Laboratorio N°1 - Máquinas AC - La Máquina de Inducción

LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II

Laboratorio 1 “La máquina de inducción”

PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR


TECSUP

Laboratorio de Máquinas eléctricas II – Lab. 1


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Laboratorio 1: “La máquina de inducción”

OBJETIVOS: 1. Reconocer la estructura de la máquina de inducción e identificar el tipo de rotor, estator, entrehierro y terminales.

2. Tomar los datos de placa de un motor eléctrico. 3. Identificar los terminales de un motor de inducción. 4. Invertir el sentido de giro de un motor de inducción trifásico.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA: El motor de inducción cuenta con un rotor y un estator. La carcaza es la evolvente y protege al motor contra los agentes externos. Tiene un ventilador que sirve para evitar que la temperatura de los arrollamientos supere el límite térmico del aislamiento.

Fi g ura 1. Motor acci onando una bomba.

Fi g ura 1.1 . V is ta de corte de un motor de inducción tri fási co jaula de ardilla.


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PLACA DE CARACTERÍSTICAS: Toda máquina eléctrica posee una placa de características adherida a ella, por lo general, sobre la caja de toma de corriente. La placa de características contiene también, junto a los datos de diseño de la máquina, información acerca de la denominación de tipo y el nombre del fabricante. Las casillas tienen el siguiente significado: 1. Motor de corriente trifásica para conexión a la red de alimentación trifásica. La frecuencia nominal es de 60 Hz. Se trata de una máquina asíncrona de corriente trifásica. 2. La potencia mecánica permanente, disponible en el eje, es de 15 kW. 3. Datos nominales de la máquina para su conexión en estrella: 400 V con 27,5 A. 4. Datos nominales de la máquina para su conexión en delta: 230 V con 48,7 A. 5. El tipo de protección describe la protección contra la penetración de fluidos y cuerpos sólidos. 6. El coseno  describe la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. 7. Bajo carga nominal, y operando con los demás datos nominales, la máquina alcanza la velocidad de giro nominal que aquí se señala. A continuación se muestra una placa de características de una máquina de 15 kW.

Fi g ura 1.2. Datos de placa de motores de inducci ón didáctico.


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También se muestra tres placas, correspondientes a motores comerciales de media tensión y baja tensión.

Fi g ura 1.3. Datos de placa de motores de inducción.


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CAJA DE BORNES: En la caja de bornes se encuentran los terminales del motor para su conexión a la red de alimentación.

(b)

(a)

Fi g ura 1.4 . C aja de bornes de: (a) un motor de fundici ón de hierro y ( b) de un motor de aluminio

Fi g ura 1.5 . Conexi ón delta y conexión es trella de un motor de inducci ón jaula de ardilla de un motor de s eis terminales.


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EQUIPOS Y MATERIALES: Cant.

Descripción

Marca

01

Fuente de alimentación

01

Motor de inducción jaula de ardilla

Lab-volt

01

Motor de inducción de rotor devanado

Lab-volt

01

Estator trifásico

01

Rotor Jaula de ardilla

04

Multímetros digitales

15

Cables de conexión 4mm

01

Faja de acoplamiento

01

Interfaz de adquisición de datos

01

Computadora personal

04

Cables de conexión de 2mm

01

Conector con Terminal USB

Modelo

Observación

Tabla 1.1. E quipamiento neces ario.


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PROCEDIMIENTO: A. IDENTIFICACIÓN DE PARTES DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO. 

Tomar los dos motores de inducción (jaula de ardilla y rotor devanado). Identificar la carcasa del motor.



Identificar el núcleo, el devanado del estator y sus respectivos terminales. Describir el bobinado del estator (se trata de bobinas preformadas o de hilos, es cobre o de aluminio, las espiras se encuentran aisladas por esmalte u otro tipo de aislamiento, etc.) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

Dibujar la bornera o terminales del motor en corte (jaula de ardilla y rotor devanado)


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Identifique el entrehierro entre el rotor y el estator. En el motor de corte que se tiene, trate de pasar una hoja de papel muy delgado por él. Comente. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………



¿Presenta ventilador el motor? Si es afirmativo descríbalo (forma, material, tamaño, etc.) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………



Identificar el rotor. (Ver fotos en la página 22 ) Si es jaula de ardilla identificar los anillos que cortocircuitan las barras del rotor y sus aletas de ventilación. ¿Las barras son paralelas al eje o se encuentran inclinadas? Justificar su posición. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

Si es de rotor devanado, identificar los tres anillos rozantes y sus escobillas. ¿Las ranuras del rotor son paralelas al eje o se encuentran inclinadas? Justificar su posición. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………


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B. DATOS DE PLACA Tomar los datos de placas mostradas en la páginas 22 y 24.

DATOS DE PLACA Fabricante: N° de serie: Potencia nominal: Tensión nominal: Corriente nominal: Frecuencia nominal: Velocidad nominal: Grado o índice de protección: Clase de aislamiento: Letra de código: Clase de diseño de rotor: Norma de diseño: Año de fabricación Tabla 1.2. D atos de placa.

¿Qué otros datos puede extraer de las placas? …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………….


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C. Conexionado en estrella (Y). Efectuar las conexiones según se muestra en la figura 1.6 partir de la fuente variable conectar las entradas de medición de tensión y corriente a la interface de adquisición de datos y de allí al motor de inducción cuya conexión está en estrella. Verificar que la tensión de alimentación variable se encuentre al mínimo. Conectar el cable con terminal USB de la tarjeta de adquisición de datos a la computadora. Conectar la alimentación DC de 24V a la interface de adquisición. Conectar la tarjeta al borne de tierra de protección. Correr el software LVDAM-EMS y seleccionar los parámetros a medir. Los parámetros a medir son: Las tensiones de fase E1, E2, E3, las corrientes de línea I1, I 2 e I3.

E1 =

(V) E2=

(V) E3=

(V)

I1=

(A) I2=

(A)

(A)

I3=

Tabla 1.3. C onexi ón en estrella.

Energizar el circuito cerrando el interruptor trifásico y regular la tensión a 380V. Anotar los valores obtenidos en la tabla 1.3. Reducir la tensión al mínimo y apagar la fuente.

Fuente de

Interface de adquisición de datos

alimentación

Devanado estator Motor de inducción

Rotor jaula de ardilla Motor de inducción

L4 I1 E1

L5 I2 E2 E3

L6 I3

N

Fi g ura 1.6 . C onexión en estrella del motor de induc ción jaula de ardilla. PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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D. Conexionado en delta ( ). Efectuar las conexiones según se muestra en la figura 1.7 partir de la fuente variable conectar las entradas de medición de tensión y corriente a la interface de adquisición de datos y de allí al motor de inducción cuya conexión está en estrella. Verificar que la tensión de alimentación variable se encuentre al mínimo. Conectar el cable con terminal USB de la tarjeta de adquisición de datos a la computadora. Conectar la alimentación DC de 24V a la interface de adquisición. Conectar la tarjeta al borne de tierra de protección. Correr el software LVDAM-EMS y seleccionar los parámetros a medir. Los parámetros a medir son: Las tensiones de fase E1, E2, E3, las corrientes de línea I1, I2 e I3. Energizar el circuito cerrando el interruptor trifásico y regular la t ensión a 220V. Anotar los valores obtenidos en la tabla 1.4.

E1 =

(V) E2=

(V) E3=

(V)

I1=

(A) I2=

(A) I3=

(A)

Tabla 1.4. Conexi ón delta.

Reducir la tensión al mínimo y apagar la fuente.

Fuente de

alimentación


L4



I1 E1

L5

I2 E2

L6

E3

I3

N

Fi g ura 1.7 . C onexi ón en delta del motor de inducción jaula de ardilla.


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E. Inversión del sentido de giro. Efectuar las modificaciones en la conexión de acuerdo a la figura 1.8. Energizar el circuito y llevar la tensión a 220V. Anotar los valores de tensión y corriente y verificar si los valores son idénticos a los obtenidos en la tabla 1.4. Reducir la tensión al mínimo y apagar la fuente.

E1 =

(V) E2=

(V) E3=

(V)

I1=

(A) I2=

(A)

(A)

I3=

Tabla 1.5. C onexión delta con s entido i nvertido.

Fuente de

alimentación




L4 I1 E1

L5 I2 E2

E3

L6 I3

N

Fi g ura 1.8 . Invers ión del sentido de g iro.

F. CUESTIONARIO. a) Establecer como mínimo cuatro diferencias entre un motor de inducción jaula de ardilla y un motor de inducción de rotor devanado. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………


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b) ¿Cómo influye la longitud del entrehierro en la corriente de vacío de un motor?

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

c) ¿Cuál es la norma de fabricación que emplea en Europa y cuál es la se emplea en Norte América? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

d) Presentar la vista de una placa de datos característicos de un motor, y describir las características fundamentales. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

e) ¿Cómo de invierte el sentido de giro de un motor de inducción? Explique …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

f) Comparar los valores obtenidos en las tablas 1.4 y 1.5: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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TECNOLOGIA MECANICA ELECTRICA Rúbrica Realizan pruebas con instrumentos y equipos en sistemas de diversa tecnología, utilizando procedimientos y normas establecidas. Elabora informes escritos aplicando reglas gramaticales y de redacción y utilizando gráficos adecuados.

c.1 g.2

Curso:

MAQUINAS ELECTRICAS II

Ciclo:

Actividad:

Laboratorio 01: La máquina de inducción

Semana:

Nombre y apellido del alumno:

Sección:

Docente:

Observaciones

Periodo:

Fecha:

V

Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo

X

Archivo informático

Informe Técnico

Planos

Caso

Otros:

CRITERIOS A EVALUACIÓN

Requiere No Mejora aceptable

Excelente

Bueno

Identifica las partes de la máquina de inducción

4

3

2

0

Realiza la conexión del motor asíncrono

4

3

2

0

Analiza los datos de placa de la máquina de inducción

4

3

2

0

Trabajo con Seguridad, Puntualidad, Orden y Limpieza.

4

3

2

0

Informe: Caratula, Redacción, Ortografía, Resultados y Conclusiones

4

3

2

0

Puntaje Logrado

Puntaje Total

Comentarios al alumno: (De llenado obligatorio)

Puntaje

Descripción

Excelente

4

Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno

3

Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.

Requiere mejora

2

Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.

No Aceptable

0

No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.


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APÉNDICE


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PARTES DE UN MOTOR

Fig ura a.1 . Motor SIE MEN S - Horizontal – Medallion - Tipo C G Z, bas tidores 588 y 5810 Carcasas TE FC y a prueba de explos ión.

Fuente: Siemens


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Fuente: Leroy Somer


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TECSUP Motor:

Motor:


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