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MÀQUINAS ELÉCTRICAS
FACULTAD DE MECÁNICA - ESCUELA DE INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO
TEMA: EL MOTOR CON ARRANQUE POR CAPACITOR.
DATOS GENERALES NOMBRES: Aldo Daquilema
CÓDIGO: 1597
Carlos Freire
CÓDIGO: 1611
Flavio Latorre
CÓDIGO: 1525
Anthony León
CÓDIGO: 1531
Mauricio Sánchez
CÓDIGO: 1595
Ronal Villa
CÓDIGO: 1543
FECHA DE REALIZACIÓN: 08-05-18
FECHA DE ENTREGA: 03-07-18
1. OBJETIVOS
Medir las características caracterís ticas de arranque y funcionamiento funcionam iento del motor con arranque por capacitor.
Comparar su funcionamiento funcionamient o durante el arranque y operación continua con el del motor monofásico de fase hendida
2. MARCO TEÓRICO 2.1.
MOTORES CON ARRANQUE POR CAPACITOR
Estos motores Estos motores monofásicos monofásicos de corriente de corriente alterna cuyo rango va de fracciones de HP hasta 15 HP., se usan ampliamente con muchas aplicaciones de tipo monofásico tales como accionamiento a máquinas y herramientas herramientas como pueden ser taladros, pulidoras, motobombas, etc.
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Este motor es similar en su construcción al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor en serie con su devanado de arranque. Los motores de arranque con capacitor están equipados también como los de fase partida, con devanado de trabajo y arranque, pero el motor tiene un condensador (capacitor), que permite tener mayor par de arranque. El capacitor se conecta en serie con el devanado de arranque y el switch o interruptor centrífugo
2.2.
MOTOR CON CAPACITOR EN MARCHA
Este tipo de motor tiene dos devanados permanentes que, en general, se arrollan con alambre de un mismo diámetro y el mismo número de vuelta, es decir, los devanados son idénticos. Ya que trabaja en forma continua como motor de arranque por capacitor no se necesita interruptor centrifugo. Los motores de este tipo arrancan y trabajan en virtud de la descomposición del fase de cuadratura que producen los dos devanados idénticos desplazados en tiempo y espacio. En consecuencia, no tiene el alto par de marcha normal que producen los motores ya sea de arranque por capacitor o de arranque por resistencia. El capacitor que se usa se diseña para el servicio continuo y es del tipo de baño de aceite. El valor del capacitor se basa más en su característica de marcha óptima que en la de arranque. Al instante de arranque, la corriente en la rama capacitiva es muy baja. El resultado es que estos motores, a diferencia de los de arranque por capacitor, tienen par de arranque muy deficiente, de entre 50 a 100 por ciento del par nominal, dependiendo de la resistencia del rotor. Este tipo de motor se presta al control de velocidad por variación del voltaje de suministro. Se usan diversos métodos para ajustar el voltaje aplicado al estator y producir el control deseado de velocidad, como transformadores con varias salidas, varias, potenciómetros y resistencias o reactores con varias salidas. Debido a su funcionamiento uniforme y a la posibilidad de controlar la velocidad, las aplicaciones de este motor pueden ser ventiladores de toma y descarga en máquinas de oficina, unidades de calefacción o aire acondicionado.
3. EXPOSICIÓN Cuanto se describió el campo rotatorio de fase hendida, se señalo que la diferencia de fase entre las corrientes de los devaneados de arranque y operación era, mucho menor que 90 grados. El par de arranque desarrollado en Laboratorio de Máquinas Eléctricas
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un motor que utiliza un estator de fases hendida tampoco alcanza el máximo que se podía obtener si tuviera una diferencia de fase ideal, o sea, de 90 grados. Se puede obtener una variación de fase mas cercana a los 90 grados mediante el sistema de arranque por capacitor para crear un campo magnético giratorio en el estator. Este sistema, que es una modificación del método de f ase hendida, utilizando un capacitor de poca reactancia conectado en serie con el devanado de arranque del estator a fin de proporcionar una variación de fase de aproximadamente 90 grados para la corriente de arranque, dado como resultado un par de arranque muy superior al obtenido al sistema normal de fase hendida. Los motores con arranque por capacitor tienen las mismas características de operación que su equivalente de fase partida. El capacitor y el devanado de arranque se desconectan mediante un interruptor centrifugo, como se hizo en el caso del motor de fase hendida. Para invertir el sentido de rotación de un motor con arranque por capacitor, se hace lo mismo que en el caso del motor de fase hendida, esto es, ser invierte las conexiones de los cables a los devanados de arranque u operación.
4. INSTRUMENTOS Y EQUIPO
Modulo de motor de fase hendida con arranque por capacitor
EMS 8251
Módulo de fuente de energía (l20V ca, 0-120V cd)
EMS 8821
Módulo de electrodinamómetro
EMS 8911
Módulo de vatímetro monofásico (750 W( )
EMS 8431
Módulo de medición de c-a (2.5 A, 8 A, 25 A)
EMS 8425
Módulo de medición de c-d (250 V)
EMS 8426
Cables de conexión
EMS 8941
Banda
EMS 8942
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Ilustración 2: Instrumentos y Equipo
5. PROCEDIMIENTOS Advertencia: ¡En este Experimento de Laboratorio se manejan altos voltajes! ¡No haga ninguna conexión cuando la
fuente esté
conectada! ¡La fuente
debe desconectarse después de hacer cada medición!
1
Conecte el circuito ilustrado en la figura 34-1, utilizando los Módulos EMS de
motores de fase hendida con arranque por capacitor, fuente de alimentación y mediación de c-a. observe que su usa la salda fija de120 V ca de la fuente de alimentación, terminales 1 y N.
Figura 34-1
2 Cierre el interruptor de la fuente de alimentación y mida tan rápidamente como sea posible (en menos 3 segundos), la corriente la corriente que pasa por el devanado principal.
I devanado princ ipal =
16
A c-a
3 a) Desconecte los cables del devanado principal y conéctelos al devanado auxiliar y al capacitor, como se indica en la figura 34-2.
Figura 34-2
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b) Repita el Procedimiento 2. Recuerde que debe hacer la medición tan rápido como sea posible.
I devanado sec undario =
0.8
A c-a
4 a) Conecte los dos devanados en paralelo, terminales 1 a 3 y2 a 5, como se señala en la figura 34-3.
b) Acople el electrodinamómetro al motor con arranque por capacitor, utilizado la banda.
c) conecte las terminales de enviada del electrodinamómetro a la salida fija de 120 V c-a de la fuente de alimentación, terminales 1 y N.
d) Debe toda la vuelta de la perilla de control del dinamómetro haciendo girar en el sentido de la manecilla del reloj a fin de obtener una carga máxima de arranq ue para el motor con arranque por capacitor.
e) cierre el interruptor de la fuente de alimentación y mida la corriente de arranque tanque rápidamente como sea posible (en menos de 3 segundo).
I arranque =
1.7
A c-a
5 compare los resultados de los Procedimientos 2,3 y 4 con los resultados obtenidos en los Procedimientos 2, 3 y 4 del Experimento de la Laboratorio N° 33. a) ¿A qué conclusión se puede llegar respecto al corriente de devanado principal? Se puede concluir que los devanados tienen las mismas características
b) ¿Qué conclusión se puede formular respecto al corriente del devanado auxiliar? En la guía 33 de Laboratorio la intensidad es baja
c) ¿A qué conclusión llega sobre la corriente de arranque para cada tipo de motor? Que tiene una corriente muy elevada en comparación de la guía de laboratorio anterior.
6 Conecte el circuito de la figura 34-4 utilizando los Módulos EMS de vatímetro, electrodinamómetro y medición de c-a. Observe que el módulo está conectado con un motor normal con arranque por capacitor .
7 Dele toda la vuelta a la perilla de control de dinamómetro, haciendo girar en sentido contrario al de las manecillas de reloj, para ofrecerlo el mínimo par de resistencia al arranque del motor de arranque por capacitor. Laboratorio de Máquinas Eléctricas
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0 - 8 Ac-a +
4
1
3
A +
0-250 Yc-a
V
120 Vc-a 2
4
1
-
3
2
6
4
5,7
N
Fig 11.1
Figura 34-4.
8 a) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 120 V c-a. b) Mida y anote en la tabla 11-1 la corriente de línea, la potencia y la velocidad del motor.
c) Repita (b) para cada par indicado en la tabla. d) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación. Par (lif.plg)
I (amp)
VA
P (watts)
Velocidad
0
3.4
120
100
1784
3
3.6
150
150
1764
6
3.9
120
220
1744
9
4.4
110
300
1678
12
5
113
400
1683
9
a) Calcule y anote en la tabla la potencia aparente suministrada al motor para cada uno de los pares indicados.
b) Calcule y anote en la tabla la potencia desarrollada en Hp para cada
par
anotado. 10 A continuación, determinará el mayor par de arranque desarrollado por el motor de arranque por capacitor.
a) Desconecte los módulos de vatímetro y medición del circuito. b) Conecte la entrada del motor con arranque por capacitor a las terminales 2 y N de la fuente de alimentación (120V c-a fijos).
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c) Dele toda la vuelta a la perilla de control del dinamómetro haciendo girar en el sentido de las manecillas del reloj (para una carga máxima)
d) Cierre el interruptor de la fuente de alimentación y lea rápidamente el valor del par, según lo indique la escala del dinamómetro. Abra el interruptor de la fuente de alimentación.
6. PRUEBA DE CONOCIMIENTOS: 1. De acuerdo con la tabla 34-1, indique los siguientes datos para operación en vacío (par = 0 lbf. Plg):
a) Potencia aparente =
108
VA
b) Potencia real
200
W
=
c) Potencia reactiva =
60
Var
d) Factor de potencia =
0.7
.
2. De acuerdo con la tabla 34-1, anote los siguientes datos para condiciones a plena carga (par = 9 lib.plg):
a) Potencia aparente
=
600
VA
b) Potencia real
=
300
W
c) Potencia reactiva
=
600
d) Factor de potencia
=
0.66
e) Potencia entregada
=
1.4x10-3
Var
Hp
f) Equivalente eléctrico de (e) =
120
g) Eficiencia del motor
=
75
%
h) Perdidas del motor
=
3.9
.W
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W
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3. ¿Cuál es la corriente aproximada de carga plena del motor con arranque por capacitor? Se aproximadamente 4 veces la nominal c-a.
4. ¿Cuántas veces el mayor la corriente de arranque que la corriente de operación de plena carga? Es de 4 a 5 veces mayor a la nominal. 5. Compare estos resultados con los que obtuvo en el motor da fase hendida. Estos valores obtenidos son mayores a los valores obtenidos en la practica anterior
7. ANÁLISIS DE RESULTADOS Este tipo de motor tiene dos devanados permanentes que, en general, se arrollan con alambre de un mismo diámetro y el mismo número de vuelta, es decir, los devanados son idénticos. Ya que trabaja en forma continua como motor de arranque por capacitor no se necesita interruptor centrifugo. Los motores de este tipo arrancan y trabajan en virtud de la descomposición del fase de cuadratura que producen los dos devanados idénticos desplazados en tiempo y espacio. En consecuencia, no tiene el alto par de marcha normal que producen los motores ya sea de arranque por capacitor o de arranque por resistencia. El capacitor y el devanado de arranque se desconectan mediante un interruptor centrifugo, como se hizo en el caso del motor de fase hendida. Para invertir el sentido de rotación de un motor con arranque por capacitor, se hace lo mismo que en el caso del motor de f ase hendida, esto es, ser invierte las conexiones de los cables a los devanados de arranque u operación.
8. CONCLUSIONES
Este motor tiene un par elevador en comparación en los motores de fase hendida, permitiendo trabajar con carga, estos son muy utilizados en los ascensores y maquinas que requiere arranque con cargar.
tiene el alto par de marcha normal que producen los motores ya sea de arranque por capacitor o de arranque por resistencia.
invertir el sentido de rotación de un motor con arranque por capacitor, se hace lo mismo que en el caso del motor de fase hendida, esto es, ser invierte las conexiones de los cables a los devanados .
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9. RECOMENDACIONES
Para una mejor medición de los valores usar un multímetro digital, para evitar los errores por lectura de los valores.
Es recomendable y prácticamente obligatorio el uso del equipo de protección personal como son mandil, gantes y gafas.
Se recomienda revisar el voltaje y corriente máxima con la cual trabajan los motores ya que si se excede este valor los equipos pueden dañarse.
Al momento de subir el valor de la carga, hacerlo con mucho cuidado, debido a que con el aumento de la carga, va a aumentar la corriente, y es muy importante no sobrepasar la corriente máxima de trabajo.
ANEXOS
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