TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
Instituto Tecnológico Tecnológico de Lázaro Cárdenas
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Motor de Inducción aula de Ardilla con!guración "# Ma$uinas El%ctricas Integrantes& Coria 'osales (red) *ernández cue+as ,ascual León González Daniel ,alacios D-az .riel 'a/os Mendoza (ernando Daniel .ri0e 'a/-rez Danilo
,ro1esor& Ing# Mungu-a Ta2ia Ta2ia os% Enri$ue#
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Cd# 3 ,uerto# Lázaro Cárdenas Mic4#56 de A0ril Del 5768#
9ndice
Portada……………………………………………………………………………………. ……………………………………...……………1 Introducción……………………………………………………………………………………… …………………………………………..3
Marco teórico……………………………………………………………………………………………… …………………………………4
Objetivos…………………………………………………………………………………………… ………………………………………..…5
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Material y Equipo……………………………………………………………………………………………… …………………………..
Procedi!iento…………………………………………. ………………………………………………………………………………"#11
$onclusión………………………………………………………………………………………… …………………………………………1%
Introducción
El rotor !as sencillo y de !ayor aplicación en los !otores de induccion& es el que se deno!ia jaula de ardilla& de donde se deriva el no!bre de !otor de induccio induccion n jaula de ardilla. ardilla. El rotor rotor de la jaula de ardilla ardilla se co!pone co!pone de un nucleo nucleo de 'ierro la!inado la!inado que tiene ranuras ranuras lon(itudin lon(itudinales ales alrededo alrededorr de su peri)eria peri)eria.. *arras *arras solidas de cobre cobre o alu!unio alu!unio se presionan presionan +r!e!en +r!e!ente te o se incrustan en las ranuras del rotor. rotor. , a!bos e-tre!os e-tre!os del rotor se encuentran los anillos de corto circuito que van soldados o sujetos a las barras en corto circuito tienen una resistencia !uc'o !enor que la del nucleo. En un !otor de induccion de jaula de ardilla ensa!blado& la peri)eria del rotor esta separada del estator por por !edio de un pequeo pequeo entre'ierro. entre'ierro. /a !a(nitud de este este entr entre' e'ie ierr rro o es& es& en e)ec e)ecto to&& tan tan pequ peque ea a co! co!o lo per per!ita !itan n los los requeri!entos requeri!entos !ecanicos. $uando se aplica aplica potencia al estator de un !otor de induccion& se establece un ca!pos !a(netico (iratorio& con)or!e a todos los !etodos !etodos que se 'an estudiado estudiado aqu0. $uando $uando el ca!po co!ien co!iena a a (irar& (irar& sus lineas de 2ujo cortan las barras de corto cirtcuito que estan alrededor de la super+cie del rotor de jaula de ardilla y (eneran voltajes en ellas por induccion electro!a(netica.
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(ig# 6 Motor aula de Ardilla Con!guración
Marco Teórico
"#
e disean dos tipos bsicos de !otores para )uncionar con corriente alterna poli)sica los !otores s0ncronos y los !otores de inducción. El !otor s0ncrono es en esencia un alternador tri)sico que )unciona a la inversa. /os i!anes del ca!po se !ontan sobre un rotor y se e-citan !ediante corriente continua& y las bobinas de la ar!adura estn divididas en tres partes y ali!entadas con corriente alterna tri)sica. /a variación de las tres ondas de corriente en la ar!adura provoca una reacción reacción !a(n6tica variable con los polos de los i!anes del ca!po& y 'ace que el ca!po (ire a una velocidad constante& que se deter!ina por la )recuencia de la corriente en la l0nea de potencia de corriente alterna. /a velocidad constante constante de un !otor !otor s0ncrono es ventajosa en ciertos ciertos apar aparat atos os.. in in e!ba e!barr(o& (o& no pued pueden en util utili iar arse se este este tipo tipo de !oto !otorres en aplicaciones en las que la car(a !ecnica sobre el !otor lle(a a ser !uy (rande& ya que si el !otor reduce su velocidad cuando est bajo car(a puede quedar )uera de )ase con la )recuencia de la corriente y lle(ar a pararse.
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/a !ayor !ayor parte parte de los !otor !otores es poli) poli)si sicos cos se devana devanan n con sus estato estatore ress conectados en delta. E-isten )abricantes que o)recen !otores de inducción con el principio y el +nal de cada devanado de )ase en )or!a saliente& con +nes de cone-ión e-terna. En el caso de !otores tri)sicos se pueden conectar a la l0nea l0nea ya sea en estrella estrella o en delta cuando cuando se conectan conectan en estrella& estrella& el voltaje voltaje que se i!pri!e al devanado devanado es 17 83& 95".:;< del del voltaje de l0nea. Por tanto es posible arrancar un !otor con poco !s de la !itad de su voltaje no!inal y a continuación 'acerlo trabajar en delta& con el voltaje no!inal de l0nea y )ase aplicados. $o!o el par var0a de acuerdo con el cuadrado del voltaje i!preso al estato estatorr la reduc reducció ción n del voltaj voltaje e cuand cuando o se conec conecta ta en estre estrella lla produ producir cir apro-i!ada!ente apro-i!ada!ente la tercera parte del par de arranque a pleno voltaje. /a con!utación de estrella a delta se debe 'acer tan rpida!ente co!o sea posibl posible e para para eli!i eli!inar nar (rande (randess corrie corriente ntess transi transitor torias ias debida debidass a la p6rdi p6rdida da !o!entnea de potencia. Por este !otivo& se e!plean interruptores de tres polos doble tiro con tensión de resorte y acción instantnea& en lu(ar de interruptores interruptores de cuc'illas.
(ig# 5 Motor de Inducción aula de Ardilla
O0:eti+os
O0:eti+o General
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Estudiar las propiedades del Motor de $,
O0:eti+o Es2ec-!co ,naliar la estructura de un !otor tri)sico de jaula de ardilla. =eter!inar sus caracter0sticas de arranque& de vac0o y plena car(a en la
con+(uración delta.
Material ) E$ui2o
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1 Motor de Inducción >aula de ,rdilla. 1 ?uente ali!entación ali!entación de 1%@7%@: A$,& A$,& 3B& 1%@ A$=& @#1%@ A$=. 1 Electrodina!ó!etro. $ables de cone-ión. *anda. Módulo de Medición de $, 9%5@ A$,<. Módulo de Medición $, 9%.57%.57: ,<.
,rocedi/iento 1.C $onectar el si(uiente circuito para el electrodina!ó!etro.
W1
1
W2
%
4
Motor de Inducción >aula
5 -
+
0.000
A
0.000
A
0.000
A
I3 -
+
7;57<=CA
I1 -
+
I2
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(ig# > Es$ue/a de cone?ión del /otor de inducción#
%.C $onectar el si(uiente circuito para el !otor de inducción jaula de ardilla. Electrodinamómetro Electrodinamómetro
V1 24 V
(ig# @ Cone?ión del Motor de CA#
3.C Do acople el !otor con el dina!ó!etro !ediante la banda. 4.C $onecte la )uente de ali!entación ali!entación u ajuste el voltaje a %@: A$,. El !otor debe co!enar a )uncionar. 5.C Mide y anota en la tabla 1& las 3 corrientes de l0nea& las lecturas del atti!etro y la velocidad del !otor. ,ar l01B2l g 7 > F 65
I6 A/2s 3.F" 3 .5 3.4 3.5 3.5
I5 A/2s 3.5 3. 3.1 3.1 3.
I> A/2s 3.4F 3.F 3.:: 3.:" 3.F@
6 atts 415 4"@ 5%@ 5F@ 55
5 atts 14@ 1@@ :@ @ 3@
Ta0la 6 'elaciones de corrientes ) 2otencia#
=elocid ad ',M 1"F% 1"53 1""3 1"3 1F:
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y
Serie de puntos 1
elocidad!rpm" 1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200 x
-1
-0.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
10.5
11 11
11.5
12
12.5
13 13
#ar!l$%&pl'"
Gra!ca 6# 'elación ,ar; =elocidad del /otor con cone?ión en Delta#
.C $onecte la )uente de ali!entación ali!entación y !ida rpida!ente r pida!ente el voltaje& la corriente y el par de arranque desarrollado. desarrollado. ,!peresG 1:.:F ,. AoltajeG %@:volt. ParG 1" lb)Hpl(.
".C $on los resultados de la tabla 1& calcula las caracter0sticas en vac0o del !otor de jaula de ardilla. $orriente G @. ,!peres. Potencia ,parente
$,,$JEIJI$, ED A,$KO =E/ MOJO =E >,L/, =E ,=I//, ED $orriente 9Ivac0o< •
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•
Ivac0o G @. , Potencia ,parente 9P aparente< Paparente G 9 √ 3 < 9E< 9I vac0o< Paparente G 9 √ 3 <9%@: A$,<9@.< Paparente G %1.1 A,
•
•
Potencia eal 9P real< Preal G 14@ N. Potencia eactiva 9P reactiva< P aparente − Preal Preactiva G √ P 2
2
Preactiva G √ ( 216.16 ) −( 140) 2
2
Preactiva G 14.F A, •
?actor de potencia 9$os 9<< G Jan #1 9Preactiva7 Preal< G Jan #1914.F 714@< G 4F.3 $os 9< G @.5
:.C $on los clculos obtenidos& son to!ados de la tabla 1 y se calculan las caracter0sticas a F lb).pl( del !otor de jaula de ardilla. •
•
•
•
$orriente 9Icar(a< Icar(a G 3.5 , Potencia ,parente 9P aparente#car(a< Paparente#car(a G 9 √ 3 < 9E< 9I car(a< Paparente#car(a G 9 √ 3 < 9%@: A$,<91< Paparente#car(a G 1315 A, Potencia eal 9P real#car(a< Preal#car(a G @ N. Potencia eactiva 9P reactiva#car(a< P aparente − Preal Preactiva#car(a G √ P 2
2
Preactiva#car(a G √ (1315 ) −( 60) 2
Preactiva#car(a G 1313.3 A,
2
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•
•
•
?actor de potencia 9$os 9<< G Jan #1 9Preactiva7 Preal< G Jan #1913157@< G :".3: $os 9< G @.@4 Potencia en 'p Preal#car(a en 'p G 9@ N<7"4 Preal#car(a G @.@:@4 'p E+ciencia Q G 9Psalida<7 9Pentrada< Q G 95F@7@< Q G @.1@1 Q R F:.33;
Lsando los resultados anteriores y de la tabla se pueden 'acer los clculos relacionados con el !otor a Flb).pl(& es decir a plena car(a. =e acuerdo a las !edidas to!adas •
•
$orriente de arranque a corriente de plena car(a Iarranque a pcG 3.5 , Par de arranque a par de plena car(a S G @@9
I arranquea arranquea pc 2
¿¿ 3.65
S G @@9
¿¿
2
S G "FF3.5 D.!
F.C Tenere una (r+ca co!parativa entre la con+(uración en estrella y delta
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y
Serie de puntos 1
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200 x
-1
-0.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
10.5
11 11
11.5
12
12.5
13 13
Gra!ca 5# 'elación 2ar;+elocidad Motor aula de Ardilla en Estrella y
Serie Serie de puntos 1
elocidad!rpm" 1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200 x
-1
-0.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
10.5
11 11
11.5
12
12.5
13 13
#ar!l$%&pl'"
Gra!ca ># 'elación 2ar;+elocidad Motor aula de Ardilla en Delta
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Conclusión
$o!o se observa en la prctica el !otor de inducción jaula de ardilla tiene un co!porta!iento o !ejor dic'o& las revoluciones que tiene en vac0o son apro-i!ada!ente las !is!as que cuando est so!etido a car(a. U ta!bi6n se observa que la corriente absorbida cuando el !otor se encuentra encuentra so!etido so!etido a car(a se incre!enta incre!enta propor proporcional cional!ente !ente a la car(a !ecnica. Por esta caracter0stica el !otor con cone-ión en =E/J, es !s e+ciente que uno con cone-ión en EJE///, ,'ora observaste el co!porta!iento en con+(uración delta 9<& por lo tanto se deduce que los voltajes de l0nea en delta son i(uales a los voltajes de )ase y la corriente de l0nea es i(ual a la corriente de )ase !ultiplicada por ra0 de 3.
=L H=(
IL H √ 3 I(
En la cone cone-i -ión ón estr estrel ella la 9U< 9U< es tota total! l!en ente te inve invers rso o el volt voltaj aje e de l0ne l0nea a es proporcional proporcional al voltaje de )ase !ultiplicado !ultiplicado por ra0 de tres& siendo que de i(ual )or!a en la corriente de l0nea es i(ual a la de )ase.
IL HI(
=L H √ 3 =(
/a e+ciencia en este tipo de !otores se incre!enta en i(ual proporción a la car(a !ecnica& ya que cuando se encuentra en vac0o es baja& co!o se observa en la prctica.
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Por lo tanto puedes observar clara!ente que en un !otor jaula de ardilla en delta consu!es !s corriente& al i(ual que la velocidad se !antiene constante& ya que esta con+(uración se utilia utilia para car(as pesadas. U en la con+(uración estrella es !uy bajo el consu!o de corriente& al i(ual que la velocidad varia con)or!e el !otor co!iena a (irar.
