obtiene los valores realizando las mediciones y efectuando los cálculos. Recurriendo a los valores contenidos en la tabla, confeccione las líneas características del motor. Evalúe cad una de las líneas características. Calcule la potencia reactiva, el grado de eficiencia y el factor de potencia del motor aplicando diversas cargas. Aunte los valores en una tabla y confeccione el diagrama.

Medios auxiliares Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos Extractos de los catálogos de los fabricantes de los componentes Hojas de datos Manual del sistema de servomotor y freno Internet WBT (curso a través de la red): actuadores eléctricos 1



















Ejercicio 2 – Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas cargas

1. Banco de pruebas y software DriveLab –

Familiarícese con las conexiones y el funcionamiento del banco de pruebas de motores. Proceda del mismo modo con el software DriveLab. Con ese fin, utilice también el manual del banco de pruebas y del software DriveLab.

2. Circuito de medición para obtener las líneas características del funcionamiento bajo carga. a) Complete el circuito de medición utilizado para obtener las líneas características del funcionamiento bajo carga. L1 N PE

V

A

W




















Cantidad

Identificación

Denominación

1

Motor monofásico con condensador

2

Multímetro digital

1

Medidor monofásico de potencia

1

Banco de pruebas, sistema de servomotor y freno

1

Banco de pruebas, conexiones para el motor y entrada para el termointerruptor.

Lista de componentes

b) Efectúe el montaje según el esquema. –

Utilice el motor con con condensador condensador de 230 V, referencia referencia 571872. 571872.

3. Puesta en funcionamiento del motor, obtención de los valores medidos y ca lculados. Información Los valores de medición y los valores calculados que deberán incluirse incluirse en la siguiente tabla deberán corresponder al funcionamiento del motor con diversas cargas.






















[Nm] [Nm]

M

Sin carga (reposo)

Carga 1

Carga 2

Carga 3

Carga 4

Carga 5

Carga 6

Carga 7

Carga 8

Carga 9

0

0,3

0,6

0,8

1,0 1,0

1,2

1,4

1,6 1,6

1,8

2,0

U [V] [A] [A]

I

S

[VA] 1 [W]

P

2 [W]

P

n

[rpm]

Tabla, tarea parcial 3

Importante






















4. Líneas características de carga del motor –

Recurriendo a los valores contenidos en la tabla, confeccione las líneas características del motor.

1500 2 P

I

n

rpm

260

2.6

1300

W

A

1200

220

2.2

1100

200

2.0

1000

180

1.8

900






















5. Evaluación de las líneas características de carga del motor –

Evalúe las líneas características de la carga de un motor con condensador.

Consumo de corriente en función de la carga

Entrega de potencia efectiva en función de la carga c arga






















6. Cálculo de la potencia reactiva, del grado de eficiencia y del factor de potencia a) Indique las fórmulas para calcular el factor de potencia, el grado de eficiencia y la potencia reactiva. reactiva.

Factor de potencia cos 

Grado de eficiencia 

Potencia reactiva Q






















c) Recurriendo a los valores que constan en la tabla, dibuje la dependencia de la carga.

100

1.0 s o c

200 Q

0.9

var

80

0.8

160

70

0.7

140

60

0.6

120

50

0.5

100

40

0.4

80

30

0.3

60

%
























d) Evalúe por escrito los diagramas.

Factor de potencia cos 























Ejercicio 3 Motor monofásico con rotor en cortocircuito: mediciones con el software DriveLab Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas: El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab.   El estudiante conocerá la interfaz de usuario del software de programación DriveLab.























Ejercicio 3 – Motor monofásico con rotor en cortocircuito: mediciones con el software DriveLab

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Tareas a resolver Conecte el motor con condensador al banco de pruebas. Familiarícese con la interfaz de usuario del software DriveLab y ponga en funcionamiento el banco de pruebas. Describa la selección y modificación de las magnitudes de medición en los ejes X e Y. Describa la modificación del color y del estilo de las curvas de medición. Describa el ajuste de la velocidad de giro y del momento de giro desde el ordenador. Describa la preparación y el inicio del proceso de medición desde el ordenador. Explique cómo incluir un motor nuevo en la biblioteca de motores.
























1. Conexión del motor con condensador al banco de pruebas pru ebas a) Complete la siguiente frase: Al conectar el motor al banco de pruebas deberá comprobarse comprobarse ...
























Cantidad

Identificación

Denominación

1

Motor monofásico con condensador

1

Banco de pruebas, sistema de servomotor y freno

1

Banco de pruebas, conexiones para el motor y entrada para el termointerruptor.

Lista de componentes


























2. Interfaz de usuario del software DriveLab


























a) Describa la función de cada una de estas ventanas.


























Barra de funciones múltiples


























3. Selección y modificación de las magnitudes de medición en los ejes X e Y


























4. Modificación del color y del estilo de las curvas de medición



































































































































































































































































































































































































Ejercicio 6 – Motor universal sometido a diversas cargas: mediciones con el software DriveLab

5. Ajuste de la velocidad de giro y del momento de giro –

Describa la operación de ajuste de la velocidad de giro y del momento de giro.

Ajuste

Velocidad de giro

Momento de giro
















6. Incluir un motor nuevo en la biblioteca de motores Información Si el motor que se utilizará para realizar las mediciones no está incluido en la biblioteca de motores, deberá agregárselo a la biblioteca para guardarlo en ella.

–

Describa cómo debe procederse para agregar un motor nuevo a la biblioteca de motores.

7. Preparar e iniciar la operación de medición –

Describa cómo preparar e iniciar una operación de medición.
















Seleccionar propiedades

Iniciar la medición
















8. Líneas características del motor universal con carga a) Realice las mediciones necesarias para obtener las líneas características con carga. Eje Y: velocidad de giro, potencia mecánica y consumo de corriente. Eje X: momento de giro.

b) Evalúe las líneas características del motor universal con carga.

Velocidad de giro
















Entrega de potencia

Consumo de corriente

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