informeLab8

INFORME LABORATORIO No. 8

FECHA: 03/02/2016

Tema: Te ma: Motor Moto r De In!""#$n 1%O&'et#(o) Analizar el arranque Estrella Triangulo. • Identificar los elementos de un motor AC de inducción trifasico y las principales • •

características de funcionamiento. Medir la corriente de arranque en estrella, la corriente en triangulo y la corriente del cambio de giro.

2%E*!#+o uente de poder T!"#$%&'!"# • (oltímetro analógico "#)%##)AC • Motor Inducción de AC M( "#$%*EM!"$ • Tacómetro generador M(!"+$%-IT M*!) • Amperímetro ")!"+/ • Conmutador 0%* 'tar!*elta '1itc2 • Conmutador 0%* T3!$$ • Arrancador manual -IT &4!$ • '1itc2 de re5ersa T3!$# • '1itc2 de re5ersa -IT 6*!""7 6*!""7 • 3%Mar"o 3% Mar"o te$r#"o te$r#"o 1. 1.

Motor e In!""#$n

'e denomina con este nombre a la m8quina cuya armadura o rotor no est8 conectada a fuente alguna de potencia, sino que la recibe por inducción del flu9o creado por los arrollamiento arrollamientoss dispuestos dispuestos en el estator, el cual est8 alimentado alimentado por corrientes mono o  polif8sicas. Cuando se e:cita una m8quina de inducción con una corriente polif8sica equilibrada se crea en el entre2ierro un campo magn;tico rotati5o que gira a 5elocidad sincronía<

n=

120 f 

 p

Done: n < (elocidad síncrona f < recuencia de la red  p < -=mero de polos

n motor es una m8quina, que produce energía mec8nica >mo5imiento con fuerza?, energía el;ctrica, química u otra. Transforma alg=n tipo de energía >el;ctrica, de combustibles fósiles, etc.?, en energía capaz de realizar un traba9o.   En los automó5iles este efecto es una fuerza que produce el mo5imiento.

E:isten di5ersos tipos, siendo de los m8s comunes los siguientes< Cuando se 2abla de m8quina de inducción, generalmente se est8 refiriendo al motor de inducción, pues el generador de inducción no tiene muc2a aplicación. E:isten dos tipos de rotor, uno es el rotor bobinado y el otro es el rotor 9aula de ardilla. 1.2.

Rotor Bo&#nao.

El rotor bobinado est8 compuesto de un de5anado polif8sico similar al del estator y con el mismo n=mero de polos que ;l. @os terminales del de5anado del rotor se conectan a anillos rozantes aislados, montados sobre el e9e, en los que se apoyan escobillas de carbón, de manera que dic2os terminales resultan accesibles desde el e:terior. Cam+o Ma,n-t#"o Rotator#o *ebido a que el sistema el;ctrico industrial utiliza fuentes trif8sicas de energía, la m8quina de inducción se construye normalmente con tres de5anados, distribuidos y desfasados espacialmente "#). En cada una de las tres bobinas desfasadas espacialmente, se inyectan corrientes alternas sinodales desfasadas en el tiempo "#) unas de otras.

Cada bobina produce un campo magn;tico est8tico en el espacio. @a amplitud de este campo se encuentra en dirección del e9e magn;tico de la bobina y 5aría sinodalmente en el tiempo. @a combinación de los campos pulsantes producidos por las tres corrientes desfasadas temporalmente, circulando por las tres bobinas desfasadas espacialmente, se traduce en un campo magn;tico distribuido sinodalmente en el espacio, que rota a la 5elocidad de 5ariación de las corrientes en el tiempo. 1.3.

Motor e #n!""#$n 'a!a e ar#a

Tiene el rotor m8s sencillo y de mayor aplicación en los motores de inducción. El rotor   9aula de ardilla se compone de un n=cleo de 2ierro laminado que tiene ranuras longitudinales alrededor de su periferia. El estator est8 constituido por un bobinado trif8sico, los mismos que ser8n utilizados con corriente alterna trif8sica. @a 5elocidad de giro del rotor 5a a depender del deslizamiento, que es la diferencia de giro entre el campo magn;tico y el giro propiamente del rotor.  Entre sus partes principales est8n< El estator, rotor >9aula de ardilla?, carcasa y rodamientos.

Entre las 5enta9as de este motor se puede contar lo siguiente< • • • •

Es el motor m8s empleado debido a su f8cil construcción. Ba9o costo de mantenimiento. Es m8s seguro en su funcionamiento. Es m8s robusto. Arran*!e e !n motor a)#n"r$n#"o Arran*!e D#re"to @a manera m8s simple de arrancar un motor de 9aula de ardilla es conectar el motor directamente a la red. En el momento de la puesta ba9o tensión, el motor  act=a como un transformador cuyo secundario, formado por la 9aula de poca resistencia del rotor, est8 en cortocircuito. @a corriente inducida en el rotor es



importante. @a corriente primaria y la secundaria son pr8cticamente  proporcionales. El arranque directo tiene una serie de 5enta9as< 'encillez del equipo Ele5ado par de arranque Arranque r8pido Ba9o coste A pesar de las 5enta9as que conlle5a, sólo es posible utilizarle en los siguientes casos< @a potencia del motor es d;bil con respecto a la de la red, para limitar las



 perturbaciones que pro5oca la corriente solicitada. @a m8quina accionada no requiere un aumento progresi5o de 5elocidad y

    

dispone de un dispositi5o mec8nico que impide el arranque brusco. El par de arranque debe ser ele5ado.  En estos casos, el m;todo m8s utilizado consiste en arrancar el motor ba9o tensión reducida. @a 5ariación de la tensión de alimentación tiene las siguientes consecuencias<  @a corriente de arranque 5aría proporcionalmente a la tensión de alimentación.  El par de arranque 5aría proporcionalmente al cuadrado de la tensión de alimentación.

%ro"e#m#ento

". Energizar la fuente de tensión 5ariable de AC, con el conmutador en la posición en 0, (" aumentar $) ( medir la corriente en estrella sosteniendo con la mano el e9e de la m8quina a fin de que no gire. 2. Con el conmutador en la posición en *, (" aumentar $)( medir la corriente en tri8ngulo sosteniendo con la mano el e9e de la m8quina a fin de que no gire. 3. Energizar la fuente de AC con el conmutador 'tar!*elta, arrancar la m8quina medir el pico de la corriente de arranque en Estrella y luego pasar a Tri8ngulo. . Con el conmutador en la posición en estrella pasar de la posición " a la posición # del conmutador 0!*, la m8quina se detendr8 por un instante y cambiara el sentido de giro, medir la corriente del cambio de giro. . 4ealizar las cone:iones seg=n el circuito especificado en la figura -o. "

Figura No. 1 Dato) o&ten#o) Confguración en  Y   Y I arranque 10,5 I estable 1 ὠ 1890

∆ 4.25 3 1900

Cambio de giro  Y I arranque 12,5 I estable 1 ὠ 1890

∆ 1,25 3 1890

%CETIONARIO .1% In#*!e a "a)#4#"a"#$n e o) motore) a)#n"r$n#"o) +or norma NEMA.

@os motores trif8sicos de potencias mayores de " & son clasificados por las normas  -EMA, seg=n el diseDo de la 9aula del rotor de la siguiente manera< Motor e #)e5o NEMA A

Torque alto, deslizamiento nominal ba9o y corriente de arranque alta. Es un motor de inducción con rotor tipo 9aula de ardilla, diseDado con características de torque y corriente de arranque que e:ceden los 5alores correspondientes al diseDo  -EMA B, son usados para aplicaciones especiales donde se requiere un torque m8:imo mayor que el normal, para satisfacer los requerimientos de sobrecargas de corta duración. Estos motores tambi;n son aplicados a cargas que requieren deslizamientos nominales muy ba9os y del orden del " o menos >5elocidades casi constantes?. Motor e #)e5o NEMA B

Torque normal, corriente de arranque normal y deslizamiento nominal normal. 'on motores con rotor tipo 9aula de ardilla diseDados con características de torque y corriente de arranque normales, así como un ba9o deslizamiento de carga de

apro:imadamente  como m8:imo. En general es el motor típico dentro del rango de " a "#+ &. El deslizamiento a plena carga es de apro:imadamente $. Este tipo de motor proporcionar8 un arranque y una aceleración sua5e para la mayoría de las cargas y tambi;n puede resistir temporalmente picos ele5ados de carga sin detenerse. Motor e #)e5o NEMA C

Torque alto, deslizamiento nominal normal, corriente de arranque normal. 'on motores de inducción con rotor de doble 9aula de ardilla, que desarrollan un alto torque de arranque y por ello son utilizados para cargas de arranque pesado. Estos motores tienen un deslizamiento nominal menor que el +. Motor e #)e5o NEMA D

Torque alto, alto deslizamiento nominal, ba9a corriente de arranque. Este motor combina un alto torque de arranque con un alto deslizamiento nominal. Feneralmente se presentan dos tipos de diseDo, uno con deslizamiento nominal de + a G y otro con deslizamiento nominal de G a "$. Cuando el deslizamiento nominal  puede ser mayor del "$, se les denomina motores de alto deslizamiento o muy alto deslizamiento >@T4A IF '@I&?. El torque de arranque es generalmente de # a $ 5eces el par nominal aunque para aplicaciones especiales puede ser m8s alto. Estos motores son recomendados para cargas cíclicas y para cargas de corta duración con frecuentes arranques y paradas. Motore) e #)e5o NEMA F

Torque de arranque ba9o, corriente de arranque ba9a, ba9o deslizamiento nominal. 'on motores poco usados, destin8ndose a cargas con frecuentes arranques. &ueden ser  de altos torques y se utiliza en casos en los que es importante limitar la corriente de arranque. .2% Ca"!e a "orr#ente #n#"#a entre a "one#$n en e)trea tr#an,!o. El arranque del motor en modo estrella genera una tensión raíz de $ 5eces menor  que la tensión nominal.  I 1 V  p1

 I 2

=

V  p2

*onde  I 1 →Corriente enY  V  p 1 → Voltajenominal del motor V  p 2 → Voltajeen estrella

 I 2 =

V  p 2 V  p 1

 I 1

V  p 2=√ 3 V  p 1  I 1 =4  A

 I 2 =

√ 3 V  p 1 V  p 1

∗4

 I 2 =4 √ 3 A  I 2 =6.93 A

.% D#&!'e e #a,rama "#r"!#ta e "onm!taor e)trea tr#an,!o 7 e #nterr!+tor e re(er)a 7 e+#*!e )! 4!n"#onam#ento

*iagrama de uerza El circuito tiene tres fusibles $, un rel; T;rmico #, que se utiliza para proteger el motor, y que tiene $ contactares HM", HM# y HM$. Adem8s, si comparamos los dos esquemas, 5eremos que el esquema de maniobra incorpora un temporizador HA" y dos interruptores '" y '#. Adem8s, en el esquema de maniobra, entre HM# y HM$, est8 representado el encla5amiento mec8nico, es el tri8ngulo que une las dos bobinas de los contactares con líneas discontinuas, no es obligatorio dibu9arlo, porque un poco m8s arriba est8 representado el encla5amiento el;ctrico, son los dos contactos que est8n inmediatamente despu;s de HA".

Circuito de Control Con 1.

'i pulsamos sobre '" tenemos la cone:ión en estrella, porque entran en funcionamiento HM", HM# y HA". Transcurrido un tiempo, pasamos a la cone:ión en tri8ngulo por medio del temporizador HA", se acti5a HM$ y se desacti5a HM#. 4ecordar, el temporizador debe acti5arse cuando se alcance el G) de la 5elocidad nominal del motor. Con 2.

Es el interruptor de paro. *esconecta a HM", HM$ y HA". 'e inicia el paro del motor, lle5a una inercia. .% !- )on a) +a"a) &#met9#"a) 7 )!) !)o)

@a placa bimet8lica es una planc2a de acero a la que se 2a agregado por fusión una aleación combinada de ferrocromo y carburos de cromo, con el ob9eto de resistir  desgaste y abrasiones e:tremas. @a dureza del recubrimiento met8lico, respecto a los índices Brinell, 4oc1ell o '2ore, no se puede mostrar adecuadamente en un gr8fico. Esto es porque se trata de un n=mero muy alto de partículas altamente duras en una matriz relati5amente blanda, algo similar a una rueda rectificadora de diamante. @a dureza de las partículas por si sola es equi5alente a "J+) en la escala Brinell y la de la matriz b8sica alrededor de +). El resultado de un ensayo de dureza quedara situado entre estos dos índices, y su 5alor depender8 del artefacto de impacto y del lugar del impacto. ay miles de fisuras finísimas en cada metro cuadrado del re5estimiento duro, y estas son necesarias y con5enientes. En todos los metales, cuanto m8s duro y resistente a la abrasión, m8s rígido y fr8gil es. &or esta situación, el contenido de carburos duros en  piezas de fundición debe ser mantenido ba9o, de otra manera se romperían en pequeDas  piezas al enfriarlas en un molde. En materiales for9ados este ni5el puede ser toda5ía m8s ba9o para permitir la transformación del material durante la laminación. @a construcción singular de la placa permite el empleo de carburo muy duro en alta concentración, fundiendo el recubrimiento duro con una planc2a base m8s blanda como asiento, y permiti;ndole libremente desarrollar fisuras 5erticales. @as fisuras son tan numerosas >m8s de dos por cada + cm? y el esfuerzo de contracción en la raíz de cada una es de tan pequeDa magnitud que no crea progresión 2acia la planc2a de asiento. &or lo tanto, la l8mina puede ser cur5ada sin causarle daDo alguno.

Aplicaciones muy comunes de los contactos formados por placas bimet8licas se encuentran en planc2as, tostadores, estufas el;ctricas y otros electrodom;sticos que lle5an un termostato, así como en elementos de protección el;ctrica como los interruptores magneto t;rmicos. Re-) t-rm#"o) TR1:

@os rel;s t;rmicos T4" son bimet8licos y est8n diseDados para proteger a los motores en pr8cticamente todas las condiciones de funcionamiento. El mecanismo de disparo de los rel;s T4", est8 compuesto principalmente por un  9uego de $ bimetales que, al deformarse con la temperatura, pro5ocan el disparo del rel;. @os bimetales son l8minas compuestas por # metales soldados entre si, como estos metales unidos tienen diferentes coeficientes de dilatación, al calentarse, el metal que m8s se deforma con la temperatura arrastra al otro pro5ocando una deformación. @a temperatura que deforma los bimetales, es generada por arrollamientos calefactores diseDados a tal fin, por los cuales circula la corriente del motor. @a deformación de los bimetales 2acia la izquierda, desplaza todo el con9unto de  peines 2acia la izquierda, y por lo tanto la palanca de disparo 2ace girar   proporcionalmente al gatillo de disparo. 'i este contacto -C estaba accionando la bobina de un contactor asociado en el momento del disparo, al conmutar esa posición la bobina de9ar8 de recibir  alimentación y el contactor abrir8 el circuito. Es decir que el rel; t;rmico no es capaz de interrumpir el circuito de potencia por sí mismo, si no que necesita de un contactor que cumpla esa función.

6%Con"!)#one) Con los datos obtenidos se pudo comprobar que la corriente de inicio del cambio •

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de estrella a delta fue la corriente de estabilización de la cone:ión estrella medida en el laboratorio, lo que nos dice que nosotros debemos conmutar de estrella a delta en cuanto el motor se 2aya estabilizado tomando su 5elocidad nominal. El 5alor m8:imo de rpm es de "K))rpm que se obser5a en el cambio de giro. Se necesita de una corriente de arranque alta debido a que s=1, esto quiere decir que demanda gran cantidad de corriente. Cuando el rotor gira a la velocidad sincrónica, la máquina de inducción se comporta como transformador. Cuando la velocidad del rotor es menor a la velocidad sincrónica, la máquina de inducción se comporta como motor. Cuando la velocidad del rotor es mayor a la velocidad sincrónica, la máquina de inducción se comporta como generador. La velocidad de giro no depende de la corriente, ni del voltaje que se aplique al motor. ara invertir el giro de un motor, basta con invertir un par de fases cualesquiera de la l!nea trifásica de alimentación al motor.

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