Formulario Máquinas Electricas Final

FORMULARIO FORMULARI O DE MAQUINAS ELECTRICAS

MÁQUINAS ASÍNCRONAS: 1)

1HP = 745,7 W

3)

12 de julio de 2013 TIVNATOR

Diagrama de Pérdidas de Potencia:

Relaciones Básicas:

                  Velocidad de sincronismo

f [Hz]: frecuencia P: número de polos *subíndice “s”

- sincronismo

Deslizamiento

60 Hz

N° Polos 2 4 6 8 10

[rpm] 3600 1800 1200 900 720

[rad/s] 376.9911 188.4956 125.6637 94.2478 75.3982

50 Hz

[rpm] 3000 1500 1000 750 600

[rad/s] 314.1593 157.0796 104.7198 78.5398 62.8319

)     ( Valor del R en el motor a Tem. de trabajo

  

Frecuencia del rotor 

2)

Circuito Equivalente Exacto: Si los valores de Rfe y Xm son muy cercanos c ercanos segu ramen te están en serie 

El prima, indica que la Resistencia del rotor se ha reflejado al estator 

                              * Para nosotros: m1=m2 

  

                                         []  []  []  []     

Potencia entrada Potencia desarrollada Potencia útil  Pérdidas en el fierro

Potencia en el entre hierro Pérdida por efecto Joule

Todas las potencias son totales, es decir trifásicas

1 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 4)

Circuito Equivalente Aproximado: (Pn > 10 kW) (Se considera V1 V2)

6)

12 de julio de 2013 TIVNATOR

Formula de KLOSS:

Este método sirve cuando trabajamos en la zona lineal, de bajo deslizamiento.

                       () 

 (Despreciando la resistencia del estator)

Las siguientes formulas se desarrollan para este circuito.V 1  es vo ltaje de Fase.

  []            [ ]            []   √     √          Torque mecánico

5)

Si añadimos una resistencia para mover el torque máximo, se cumple por simple división que:

En Arranque: En Vac ío :

 (Torque útil = 0)

Relación Torque Nominal- Torque de Arranque:

Según la fórmula del profe

7)

 () ()() ()

PRUEBAS Y ENSAYOS:

Jaula de Ardilla NEMA X1/Xcc X2/Xcc A

0.5

Rotor Bobinado

X1/Xcc X2/Xcc 0.5

0.5

0.5

B

0.4

0.6

C

0.3

0.7

D

0.5

0.5

Si no indican la clase asumir CLASE A

     2 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS a. ROTOR BLOQUEADO: (S = 1)

8)

12 de julio de 2013 TIVNATOR

TIPOS DE ARRANQUE

a. Relación del torque de arranque con autotransformador y el torque de arranque directo Arranque por Autotransformador

              *Para determinar los R se debe medir la resistencia y para los X según corresponda. El voltaje es bajo y se desprecia el núcleo.

b. ENSAYO DE VACÍO: (S = 0)

con autotransformador en conexión directa

X: fracción de V

b. Arranque Directo

      

Donde: V1: Tensión de fase de la red. Ia: Corriente de Arranque en directo. Zcc: Impedancia de cortocircuito del motor.

c. Arranque en tensión reducida

         

  

      

  

   

                

d. Conmutación Estrella-Triangulo

Relación de Torques

3 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 9)

GRAFICOS

12 de julio de 2013 TIVNATOR

4 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 3) Diagrama Fasorial:

MÁQUINAS SÍNCRONAS: Armadura: Campo:

Estator  Rotor 

12 de julio de 2013

Considerando los ángulos como positivos en el sentido dado para generador síncrono.

(Inducido) (Inductor)



1) Relaciones Básicas:

               Velocidad de sincronismo

TIVNATOR

f [Hz]: frecuencia P: número de polos *subíndice “s”

- sincronismo

Deslizamiento

60 Hz

50 Hz

N° Polos 2

[rpm] 3600

[rad/s] 376.9911

[rpm] 3000

[rad/s] 314.1593

4

1800

188.4956

1500

157.0796

6 8 10

1200 900 720

125.6637 94.2478 75.3982

1000 750 600

104.7198 78.5398 62.8319

)    ( Valor del R en el motor a Tem. de trabajo

  

Frecuencia del rotor 

2) Circuito Equivalente para Generador Síncrono:

En caso de ser motor la dirección

   []       []                     *Si la potencia reactiva sale negativa entonces está absorbiendo de la red Delta es el ángulo de Potencia

de I a sería en sentido contrario Los voltajes y corrientes son de Fase para los siguientes análisis.

      

Potencia desarrollada para polos salientes:

     []              

Donde: Xd :  en el eje directo Xq : en cuadratura

Regulación de Voltaje:

5 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 4) Reactancia Síncrona:

5) Potencia para ( If=cte ):

La curva de Ea vs If se inclinara por efecto de la saturación en el núcleo

12 de julio de 2013 TIVNATOR

Si mantenemos la excitación contante y queremos variar la potencia esta genera una curva de radio Ea=cte

Pero si extrapolamos la curva de corto circuito podemos hallar la Xs

       

6) Potencia Activa Constante

6 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 7) Diagramas Fasoriales Interesantes:

9) Curvas V para distintas Potencias:

12 de julio de 2013 TIVNATOR

8)

10) Diagrama de Potencias:

7 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS

12 de julio de 2013 TIVNATOR

MÁQUINAS DC: Armadura: Campo:

Rotor  Estator 

2) Curva de Magnetización: (Inducido) (Inductor)

* Se puede observar que el flujo magnético es aproximadamente lineal en cierto tramo

* Debe notarse que primero los nombres están al revés de la máquina síncrona *Como estamos hablando de un circuito DC no hay impedancias y las bobinas que se muestren serán resistencias. Lo negrito son los carbones. Ea es un v oltaje.

  

1) Circuitos Equivalentes: La corriente que pase por las bobinas es la corriente de inducción ( If )

3) Torque Velocidad: Cuando se arranca Ea se puede considerar c orto circuitado y es por ello que se eleva tanto la corriente e incluso se puede embalar si hay una perdida de flujo magnetico

           8 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS

12 de julio de 2013 TIVNATOR

4) FORMULAS: * Si despreciamos el efecto de saturación y histéresis en el material podemos decir que la corriente de campo (excitación) será proporcional al flujo magnético

          

   

                     

                

Regulación de Voltaje:

Regulación de Velocidad:

En Arranque: En Vac ío :

Perdida de Voltaje en las escobillas 

Grafito Metal-grafito

2.0 V 0.5 V

9 de 10

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS

12 de julio de 2013

 

TIVNATOR

SELECCIÓN DE MOTOR:

4) Optimo

Esta parte se seleccionan motores asíncronos según catálogo

Para encontrar el valor óptimo de ecuación:

1) Relaciones Básicas:

2) Inercia Del Motor:

3) Tipos de Cargas:

para el tiempo de aceleración mínimo.

 

 de la máquina, usamos la siguiente

    Este valor nos permitirá obtener el tiempo de aceleración mínimo para llegar desde

       

Para el tiempo de aceleración mínimo para la máquina, para llegar a cualquier deslizamiento s desde el inicio, el valor ó ptimo de S viene dado por, con . Entonces:

      

Por lo cual la fórmula para calcular el tiempo de aceleración mínimo:

     ()

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