laboratorio n°4

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACUL FACULTAD TAD DE INGENIERÍA INGENIER ÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE MECÁNICA Y ENERGÍA UNI#$R%I&A& NACI'NA( &$ )RUJI(('

*')'R &$ IN&UCCI+N )RIF,%IC' 1-. /R'($*A ¿Cuáles son los componentes y las conexiones básicas de un motor trifásico asíncrono? ¿Cuáles son los cambios en las conexiones de un motor para producir una inversión de giro?

-. INF'R*ACI+N )$+RICA El motor de inducción es una máquina rotatoria de CA donde la fuente de ener energí gía a alim alimen enta ta únic únicam amen ente te las las bobi bobina nas s del del esta estato tor r en tant tanto o la excitación para el rotor se consigue por inducción en lugar de conectarse físicamente a la fuente de energía es decir no se necesita corriente de campo de CC par para pone ponerr en funcio ncion namient iento o la máquin quina a! "us componentes se muestran en la #$%&'A () *+!

FIGURA N° 01: Componentes de un motor de inducción trifásico Jaula de Ardilla

&n moto motorr de inducc inducció ión n tiene tiene físic físicam amen ente te el mism mismo o esta estato torr que una máquina máquina síncro síncrona na con difere diferente nte constr construcc ucción ión del rotor rotor!! ,ay dos tipos tipos diferentes diferentes de rotor rotores! es! A uno se le llama rotor rotor devanado devanado mientras que al otro se le llama rotor de -aula de ardilla o rotor de barras tal como se observa en la #$%&'A () *.!

FIGURA N° 0: Rotor de !aula de ardilla o Rotor de "arras

LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

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"i el rotor de un motor de inducción girara a la velocidad sincrónica nsinc sus barras permanecerían estacionarias con relación al campo magn/tico y no 0abría inducción de volta-e entonces no 0abría ni corriente ni campo magn/t magn/tico ico en el rotor rotor!! "in campo campo magn/t magn/tico ico el momento momento de torsió torsión n indu induci cido do seri seria a cer cero y el rotor otor se fren frenar aría ía!! 1or esto esto es un moto motorr de inducción -amás podrá alcan2ar la velocidad síncrona! "e denomi denomina na veloci velocidad dad de desli2a desli2amie miento nto ndesli6 a la diferencia entre la velocidad síncrona nsinc y la velocidad del rotor nm! ηdesliz =ηsinc −ηm

El desli2amiento s expresa la velocidad relativa en porcenta-e3 s=

ηdesliz η sinc

x 1 00 =

ηsinc−η m ηsinc

x 100

&n motor de inducción traba-a induciendo volta-es y corrientes en el rotor de la máquina pero a diferencia de un transformador la frecuencia del rotor f r no es necesariamente la misma que la frecuencia del estator fe! 4a frecuencia del rotor se expresa como3 f r s f e =

&$N'*INACI'N &$ ('% $7)R$*'% &$ (A% FA%$% &$ UN &$#ANA&' )RIF,%IC' 4os extre tremos de las las fases de los los bobina binad dos de CA tien ienen una una denominación denominación normali2ada normali2ada 5norma 5norma &(E6E( 7**896:; 7**896:; las cuales están representa representadas das en la l y los .! Antes se usaban usaban las letras & = y > para los princip ios y las letras  @ y  para los
FIGURA N° A: Norma UN$.$N 2003.4 FIGURA N° : &enominación Anti5ua En el arranque de un motor de inducción las corrientes que circulan por los bobinad bobinados os son son muy superio superiore res s a la corrien corriente te nomina nominall del motor motor!!


Página 


Bependiendo de las protecciones que se 0ayan colocado puede ocurrir que estas actúen durante el arranque y desconecten el motor! 1ara evitar esto una operación muy típica es efectuar el arranque con una conexión en estrella ya que se aplica a los bobinados del motor una tensión menor y por tanto las corrientes de arranque son tambi/n menores! &na ve2 en movimiento las corrientes del motor disminuyen con lo cual es posible entonces efectuar un cambio de conexión a triángulo para así aprovec0ar toda la potencia del motor y evitando sobre6intensidades que afecten a los sistemas de protección!

ARRAN;U$ $%)R$((A . )RI,NGU('

FIGURA N° 3A: Cone8ión en $strella

FIGURA N° 3: Cone8ión en &elta &elta

IN#$R%I+N &$ GIR' 1ara efectuar efectuar el cambio cambio de sentid sentido o de giro giro de los motor motores es el/ctr el/ctrico icos s trifásicos únicamente es necesario intercambiar dos fases pues cambiará el sentido de giro del campo magn/tico del estator y por tanto el sentido de giro del rotor! 1ara bobinas de paso diametral donde la anc0ura de cada bobina es igual a un paso polar 5distancia angular entre dos polos adyacentes; se pued puede e dete deterrmina minarr el núme número ro de polo polos s de la maqu maquin ina a medi median ante te la ecuación3 P=

360

θm

Bónde3

/3 número de polos de la maquina 9m 3 anc0ura de la bobina en grados mecánicos -. I/+)$%I% 'econoceremos e identi

Página 


asínc asíncro rono no de inducc inducción ión así así como como las cone conexio xiones nes básica básicas s en las que se puede conectar dic0o motor! motor! A la ve2 observaremos observaremos el cambio del se sentido ntido de giro del motor intercambiando las conexiones establecidas!

3-. IN%)RU*$N)'% > *A)$RIA($% *A)$RIA($%     

#uente trifásica con salida en delta de +. = por fase &n motor de inducción trifásico &n voltímetro AC &n tacómetro &na pin2a amperímetrica AC

)acómetro #olt
LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I Generador )rifásico

Página 3 /in6a Amperim=trica


?-. &I%$@' $7/$RI*$N)A(

2-. R$A(IACI+N &$( $7/$RI*$N)' 2-12-1-.. Iden Identi tiBc Bcac ació ión n de las las part partes es comp compon onen ente tes s de un moto motorr trifásico as
Frecuencia de la red 6D AncEura de la o"ina  mecánicosD aces actios por ranura

20 140 1

2--. Cone8iones "ásicas de un motor trifásico as

Página ?


- Conectar las bobinas del motor de inducción en estrella tal como se muestra en el esquema de la #$%&'A () 9A! 3- edir los volta-es de fase y de línea del motor las corrientes de fase y línea línea que recib recibe e el motor motor y la veloc velocida idad d de giro giro indica indicando ndo el sentido de giro del motor! Completar la DA4A () *+! ?- Cambiar la secuencia de fases aplicada al motor el/ctrico y observar que sucede con el sentido de giro del motor! 2- Conectar las bobinas del motor de inducción en delta tal como se muestra en la #$%&'A () 9 y repetir el ítem 9! Completar la DA4A () *.!

H-. &A)'% $7/$RI*$N)A($% )A(A N° 01: Cone8ión en estrella de un motor trifásico nm r rpmD !!" #

%$%entido de 5iro &'#a#i'

IF A AD

#( # #D

#F #D

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*+ * *+

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%$N)I&' &$ GIR' &$( *')'R C'N (A %$CU$NCIA &$ FA%$% A/(ICA&A CA*IA&A

ANTI&ORARI

)A(A N° 0: Cone8ión en delta de un motor trifásico nm r rpmD +*-! #

%$%entido de 5iro &'#a#i'

IF A AD

I( # #D

#F #D

()+." ()+!/ ()+./

()",+ ().*. ().+,

, ! ,

4-. AN,(I%I% > &I%CU%I+N &$ R$%U()A&'% 4-1-. Inesti5a la función de cada uno de los componentes del motor de inducción trifásica 

ROTOR esta es la parte rotatoria del motor así como el estator el toro consiste de un grupo de laminaciones de acero ranuradas y empaquetadas en la forma de un cilindro magn/tico y con un circuito el/c el/ctr trico ico!! 1or medi medio o de la ener energí gía a el/c el/ctr tric ica a se entr entreg ega a ener energía gía mecánica llevada en un e-e de transmisión


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

ESTATOR ESTATOR es la parte <-a de una máquina máquina rotativa rotativa y uno de los dos elementos fundamentales para la transmisión de potencia potencia 5siendo 5siendo el otro su contraparte móvil el rotor rotor;! ;!



DOS TAPAS extremas que contienen a las c0umaceras 5cada una en un extremo;!



balerros para para sopo soport rtar ar a la Fe Fec0 c0a a o e-e e-e DOS C&UMAC C&UMACERAS ERAS o bale rotatorio



VENTILADOR VENTILADOR DE ENFRIAMIE ENFRIAMIENTO NTO00 locali locali2ad 2ado o en el extr extrem emo o de accionami accionamiento ento y que permite permite propor proporciona cionarr el enfriamie enfriamiento nto for2ado for2ado para el estator!





4os moto motorres llev llevan an dos dos capa capas s de pint pintur ura! a! &na &na capa capa PINT INTURA URA 4os anti antico corr rros osiv iva a que que ofr ofrece ece prot protec ecci ción ón en caso caso de 0ume 0umeda dad d o de instalación a la intemperie o en locales en los que 0aya que contar con gases y vapores vapores químicamente agresivos y otra de acabado color gris! CAJA DE CONE1IONES 4os tamaGos tamaGos H+ y superiores superiores 0asta el el ..* poseen la ca-a de conexiones en la parte superior de la carcasaI en los demás motores va instalada a la derec0a! 1ara la conexión a tierra se dispone en todos los tipos de un borne en la ca-a de conexiones debidamente marcadoI del tamaGo +:* en adelante adicionalmente se tienen bornes de puesta a tierra en las patas! 4os motores se suministr suministran an con los puentes puentes corre correspon spondient dientes es para las diferen diferentes tes conexiones de sus bobinas!

4--. /ara cada una de las dos cone8iones del motor de inducción determinar: CONE1I2N ESTRELLA (úmero de polos del motor / P=

360 180

P=2

=elocidad síncrona nsinc 5rpm; 60 x 60 ηsinc = 1

ηsinc

=

3600 rpm


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ndesli6 5rpm; ηdesliz

=

3600−2800

ηdesliz =800 rpm

s 5J; s=

800 3600

x 100

s =22

f r 5,2; f r=0.22 x 60 f r=13.2 Hz

CONE1I2N DELTA (úmero de polos del motor / P=

360 180

P=2

=elocidad síncrona nsinc 5rpm; 60 x 60 ηsinc = 1

ηsinc

=

3600 rpm

ndesli6 5rpm; ηdesliz

=

3600−3156

ηdesliz =444 rpm

s 5J; s=

444 3600

x 100


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s =12

f r 5,2; f r=0.22 x 60 f r=7.2 Hz

4--. /ara cuál de los dos tipos de cone8ión son menores las corrientes de fase ue e8perimentan las "o"inas del motor 1ara la conexión en estrella del motor obtuvimos un valor de la IF igual a 0-04 A por lo cual es en esta conexión en la cual se obtiene el menor valor!

4-3-. Utilice sus datos e8perimentales para !ustiBcar porue el arran arranue ue del motor motor de"e de"e ser estre estrell lla a trián5 trián5ulo uloKK L como como esto esto afectar
4-?-. Cuántas fases se reuiere cam"iar para tener una inersión de 5iro del rotor "olo es necesario cambiar dos fases ya que cambiará el sentido de giro del campo magn/tico del estator y por lo tanto cambiará el sentido de giro del rotor! rotor!

O-. C'NC(U%I'N$% C'NC(U%I'N$% •

4os motores motores de inducción son de muc0a importancia en la actualidad debi debido do a las las dife diferrente entes s apli aplica caci cion ones es indu indust stri rial ales es a los los que que son son sometidos es por eso que se deben tomar en cuenta todas las fallas que se pres present entan an para para el corr correct ecto o funci funciona onamie miento nto de los mismos mismos 5arranque del motor estrella K triangulo;


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•

"e logró demostrar la inversión de giro del motor donde únicamente se intercambiaron dos fases El desli2a desli2amie miento nto s 22 se utili2a para el arranque del motor en =

conexión en estrella mientras el desli2amiento

s =12 ya que el

motor en conexión triangulo aprovec0ara toda potencia del motor

10-. )RAN%F$R$NCIA *)3 *)3 4Q5 Q56 6 a$7i a$7i8a 8a8i 8i'n 'n9s 9s :i9n :i9n9 9 97 %':' %':'## ;9 in;5 in;588 88i< i
)3 4Q56 ;a:'s 8'n:i9n9n 7as $7a8as ;9 5n %':'# ;9 in;588i

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