TALLER DE MOTORES DE INDUCCION
DIEGO FERNANDO PULGARIN ROJAS
CTMA MEDELLIN
MANTENIMIENTO ELECTROMECANICO INDUSTRIAL
FICHA 750621
Los motores eléctricos hoy en día son la excelencia en cualquier proceso industrial, es la solución actual y del futuro para los procesos por su eficiencia, bajo costo y a su vez conserva el ambiente. Los motores eléctricos llegaron para quedarse y cada día mas innovan para mejorarlos, por eso es demasiado importante conocerlos muy bien.
CUESTIONARIO DE MOTOR DE INDUCCIÓN
1. Explique qué determina el sentido de giro de un motor de inducción trifásico y cómo puede invertirse? Las conexiones son las que determinan el giro, en un motor trifásico se invierte las dos conexiones de alimentación, las dos fases y así se da el cambio de sentido. 2. Qué le sucede a un motor de inducción trifásico cuando se invierte la secuencia de fases de la red a la cual esta conectado? Explique El giro se invierte debido a que se cambian las polaridades de las fases, dando así un giro contrario al regular.
3. Describa las características del campo de la máquina de inducción trifásica
el campo rota a velocidad constante dado por la frecuencia y el número de polos. La magnitud es constante en todo instante de tiempo, igual a 3/2 B máximo, es de carácter vectorial
4. Describa las características del campo del bobinado de marcha del motor de inducción En el instante 0, la fase U tiene valor cero, la fase V tiene valor negativo, polo que la corriente circula desde W1 hasta W2. En el bobinado se crea una bobina ficticia, en este instante, la resultante del flujo se sitúa entre las ranuras 7 y 8
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En monofásicos el estator crea un campo electromagnético de norte a sur y los bobinados crean una corriente rotativa debido a la repelencia de las polaridades, la cual se llama velocidad síncrona.
5. Describa paso a paso el funcionamiento del motor de inducción desde el momento del arranque hasta la toma de carga. Si se desea mover una carga mecánica con una máquina de inducción, existen dos formas:
Si par de salida de la maquina menor o igual que el par resistente de la carga: - El eje del rotor no se mueve y se queda en estado de rotor bloqueado (s=0) - Se eleva la corriente más allá de su valor nominal, lo que causaría problemas muy serios en la máquina. Si par de salida de la maquina es mayor que el par resistente de la carga: - El eje del rotor de la maquina acelera junto con su par hasta llegar a su punto de operación -
normal. La corriente de la maquina va desde niveles más altos que el nominal y baja hasta llegar a una corriente de operación normal.
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6. Defina la velocidad sincrónica del motor de inducción y explique por qué este motor no puede funcionar a esta velocidad. Es la velocidad de giro del motor cuando es igual al campo magnético del estator, es una velocidad constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado el motor y del número de pares de polos del motor. 7. Cuáles son los datos mínimos que debe contener la placa de un motor de inducción?
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8. Describa los dos tipos de rotores que puede tener un motor de inducción
Jaula de la ardilla Una jaula de ardilla es un devanado formado por unas barras alojadas en las ranuras el rotor que quedan unidas entre sí por sus dos extremos mediante sendos aros o anillos de cortocircuito. El número de fases de este devanado depende de su número de barras.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Vue_avant_d'un_rotor_d'un_moteur_ %C3%A0_induction,_diphas%C3%A9,_fabriqu%C3%A9_par_R._Alioth_et_Cie,_num %C3%A9ro_1042,_dat%C3%A9_vers_1891..JPG
Rotor bobinado o con anillos El rotor bobinado tiene un devanado trifásico normal cuyas fases se conectan al exterior a través de un colector de tres anillos y sus correspondientes escobillas.
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9. Cómo debe hacerse el arranque de un motor de inducción cuando la capacidad de corriente de la fuente es inferior o muy cercana a la corriente de arranque del motor? Se utiliza el arranque estrella- delta ya que con este arranque cada fase del motor recibe una tención 3 veces menor que la nominal en el momento del arranque y así consume una corriente menor.
10. Describa cómo arranca un motor de inducción monofásico. Poseen un condensador que ayuda a vencer la inercia del motor, contienen 2 bobinas: 1 para el arranque y la otra estabilizar el campo magnético. La tracción la bobina 1 alcanza ciertas revoluciones y cierra el circuito para que la bobina 2 continúe. Este proceso se hace por medio de interruptor centrífugo. Su misión es desconectar el arrollamiento de arranque en cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada.
11. Defina la velocidad sincrónica del motor de inducción trifásico y diga cual es su relación con el número de polos. Es la velocidad de giro de un motor cuando esta es igual a la velocidad del campo magnético del estator a velocidad sincrónica es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectada al motor y del número de para de polos del motor. Relación de los polos n=
60. f p
N: número de revoluciones por minuto F: frecuencia de la red P: número de pares de polos de la maquina
12. Cómo puede variarse la velocidad del campo giratorio de un motor de inducción trifásico de un número de polos preestablecido? Varía la velocidad de giro del motor al variar su velocidad sincrónica? Con un variador de frecuencia. 13. A qué velocidad gira el campo de un motor de 6 polos a 60 Hz? Qué cambios debo hacer en el motor para que gire a la mitad de la velocidad con la misma frecuencia? n s=
60. f 60.60 3600 = = =1200 rpm p 3 3
n2 =
120. f 120. f n 2 =n 2= = p1 p2 2
120. f p1 120. f 120. f 120. f 1 1 = = = = = p2 2 p2 2 p2 p2 2 p2
2 p 2=p 2
2 (6 )= p2 p2=12 La velocidad de giro de un motor de 6 polos a 60 Hz es de 1200 rpm. Para reducir la velocidad si alterarla frecuencia se necesitaría un motor de 12 polo
14. A qué velocidad cercana gira un motor de 8 polos a 50 Hz? Qué cambios debo hacer en la red para que el motor gire a una velocidad un poco mayor?
n=
120. f 6000 = =750 rpm 8 8
La velocidad de giro del motor de 8 polos a 50 Hz es de 750 rpm. Se coloca un variador de frecuencia y se puede aumentar la frecuencia a la que se necesita.
15. Cómo se define la potencia nominal de un motor? Qué efectos físicos se pueden notar en el motor cuando se le pone una carga un poco mayor a la nominal? Se expresa en Watt (W) o en caballos vapor (1 Hp = 745.7 W) o en caballo vapor métrico (1 CV = 736 W); por comodidad se suele poner 1 CV = 1 Hp = 750 W. Y el efecto físico es que sufre un sobrecalentamiento.
16. Cuál es el efecto físicos que puede notarse en un motor de inducción cuando se alimenta a un voltaje notoriamente mayor al nominal? Explique Se incrementa la temperatura, poniendo en riesgo los bobinados del rotor, eliminando su dieléctrico y provocando un choque eléctrico.
17. Cuál es la relación entre la velocidad del campo giratorio del motor de inducción trifásico y la velocidad de giro del motor? Deben de ser iguales
A mayor números de polo menor velocidad pero mayor torque A menor número de polos menor torque pero mayor velocidad. n=
60. f p
18. Cuál es el objeto de los anillos del rotor de un motor de inducción de jaula de ardilla? El objetivo es hacer un cortocircuito y así trasferir la energía para así formar un campo magnético y hace girar el rotor.
19. Cómo es la corriente de arranque a voltaje nominal del motor de inducción y cómo puede controlarse? La corriente de arranque requerida puede causar una caída en el voltaje del sistema de potencia, los motores de inducción con rotor devanado se pueden poner en marcha con corrientes relativamente bajas por medio de la inserción de una resistencia extra en el circuito del rotor en el momento del arranque. Esta resistencia reduce la corriente de arranque. Los circuitos con motores deben contar con interruptores que corten todas las fases o polos simultáneamente y con protecciones que corten automáticamente cuando la corriente adquiera valores peligrosos. El arranque estrella-delta es el procedimiento más empleado para el arranque a tensión reducida debido a que su construcción es simple, su precio es reducido y tiene una buena confiabilidad.
20. Cómo es el comportamiento de la corriente de entrada del motor de inducción al poner carga? Si el motor arranca a plena carga, el bobinado tiende a absorber una cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las líneas de alimentación incrementen considerablemente su carga y como consecuencia directa se reduzca la caída de tensión. La intensidad de corriente durante la fase de arranque puede tomar valores entre 6 a 8 veces mayores que la corriente nominal del motor.
21. Cómo cambian las pérdidas de vacío y del cobre del motor de inducción al pasar de vacío a carga? Si está en vacío aumenta la pérdida y si aumenta la carga aumenta aún más las pérdidas por el efecto joule, que a mayor temperatura mayor pérdidas.
22. Qué efecto tiene sobre el motor de inducción la variación de la frecuencia de la red? Explique Cambia la velocidad, aumenta o disminuye dependiendo de su frecuencia.
23. cómo varía la velocidad sincrónica del motor de inducción al pasar de vacío a carga? Explique Por la inercia que genera la carga.
24. Cómo varía la velocidad mecánica del motor de inducción al poner carga? La velocidad disminuye.
25. Cómo se regula la velocidad del motor asincrónico? Un regulador de velocidad es un dispositivo controlado, posee un sistema de mando con amplificación de potencia. La velocidad del motor se define mediante una consigna o referencia Valor de la consigna se compara permanentemente con la señal de alimentación, Esta señal la suministra un generador tacométrico o un generador de impulsos colocado en un extremo del eje del motor. Si se detecta una desviación como consecuencia de una variación de velocidad, las magnitudes aplicadas al motor (tensión y/o frecuencia) se corrigen automáticamente para volver a llevar la velocidad a su valor inicial.
26. Cuáles son los principios generales que rigen el funcionamiento de los motores de inducción? El campo magnético y los polos.
27. Por qué por los rotores de los motores de inducción circula corriente? Por la inducción electromagnética, del bobinado del estator, se repelen los diferentes polos haciendo de este movimiento de rotación mecánico.
28. Cuál es la máxima velocidad que se puede conseguir en un motor de inducción alimentado a una frecuencia de 60 Hz, si su deslizamiento máximo es del 6%? Teniendo en cuenta que a menor número de polos mayor velocidad y que a mayor numero de polos mayor velocidad n s=
12.60 =3600 2
x=
100 =216 3600× 6
3600−216=3384 rpm
29. Qué es el centrífugo de un motor eléctrico y qué tipo de motores lo llevan? Es un interruptor diseñado para activar o para desactivar en función de la velocidad rotatoria del eje. Los llevan los motores monofásicos o bifásicos de inducción.
30. Cómo puede regularse la velocidad de un motor AC? La velocidad en un motor AC se puede regular por un dimmer.
31. Cómo puede estimarse la corriente nominal de un motor de inducción trifásico si no se conoce su eficiencia y su factor de potencia?
32. . Qué es un arrancador de un motor. Cuáles son los tres motivos básicos que exigen usar arrancador en un motor eléctrico. Cuáles son los tres tipos básicos de arrancadores de motores de inducción Destinados a hacer la maniobra y protección de motores eléctricos trifásicos y monofásicos. La WEG tiene disponible un arrancador especialmente proyectado y dimensionado de acuerdo con la aplicación Gran consumo de corriente, alto torque y sobre calentamiento del motor. Tipos
El arranque estrella/triángulo (U/D) es la forma más económica de arranque, pero sus prestaciones son limitadas. El arranque con auto-transformador ofrece un mayor control que el método U/D, pero la tensión sigue aun aplicándose por tramos. Los arrancadores suaves son los arrancadores más avanzados. Ofrecen un control superior de la corriente y el par, e incorporan elementos avanzados de protección de motor. Algunos tipos son: Controladores de Par, Controladores de par de 1, 2 ó 3 fases, Controladores de tensión de lazo abierto o de lazo cerrado y Controladores de corriente de lazo cerrado. Los arrancadores de resistencia primaria también ofrecen un mayor control que los arrancadores U/D. Sin embargo, tienen una serie de características que reducen su efectividad.
EJERCICIOS MATEMATICOS
Para calcular la acometida de un motor trifásico de inducción se tienen los siguientes datos: Potencia nominal: 120 Kw, Voltaje nominal: 550V, conexión doble delta, eficiencia 89% 60 Hz. Calcule la corriente nominal estimada del motor. I=P/(V.√(3.) EFICIENCIA) I=120000w/(550v*√3*0.89) I=120000/846.835 I=141.704ª
Un motor en su placa tiene los siguientes datos: Potencia nominal: 250 Hp. Voltajes nominales: 220 para 2Δ, y 440 para Δ. Frecuencia nominal: 60 Hz. Eficiencia: 90%. Número de polos: 6. Velocidad nominal 1140 RPM Calcule la corriente nominal de entrada del motor I=P/(V.√(3.) EFICIENCIA)
I=P/(V.√(3.) EFICIENCIA)
I=186500w/(220v.√(3.) 0.9) I=186500/342.54 I=544.46a
I=186500w/(440v.√(3.) 0.9) I=186500/685.08
I=272.23a
Si la bornera del motor esta distribuida como se muestra en la figura, indique los puntos que deben unirse para hacer la conexión Δ Con la misma distribución en la bornera indique los puntos que deben unirse para hacer la conexión 2Δ
Si para bajar la corriente de arranque se desea conectar el motor en 2Y (Arranque estrella delta) y alimentarlo con la misma línea de 220V: indique en el esquema de la bornera cuáles son los puntos que se deben unir para el arranque y calcule el voltaje de fase del motor en el arranque. Calcule el deslizamiento nominal del motor n_s=(60.f)/p=(60*60Hz)/3=3600/3=1200rpm s=(n_s-n)/n_s =(1200rpm-1140rpm)/1200rpm=60rpm/1200rpm=0.05%
Si se baja la frecuencia del motor a 50 Hz y el deslizamiento del motor no cambia, calcule la velocidad del motor cuando se va a conectar a una red de 50 Hz n_s=(60.f)/p=(60*50Hz)/3=3000/3=1000rpm
1000rpm-60rpm=940rpm
CIBERGRAFIA
Motor asíncrono, Wikipedia, disponible en https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncrono
Conceptos básicos sobre el uso de los motores de inducción trifásicos, Rokwell Automation, disponible en http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/wp/icg-wp000_-es-p.pdf
Caracteristicas Generales de Los Motores, Scribd, Disponible en https://es.scribd.com/doc/30999259/Caracteristicas-Generales-de-Los-Motores
Motor Asincrono,Tuveras, Disponible en http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono9.htm
