Practica 49. EL MOTOR DE INDUCCION DE ROTOR DEVANADO

EL MOTOR DE INDUCCION DE ROTOR DEVANADO

Yoniver Yoniver Hoyos Muñoz 104714021255 Fabián Vásquez Becerra 104713011362 Yine! "aa#ia Mañun$a %uaica# 104714021256 Yasser Yasser Ha#i# &c!oa Muñoz 20'05'16 i(

&B)*+,V&-

1( *su.iar *su.iar y ana#izar ana#izar e# co/ora/i co/ora/ieno eno .e un /oor /oor riásico riásico conocer sus sus rincia#es rincia#es ares y observar e# co/ora/ieno .e# ca/o $iraorio( 2( &bservar &bservar #a ve#oci.a. ve#oci.a. .e# .e# roor .een.ien. .een.ien.o o .e #a variacin variacin .e# vo#ae vo#ae in.uci.o in.uci.o(( 3( *nen. *nen.er er y ana#izar ana#izar e# /oor .e# #abora #aboraor orio io ara saber saber si se raa .e una /aquina /aquina sncrona o asncrona( ii( ,"+&899,&" -e ##a/a /áquina .e in.uccin o asincrnica a una /áquina .e corriene a#erna en #a cua# #a ve#oci.a. .e roacin .e# roor es /enor que #a .e# ca/o /a$n:ico .e# esaor y .een.e .e #a car$a( ;a /áquina asincrnica iene #a roie.a. .e ser reversib#e es .ecir ue.e uncionar co/o /oor y co/o $enera.or( *# /oor asincrnico iene .os ares rincia#es< esaor y roor( *# esaor es #a are ia .e #a /áquina en cuyo inerior !ay ranuras .on.e se co#oca e# .evana.o riásico que se a#i/ena con corriene a#erna riásica( ;a are $iraoria .e #a /áquina se ##a/a roor y en sus ranuras a/bi:n se co#oca un .evana.o( *# esaor y e# roor se ar/an .e c!aas esa/a.as .e acero e#ecro:cnico( *n esa rácica va/os a ana#izar y esu.iar e# co/ora/ieno .e un /oor riásico a# i$ua# i$ua# que i.eni i.eniic icar ar sus rinci rincia# a#es es ares ares y co/on co/onen enes es a.e/ás a.e/ás ana#iz ana#izare are/os /os #a re#acin enre #a ve#oci.a. e# seni.o .e $iro y e# vo#ae .e sa#i.a .e# roor ara #o$rar  eso se recoi#o .iversa inor/acin .e #as e=eriencias en #a rácica #a cua# será .ebi.a/ene abu#a.a ana#iza.a y e=#ica.a a rav:s .e r/u#as y $ráicos aci#ian.o as su co/aracin con #os va#ores ericos esu.ia.os en c#ase( iii( iii( M&"+> M&"+>)* )* *?@*, *?@*,M*" M*"+> +>; ; *-8; *-8;+ +>&>&- Y ,-98,-98-,A" ,A" ,nsru/enos y equios M.u#o .e uene .e a#i/enacin 20V 3 i 0C120V cC. 120 cC. *M- 21 M.u#o .e /oor .e in.uccin .e roor .evana.o *M231 M.u#o .e /oor'$enera.or .e cC. *M211 M.u#o .e va/ero riásico *M441 M.u#o .e /e.icin .e cCa D2(5'2(5'2(5E *M425 M.u#o .e /e.icin .e cCa D250'250V *M426 +ac/ero .e /ano *MG20 9ab#es .e cone=in *MG41

Ban.a G42

*M-

1( *=a/ina/os #a esrucura .e# /o.u#o *M- 231 .e# /oor .e in.uccion .e roor  .evana.o in.onos esecia#/ene en e# /oor #os ani##os co#ecores  #as er/ina#es .e cone=in y e# a#a/bra.o

Fi$ura 1( Máquina .e roor bobina.o 2( -i observa e# /oor .es.e #a are oserior .e# /.u#o< a ,.eniica/os #os res ani##os co#ecores .e# roor y #as escobi##as

un .e b e# .e

Fi$ura 2( @ares .e roor .e un /oor .e in.uccin roor .evana.o ana#iza/os /ovi/ieno #as escobi##as es

que i/u#sa.o or un resore !acia #os ani##os c &bserva/os que #os res er/ina#es .e# .evana.o .e# roor son ##eva.os a #os ani##os co#ecores /e.iane una ranura en e# ee .e# roor

 

Fi$ura 3( *scobi##as .e# /oor  . ,.eniica/os #os .evana.os .e# esaor( &bserva/os que se co/onen .e /uc!as vue#as .e a#a/bre .e un .iá/ero equeño unior/e/ene esacia.os a#re.e.or  .e# esaor e ,.eniica/os #os .evana.os .e# roor( &bserva/os que se co/onen .e /uc!as vue#as .e un a#a/bre .e .iá/ero #i$era/ene /ayor unior/e/ene esacia.os a#re.e.or .e# roor  &bserva/os #a /a$niu. .e enre!ierros enre e# roor y e# esaor

Fi$ura 4( evana.os .e# roor y esaor /a$niu. enre !ierros 3( &bserva/os #o si$uiene en #a cara .e#anera .e# /.u#o< a ;os res .evana.os in.een.ienes .e# esaor esán coneca.os a #os er/ina#es 1 y 4 2 y 5 3 y 6( b ;a corriene no/ina# .e #os .evana.os .e# esaor es 1(5 >(

c *# vo#ae no/ina# .e #os .evana.os .e# esaor  120 V( . ;os res .evana.os .e# roor esán coneca.os en *-+*;;> 7  G( e *sos .evana.os esán coneca.os en #as er/ina#es< 7  y G(  *# vo#ae no/ina# .e #os .evana.os .e# roor  60 V( $ ;a corriene no/ina# .e #os .evana.os .e# roor  2 >( ! ;a ve#oci.a. no/ina# y #a oencia en ! .e# /oor  r =¿ 1500 min hp =¿ 023467G

4( 9oneca/os e# circuio que se i#usra en #a i$ura(

Fi$ura 5( 9ircuio coneca.o en #a rácica 5( a &bserva/os que e# /oor ' $enera.or .e cC. se coneca con una e=ciacin ia .e ca/o en .erivacin a #as er/ina#es  y " .e #a uene .e a#i/enacin D120v cC .( e# resao .e ca/o se .ebe !acer $irar a su osicin e=re/a en e# seni.o .e #as /aneci##as .e# re#o Dara una resisencia /ni/a b &bserva/os que #a ar/a.ura se coneca a #a sa#i.a variab#e .e cC. .e #a uene .e a#i/enacin er/ina#es 7 y " D0C120V cC.

+a/bi:n se observ que #a ar/a.ura se coneca a #a sa#i.a variab#e .e cC. #a uene .e a#i/enacin er/ina#es 7 y " D0C120V cC.( c &bserva/os que e# esaor .e# roor .evana.o esá coneca.o en esre##a  y se encuenra en serie con #os res a/er/eros y e# va/ero  a #a sa#i.a ia .e 20V 3  .e #a uene .e a#i/enacin er/ina#es 1 2 y 3 . &bserva/os que e# vo#ae riásico .e enra.a se /i.e or /e.io .e V1 y que e# vo#ae riásico .e sa#i.a .e# roor se /i.e or /e.io .e V3 6( a *n ese uno .e #a rácica se aco#o e# /oor'$enera.or .e cC. a# /oor .e roor  .evana.o or /e.io .e una ban.a( b esu:s se conec #a uene .e a#i/enacin /anenien.o en cero e# conro# .e# vo#ae variab#e .e #a sa#i.a De# /oor .e cC. .ebe esar ara.o( c 9on e# circuio ar/a.o se roce.i a obener #os si$uienes .aos<  E1=217 V , W 1=125 W , W 2=65 W   I 1 =0.8 A , I 2=0.85  A , I 3 =0,85  A

 E2=106,8 V 

. -e .esconec #a uene .e a#i/enacin( 7( ea#iza/os #os si$uienes cá#cu#os a -e ca#cu# #os si$uienes resu#a.os @oencia aarene< S =3∗V ∗ I S T  ¿ S 1 + S 2 S 1=3∗217 V ∗0.8 A =520.8 VA S 2=3∗106.8 V ∗0.85 A =272.34 VA S T =793.8 VA

b @oencia rea#<

 P=W 1+ W 2

 P=125 W + 65 W =190 W 

c Facor .e oencia<  Pt   F  P I St 

 F  P=

. @oencia reaciva<

Q=√ ST − PT  2

2

190 W  793.8 VA

=0.239

Q=√ 793.8

2

−190 2

Q=770.72 VAR

( a ;ue$o se conec #a uene .e a#i/enacin y se aus e# vo#ae .e sa#i.a variab#e .e cC. ara una ve#oci.a. .e# /oor .e e=aca/ene .e G00 r'/in( b ;ue$o se roce.i a /e.ir #os si$uienes .aos<  E1=217.8 V , W 1=125 W , W 2=70 W ,  I 1 =0,8 A , I 2=0.85  A , I 3 =0.85  A

 E2=159 V 

9o/o ve/os e# vo#ae .e sa#i.a  E2  au/ena con reseco a# aso anerior( *so se .ebe a que !ay un /ayor vo#ae su/inisra.o a# esaor #o cua# !ace que e# vo#ae in.uci.o a# roor au/ene( c *# va#or .e oencia obeni.o en #a racica ue .e 1G0J y e# va#or no/ina# .e# /.u#o es .e 175J ve/os que #os va#ores son aro=i/a.os ero no i$ua#es #o cua# u.e ser .ebi.o a a##as en e# /oor o a#$unas rob#e/as con #os insru/enos .e /e.icin( G(

a >u/ena/os e# vo#ae .e variab#e .e sa#i.a .e cC. a 120V cC. y ausa/os e# vo#ae .e# resao .e ca/o a una ve#oci.a. .e# /oor .e 100 revo#uciones or  /inuo b esu:s se roce.i a /e.ir #os si$uienes .aos<  E1=217.8 V , W 1=125 W , W 2=60 W ,  I 1 =0,8 A , I 2=0.85  A , I 3 =0.85  A  E2=212 V 

c -e roce.e a re.ucir e# vo#ae a cero y .esconecar #a uene .e a#i/enacin . -e observ que en #os roce.i/ienos  y G e# /oor $ira en e# /is/o seni.o a# .e# ca/o $iraorio .e# esaor or que e# /oor ien.e a .es#azarse eren.icu#ar/ene a #as #neas .e accin .e# ca/o /a$n:ico $enera.o or e# esaor( *n esos .os casos e# /oor $ira en conra .e #as /aneci##as .e# re#o( 10( a ,nerca/bia/os #as cone=iones .e ar/a.ura .e cC. es .ecir inerca/bian.o #a cone=in .e #os unos 1 y 2 .e# /.u#o *M- 211 ara inverir e# seni.o .e $iro .e# /oor !acien.o que e# resao .e ca/o $ire casi !asa su osicin e=re/a en e# seni.o .e #as /aneci##as .e# re#o

Fi$ura 6( Máquina .e corriene coninKa b 9oneca/os #a uene .e a#i/enacin y ausa/os e# vo#ae .e sa#i.a .e cC . a una ve#oci.a. .e# /oor .e G00r'/in  c Me.i/os #os si$uienes .aos  E1=216 V , W 1=125 W , W 2=60 W ,  I 1 =0,8 A ,T 2=0.85  A , I 3 =0.85 A  E2=53 V 

&bserva/os que .ebi.o a# io .e cone=in que rea#iza/os a# ca/biar e# seni.o .e $iro .e# /oor e# vo#ae .e sa#i.a .is/inuye a /e.i.a que #a ve#oci.a. .e $iro au/ena( *so #o o.re/os .e/osrar /ás a.e#ane cuan.o #a ve#oci.a. .e $iro sea 100 r'/in en ese caso observa/os que e# vo#ae es casi cero( 11(

Fi$ura 7( M.u#o *M- 231 a)  >u/ena/os e# vo#ae variab#e .e sa#i.a .e cC. a 120V cC. y ausa/os e# resao

.e ca/o a una ve#oci.a. .e /oor .e 100 r'/in b) Me.i/os #os si$uienes .aos  E1=217 V , W 1=125 W , W 2=60 W ,

 I 1 =0,8 A ,T 2=0.85  A , I 3 =0.85 A  E2=2,14 V 

c e.uci/os e# vo#ae a cero y .esconeca/os #a uene .e a#i/enacin . *n #os roce.i/ienos 10 y 11 e# roor $ira a avor .e #as /aneci##as .e# re#o y e# roor $ira en e# /is/o seni.o .e# ca/o $iraorio .e# esaor .ebi.o a que ien.e a .es#azarse eren.icu#ar/ene a #as #neas .e accin .e# ca/o /a$n:ico $enera.o or e# esaor( iv(

@8*B> * 9&"&9,M,*"+&

1( 9o/o ya se sabe e# vo#ae in.uci.o en e# .evana.o .e# /oor es cero cuan.o ese $ira a ve#oci.a. sncrona L9uá# es #a ve#oci.a. sncrona .e# /oor Ve#oci.a. sncrona I 100

r min

2( -abien.o que #a ecuacin .e #a ve#oci.a. sncrona es< 120∗f  r = min  P

*n .on.e< r min

I ve#oci.a. sncrona

I recuencia .e #a #nea .e oencia @I nK/ero .e o#os .e# esaor eer/ine e# nK/ero .e o#os que iene e# /oor 1800

 P=

120∗( 60 Hz ) r = min  P

120∗(60 Hz ) 1800

r min

 P= 4  polos

3( 9a#cu#e e# .es#iza/ieno .e# roor Den

r min  que !ubo en #os @roce.i/ienos 6 

G10 y 11( */#eare/os #a si$uiene or/u#a<  Deslizamientoen

r = velocidad sncrona − velocidad del rotor min

*s .ecir< n =ns −nr •

•

•

•

•

es#iza/ieno D6I

1800

es#iza/ieno DI G00 es#iza/ieno DGI

0

r min

r min

r min

es#iza/ieno D10I

900

es#iza/ieno D11I

0

r min

r min

*n #os casos .on.e #a ve#oci.a. .e $iro .e# roor es i$ua# a #a ve#oci.a. sncrona observa/os que e# .es#iza/ieno es cero #o cua# se suone es un caso i/osib#e ara un /oor asncrono ero en ese caso ui#iza/os un io .e cone=in eseciica que !ace que eso sea osib#e er/iien.o ener esos va#ores(

4( 9a#cu#e e# N .e .es#iza/ieno en #os @roce.i/ienos 6  G10 y 11( */#eare/os #as si$uienes or/u#as< s=

n s −n r ns

s =(1 −s )∗100

n.e< sI .es#iza/ieno • • • • •

es#iza/ieno D6I 0 N es#iza/ieno DI 50 N es#iza/ieno DGI 100 N es#iza/ieno D10I 50 N es#iza/ieno D11I 100N

5( Leen.e .e #a ve#oci.a. .e# roor e# va#or .e #a corriene .e# /oor riásico "o co/o se u.o observar en ca.a uno .e #os roce.i/ienos que .esarro##a/os a esar .e que #a ve#oci.a. .e# roor sura una variacin

( 900

r r −1800 ) min min  #as

corrienes  I 1 , I 2 e I 3  er/anecian consanes en o.os #os casos( 6( LOu: oencia se necesia ara ro.ucir e# ca/o /a$n:ico en e# /oor  P=3∗V 1∗ I 1  P=3∗( 217,8 )∗( 0,8 )

 P=522,72 var

7( LOu: oencia se requiere su/inisrar ara co/ensar #as :r.i.as asocia.as con #a ro.uccin .e# ca/o /a$n:ico  P perdidas=W 1−W 2

 P perdidas=125 W −65 W 

 P perdidas =60 W 

( ibue #a curva .e #a ve#oci.a. .e# roor en uncin .e# vo#ae .e# roor( L-era una #nea reca -e$Kn #os .aos obeni.os a #o #ar$o .e #a rácica se ue.e suoner que #a $ráica .e #a ve#oci.a. .e# roor en uncin .e su vo#ae será una reca ya que co/o .e/osra/os anerior/ene cuan.o e# roor $ira en conra .e #as /aneci##as .e# re#o si au/ena/os #a ve#oci.a. .e $iro e# vo#ae .e# roor au/ena( 9aso conrario ve/os cuan.o e# roor $ira a avor .e #as /aneci##as .e# re#o .on.e si au/ena #a ve#oci.a. .e $iro e# vo#ae en e# roor .is/inuye enien.o en cuena eso ene/os #a si$uiene $ráica(

Voltaje en el rotor  (V)

Velocidad en el rotor  (r/min)

212 15G 106 53 214

100 G00 0 CG00 C100

Nota: ara o.er rea#izar #a $ráica .e or/a a.ecua.a ui#izan.o

*=ce# se necesi co#ocar #a /a$niu. .e #as ve#oci.a.es ne$aivas cuan.o e# /oor esa en reversa aunque co/o bien se sabe #a ve#oci.a. en ese caso es osiiva so#o que e# /oor $ira en or/a conraria( +ab#a 1( Vo#ae y ve#oci.a. .e# roor

Velocidad del rotor VS Voltaje del rotor

Fi$ura ( %raica .e# vo#ae .e# roor en uncin .e #a ve#oci.a. v( •

•

•

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9&"9;8-,&"*-

;os /oores .e corriene .e a#erna y .e corriene coninua se basan en e# /is/o rinciio .e unciona/ieno e# cua# esab#ece que si or un con.ucor !ay un corriene e#:crica que se encuenra .enro .e #a accin .e un ca/o /a$n:ico ese ien.e a .es#azarse eren.icu#ar/ene a #as #neas .e accin .e# ca/o /a$n:ico #o cua# e=#ica e# /ovi/ieno circu#ar que rea#iza e# roor .e# /oor ;os /oores .e in.uccin ienen una recuencia .e $iro .e# roor que no es i$ua# a #a .e# ca/o /a$n:ico .e# esaor( 9uano /ayor sea #a uerza .e# /oor /ayor será #a .ierencia .e recuencias e acuer.o a #a $ua a#ica/os #os conceos .e corriene .e e=ciacin ve#oci.a. sncrona y .es#iza/ieno en re#acin con un /oor riásico .e in.uccin( -e ue.e suoner que /oor .e# #aboraorio es una /oor asncrono ya que #a ve#oci.a. sincrnica es /ayor a #a ve#oci.a. .e $iro .e# roor ero .ebi.o a# io .e cone=in que se rea#iz #a ve#oci.a. sncrona y #a ve#oci.a. .e# roor son i$ua#es suoni:n.ose as que es un /oor sncrono aunque eso se ue.e consi.erar un caso esecia# .e ese rácica(

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!<''auo.esarro##oCe#ecrici.a.racica(b#o$so(co/(co'2011'07'/ooresC e#ecricos(!/# !<''b#o$(u(e.u(co'/aquinase#ecricas'i#es'2012'0G'@5C#abC.eCe#ecrici.a.C21(.  !<''JJJ(.ie(eis(uva(es'P.anie#'.ocencia'e'+*,O@racicaGC200(.