Lab Maquinas Elect Rotativas Lab1 Lab2

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253

Universidad Nacional de Ingeniería – Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Electricidad y Electrónica de Potencia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL ACULT TAD DE INGE INGENIER NIERÍA ÍA MEC MECÁNIC ÁNICA A LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y AUTOMATIZACIÓN

GUÍA DE LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRI ELÉCTRICAS CAS ROTA ROTATIVAS TIVAS (ML – 253) Elaboa!o "o#

I$%& E'lo A*$+,$ Ma+-lo Ba-.o Universidad Nacional de Ingeniería – Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Electricidad y Electrónica de Potencia

2



3


INDICE LABORATORIO /: Motor Asíncrono Trifásico tipo Rotor Jaula de Ardilla. ( M,!*lo !- L*+a N*ll- ) LABORATORIO 2: Motor de Corriente alterna de rotor bobinado ( M,!*lo !- L*+a N*ll- ) LABORATORIO 3: Primera parte !anco de pruebas de má"uinas rotati#as trifásicas de 2 $P.

LABORATORIO 3: %e&unda parte  !anco de pruebas de má"uinas rotati#as CC. LABORATORIO 0: Reconocimiento de los elementos de un tablero de maniobras ' circuitos de control.

( M,!*lo !- -$.-$a'-$.o !- '1*$a -l+.+a ) LABORATORIO 5: Arran"ue manual para motores el(ctricos por interruptor ) por pulsadores e in#ersi*n de &iro.

( M,!*lo !- -$.-$a'-$.o !- '1*$a -l+.+a ) LABORATORIO 4: Arran"ue secuencial de 2 motores el(ctricos. (M,!*lo !- -$.-$a'-$.o !- '1*$a -l+.+a) LABORATORIO : Arran"ue estrella  delta (M,!*lo !- -$.-$a'-$.o !- '1*$a -l+.+a) LABORATORIO 6: Arran"ue por resistencias rot*ricas (M,!*lo !- -$.-$a'-$.o !- '1*$a -l+.+a)

Ane+o

,-

nsa'os /ormali0ados en Má"uinas l(ctricas.


,


LABORATORIO 1








LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 I.- INTRODUCCION Las máquinas asíncronas se utilizan en aplicaciones de hasta el rango de los MW, su construcción sencilla con rotor tipo jaula de ardilla las convierte en motores de uso mas frecuente. Estos motores asíncronos trifásicos industriales pueden ser  Motores trifásicos con rotor jaula de ardilla!una jaula, do"le jaula, jaula tratada # ranura profunda$.  Motores trifásicos con polos conmuta"les con "o"inado %ahlander.  Motores trifásicos con polos conmuta"les con dos "o"inado separados.

II.- OBJETIVOS DEL LABORATORIO Los o"jetivos del presente la"oratorio son

       

&acer conocer la constitución electromecánica de los motores asíncronos. 'amiliarizarse con la sim"ología # cone(ionado de las máquinas el)ctricas de nuestro la"oratorio en los ensa#os seg*n las normas +E # -EM. one(ión # puesta en servicio del motor. +nversión del sentido de giro !utilizando un conmutador manual$  partir de los ensa#os realizados o"tener el circuito monofásico equivalente. /egistro de los valores característicos # curvas características !'0, E', 1orque$ de funcionamiento específicas de las máquinas asíncronas. Evaluación de las mediciones realizadas # registradas. 0resentación del protocolo de prue"as seg*n normas esta"lecidas.

III.- PRECAUCIONES %ado las circunstancias del la"oratorio # teniendo en cuenta que los equipos son mu# valiosos es que de"emos tener mu# en cuenta lo siguiente 2. El alumno verificará el dimensionamiento de la instrumentación a utilizarse, así mismo constatará que sus esquemas est)n "ien planteados. 3. 0ara evitar el deterioro #4o avería de los instrumentos # equipos, el alumno no debe accionalo! "o nin#$n mo%i&o' !in la a"obaci(n del "o)e!o. 5. 0ara evitar el deterioro de los amperímetros, en el momento del arranque se de"e poner el amperímetro de línea en corto circuito !utilizando un puente$ # siempre el arranque de"e hacerse en estrella6triángulo a plena tensión. 7. Luego de unos 8 segundos hacer el cam"io a triángulo # seguidamente retirar el puente del amperímetro. 9i es posi"le hacer el arranque a tensión reducida estando el motor en la posición triángulo. 8. La escala de todos los instrumentos de"e ser la má(ima. :. l operar el freno, comenzar con una carga mínima # aumentarlo en forma gradual hasta llegar al má(imo permisi"le.


-

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 IV.- E*UIPOS + ,A*UINAS ELECTRICAS A UTILIAR

BANCO ACTIVO DE PRUEBAS

,OTOR AISNCRONO TRIASICO

-; de pedido 9<5:5: = :> 1ensión -ominal 35? @oltios orriente -ominal 5 mperios. orriente rranque A mperios 1orque Má(imo 2? - = m 0otencia parente C?? @ /)gimen de servicio 92 /0M ma(. 7??? Frado de protección +03? M0L+'+%
-; 1ensión 7?? 4 :A? @oltios orriente 2.B5 4 ?.C2 mp. one(ión %4D 'recuencia :? &z. 0otencia ?.5B W /)gimen de servicio 92 /0M 3C?? Frado de protección +087 +L G -orma @%E ?85? 1ermostato 23?;  'actor de potencia ?.C7 M<1L %E /%+LL

+1EM 2 3 5 7 8 : B C A 2?

%E9/+0+<- FE-E/L %E L9 MI>+-9 D EI>+0<9 Manguito de acoplamiento u"ierta de acoplamiento +nterruptor de ?7 polos onmutador % = D 'uente de corriente alterna regula"le %E>% Multímetro analógico4digital, '0, W, @/9. Multímetro digital 'L>E >nidad condensadora onectores de seguridad Huego de ca"les de 7 mmJ

-1. ?2 ?2 ?2 ?2 ?2 ?3 ?2 ?2 ?7 38

V.- ENSA+OS NOR,ALIADOS

1.- CONEXIÓN DEL MOTOR ASINCRONO TRIFASICO – JAULA DE ARDILLA NORMALIZADO (IEC 34 - ! 2.- MEDICION DE LA RESISTENCIA DEL ESTATOR N"RMALIZADO (IEEE 112#1$% – &') 4.1! 3.- MEDICION DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO N"RMALIZADO (IEEE 112#1$% – &') 4.1!






4


*ROCEDIMIENTO DEL ESQUEMA DE MONTAJE DEL MOTOR EN CONEXIÓN TRI+N,ULO (DELTA! A LA LNEA TRIF+SICA /! U1 0 '/ / / '/6/ 6 /)78)'. D / 0/&6/ 6 /)78)' 0 '/ / / 8/ L1. 9! V 1: U2 : L8/ L2 D U2 0 '/ / / '/6/ 6 ;'8)'( 6<' 6  /=< !. E ;'8)' 69 6 0'/ '/6 ' L1 > L2 . * / 8/ L1 >/ 0 '?   7/0 (/! >  0 0/& @/ 6 <;. ! V 2: 1 : L8/ L3


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 CIRCUITO EQUIVALENTE *R+CTICO DE UN MOTOR ASNCRONO TRIF+SICO TI*O MOTOR JAULA DE ARDILLA Este es el modelo del circuito equivalente monoásico !ráctico que !resenta en un motor asíncrono triásico conormado !or las im!edancias " estatórica# rotórica# y n$cleo # que entregan !otencia el%ctrica a una carga !ara darle movimiento & ' ( ) * + ,) - im!edancia de dis!ersión del rotor rele+ada al estator ' L - resistencia de carga rele+ada al estator& En este ti!o de circuito se des!recia las !%rdidas en el ierro&

4.- ENSAO DE VACIO (IEEE 112 #1$% ITEM 4.! En este ensayo ' . * + ,. se considera des!reciable& El monta+e del motor se reali/a conorme a la siguiente igura& 0on el motor triásico en vacío la tensión de alimentación se regula 1asta que el voltímetro indique la tensión nominal del motor ensayado 2ver !laca3& Los instrumentos de medida que se utilicen durante la !ráctica# ya están incluidos dentro del !u!itre de !rácticas&


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 Las condiciones son las siguientes  La velocidad de"e ser constante.  El eje del motor de"e estar completamente li"re.  La frecuencia de"e ser la nominal del motor. on la finalidad de verificar las curvas de vacío G vs &. Gma( K ! @LL ( 2?6C $ 4 7.77 ( f (  ( & K ! - ( 5 +f $ 4 Lm

!Fauss$

!mper6@uelta4metro$

%onde Lm K Longitud media al paquete magn)tico en m. - K -*mero de vueltas del "o"inado estatórico por fase.  K rea transversal del paquete magn)tico estatórico K L (  L K Longitud del paquete magn)tico en m.  K ltura de la corona en m. f K 'recuencia del sistema &z. @Línea K 1ensión de línea en @oltios. < K

@< 4 +<

/< K

0< 4 +<3 K /2  /M

N< K O <3 6 /<3 P243 K N2  NM

5.- *RUEBA DE ROTOR BLOQUEADO (IEEE 112 #1$% ITEM 4.!

Las condiciones son las siguientes  La corriente de línea de"e ser la nominal del motor.  El eje del motor de"e estar tra"ado.  La frecuencia de"e ser la nominal del motor.


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 Para el ensayo de rotor bloqueado se utili/ará e4actamente el mismo esquema de cone4iones que !ara el caso del ensayo de vacío& La $nica dierencia estribará en que en este caso se alimentará el motor con una tensión muc1o más reducida que la nominal& 5 !artir de 6 voltios se irá aumentando la tensión 1asta que el motor alcance la corriente nominal# todo ello manteniendo el rotor bloqueado& SE DEBER+ *ONER ES*ECIAL ATENCIÓN EN NO SU*ERAR LA CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR *ARA EVITAR QUE LOS DEVANADOS SUFRAN DAOS. 0omo resultado del ensayo se registrarán la tensión# la corriente y la !otencia en este ensayo&  K @ 4 + / K 0 4 +3 K /2  /3Q N K O 3 6 /3 P243 K N2  N3Q /eactancias estatóricas # retóricas 6 +EEE 223 2ABC +1EM 7.C 1ipo de motor

lase -EM 

lase -EM G

lase -EM 

lase -EM %

/otor Go"inado

N2

?.8 Ncc

?.7 Ncc

?.5 Ncc

?.8 Ncc

?.8 Ncc

N3Q

?.8 Ncc

?.: Ncc

?.B Ncc

?.8 Ncc

?.8 Ncc

.- *RUEBA CON CAR,A (IEEE 112 #1$% ITEM 4.2! Para la !rueba con carga se tendrá que conectar el reno LN& 7eguir las indicaciones del !roesor& En orma muy atenta y delicada mani!ular el regulador de velocidad del reno dinámico 1asta que la corriente circulante consumida !or el motor es la corriente nominal& 8es!u%s del registro de las cargas a!licadas en el motor tomar el registro de la velocidad y torque& 5!licando la siguiente e4!resión se logrará calcular la !otencia util& P $til - 9 2N:m3 4 'PM 2!i;<63 EF : * '& # * &0


1,

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 PRUEBA CON CAR/A 0 PRUEBA AL RENO  '/E-< /0M - 6 m

M<1L %E /%+LL @/9 +/ @
01<1L @1+<9

I 1<1L @1+<9

9 @ 6 

E'++ER


@EL< /0M

'.0 <9S

1

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 %.- ENSAO DE TEM*ERATURA ( IEEE 112 #1$% ITEM 5.3 MET. 3 ! 0onsiste el registrar la tem!eratura y el tiem!o y tener la curva 9em!& =s 9iem!o& El tiem!o mínimo es 6> 1oras cuando la tem!eratura comien/a a disminuir en 6) grados centígrados durante las dos 1oras siguientes& .- COM*ENSACION REACTIVA IEC 31 ITEM 1 – 2  VDE 5" ITEM 4. $.- A*LICACIONES INDUSTRIALES 9u construcción ro"usta e +0W adecuado hace que estos motores sean utilizados en am"ientes agresivos tales como las em"arcaciones navieras, la industria te(til, industrias químicas, etc. 1eniendo en cuenta la categorización, será mu# importante # necesario hacer una "uena selección del motor para lo cual el torque de la carga es la información "ase. Las cargas mas importantes son nominados a continuación  ompresores de aire.  Electro ventiladores centrífugos # a(iales pequeTos, medianos # grandes.  Máquinas que requieren de un arranque moderado.  0rocesos que utilicen velocidad constante.  Electro"om"as centrifugas.  'ajas transportadoras.  argas que cuenten con un torque "ajo, medio # elevado.

1".- CUESTIONARIO 2.

3. 5.

7. 8. :. B. C.

Enumere y deina las características nominales de las máquinas rotativas de inducción +aula de ardilla& Presente las características de !laca del motor utili/ados en su e4!eriencia& 0ómo se invierte el sentido de giro de %ste motor asíncrono y cuantas !osibilidades tengo de 1acerlo& ?aga las cone4iones que Ud& 1a reali/ado& 'ealice todos los cálculos necesarios que le condu/ca a construir el diagrama equivalente monoásico valorado# reerido al estator con sus valores registrados y calculados en los ensayos de vuestros laboratorios& @raique las curvas de vacío y corto circuito reali/adas en el laboratorio& @raique la PNU0LEA vs I.#9# EF y FP vs velocidad& 8eterminar las !%rdidas rotacionales en los motores !robados& @raicar las curvas Elabore un ormato del !rotocolo de !ruebas que Ud& reali/aría en las máquinas el%ctricas ti!o +aula de ardilla industriales& 0onclusiones y recomendaciones 2muy im!ortante3&


1

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 VI.- PROTOCOLO DE PRUEBAS PARA ,OTORES ASINCRONOS TABLA N2 1.- RESISTENCIA DE AISLA,IENTO %E@-%<

E911
/aisl. ! M $

1E/M+-LE9 >2 6 M9 @2 6 M9 W2 6 M9

TABLA N2 3.- RESISTENCIA O4,ICA POR ASE %E@-%<

1E/M+-LE9

/fase !  $ U

@oltios

mper.

/fase !  $ UU

1am". ! ; $

>2 6 >3 E911tilizando un puente Wheatstone. U >tilizando una "atería, voltímetro # amperímetro.

TABLA N2 5.- PRUEBA DE VACIO @ '9E ! @
+ '9E ! M0E/+<9 $

0 ! @1+<9 $

1E -6m

I !@/s$

@EL<+%. /0M


<9 

1-

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 TABLA N2 6.- PRUEBA DE CORTO CIRCUITO 0 ROTOR BLO*UEADO  @ '9E ! @
/1

91

+ '9E ! M0E/+<9 $ /

9

1

0

I

9

@1+<9

@/9

@
<9 

TABLA N2 7.- PRUEBA CON CAR/A 0 PRUEBA AL RENO  @/9 @
@91 @
@/1 @
+/ M0.

0+-F/. @1+<9

0>1+L @1+<9

1E -6m

@EL< /0M


E' !R$

<9 

1


LABORATORIO 3


14


I.- INTRODUCCION Las máquinas asíncronas de rotor "o"inado se utilizan en aplicaciones donde el torque de las cargas son mu# e(igentes, su construcción es mucho mas compleja que los motores tipo jaula de ardilla. Los motores de anillos rozantes constan de B >n arrollamiento trifásico correspondiente al estator. B >n arrollamiento trifásico correspondiente al rotor, que es una imagen reflejada del devanado del estator, generalmente se conectan en estrella # sus e(tremos van a los anillos rozantes los mismos que puede colocarse en cortocircuito a trav)s de las esco"illas para tra"ajo normal. B 1am"i)n se puede insertar un "anco de resistencias para que en el momento del arranque se limite la corriente # se eleve el torque. simismo se puede regular la velocidad modificando la característica 0ar6@elocidad del motor. En los terminales del rotor se induce una tensión alterna sinusoidal a manera de transformador, cu#a tensión es función de la relación entre el n*mero de espiras del estator # del rotor, con la frecuencia id)ntica a la fuente.

II.- OBJETIVOS DEL LABORATORIO Los o"jetivos del presente la"oratorio son  &acer conocer la constitución electromecánica de los motores asíncronos.  'amiliarizarse con la sim"ología # cone(ionado de las máquinas el)ctricas de nuestro la"oratorio en los ensa#os seg*n las normas esta"lecidas.  one(ión # puesta en servicio del motor.  +nversión del sentido de giro !utilizando un conmutador manual$   partir de los ensa#os realizados o"tener el circuito monofásico equivalente.  /egistro de los valores característicos # curvas características !'0, E', 1orque $ de funcionamiento específicas de las máquinas asíncronas.  Evaluación de las mediciones realizadas # registradas.  0resentación del protocolo de prue"as seg*n normas esta"lecidas.

III.- PRECAUCIONES %ado las circunstancias del la"oratorio # teniendo en cuenta que los equipos son mu# valiosos es que de"emos tener mu# en cuenta lo siguiente


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 B. El alumno verificará el dimensionamiento de la instrumentación a utilizarse, así mismo constatará que sus esquemas est)n "ien planteados. C. 0ara evitar el deterioro #4o avería de los instrumentos # equipos, el alumno no debe accionalo! "o nin#$n mo%i&o' !in la a"obaci(n del "o)e!o. A. 0ara evitar el deterioro de los amperímetros, en el momento del arranque se de"e poner el amperímetro de línea en corto circuito !utilizando un puente$ # siempre el arranque de"e hacerse en estrella6triángulo a plena tensión. 2?.Luego de unos 8 segundos hacer el cam"io a triángulo # seguidamente retirar el puente del amperímetro. 9i es posi"le hacer el arranque a tensión reducida estando el motor en la posición triángulo. 22. La escala de todos los instrumentos de"e ser la má(ima. 23.l operar el freno, comenzar con una carga mínima # aumentarlo en forma gradual hasta llegar al má(imo permisi"le.

IV.- E*UIPOS + ,A*UINAS ELECTRICAS A UTILIAR BANCO ACTIVO DE PRUEBAS

,OTOR AISNCRONO TRIASICO

-; de pedido 9<5:5: = :> 1ensión -ominal 35? @oltios orriente -ominal 5 mperios. orriente rranque A mperios 1orque Má(imo 2? - = m 0otencia parente C?? @ /)gimen de servicio 92 /0M ma(. 7??? Frado de protección +03? M0L+'+%
-; 1ensión 7??435? @oltios orriente ?.::42.8 mp. one(ión D 4V 'recuencia :? &z. 0otencia ?.3B W 1ensión e(citación 33? @oltios orriente e(citación ?.38 mp. /0M 28?? = 2C?? Frado protección +088 -orma @%E ?85? 1ermostato 23?;  'actor de potencia ?.B M<1
+1EM 2 3 5 7 8 : B C A 2?

%E9/+0+<- FE-E/L %E L9 MI>+-9 D EI>+0<9 Manguito de acoplamiento u"ierta de acoplamiento +nterruptor de ?7 polos onmutador % = D 'uente de corriente alterna regula"le %E>% Multímetro analógico4digital, '0, W, @/9. Multímetro digital 'L>E >nidad condensadora onectores de seguridad Huego de ca"les de 7 mmJ


-1. ?2 ?2 ?2 ?2 ?2 ?3 ?2 ?2 ?7 38

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 V.- ENSA+OS NOR,ALIADOS 0IEC 56 - 3

1.- CONEXIÓN DEL MOTOR ASINCRONO TRIFASICO – ROTOR BOBINADO NORMALIZADO (IEC 34 - ! Para este ensayo el motor triásico debe ser conectado a una red de >66 voltios# C6 ?/# el estator y rotor deben estar conectados en estrella& 9al como la que acom!aDamos a continuación"

2.- MEDICION DE LA RESISTENCIA DEL ESTATOR N"RMALIZADO (IEEE 112#1$% – &') 4.1! 3.- MEDICION DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO N"RMALIZADO (IEEE 112#1$% – &') 4.1!


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR ASINCRONO Este es el modelo monoásico !ráctico que !resenta en un motor asíncrono triásico conormado !or las im!edancias siguientes" Estatórica# retórica# n$cleo y carga&

4.- *RUEBA EN VACIO (IEEE 112 #1$% ITEM 4.! El monta+e del motor se reali/a conorme a la siguiente igura& 0on el motor triásico en vacío la tensión de alimentación se regula 1asta que el voltímetro indique la tensión nominal del motor 1a ser !robado 2ver !laca3& Los instrumentos de medida que se utilicen durante la !ráctica# ya están incluidos dentro del !u!itre de !rácticas&

5.- *RUEBA DE RELACION plicar a los "ornes del estator la tensión de placa @s en voltios !tensión nominal del estator$ # medir la tensión inducida en el rotor @rQ  en voltios. plicar a los "ornes del rotor la tensión de placa @r en voltios !tensión nominal del rotor$ # medir la tensión inducida en el estator @sQ  en voltios. La relación de transformación medida !/1M$ esta dado por la siguiente ecuación


23

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 /1M

K O!@s4@rQ$.!@r4@sQ$P 243

!2$

/1M

K

!3$

@s4@r

Para que la !rueba sea buena se requiere que las ecuaciones 2.3 y 2)3 sean a!ro4imadamente iguales 2caso contrario comunicarse con el es!ecialista3& 5.- *RUEBA DE ROTOR BLOQUEADO (IEEE 112 #1$% ITEM 4.! .- *RUEBA CON CAR,A (IEEE 112 #1$% ITEM 4.2!

P $til - 9 2N:m3 4 'PM 2!i;<63 EF : * '& # * &0 %.- ENSAO DE TEM*ERATURA (IEEE 112 #1$% ITEM 5.3 MET. 3! Universidad Nacional de Ingeniería – Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Electricidad y Electrónica de Potencia

2,

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 .- COM*ENSACION REACTIVA IEC 31 ITEM 1 – 2  VDE 5" ITEM 4. $.- A*LICACIONES INDUSTRIALES Los motores tipo rotor "o"inado son utilizados en cargas pesadas tales como  Molinos.  entrífugas.  Llenadotas de "e"idas.  hancadoras  argas que necesiten un torque elevado.

1".- CUESTIONARIO Enumere y deina las características nominales de las máquinas rotativas de inducción rotor bobinado& 5demás tome las características de !laca del motor utili/ados en su e4!eriencia& 2?. 0ómo se invierte el sentido de giro de %ste motor asíncrono y cuantas !osibilidades tengo de 1acerlo& ?aga las cone4iones que Ud& 1a reali/ado& 22. 'ealice todos los cálculos necesarios que le condu/ca a construir el diagrama equivalente monoásico valorado# reerido al estator con sus valores registrados y calculados en los ensayos de vuestros laboratorios& 23. @raicar =LINE5 vs I.# PNU0LEA vs I.& 25. 8eterminar las !%rdidas rotacionales en el motor !robado& 27. @raicar las curvas 9# EF y FP vs velocidad& 28. Elabore un ormato del !rotocolo de !ruebas que Ud& reali/aría en las máquinas el%ctricas ti!o rotor bobinado& 2:. 0onclusiones y recomendaciones 2muy im!ortante3& A.


2

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 VI.- PROTOCOLO DE PRUEBAS PARA ,OTORES ASINCRONOS

TABLA N2 1.- RESISTENCIA DE AISLA,IENTO %E@-%< /<1
E911
/aisl. ! M $

1E/M+-LE9  , L , M vs M9 >2 6 @3 @2 6 W3 W2 6 >3 >2,@2,W2 vs M9

TABLA N2 3.- RESISTENCIA O4,ICA POR ASE %E@-%<

1E/M+-LE9

/medido!  $

@oltios

mper.

/fase !  $

1am".

 6 L 43 /<12 6 >3 E911tilizando un puente Wheatstone. U >tilizando una "atería, voltímetro # amperímetro.

TABLA N2 5.- PRUEBA DE LA I,PEDANCIA ESTATORICA + ROTORICA %E@-%< E911
/<1
1E/M+-LE9 >2 6 >3 @2 6 @3 W2 6 W3  6 L L 6 M M 6 

@ !@oltios$

+ ! mp. $

 !  $

TABLA N2 6.- ,EDIDA DE LA RELACION DE TRANSOR,ACION E9112 6 >3 @2 6 @3 W2 6 W3

/<1
1E/M+-LE9  6 L L 6 M M 6 

'actor de transfor6 mación  a 

@ ! @oltios $


2


TABLA N2 7.- PRUEBA DE VACIO @ '9E ! @
+ '9E ! M0E/+<9 $

0 ! @1+<9 $

I ! @/9 $

9 !@
@EL<+%. /0M

<9 

TABLA N2 6.- PRUEBA DE CORTO CIRCUITO 0 ROTOR BLO*UEADO  @ '9E ! @
/1

91

+ '9E ! M0E/+<9 $ /

9

1

0

I

9

@1+<9

@/9

@
<9 

TABLA N2 7.- PRUEBA CON CAR/A 0 PRUEBA AL RENO  @/9 @
@91 @
@/1 @
+/ M0.

0+-F/. @1+<9

0>1+L @1+<9

1E -6m

E'++ER


@EL< /0M

<9 

2-


ANE7O ENSA+OS NOR,ALIADOS EN ,A*UINAS ELECTRICAS

1.- CONEXIÓN DEL MOTOR ASINCRONO TRIFASICO – JAULA DE ARDILLA NORMALIZADO (IEC 34 - ! Para este ensayo el motor triásico debe ser conectado a una red de >66 voltios# C6 ?/# conectado en triangulo& 9al como la que acom!aDamos a continuación&

Más detalles ver" 8iagrama de circuito conectar y arrancar y esquema de monta+e conectar y arrancar&


2

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 SENTIDO DE ROTACION En los arrollamientos de e(citación la corriente flu#e del n*mero característico 1 hacia el 3. En el esquema 1 esta conectado al !  $ # 3 esta conectado al ! 6 $. El sentido de rotación es directa ! horaria $ donde siempre A1 será positivo !  $.

A1

1

3

8

8

-

A3

-

+f

+a Wm

, 9 2.- MEDICION DE LA RESISTENCIA DEL ESTATOR N"RMALIZADO (IEEE 112#1$% – &') 4.1! Esta medición se reali/a a!licando el m%todo los siguientes m%todos"  =oltio – am!erim%trico&  A1mímetro de !recisión&  Puente de medición !ara resistencias !equeDas&

C&? 7 ')7/'</ '. dc - =dc ; Idc

A1mios;ase

'. - '. dc  . * a 2 9traba+o : 9ambiente 3 

A1mios;ase

C&? 7 G' SHIN. Universidad Nacional de Ingeniería – Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Electricidad y Electrónica de Potencia

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 Pero los motores triásicos traba+an en corriente alterna !ara el cual está diseDada# !or esta ra/ón es que resulta im!rescindible 1acer la corrección !or eecto 7GIN& R1 / ( T'/9/7 ! : H R1 8onde "

A1mios ; ase

H - 0onstante del eecto sHin& R1 6 : 'esistencia a tem!eratura ambiente 2 9traba+o 3& R1 : 'esistencia a tem!eratura de traba+o 2 9 ambiente 3& R1 / : 'esistencia estatórica en 0&5& : 0oeiciente de tem!eratura y de!ende del material tala como" - 6&66<< J0:. a 2cobre3 J0:. a 2aluminio3 - 6&6
La corrección !or eecto 7GIN es muy notoria en máquinas de mediano y gran !orte# es decir# máquinas de inducción mayores de K6 G&


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 3.- MEDICION DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO N"RMALIZADO (IEEE 112#1$% – &') 4.1! 0onstituye una medición !recisa de la resistencia del aislamiento a masa de los bobinados& La !rueba consiste en a!licar una tensión de 00 2IEEE – >< ; ..3# y medir la corriente de !erdida luego de C6 segundos& La resistencia de aislamiento se calcula seg$n la ley de A?M" IR : T0&? /7&/6/ # &' 6 G</ )6&6/ TENSIONES DC *ARA *RUEBA DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO IEEE - 43 NIVEL

TENSION DEL ARROLLAMIENTO  .666 =50 .666 : )K66 =50 )K6. : K666 =50 K66. : .)666 =50  .)666 =50

. ) < > K

TENSION DE *RUEBA K66 =80 K66 : .666 =80 .666 : )K66 =80 )K66 : K666 =80 K666 : .6666 =80

3.1.- INDICE DE *OLARIZACION (I*! IEEE - 43 Mide cuantitativamente la ca!acidad de !olari/ación del aislamiento a masa& La !rueba de IP se reali/a com$nmente a la misma tensión que la !rueba de ME@A?M y tarda .6 minutos en com!letarse& El =alor de IP se calcula como" I* : IR(1")&! # IR(1)&!. En general los aislantes en buenas condiciones mostrarán un índice de !olari/ación alto# mientras que los aislantes daDados no lo 1arán& IEEE : >< recomienda valores mínimos !ara las distintas clases t%rmicas de aislamiento de motores" 0L57E 9E'MI05 NEM5 0L57E 5 NEM5 0L57E O

IP .&K )&6

0L57E 9E'MI05 NEM5 0L57E F NEM5 0L57E ?

IP )&6 )&6

3.2.- INDICE DE ABSORCION (IA! IEEE - 43 Es una variante del índice de !olari/ación& En algunos materiales como la mica# la corriente que absorben los materiales toma .6 minutos o mas !ara caer a cero& Pero en sistemas de aislamiento modernos la corriente de absorción !uede caer a cero en ) o < minutos& El ndice de absorción se calcula como" Universidad Nacional de Ingeniería – Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Electricidad y Electrónica de Potencia

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 IA : IR("0! # IR(3"0! NIVELES DE INDICES DE ABSORCION  *OLARIZACION IEEE NIVEL 8 0 O 5

INDICE DE ABSORCION 6 : .&6 .&6 : .&< .&< : .&C .&C : 7UPE'IA'

INDICE DE *OLARIZACION 6 : . . : ) ) : > > : 7UPE'IA'

ESTADO DE LA RESIST. AISLAMIENTO PELI@'A7A 8EFI0IEN9E OUENA E,0ELEN9E

3.3.- TENSION A*LICADA (IEEE 112 # 1$% ITEM .2! 8emuestra que en el sistema de aislamiento a masa !uede e4istir un volta+e a!licado alto sin e41ibir una corriente de !erdida e4traordinariamente alta& TENSIONES DE *RUEBA DE KI*OT RECOMENDADOS IEEE - $5 IEEE - 43 IEC 34.1  NEMA M,-1. TI*OS TENSION *RUEBA DE LOS EQUI*OS =50 – P'UEO5

DESCRI*CION ,ENERAL =alor a!ro4imado de tensión alterna de !rueba em!leada !or el abricante

=80 – P'UEO5 INI0I5L Má4ima tensión continua de !rueba !ara la !rimera !rueba 2instalación de la máquina3 = 80 – P'UEO5 Má4ima tensión continua de !rueba !ara PE'IA8I05 las veriicaciones !eriódicas de la máquina

VALORES DE LA TENSION A*LICADA 2  VAC MOMINAL(MAQUINA!  1.""" VOLT. 12  VAC – *RUEBA VOLT. "$  VAC – *RUEBA VOLT.

E4!resiones !ara determinar la tensión de !rueba del test de com!robación en máquinas rotativas


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 3.4.- TENSION DE IM*ULSO - IEC 34 -15 #1$$5  IEEE - 522 #1$$2 Pro!orciona inormación acerca del 5islamiento entre es!iras# y la ca!acidad del aislamiento a masa !ara so!ortar transitorios de rente de onda abru!to 2como los que a!arecen en servicio3& Las ra/ones !ara reali/ar la !rueba de im!ulso es que diariamente# los motores están sometidos a transitorios de alta tensión y;o energía& Estos im!ulsos !ueden daDar el aislamiento del motor y# en un tiem!o# !ueden !rovocar una alla en el mismo& 4.- *RUEBA EN VACIO (IEEE 112 #1$% ITEM 4.! El monta+e del motor se reali/a conorme a la siguiente igura& 0on el motor triásico en vacío la tensión de alimentación se regula 1asta que el voltímetro indique la tensión nominal del motor 1a ser !robado 2ver !laca3& Los instrumentos de medida que se utilicen durante la !ráctica# ya están incluidos dentro del !u!itre de !rácticas& Las condiciones son las siguientes  La velocidad de"e ser constante.  El eje del motor de"e estar completamente li"re.  La frecuencia de"e ser la nominal del motor. on la finalidad de verificar las curvas de vacío so"reponerlos con las G vs &. Gma( K ! @LL ( 2?6C $ 4 7.77 ( f (  ( & K ! - ( 5 +f $ 4 Lm

!Fauss$

!mper6@uelta4metro$

%onde Lm  L  f @LL

K K K K K K K

Longitud media al paquete magn)tico en m. -*mero de vueltas del "o"inado estatórico por fase. rea transversal del paquete magn)tico estatórico K L (  Longitud del paquete magn)tico en m. ltura de la corona en m. 'recuencia del sistema &z. 1ensión de línea en @oltios.

5.- *RUEBA DE ROTOR BLOQUEADO (IEEE 112 #1$% ITEM 4. ! Las condiciones son las siguientes  La corriente de línea de"e ser la nominal del motor.  El eje del motor de"e estar tra"ado.  La frecuencia de"e ser la nominal del motor.


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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS ML-253 .- *RUEBA CON CAR,A (IEEE 112 #1$% ITEM 4.2 ! Para la !rueba con carga se tendrá que conectar el reno LN& 7eguir las indicaciones del !roesor& En orma muy atenta y delicada mani!ular el regulador de velocidad del reno dinámico 1asta que la corriente circulante consumida !or el motor es la corriente nominal& 8es!u%s del registro de las cargas a!licadas en el motor tomar el registro de la velocidad y torque& 5!licando la siguiente e4!resión se logrará calcular la !otencia util& P $til - 9 2N:m3 4 'PM 2!i;<63 EF : * '& # * &0 %.- ENSAO DE TEM*ERATURA ( IEEE 112 #1$% ITEM 5.3 MET. 3 ! 0onsiste el registrar la tem!eratura y el tiem!o y tener la curva 9em!& =s 9iem!o& El tiem!o mínimo es 6> 1oras cuando la tem!eratura comien/a a disminuir en 6) grados centígrados durante las dos 1oras siguientes& .- COM*ENSACION REACTIVA IEC 31 ITEM 1 – 2  VDE 5" ITEM 4. 9odos los circuitos industriales son resistivos inductivos en consecuencia la com!ensación reactiva es muy necesaria !ara a1orrar dinero en el !ago de los H=5':? consumidos y !ara dar cum!limiento de las N907E de nuestro !aís& Los ti!os de com!ensación reactiva son los siguientes"      

0om!ensación individual& 0om!ensación en gru!o& 0om!ensación automática centrali/ada& 0om!ensación dinámica 2tiem!o real3& Filtro activo de armónicas& 0ontrol de tensión


3,

Lab Maquinas Elect Rotativas Lab1 Lab2

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