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EXPERIMENTO DE LABORATORIO N° 4 MÁQUINAS ELÉCTRICAS II EL MOTOR DE INDUCCIÓN JAULA DE ARDILLA Objetivos Analizar la estructura de un motor trifásico jaula de ardilla. Determinar sus características características de arranque, en vacío y a plena carga.
Introducción teórica Este es el motor más sencillo y de mayor aplicación en la industria. Se caracteriza por el hecho de que la velocidad de giro de su rotor es siempre distinta de la velocidad síncrona. Se le denomina de inducción porque no es necesario un sistema de excitación externo ya que la corriente se genera como consecuencia de la f.e.m. inducida por la acción del estator sobre el rotor; y se le llama jaula de ardilla por las características constructivas de su rotor. Las máquinas asíncronas más comunes constan fundamentalmente fundamentalmente de: estator, rotor, entrehierro. entrehierro.
Estator Está constituido por un paquete de chapas magnéticas ranuradas en su contorno cilíndrico interior. Los conductores eléctricos eléctricos que constituyen el bobinado estatórico se distribuyen en las ranuras de igual forma que la máquina síncrona.
Rotor Para esta máquina hay dos tipos: rotor bobinado y rotor tipo jaula de ardilla, este último es con el que se realizará la práctica. El circuito eléctrico del tipo jaula de ardilla se construye mediante barras conductoras de aluminio o de cobre ubicadas en las ranuras distribuidas distribuida s a lo largo de la periferia del paquete magnético que constituye el rotor. Todas las barras se cortocircuitan entre sí por sus extremos mediante dos anillos, uno para cada extremo de las barras. Este tipo de rotor es mucho más robusto que el de rotor bobinado pero presenta el inconveniente de no permitir el acceso al circuito eléctrico rotórico y, en consecuencia, imposibilita imposibilita cualquier tipo de actuación sobre él.
Entrehierro Sirve de separación mecánica entre el estator y el rotor. Constituye junto a los paquete magnéticos de estator y rotor, el circuito magnético de la máquina.
Funcionamiento del motor asíncrono. En las ranuras del estator se encuentran alojadas las bobinas correspondientes a tres fases, estos bobinados se pueden conectar en estrella o en delta. Cuando las tres fases del estator se alimentan con un sistema trifásico equilibrado de tensiones, por sus bobinados circulará un sistema de corrientes trifásicas equilibradas, las cuales provocarán la aparición de un campo rotativo que gira a velocidad constante. Debido a este campo rotativo, se van a inducir unas fuerzas electromotrices en los devanados del rotor y como estos bobinados están cortocircuitados van a circular circula r por ellos corrientes que como se encuentran en un campo magnético provocarán la aparición de fuerzas y pares que harán girar al rotor a una velocidad del mismo sentido de la velocidad síncrona.
Procedimiento
Parte I: Aspectos constructivos del motor de inducción jaula de ardilla. 1.
Identificar los devanados del estator.
2.
Identificar el sistema de enfriamiento.
3.
Identificar la jaula de ardilla en el rotor.
4.
Observar la longitud del entrehierro entre el estator y el rotor.
5.
¿Existe alguna conexión eléctrica entre el rotor y alguna otra parte del motor?
6.
¿Cuál es la corriente nominal de los devanados del estator?
7.
¿Cuál es el voltaje nominal de los devanados del estator?
8.
¿Cuál es la velocidad nominal del motor?
9.
¿Cuál es la potencia en watts del motor?
Parte II: Características del motor de inducción jaula de ardilla con diferentes cargas.
FIGURA 1
1.
Conectar el circuito que se muestra en la figura 1.
2.
Encender las fuentes de alimentación.
3.
Anote los valores que se le solicitan en la tabla1.
Tabla 1
Par (Nm) 0 0.4 0.6 0.8 0.9
I2 (A)
I3 (A)
I4 (A)
Velocidad (rpm)
W1 Eléctrica (W)
W2 Mecánica (W)
Eficiencia
Parte III: Corriente de vacío del motor síncrono jaula de ardilla.
Figura 2
1.
Conectar el circuito que se muestra en la figura2.
2.
Encender las fuentes de alimentación.
3.
Ajustar las fuentes variable hasta llevar a la velocidad síncrona el motor.
4.
Anotar el valor de I 2= Iest= Io = _____________
Parte IV: Cálculo de la potencia aparente en el arranque del motor de inducción jaula de ardilla.
Figura 3
1. Conectar el circuito que se muestra en la figura3. 2. Poner la perilla de control del dinamómetro en la condición de carga máxima. 3. Con extrema fijeza y cuidado colocarse los guantes y bloquear el rotor del motor. 4. Encender las fuentes de alimentación. 5. Medir rápidamente: E2=________________ V c-a I2=_________________ A c-a 6. Par de arranque=________________ Nm 7. ¿Anotar la potencia aparente del motor para el par de arranque? Potencia aparente = __________VA