LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS II Escuela de Ingeniería Mecánica Motores Asíncronos Monofásicos
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ALUMNOS:
Garrido Obeso Christian Perez Vasquez Hoober Segura Cenas Albert Geronimo Aguilar Wagner
DOCENTE:
Lic. Luis Alfaro Garcia CICLO:
VII
TRUJILLO – PERÚ
”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁSICOS 1.- PROBLEMA ¿Cuáles son las partes principales de los diferentes tipos motores asíncronos
monofásicos? ¿Cómo conectar un motor monofásico a partir de la identificación y medición de sus
devanados?
2.- INFORMACIÓN TEÓRICA En el ámbito doméstico tienen. Gran aplicación los motores eléctricos, por lo que es necesario que estos puedan. Funcionar en redes monofásicas. Los motores monofásicos son muy parecidos a los trifásicos, con el inconveniente de que su rendimiento y factor de potencia son inferiores. A igual potencia, el monofásico es más voluminoso que el trifásico. La denominación de los tipos de motores monofásicos está asociada al mecanismo de arranque:
1. Motor de fase partida (arranque con resistencia): El esquema de este tipo de motor se muestra en la figura 1a. El bobinado auxiliar se diseña con una razón Ra/La mayor que la del bobinado principal, con ello se logra desfasar la corrientes según muestra la figura 1b. Esta mayor razón Ra/La normalmente se logra usando alambre de menor sección (mayor Ra). Esto es posible ya que el bobinado auxiliar solo opera durante el periodo de partida para después desconectarse mediante un conmutador centrifugo. La característica de torque-velocidad típica de estos motores es la mostrada en la figura 1c. Este tipo de motor tiene un bajo a moderado torque de partida el que depende de las corrientes y su desfase entre ellas.
a)
b)
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c)
a) Figura 1: Motor de fase partida. (a)Esquemático, (b) Desfase de corrientes, (c) Características de torque
2. Motor con condensador de arranque: Un torque mayor de partida puede lograse si se conecta, en serie con el bobinado auxiliar, un condensador (Figura 2a), de esta manera seaumenta el desfase entre las corrientes. Figura 2b. Este desfase extra entregado por la inclusión del condensador mejora de manera importante el torque de partida, Figura 2c.
Figura 2. Motor monofásico con condensador de partida. (a) Esquemático, (b) Desfase de corrientes (c) Característica de torque LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II
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3. Motor con condensador de marcha: En este tipo de motor el condensador del bobinado auxiliar permanece conectado todo el tiempo. Esto simplifica en construcción y reduce el costo ya que no es necesario el switch centrífugo además el factor de potencia, torque y eficiencia resultan mejorados ya que el motor opera como motor bifásico. La operación continua del condensador compromete el torque de partida frente al torque de la marcha.
Figura 3. Motor monofásico con condensador de marcha
4. Motor con condensador de arranque y de marcha: En este caso existen dos condensadores, uno de arranque y otro de marcha, Con ello se obtienen características deseables de alto torque de partida y operación suave en marcha. Para ello el primer condensador resulta mayor que el de marcha. La curva de torque velocidad se muestra en la figura 4.
Figura 4. Motor monofásico con condensador de partida y de marcha
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5. Motor de polos sombreados o espira en cortocircuito: Constructivamente estos motores Son de polos salientes (ver figura 5a). Un anillo de material conductor (Cu) se coloca en una ranura del polo corno una bobina-de 'sombra'. El bobinado principal se bobina en el polo saliente. Este arreglo permite que la corriente inducida en la bobina cortocircuitada cause que el flujo en la zona sombreada atrase al flujo en la porción no sombreada. Por lo tanto, el flujo en la zona sombreada alcance el máximo después que lo hace el flujo de la porción no sombreada lo ha alcanzado. Esto resulta equivalente a un desfase progresivo entre estos dos flujos, similar a lo que ocurre en el caso de tener campo magnético que se mueve de la zona sombreada a la zona no sombreada. Esta componente de campo rotatorio permite obtener un torque de arranque. La característica de torque es la mostrada en la figura 5b. Este-tipo de motores es fundamentalmente barato y su aplicación en un rango de bajas potencias típicamente hasta 1/20 HP.
Figura 5. Motor de Polos Sombreados
6. Motor universal: Es un motor monofásico que puede funcionar tanto en corriente continua como alterna. Su constitución es esencialmente la del motor serie de corriente continua (ver Figura 6), y sus características de funcionamiento son análogas. El motor serie de corriente continua se caracteriza por tener un fuerte par de arranque y su velocidad está en función inversa a la carga, llegando a embalarse cuando funciona en vacío. Funcionando en corriente alterna, este inconveniente se ve reducido porque su aplicación suele ser en motores de pequeña potencia y las pérdidas por rozamientos, cojinetes, etc., son elevadas con respecto a la total, por lo que no presentan el peligro de LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II
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embalarse, pero sí alcanzan velocidades de hasta 20 000 revoluciones por minuto (rpm). Tienen la ventaja de poder regular la velocidad sin grandes inconvenientes. Para que un motor de este tipo pueda funcionar con corriente alterna, es necesario que el empilado de su inductor (el núcleo de los electroimanes) sea de chapa magnética para evitar las pérdidas en el hierro. 'El bobinado inductor suele ser bipolar, con dos bobinas inductoras. Si el motor se alimenta con corriente alterna, arranca por sí solo, ya que la corriente que recorre el bobinado inductor presenta 120 alternancias por segundo, lo mismo que le ocurre a la corriente que recorre el bobinado inducido, por lo que el momento de rotación y el sentido de giro permanecen constantes.
Figura 6. Esquema de conexiones del motor universal
3.- HIPÓTESIS Identificar las partes principales de los diferentes tipos de motores asíncronos monofásicos; así como determinar la conexión de un motor monofásico a partir de la identificación y medición de sus devanados.
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4.- INSTRUMENTOS Y MATERIALES Motores monofásicos asíncrono: de fase partida, con condensador de marcha y
motor universal Cables de conexión 1 multímetro
5.- REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO Medir continuidad Inspeccionar los motores monofásicos y determinar de qué clase es. Usando el ohmímetro medir la resistencia de los devanados de cada motor. Conectar el motor. Medir los voltajes y la corriente consumida por el motor. Observar el sentido de rotación.
6.- ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS En primer lugar medimos continuidad y luego identificamos cada uno de los motores que utilizamos, encontrando
el tipo al cual pertenecía cada uno. A continuación
mostraremos las imágenes de los
diferentes tipos que logramos identificar:
Motor con Condensador de Arranque LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II
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Motor de Fase Partida
Motor de Polos Sombreados
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Además en los motores de fase partida y con condensador de arranque logramos identificar el devanado primario y el auxiliar de cada motor, encontrando para cada devanado el valor de su inductancia, siendo ésta igual a:
Devanado Principal = 76.3 H
Devanado Auxiliar = 26.1 H
MOTOR FASE PARTIDA
MOTOR CONDEN. ARRANQUE
Devanado Principal = 0.54 H
Color rojo
Devanado Auxiliar = 0.47 H
Color negro
7.- CONCLUSIONES
Según el mecanismo de arranque se puede determinar el tipo de motor monofásico.
Como se puede verificar a los motores monofásicos de inducción se le puede implementar dispositivos que le permitan aumentar su rendimiento.
Mediante el uso del multímetro (medición de la inductancia) determinamos el devanado principal y auxiliar, encontrando que el principal tiene mayor inductancia.
Las aplicaciones de los motores monofásicos hoy son muy amplias, puesto que cada sistema está diseñado con características específicas, sin embargo cada una de las diferentes configuraciones tienen ventajas y desventajas tanto una con respecto de otra, como cada una con respecto a la instalación misma donde será ubicada.
Los diferentes motores que hemos conocido han hecho posible el desarrollo de nuevas máquinas, herramientas y aparatos, tanto para su aplicación industrial o doméstica.
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8.- TRANSFERENCIA 1.- ¿Cómo se puede invertir sentido de giro en un motor de polos sombreados?
Se pude invertir el sentido de giro del motor de polos sombreados cambiando el sentido de flujo magnético k pasa por sus bobinas.
2.- ¿Cómo se puede conectar un motor trifásico a una red monofásica?
Para conectar un motor trifásico a una red de 220v se debe de poner un condensador adicional de régimen; su conexión debe ser en triangulo y para que su par de arranque no disminuya debe usarse un condensador de arranque en paralelo con el condensador de régimen y deberá ser dos veces más potente que el condensador de régimen.
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