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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

MAQUINAS ELECTRICAS

NRC: 4473

INFORME N°6 Moto de Inducción

ING. MARIO ECHEVERRIA

Integrantes: Luis Llumiquinga

5 de diciembre del 2019- Sangolquí

1.

Tema|

Motor de Inducción 2. Objetivos  Analizar el sistema de arranque en máquinas eléctricas asincrónicas  Observar la relación de corriente entre las configuraciones estrella y triangulo  Determinar y medir las características mecánicas y eléctricas de la máquina de inducción jaula de ardilla 3. Equipos          

4.

Fuentes PS-12 Voltímetro analógico de 120/220 AC Motor de inducción de AC MV 123/DEM-13 Tacómetro generador MV-153/Unit MD-40 Amperímetro de 10A Conmutador Y/D Star-Delta Switch Conmutador Y/D TO-33 Arrancador manual UNIT PR-43 Switch de reversa TO-32 Switch de reversa UNIT XD-116

Procedimiento 1.1 Analice el circuito de la figura 4 y compatibilice con los equipos de laboratorio. 1.2 Con la fuente sin energía, Armar el circuito de la figura 4. 1.3 Active la fuente de tensión variable de AC hasta la tensión nominal de la máquina, con el conmutador de arranque en la posición en 0. 1.4 Cambie el conmutador a la posición Y, observe mida y registre IR,IS,IT y ω. 1.5 Cambie el conmutador a la posición Δ, observe mida y registre IR,IS,IT y ω. 1.6 Disminuya la tensión de la fuente hasta la mitad de la nominal, observe mida y registre IR,IS,IT y ω. 1.7 Retorne a la tensión nominal, cambie el conmutador de arranque de la posición en Δ a la posición Y y el conmutador de secuencia de fases; conmutar de la posición 1 a la posición 2, la máquina se frena (freno a contra corriente) y arranca en sentido contrario (cambio de sentido de giro), Observar y medir el pico de corriente en el proceso de frenado.

5. Análisis de Resultados

Tabla de datos obtenidos en el laboratorio Arranque en Y, Voltaje = 120 [V]

Variable

Valor

𝑰𝑹

0.67 [A]

𝑽𝑹𝑺

120.2 [V]

𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆

5.16 [A]

𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅

2050[rpm]

Arranque en ∆, Voltaje = 120 [V]

Variable

Valor

𝑰𝑹

1.37[A]

𝑽𝑹𝑺

120.2 [V]

𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆

6.99 [A]

𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅

2050[rpm]

Arranque en Y, Voltaje = 60 [V]

Variable

Valor

𝑰𝑹

1.15 [A]

𝑽𝑹𝑺

60 [V]

𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆

5.63 [A]

𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅

2050[rpm]

Corrientes de cambio de fase

𝑪𝒂𝒎𝒃𝒊𝒐 𝒅𝒆 𝒂𝒃𝒄 → 𝒂𝒄𝒃

5.63 [A]

𝑪𝒂𝒎𝒃𝒊𝒐 𝒅𝒆 𝒂𝒄𝒃 → 𝒂𝒃𝒄

5.16 [A]

6. Cuestionario 6.1. Indique la clasificación de los motores asíncronos por la norma NEMA

La norma NEMA MG-1 Motors and Generators clasifica a los motores cuya potencia es superior al 1 HP, de acuerdo al diseño de jaula de ardilla. Diseño A El motor de diseño A es un motor que permite soportar la tensión total de arranque operan a frecuencias de 60 o 50 Hz y tienen un deslizamiento menor al 5%. Las especificaciones de este diseño exceden al del diseño B en características de torque y corriente de arranque. Su deslizamiento es aproximadamente igual al 3% cuando opera con carga. Desarrollan un par de arranque de 125 a175% del par a plena carga y la corriente de arranque es 5 a 7 veces el valor de corriente especificado a un nivel de voltaje especificado. Diseño B Los motores de diseño B tiene un torque, corriente de arranque, y deslizamiento normal. Su deslizamiento de carga es bajo, siendo el 4% como máximo. Los motores diseñador mediante este diseño están en un rango entre 1 a 125 Hp. Los conductores que contiene el rotor se encuentran con mayor profundidad en las ranuras y tiene un aumento de reactancia de la manera que la corriente de arranque se eleva, siendo de 4.5 a 5.5 veces la corriente a plena carga. Diseño C Los motores de diseño C tienen un torque alto y su deslizamiento y corriente de arranque son normales. El deslizamiento nominal del diseño C es menor al 5% y generalmente son de doble jaula de ardilla debido a la resistencia elevada del rotor la corriente de arranque esta limitado entre 3.5 a 5 veces la corriente a plena carga. Diseño D Los motores de diseño D tiene un torque, corriente de arranque y deslizamiento normal. Generalmente en este diseño podemos encontrar dos rangos, siendo el primero hasta un deslizamiento nominal del 5 a 8% y el segundo hasta un deslizamiento nominal de 8 a 13%. Son capaces de desarrollar un par de arranque de 250 a 300% del par determinado, el rotor tiene una resistencia levedad dado a que el rotor está fabricado con aleaciones de alta resistencias y tiene menor eficiencia que los motores de diseño A, B y C.

Diseño E Los motores de diseño E tienen un par de arranque bajo y opera con un deslizamiento bajo a una carga especificada. Su corriente de arranque es muy baja y generalmente los motores que diseñan este diseño son menores al 7.5 caballos de fuerza. Diseño F El motor con diseño F tiene un torque de arranque, corriente de arranque y deslizamiento bajo. Estos motores son muy poco utilizados dado que el par de arranque es de 1.25 veces el par especificado y generalmente la corriente de arranque es dos a cuatro veces la corriente nominal. 6.2.Calcule la corriente inicial entre la conexión estrella – triángulo. Generalmente, la corriente inicial de arranque se calcula según el tipo de conexión que se le realice para arrancar el motor. En el caso de la práctica se inició en estrella. La corriente inicial de arranque se calcula mediante la siguiente relación: Corriente mínima: 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑌−∆ ≈ 1.5 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙∆ Corriente máxima: 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑌−∆ ≈ 3.34 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙∆ (MotorTico, 2013)

𝐼𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 ∆ = 3.05 [𝐴] 𝐼𝑆−𝑀𝐴𝑋 = 3.34(𝐼𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 ∆ ) 𝐼𝑆−𝑀𝐴𝑋 = 3.34(3.05) = 10.187 [𝐴] Entonces la corriente inicial máxima de arranque calculada es de 10.187 [A]. El dato que nosotros adquirimos en el laboratorio es de 9.02 [A].

El margen de error es casi de 1 [A], por lo cual se considera que su error no es tan grande. Básicamente, el error se debe la fricción del motor y otros factores.

6.3.Dibuje el diagrama del circuito del conmutador estrella triángulo y del conmutador de fases. Explique la operación.

CONMUTADOR DE FASES

El conmutador de intercambio de fases permite cambiar la secuencia de las fases para el funcionamiento del motor trifásico con lo que se va a provocar el cambio de giro en el motor CONMUTADOR ESTRELLA TRIÁGULO

este interruptor permite cambiar la configuración de la conexión del motor trifásico entre Δ y 𝑌 para el modo de arranque del mismo y observar la diferencia entre las corrientes de arranque que presenta cada conexión, demostrando que el arranque en 𝑌 tiene una corriente mucho más baja que la conexión en Δ, pero con la conexión Δ se observa un mejor desempeño. 6.4.¿La velocidad del eje de la maquina depende de la tensión de la fuente? La velocidad del eje de la maquina es independiente de la tensión que se aplique a una máquina. La velocidad se sincronismo y la velocidad del rotor depende de la frecuencia, numero de polos, deslizamiento s y de la carga. La velocidad de sincronismo está dada por: 𝑁𝑠 = 120 ∗

𝑓 𝑝

La velocidad del rotor es: 𝑁𝑟 = (1 − 𝑠)𝑁𝑠 7. Conclusiones 

Los sistemas de arranques dependen netamente de la conexión que se disponga antes de arrancar al motor, por lo que se analizó el arranque en las distintas posibilidades y se analizaron los cambios.



La relación de corriente entre las conexiones delta y estrella se da principalmente la diferencia de valor de corriente que se da en cada una de ellas al arrancar el motor. Por lo cual, en la práctica cuando el arranque se dio en ∆ la corriente de arranque fue notoriamente superior que la de la conexión Y.



Es evidente que si el arranque se lo realiza en conexión ∆ su corriente hasta arrancar el motor es mucho mayor a la de conexión Y, por lo cual esto debe considerarse para reconocer las características del motor de inducción trifásico.

8. Recomendaciones 

Antes de iniciar a práctica se recomienda revisar el estado y funcionamiento de los equipos que se van a emplear en la práctica y se encuentran el laboratorio.



Es necesario que las fuentes de poder se encuentren apagadas al momento de realizar una nueva conexión, para poder evitar accidentes en el laboratorio.



Revisar las conexiones en los conmutadores para la buena realización de la práctica y no haya dificultades en las diferentes etapas de la práctica.

9. Bibliografía 

Bhag, G. (2003). Maquinas electricas y trnsformadores. Mexico: Alfaomega.



Chapman, S. (2000). Máquinas eléctricas. Colombia: MC Graw Hill.

10. Anexos