TAREA 3.2
1.- ¿Cómo se consigue la inversión de giro en los motores asíncronos trifásicos?
Para invertir el giro de un motor asíncrono trifásico se conmutan entre sí dos de las fases de alimentación.
2.- ¿Por qué la intensidad útil en un motor siempre será menor que la absorbida?
Porque la intensidad útil se obtiene a partir de la potencia útil, que a su vez SIEMPRE es inferior (el rendimiento de una máquina es siempre menor que el 100%) que la potencia absorbida.
3.- Comenta y explica los diferentes tipos de conexionado de un motor asíncrono trifásico indicando sus diferencias más notables. Un motor asíncrono trifásico se puede conectar de dos maneras (estrellas o triángulo), según la tensión de alimentación de que dispongamos. Triángulo: Se alimentan los principios y finales de cada bobina con dos fases diferentes. Esta conexión se emplea cuando la tensión de red coincide con la menor de las dos posibles de alimentación.
Estrella: Se alimentan los principios de bobina y se cortocircuitan los finales. Esta conexión se emplea cuando la tensión de red coincide con la mayor de las dos posibles de alimentación
Si nos fijamos más detenidamente, podemos observar como en la conexión triángulo la tensión de devanado (denominada de tensión de fase, "UF") es la misma que la tensión de red entre conductores activos (denominada tensión de línea "UL").
Para concluir, y a modo de resumen decir que, un motor asíncrono trifásico tiene dos tensiones de alimentación posibles, de modo que la menor exigirá la conexión triángulo de sus devanados y la mayor la conexión estrella, Sin embargo, internamente, estos arrollamientos quedarán alimentados con una diferencia de potencial idéntica, coincidente con la tensión menor especificada, siendo esto posible porque la conexión estrella reduce la tensión en bobinas
√3
veces la tensión de
alimentación.
4.- Explica las diferentes clases de servicio de los motores asíncronos. Las clases de servicio son designaciones normalizadas que especifican la carga a la que está sometida la máquina, incluyendo los periodos de arranque, de frenado eléctrico, de funcionamiento en vacío y de reposo, así como sus duraciones y secuencias en el tiempo. Las clases de servicio más comunes son: Servicio continuo "S1": Especifica un funcionamiento con carga constante mantenida durante un tiempo suficiente para que se establezca el equilibrio térmico. Servicio temporal "S2 ? minutos": Especifica un funcionamiento con carga constante durante un periodo de tiempo determinado, menor que el requerido para alcanzar el equilibrio térmico, seguido de un periodo de reposos de una duración suficiente para que la temperatura descienda hasta igualarse a la del fluido de refrigeración. La abreviatura "S2" debe acompañarse de la duración del servicio, como por ejemplo "S2 30 minutos". Servicio intermitente periódico "S3": Especifica un funcionamiento de sucesivos ciclos de servicio idénticos, comprendiendo cada uno un periodo de funcionamiento con carga constante y un periodo de reposos. En este periodo el ciclo es tal que la intensidad de arranque no influye de forma apreciable en el calentamiento de la máquina. La abreviatura "S3" debe acompañarse del valor del factor de marcha dado en porcentaje respecto a la duración global del ciclo, como por ejemplo "S2 20 %".
5.- Explica la diferencia existente entre el estator y el rotor de un motor asíncrono trifásico. El estator o inductor es el elemento inmóvil (formado por la barras de la “jaula de ardilla” cortocircuitadas) y el rotor o inducido es la parte móvil (formada por los bobinados).
6.- Indica los factores a analizar en la elección adecuada de un motor asíncrono para cada proceso industrial. Los factores a analizar se pueden agrupar como sigue:
Red de alimentación:
Tensión.
Frecuencia.
Condiciones de red.
Carga accionada y características del servicio:
Clase de servicio: Se determinará la potencia y/o par requeridos, junto con sus posibles variaciones.
Velocidad y el control de la misma.
Curva par resistente-velocidad.
Característica del arranque (duración, frecuencia, etc).
Capacidad de sobrecarga necesaria.
Inercia de las masas arrastradas.
Forma de montaje.
Ambiente y condiciones de trabajo:
Temperatura del medio refrigerante.
Altitud de la instalación.
Condiciones ambientales (agua, cuerpos sólidos extraños, polvo, contactos con partes móviles del motor, etc).
Ambientes y condiciones especiales (ambientes explosivos, centrales nucleares, etc).
7.- Comenta y explica los diferentes tipos de rotores en cortocircuito existentes. Rotor de jaula simple: Las barras que forman la jaula se sitúan en el exterior del cilindro inclinadas ligeramente con respecto al eje del motor para que el par sea regular. El par de arranque de estos motores es relativamente débil y la corriente que se absorbe durante la puesta bajo tensión es muy superior a la corriente nominal. Rotor de doble jaula: Este rotor es el más utilizado, componiéndose de dos jaulas concéntricas, una exterior de gran resistencia y otra interior más débil. Con esta configuración se obtienen pares de arranque fuertes a la vez que se reduce la intensidad demandada durante esta maniobra y se obtiene un buen rendimiento en régimen de carga nominal. Rotor de ranura profunda: Es una variante del rotor de la jaula simple. En este tipo, las ranuras son ocupadas por barras altas y profundas de Cobre. Con esta configuración, durante el arranque, se consigue un buen par motor con una corriente inferior a la que demandaría un rotor de jaula de ardilla normal.
8.- Un motor asíncrono trifásico con 4 polos por fase y alimentándose de una red trifásica de 400 V / 50 Hz alcanza en régimen nominal una velocidad en su eje de 1425 rpm. Se pide calcular: a.
La velocidad de sincronismo. Al ser 4 polos/fase -> p = 2 pares de polos/fase
b.
Ns = (60 x 50 Hz) / 2 = 1500 r.p.m
El deslizamiento existente. S = ( (Ns – N) / Ns ) x 100% = ( (1500 – 1425) / 1500 ) x 100% = 5%
c.
La frecuencia del rotor. f del rotor = p x f x S(%) = 2 x 20 x 5% = 5 Hz.
d.
Si debe vencer un par resistente de 25 N*m, ¿cuál será la potencia nominal normalizada exigida al motor en CV? P (Watios) = 0,104 x M x n = 0,104 x 25 x 1425 = 3705 Watios que son 5 CV
e.
Si el motor tiene un = 85 % y un cos = 0.82, calcula la potencia absorbida y la corriente nominal.
Pab = Putil / Rendimiento = 3705 W / 0,85 = 4359 Watios
Inominal = Pab /(
√3
x U x cos φ) = 4359 W / (1,73 x 400 x 0,82) = 7,67 A
9.- Basándose en la siguiente tabla extraída de un catálogo comercial de motores asíncronos trifásicos de SIEMENS, se pide indicar las características eléctricas y mecánicas que se aprecian en la misma o que se pueden deducir a partir de ella, para un motor asíncrono trifásico cuya Potencia nominal sea de 11 Kw. Tamaño (código del fabricante) = 160 M
Referencia (fabricante) = 1LA7 163-2AA …
Clase de rendimiento = 2
Velocidad Nominal = 2940 rpm
Rendimiento a 4/4 de carga = 89,5%
a 3/4 de carga = 89,5%
Factor de potencia = 0,88
In (@400V) = 20 A
Par nominal = 36 N.m
Par de arranque / Par nominal = 2,1
Corriente de arranque / Corriente nominal = 6,5 Par de arranque / Par nominal = 2,9 Clase de Par = 16
Momento de Inercia = 0,034 kg . m2
Peso = 68 kg. Existen referencias para 50 y 60 Hz y en el caso de 50 Hz diferentes referencias según los voltajes de alimentación deseados
