Informe Jaula de Ardilla

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Electrotecnia industrial

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Actividad: Grupo: A

Motor Jaula de Ardilla Mantenimiento de Maquinaria de Planta - PFR

Taller Nº: 4

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN

“

TABLERO DE DISTRIBUCION

” ”

Alumnos:

Chara Surco Elizabeth Vilca Churo Kristel Amanda

Grupo:

A

Programa:

Profesor:

Charaja Copaja Midward Niels

Fecha de Entrega:

12/11/14

Tablero: 23

PFR-IV – C3 C3

Nota:


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Actividad: Motor Jaula de Ardilla Mantenimiento de Maquinaria de Planta - PFR

Grupo: A Taller Nº: 4

1. INTRODUCCION: Los motores eléctricos son máquinas eléctricas que transforman energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. También sabemos que dentro del universo del motor eléctrico, el motor de inducción es el más común y prácticamente todas las aplicaciones industriales pueden realizarse con este motor, generalmente el tipo Jaula de Ardilla, o con rotor en cortocircuito.

Fig. 1 2. OBJETIVOS: Realizar ensayos al motor de inducción y calcular y medir sus parámetros eléctricos. Calcular los parámetros del circuito equivalente de un motor de inducción tipo “jaula de ardilla”.

Analizar el efecto que tiene el voltaje en la corriente de arranque del motor. Discutir y analizar las curvas de carga en conexión estrella y delta. 3. INTRODUCCION TEORICA: El motor de inducción es el más sencillo y empleando de los motores eléctricos en la industria, como su nombre lo indica, este tipo de motores trabaja bajo el principio de inducción. Cuando se aplica potencia al estator de un motor de inducción, se establece un campo magnético giratorio cuyas líneas de flujo cortan las barras circuito que están alrededor de la superficie del rotor de jaula de ardilla y generan voltajes en ellas por inducción electromagnética. Puesto que estas barras están en corto circuito con una resistencia muy baja, los voltajes inducidos en ellas producen elevadas corrientes que circulan por dichas barras del rotor. Las barras circulantes del rotor producen, a su vez, sus propios campos magnéticos intensos. Estos campos locales de flujo del rotor


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producen sus propios polos magnéticos que son atraídos hacia el campo giratorio. Por lo tanto, el rotor gira en dirección del campo principal. La figura abajo mostrada indica las partes de un motor de inducción:

Fig. 2 El circuito equivalente de un motor de inducción es de herramienta muy útil para determinar las respuestas del motor cuando hay variaciones en la carga. Esta información se puede encontrar efectuando una serie de pruebas con el motor de inducción, que son análogas a las pruebas de corto circuito y de circuito abierto que se hacen a los transformadores. Las pruebas deben ser realizadas bajo condiciones precisamente controladas, pues las resistencias varían con la temperatura y además la resistencia del rotor también varía al variar la frecuencia del rotor. a) Determinar la resistencia del estator. La resistencia debe ser medida en corriente continua debido a que con corriente alterna se crearían campos magnéticos en el entrehierro y en el rotor que perturbarían las medidas y también debido a que en corriente alterna se presentaría el efecto inductivo que falsearía la medición de la resistencia del bobinado del estator. Mide utilizando el puente Wheastone la resistencia de cada bobina del motor, si esta es accesible y si los bobinados no son accesibles se puede considerar lo siguiente:


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El valor calculado de la resistencia deberá afectarse de un factor de corrección por efecto Skin que varía entre 1,2 a 1,8.

b) Prueba del vacío. Mide las pérdidas rotacionales y proporciona la información acerca de su corriente de magnetización. Pérdidas en el cobre

La potencia de pérdidas rotacionales se calcularía con la siguiente ecuación:

El valor de la tensión V 0 del tipo de conexión del estator (estrella o delta). c) Prueba a rotor bloqueado. La prueba se aplica al motor con el rotor frenado, con un voltaje reducido hasta hacer circular una corriente igual a la corriente nominal. Midiendo el amperaje que consume, el voltaje aplicado y la potencia absorbida por el motor. Impedancia del motor con rotor frenado.



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Ángulo de impedancia se calculará con la siguiente ecuación:

Dónde: FTest = Frecuencia de test hecha con una fuente de alimentación de 25% de la frecuencia de la red real de trabajo. 4. MATERIALES Y EQUIPOS: Materiales, herramientas y equipos Tablero de distribución y componentes

Imagen referencial

Fig. 3

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Motor Jaula de Ardilla Mantenimiento de Maquinaria de Planta - PFR Multímetro

Fig. 4 Motor de inducción trifásico “Jaula de ardilla”

Fig. 5 Para la conexión de arranque directo Conductores calibre AWG 14

Fig. 6 Cortador de cable

Fig. 7

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Motor Jaula de Ardilla Mantenimiento de Maquinaria de Planta - PFR Destornilladores

Fig. 8 Componentes del circuito Contactores

Fig. 9 Relé térmico

Fig. 10 Llave termo magnética c16

Fig. 11

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Motor Jaula de Ardilla Mantenimiento de Maquinaria de Planta - PFR Llave termo magnética monofásica

Fig. 12 5. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD: Antes de realizar los laboratorios seguir las siguientes pautas: IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

SITUACIONES DE RIESGO -

Luz ultravioleta Polvo Chispas

-

Golpes Caída de materiales

-

Electrocución Quemaduras

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Caída de materiales Superficies calientes Descarga eléctrica

ADVERTENCIA Asegúrese de contar con todos los EPP necesarios antes de realizar las tareas designadas.

6. DESARROLLO DEL LABORATORIO: 6.1. Arranque directo del motor jaula de ardilla: Existen varios métodos para el arranque de un motor jaula de ardilla, en este laboratorio haremos uso del arranque directo. Para ello haremos uso del software CADE.SIMU, que nos será muy útil para planificar la conexión y comprobar si funciona o no antes de montar en el tablero.

Fig. 13 Programa de simulación de circuitos eléctricos CADE_SIMU



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Motor Jaula de Ardilla Mantenimiento de Maquinaria de Planta - PFR Fig. 14 Programa en ejecución a) Simulación en el software: En el software simularemos el circuito de fuerza y el circuito de mando. El circuito está compuesto de los siguientes componentes:

Fig. 15 Circuito de fuerza

Circuito de mando

Fig. 16

Fig. 17

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Montaje en el tablero:

Fig. 18

6.2.

El circuito consta de pulsadores para iniciar y para el arranque y como siempre es importante, la PARADA DE EMERGENCIA. Además, de tener un relé térmico que protegerá al sistema cuando haya alguna sobrecarga. El circuito utiliza un voltaje de 380 v, lo cual se debe de tener las debidas precauciones. MOTOR DE INDUCCION JAULA DE ARDILLA: a) Tomar datos de la placa del motor de inducción tipo jaula de ardilla e indicarlas en el cuadro adjunto.

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b) Examine la construcción del motor de inducción jaula de ardilla y haga una descripción del mismo. Son los denominados motores asíncronos debido a que se le aplica una corriente al estator, esto genera un campo magnético que debido al desfase que existe entre las fases de 120 grados se crea un campo magnético giratorio en el estator esto hace que la diferencia de polaridades del estator y del rotor, El rotor empiece a girar. Es importante mencionar también que este motor puede ser utilizado como un generador y viceversa.

•

•

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Partes: Estator: tiene los devanados y tiene como función inducir un campo magnético al rotor. Rotor: se le induce un campo magnético esto produce un giro a partir de esto se convierte la energía eléctrica a energía mecánica. Carcasa: su función es contener al estator y al rotor. El rotor de jaula de ardilla también llamado rotor en cortocircuito es el más sencillo y el más utilizado actualmente. El núcleo del motor está constituido de chapas estampadas de acero al silicio en el interior de las cuales se disponen unas barras generalmente de aluminio moldeado a presión, las barras del devanado van conectada a unos anillos conductores denominados anillos externos, el bobinado así dispuesto tiene una forma de jaula de ardilla, las ranuras del motor pueden hacerse oblicuas de acuerdo al eje para así evitar puntos muertos en la inducción electromagnética c) Esquematizar las conexiones de las bobinas del motor en delta y estrella, indicando la denominación de los bornes, tensión de operación y corriente máxima. CONECCION DELTA

CONECCION ESTRELLA

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Fig. 20

Fig. 19 Tensión entre líneas: 380 V. Corriente máxima: 0.55 A

Tensión entre líneas: 380 V. Corriente máxima: 0.48 A.

d) De acuerdo a los datos de la placa, determine el número de polos y la velocidad del campo giratorio. Fundamentar su respuesta. Nuestro motor tiene 3 pares de polos, por ello:  Par de polos.  Frecuencia.  Velocidad del campo giratorio.



   



 

  

e) Que es el deslizamiento y como se calcula. El deslizamiento en un motor es se define como la diferencia de las velocidades entre el estator y el rotor expresada en tanto por ciento. Se calcula de la siguiente forma:



f)











 = Deslizamiento  = Velocidad del campo

giratorio (r.p.m.) = Velocidad del rotor

Armar el circuito de la figura 1 y energizar el motor en vacío.

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Fig. 21 g) Observar el sentido de giro desde el lado de la carga, apague el motor invierta dos fases, vuelva a encenderlo y observe nuevamente el sentido de giro a cambiado. ¿A qué se debe el cambio? 7. ANEXOS: Selección y aplicación de motores eléctricos: GESTIÓN INICIAL Siempre que se tiene la necesidad de adquirir un motor, hay que hacer antes los siguientes cuestionamientos: ¿Es una instalación nueva o existente? ¿Cuáles son las condiciones de la red eléctrica? ¿Cuál es la carga que el motor va a accionar? ¿Cuáles son las condiciones medioambientales? ¿Cuál va a ser el tiempo de recuperación de la inversión? ¿Qué tipo de normas debe cumplir el motor? ¿Cómo va a ser hecho el arranque del motor? Obviamente, ¿Cuáles son las características de potencia y velocidad requeridas del motor? POR QUÉ EL MOTOR JAULA DE ARDILLA


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Dentro del universo de motores eléctricos, el motor jaula de ardilla es el más común y de uso más generalizado por diversas razones: Bajo costo o Bajo mantenimiento o Fácil de adquirir o Alto grado de protección o Pocos componentes o Robusto o Por carecer de chispas internas, puede instalarse en ambientes de riesgo. Con el avance de la electrónica de potencia, hoy en día es el motor más práctico para realizar aplicaciones en donde se requiere variación de velocidad, llegando incluso a desplazar el motor de corriente contínua. LAS NORMAS Existen dos normas bajo las cuales se fabrican los motores. IEC Comisión Electrotécnica Internacional que es acogida por la gran mayoría de países y especialmente los europeos NEMA Asociación Nacional de Fabricantes de Equipos Eléctricos. Es una norma nacional de Estados Unidos, pero es común en muchos países. Hay varias diferencias en la construcción dependiendo de la norma, pero lo más significativo es que mientras que las dimensiones según IEC son en milímetros, según NEMA son en pulgadas. Por esta razón, la intercambiabilidad no es inmediata. 

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8. OBSERVACIONES:  Tener las precauciones necesarias cuando se realiza el montaje y las conexiones, se trabajan con valores altos de voltaje y corriente.  Es importante realizar la conexión del pulsador de parada de emergencia para proteger el sistema. 9. CONCLUSIONES: PRIMERA: El arranque directo del motor jaula de ardilla es una de las formas más eficaces. SEGUNDA: El motor de jaula de ardilla es uno de los motores mas eficaces y más versátiles, ya que se le utiliza mucho a nivel industrial. TERCERA: Los datos que encontramos en la placa nos ayuda a determinar la capacidad y el número de revoluciones del motor. 10. BIBLIOGRAFIA:

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