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UNIVERSIDAD INDU INDUSTRIAL STRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA , ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto
MOTOR INDUCCION PRUEBAS DE VACIO VACIO Y ROTOR BLOQUEADO
Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia
INTODUCCION El presente informe muestra el desarrollo de la práctica realizada en el laboratorio sobre la determinación de parámetros de un motor de inducción mediante las pruebas pruebas en vacío y de rotor bloqueado.
Como son medidas directas que se toman directamente del equipo de medicion estas medidas presentan una incertidumbre que dependen directamente del equipo . las cuales veremos en la parte inferior de la tabla de medicion de I(mA), V(v).
INSTRUMENTOS
MARCO TEORICO
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PINZA AMPERIMETRICA BK PRESICION 325 MULTIMETRO DIGITAL De Lorenzo AMPERMETRO CABLES DE CONEXION
MARCO TEORICO MEDICIONES ELECTRICAS
Ensayo en vacío o rotor libre Se hace funcionar el motor sin carga mecánica a la tensión nominal U1 y frecuencia nominal f. En estas condiciones la velocidad de giro del motor estará muy cercana a la velocidad de sincronismo, de tal forma s=>0 =>R2[(1-s)/s =>R2[(1-s) /s ] es muy grande. En estas circunstancias la potencia P0 consumida por el motor es
Toda prueba de laboratorio que hacemos y en la cual utilizamos equipos digitales de medición me introducen una incertidumbre a las medidas que estoy tomando, que si también tenemos en cuenta otros factores como el ambiente, la humedad la temperatura, el tiempo con que se toman dichas medidas podremos establecer que todos estas cosas que pasan durante la medición me van a generar una incertidumbre en las medidas las cuales tengo que tener en cuenta al momento de emitir los resultados y dar un diagnóstico. Estas medidas fueron tomadas con un multimetro de lorenzo de 40….60….100 Hz para las medidas de la corriente y para la toma de los valores de la tension utilizamos la pinza amperimetrica BK PRESICION 325, estas pruebas se realizaron en un tiempo de un minuto aproximadamente, la temperatura del lugar y las demas condiciones se consideraron constantes .
En esta prueba las pérdidas mecánicas se consideran constantes, ya que cuando el motor empieza a girar lo hace casi a la velocidad de sincronismo, con lo que las perdidas mecánicas no varían. Prueba de rotor bloqueado En este ensayo se detiene el motor, de modo que el rotor del motor no pueda moverse, se aplica
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tensión hasta alcanzar la corriente nominal del motor, y se realiza la medición de voltaje, corriente y potencia según se muestra en la figura: Además de esto si lo deseado es encontrar R1 y R2 por aparte, ya teniendo calculado el valor de Rlr, se puede medir por separado la resistencia des estator R1 en la bornera de modo que si el motor está configurado en Y, la resistencia R1 será la Rmedida/2, pero i es delta, la R1 será Rmedida*2/3 Con este valor de R1, podemos hallar R2 como En este ensayo el deslizamiento es s=1, por lo que la resistencia R2[(1-s)/s ] es cero, de esta manera la mayoría de la corriente fluirá por el camino de R2 y no por la rama de magnetización, ya que el valor de la resistencia R2 es mucho menor que Xm.
R2 = Rlr - R1 y si consideramos que el motor es de algún tipo de los de la siguiente tabla:
En las pruebas anteriormente mencionadas se considera que el valor de la resistencia es variable de acuerdo al deslizamiento para lo cual es importante conocer la clase del motor.
Sabremos el valor de X1 y X2
Como se calculan los parámetros
p1Φrc = [(w1 + w2) - Protacionales]/3 Rc = Vϕ 2 / p1Φrc
El factor de potencia en la prueba de rotor bloqueado es el siguiente:
Si conozco el valor de las Perdidas Rotacionales puedo hallar el valor de Rc y Xm que son los mostrados a continuación:
Qϕ =
() [ ]
Xm = Vϕ 2 / Qϕ
La impedancia total
ANALISIS DE RESULTADOS En todo momento utilizamos un CT (relación 4:1) en la medición de potencia en los watmetros para no exceder su valor límite y dañarlos.
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Los valores obtenidos en ambas pruebas se muestran a continuación:
CT (4:1) W1 [W] W2 [W] IL [A] VL [V]
Rotor Fijo Si 100 88 6,9 52
Vacío Si -80 160 5,2 220,6
Los datos corregidos debidamente se dan en la siguiente tabla con los siguientes criterios: Despreciamos las perdidas por fricción y viento de la máquina. Los datos obtenidos en los watmetros se suman y se multiplican por 4 debido a la relación 4:1 del CT para obtener la potencia trifásica Para los cálculos tomamos tensión fase, corriente de fase y potencia por fase La potencia monofásica utilizada la calculamos así:
Esta prueba es similar ala de circuito abierto de un Transformador, exepto que las perdidas por friccion y viento estan asociadas a un motor de inducción. Esta prueba me permite calcular la resistencia del nucleo y la reactancia de magnetización. MENSURANDO PARA OBTENER LA RESISTENCIA DEL NUCLEO
Coeficientes de sensibilidad
( )
En el caso de la potencia que nos da con signo negativo la sumamos asimismo, con signo negativo (restamos) PRUEBA DE VACIO
POTENCIA(W) 106,666 105,672 106,453 105,659 104,346 105,557
PRUEBA DE VACIO TENSION(V) CORRIENTE(I) 127,363 5,2 127,567 5,19 127,456 5,13 127,894 5,12 126,789 5,28 127,768 5,32
coef1
2.4113886
coef2
-1.453699
Pinza amp erimetrica 325 BK p recisión rango(escala) exactitud digitos 400 A
0.02
5
0.1
400 V
0.01
3
0.1
40000 W
0.05
5
10
µA
0.7274275
µB
1.5686974
µC
1.7291508
GL
148.42584
promedio
105.7256667 127.4728333 5.2066667
desv
0.819069635 0.388161521 0.0799166 K
desv.prom 0.409534817 0.194080761 0.0399583
resolucion
1.96
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µexpandida 3.3891355 µC
=152.07
0.7988006
µexpandida 1.5815454
MENSURANDO PARA OBTENER LA RAMA DE MAGNETIZACION
√ ( )
PRUEBA DE ROTOR BLOQUEADO POTENCIA(W) 250.666 250.678 251.456 249.567 250.456 250.345
Coeficientes d e sensibilidad
promedio
coef1
14.48046
coef2
-52.42093
Coef3
17.89566
desv
PRUEBA DE VACIO TENSION(V) CORRIENTE(I) 30.022 6.9 30.333 6.87 32.567 6.79 31.678 6.86 30.567 6.56 31.678 6.45
250.528 31.14083333 6.7383333 0.610724488 0.984349007 0.1875544
desv.prom 0.249327228 0.401858799 0.0765688
Esta prueba es muy parecida ah la de cortocircuito del transformador y me sirve para calcular las resistencias y reactancias tanto del estator como del rotor para un motor de inducción trifásico
Pinza amp erimetrica 325 BK p recisión rango(escala) exactitud digitos
resolucion
400 A
0.02
5
0.1
400 V
0.01
3
0.1
40000 W
0.05
5
10
Para el caso de Rotor Bloqueado se parte de medir directamente en la bornera con el Meller la impedancia en cada una de las fases del estator, esto nos da , luego calculamos los parámetros posibles de la siguiente forma:
MENSURANDO PARA OBTENER LA RESISITENCIA Re
µA
0.278608
µB
0.7486388
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Coeficientes d e sensibilidad
coef1
0.0220239
coef2
-0.81884
coef1
0.0220239
coef2
-0.81884
Pinza amp erimetrica 325 BK precisión rango(escala) exactitud digitos
Pinza amp erimetrica 325 BK p recisión rango(escala) exactitud digitos
400 A
0.02
5
0.1
400 V
0.01
3
0.1
40000 W
0.05
5
10
400 A
0.02
resolucion µA 5 0.1
400 V
0.01
3
0.1 µB
40000 W
0.05
5
10 µC
µA
0.2282354 0.2901256 0.3691398
0.3282354 µexpandida
µB µC
resolucion
0.723514
0.2901256 0.4380769
µexpandida 0.8586308
MENSURANDO PARA OBTENER LA RESISITENCIA Ze
Coeficientes d e sensibilidad
Al mirar el tipo de motor (Tipo A) se concluye según la tabla expuesta con anterioridad que:
Para la prueba de motor en vacío se procede a calcular los parámetros posibles de la siguiente forma:
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arrancando desde el reposo absoluto o con plena seguridad de no ocasionarse un daño en un miembro o a la máquina.
CONCLUSIONES
Se identificó los bornes correspondientes a cada arrollamiento en la bornera de forma clara, dado que es ilustrativa la configuración interna de los arrollamientos, ya sea para hacer conexiones o realizar medición en los puntos. Es importante conocer los valores característicos de un motor de inducción para conocer sus características de funcionamiento, y su puesta en marcha, ya sea mirando en los datos de placa, u obteniendo los valores experimentalmente como se hizo en el laboratorio. Hay que tener especial cuidado en el manejo de los motores en laboratorio, las prácticas pueden resultar riesgosas de no tomar las medidas adecuadas. Debemos conocer con anterioridad el valor de las perdidas mecánicas (fricción y viento) del motor trabajando a velocidad nominal para caracterizarlo correctamente. Es importante no exceder la corriente nominal en la prueba de rotor bloqueado para no provocar sobrecalentamiento y daños en el motor. También realizar esta prueba en un tiempo relativamente mínimo en lo posible, dado que está manejando su corriente nominal, y se encuentra en reposo, por lo que no se está auto refrigerando por la circulación de aire. Tener cuidado también de hacer la prueba
Es importante tener cuidado a la hora de arrancar el motor, dado que si se arranca a tensión nominal, el par desarrollado puede hacer saltar el motor de sus bases y producir accidentes, y a su vez el pico de corriente es elevado, por lo que se pueden disparar las protecciones o afectar cargas cercanas al motor.
