Informe Motor de Induccion Bajo Carga

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO: ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CÓDIGO: SGC.DI.505 VERSIÓN: 1.0 FECHA ULTIMA REVISIÓN: 26/10/16

CARRERA: ELECTRÓNICA E INSTRUMENTACIÓN

ASIGNATURA: INTEGRANTES:

INFORME PRÁCTICA DE LABORATORIO ABRIL –AGOSTO PERIODO Maquinas eléctricos 2017 LECTIVO: DENNIS BURGASI-ISMAEL PANCHIANDRES PILICITA-OSCAR 2512 NRC: RODRIGUEZ

LABORATORIO DONDE SE DESARROLLARÁ LA PRÁCTICA: TEMA DE LA PRÁCTICA:

NIVEL:

V

PRÁCTICA N°:

7

ACONDICIMIENTO ELÉCTRICOS

MOTOR DE INDUCCIÓN BAJO CARGA

INTRODUCCIÓN: Conocimientos previos: MOTOR SÍNCRONO DE INDUCCIÓN

Cuando una corriente alterna polifásica se aplica a la armadura normal de un estator polifásico, el motor arranca como motor de inducción. Debido al rotor de polo saliente, el motor llega muy fácil a su sincronía y desarrolla con rapidez el par máximo del motor síncrono de la máquina de polos salientes. Así el motor síncrono de inducción desarrolla el par de reluctancia, está diseñado con devanados de rotor de alta resistencia, se pueden desarrollar pares de arranque bastante altos, hasta del 400 % del par a plena carga. Por otro lado, el empleo de devanados del rotor con alta resistencia ocasiona desplazamiento mayor, menor eficiencia y menor posibilidades entrada en sincronismo con carga mediante el par de reluctancia. Como motor síncrono, trabaja a velocidad constante hasta un poco más del 200% de la plena carga. Si la carga aplicada es mayor que el 200% del par a plena carga se baja a su característica de inducción, en donde puede seguir trabajando como motor de inducción hasta casi el 700% del par a plena carga. Debido a que el par crítico del motor síncrono es aproximadamente la tercera parte del correspondiente del de inducción, el armazón del estator de un motor síncrono de inducción es de tamaño tres veces mayor que un motor ordinario de inducción de la misma potencia. Además, puesto que trabaja desde sin carga hasta plena carga como motor síncrono sin excitación un mayor ángulo de par compensa la falta de excitación y el motor toma una alta corriente de retraso a bajo factor de potencia. Esto también ocasiona baja eficiencia y necesita de mayor tamaño de armazón para disipar el calor. En motores de potencia relativamente baja, como el motor síncrono de inducción, los problemas creados por su mayor tamaño y peso, baja eficiencia y corriente en retraso no tienen importancia en comparación con las ventajas de velocidad constante, robustez, falta de excitación de cd, alto par de arranque , de marcha y de mantenimiento mínimo que caracterizan a estos motores. Características de funcionamiento del motor de inducción. Suponiendo que el motor de inducción comercial de jaula de ardilla se haga arrancar con voltaje nominal en las terminales de línea de su estator que hará que aumente su velocidad. Al aumentar su velocidad a partir del reposo (100% de deslizamiento), disminuye su deslizamiento y su par disminuye hasta el valor en que se desarrolle el par máximo. Esto hace que la velocidad aumente todavía más reduciéndose en forma simultánea el deslizamiento y el par




que desarrolle el par de inducción. Los pares desarrollados al arranque y al valor de deslizamiento que produce el par máximo ambos exceden al par aplicado a la carga. Por lo tanto, la velocidad del motor aumentará, hasta que el valor del deslizamiento sea tan pequeño que el par que se desarrolla se reduzca a un valor igual al par aplicado por la c arga. Mientras tanto el motor continuará trabajando a esta velocidad y valor de equilibrio del deslizamiento hasta que aumente o disminuya el par. El par desarrollado y la corriente del rotor, que se indica como línea de puntos, son ambos cero porque no, se efectúa acción del motor de inducción a la velocidad síncrona. Aún sin carga, es necesario que el motor de inducción tenga un pequeño deslizamiento, que en general es del 1%, para poder desarrollar el pequeño par que necesita para superar las fricciones mecánica y con el aire, y otras pérdidas internas. Los motores asíncronos o de inducción, por ser robustos y baratos, son los más extensamente empleados en la industria. En estos motores el campo gira a velocidad síncrona, como en las máquinas síncronas: ns = f / p. Teóricamente, para el motor girando en vacío y sin pérdidas, el rotor también tendría la velocidad síncrona. No obstante, al ser aplicado un par externo al motor, su rotor disminuirá su velocidad justamente en la proporción necesaria para que la corriente inducida por la diferencia de velocidad entre el campo giratorio (síncrono) y el rotor, pase a producir un par electromagnético igual y opuesto al par aplicado exteriormente. El par electromagnético es proporcional al flujo producido por el campo giratorio y a la corriente y al factor de potencia del motor. Para el caso de núcleos ferromagnéticos reales, la permeabilidad finita implicará una cierta corriente de magnetización, y las pérdidas en el hierro (transformadas en calor en el proceso) exigirán una componente activa de corriente. Caso sin carga y vacío: Sin carga, el deslizamiento es muy pequeño y la frecuencia, reactancia del rotor, y la f.e.m i nducida en este son muy pequeñas. Por lo tanto, la corriente en el rotor es muy pequeña y solo la suficiente para producir el par sin carga y por lo tanto la corriente en el estator es la suma fasorial de su corriente de excitación y un componente de carga primario inducido en el rotor por acción del transformador. Caso de media carga Al aplicar la carga mecánica al rotor, la velocidad disminuye un poco. La pequeña disminución de velocidad causa un aumento en el deslizamiento y en la frecuencia y reactancia del rotor, y en la FEM inducida en éste. Condición de plena carga El motor de inducción de jaula de ardilla girará un valor de deslizamiento que proporciona un equilibrio entre el par desarrollado y el par aplicado. De tal manera, conforme se aplica más carga, el deslizamiento aumenta porque el par aplicado excede al par desarrollado. Cuando se aplica el valor nominal al eje del motor de inducción, el componente de la corriente del estator primario en fase que toma el motor de inducción es grande en comparación con la corriente sin carga.




OBJETIVOS: 

Determinar sus características de operación de los motores de inducción jaula de ardilla y de rotor bobinado en condiciones de vacío y plena carga

EQUIPOS Y MATERIALES: 

Módulo de suministro de electricidad trifásico (/208v c.a 60 Hz)



Módulo de medición c.a (150/250/500V)



Módulo de medición c.a (0.5/2.5A)



Módulo de motor trifásico jaula de ardilla y rotor bobinado



Módulo de resistencias rotóricas.



Electrodinámico



Medidor de RPM



Cables de conexión

INSTRUCCIONES: -

Utilice ropa de protección: mandil Verifique la disponibilidad de los equipos a usar en la práctica

ACTIVIDADES POR DESARROLLAR:

1.- Diseñar el circuito para realizar las pruebas de carga en un motor de inducción jaula de ardilla, usando los módulos de motor de jaula ardilla, electrodinamómetro, cosfimetro, fuente de alimentación y medición de c.a 2.- una vez acoplado el motor con el electrodinamómetro conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje nominal del mayor, mida y anote en la tabla 1, la corriente de línea las lecturas del cosfimetro y la velocidad del motor para cada uno de los pares señalado en la dicha tabla. Tabla 1. Prueba de carga del motor de inducción jaula de ardilla




3.- Diseñar el circuito para realizar las pruebas de carga en un motor de inducción de rotor bobinado, usando los módulos de motor de rotor bobinado, resistencias rotóricas, electrodinamómetro, fuente de alimentación y medición c.a 4.- Una vez acoplado el motor con el electrodinamómetro conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje nominal del motor y lleve el reóstato a la posición Y, mida y anote en la tabla 2, la corriente de línea, las lecturas del cosfimetro y la velocidad del motor para cada uno de los pares señalado en dicha tabla. Tabla 2. Prueba de carga del motor de inducción de rotor bobinado (Posición Y) Par [ Nm]

I [ A]

Cos (ø)

Nr [ rpm]

0

1,4

0

0,25

1,3

0,28

0,5

1,38

0,38

0,75

1,42

1

1750

Pin*[ W]

Pout*[ W]

n*[ %]

0,0

0,0

131,1

45,7

34,8

1725

188,9

90,3

47,8

0,47

1710

240,4

134,2

55,8

1,46

0,55

1675

289,3

175,3

60,6

1,25

1,52

0,6

1650

328,6

215,9

65,7

1,5

1,62

0,7

1628

408,5

255,6

62,6

1,75

1,8

0,75

1575

486,4

288,5

59,3

1745

0

Reóstato 1 Par [ Nm]

I [ A]

Cos (ø)

Nr [ rpm]

Pin*[ W]

Pout*[ W]

n*[ %]

0,00

0,8

0

1600

0,00

0

0,25

0,82

0,28

1425

82,7

41,9

50,6

0,50

0,94

0,38

1125

128,7

74,6

58,0

0,75

0,97

0,49

725

171,2

88,3

51,6

100,00

1,07

0,58

300

223,6

7588,3

3394,0

1,25

1,15

0,65

200

269,3

39,3

14,6

1,50 1.75

-

-

-

-

-

-

Reóstato 2 Par [ Nm] 0

I [ A]

Cos (ø)

0,9

Nr [ rpm]

0

1700

Pin*[ W]

0,00

Pout*[ W]

n*[ %]

0,0

0

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO: ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CARRERA: ELECTRÓNICA E INSTRUMENTACIÓN

0,25

0,9

0,28

1575

90,79

41,2

0,5

0,95

0,44

1325

150,59

69,3

0,75

0,98

0,51

1150

180,06

90,3

1

1,07

0,6

925

231,29

96,8

1,25

1,16

0,68

700

284,18

91,6

1,5

1,35

0,75

300

364,77

47,1

1,75

1,51

0,8

0

435,20

0,0

45,394627 54 46,046225 06 50,135723 09 41,859220 41 32,227423 2 12,912249 61 0

Reóstato 4 Par [ Nm]

I [ A]

Cos (ø)

Nr [ rpm]

Pin*[ W]

Pout*[ W]

n*[ %]

0

0,9

0

1750

0,0

0,0

0

0,25

0,91

0,28

1700

91,8

44,5

48,5

0,5

0,95

0,42

1600

143,7

83,7

58,3

0,75

0,98

0,48

1550

169,5

121,7

71,8

1

1,07

0,6

1450

231,3

151,8

65,6

1,25

1,17

0,68

1350

286,6

176,6

61,6

1,5

1,35

0,72

1200

350,2

188,4

53,8

1,75

1,51

0,78

1050

424,3

192,3

45,3

Reóstato Y Par [ Nm]

I [ A]

Cos (ø)

Nr [ rpm]

Pin*[ W]

Pout*[ W]

n*[ %]

0

0,8

0

1750

0,0

0,0

0,25

0,82

0,28

1700

82,7

44,5

53,8

0,5

0,94

0,4

1675

135,5

87,7

64,7

0,75

1

0,5

1625

180,1

127,6

70,8

1

1,07

0,6

1575

231,3

164,9

71,3

1,25

1,15

0,67

1525

277,6

199,5

71,9

1,5

1,3

0,71

1450

332,5

227,7

68,5

1,75

1,48

0,78

1400

415,9

256,4

61,7

5.- Repita los procedimientos 3y 4 para el reóstato en posición 2 Graficas:

0


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CONCLUSIONES: Algunos motores trifásicos están construidos para o perar en dos voltajes. El propósito de hacer posible que operen con dos voltajes distintos de alimentación, y tener la disponibilidad en las líneas para que puedan conectarse indistintamente. Comúnmente, las terminales externas al motor permiten una conexión serie para el voltaje más alto y una conexión doble paralelo para la alimentación al menor voltaje.

RECOMENDACIONES: Seleccionar el armazón del motor, de acuerdo con el ambiente en que va a estar trabajando. Los motores abiertos son más sencillos y por lo tanto menos costosos, además de operar con mayor factor de potencia. Sin embargo, en condiciones adversas del medio, los motores cerrados serán los indicados. Seleccionar correctamente la velocidad del motor. Si la carga lo permite prefiera motores de alta velocidad, son más eficientes y si se trata de motores de corriente alterna, trabajan con un mejor factor de potencia. Ajustar bien la banda que conecta a los dos motores fijarlos bien en la parte de abajo para que produzca vibraciones.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB:

[1] Mott, R. L., Just, A. C., & Paz, M. C. (1995). Diseño de elementos de máquinas (No. TJ230. M6718 1995.). Prentice-Hall Hispanoamericana. [2] Villada, F., & Cadavid, D. R. (2007). Diagnóstico de fallas en motores de inducción mediante la aplicación de redes neuronales artificiales. Información tecnológica, 18 (2), 105-112. [3] Harper, G. E. (2000). Curso de transformadores y motores de inducción . Editorial Limusa.

FIRMAS

Nombre:

Dennis Burgasi Ismael Panchi Andrés Pilicita Oscar Rodríguez Estudiantes

Ing. Mario Jiménez Docente de la Asignatura

Informe Motor de Induccion Bajo Carga

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