Motor de Induccion

 

TEMA: Motor de Inducción

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL •

Conocer y analizar el comportamiento  del motor AC de inducción trifásica tipo jaula de ardilla.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

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Realizar las mediciones de velocidad de trabajo del motor para conguraciones estrella y delta a la vez el cambio de giro del motor. !bser bserva varr el ca camb mbio io de co corrri rien ente te y ve velo loci cida dad d ang ngul ular ar al momento de cambio de giro con el motor en marc"a.

MARCO TEÓRICO #l motor as$ncrono trifásico está formado por un rotor %ue puede ser de dos tipo tipos& s& a' de jaul jaula a de ar ardi dill lla( a( b' bobi bobina nado do y un está estáto tor r en el %ue %ue se encuent enc uentran ran las bobina bobinas s induct inductoras oras.. #stas #stas bobinas bobinas son tri trifási fásicas cas y están están desfasa des fasadas das entre entre s$ )*+, )*+, en el espaci espacio. o. -egn -egn el /eorema eorema de 0errari erraris s cuan cu ando do por por estas estas bobi bobina nas s ci circ rcula ula un siste sistema ma de corr corrien iente tes s tr trif ifás ásica icas s e%uilibradas cuyo desfase en el tiempo es tambi1n de )*+, se induce un campo magn1tico giratorio %ue envuelve al rotor. #ste campo magn1tico variable va a inducir una tensión en el rotor segn la 2ey de inducción de 0araday&

#ntonces se da el efecto 2aplace 3ó efecto motor'& todo conductor por el %ue ci cirrcula ula una corr corrie ient nte e el1c el1cttrica rica inme inmers rso o en un camp campo o magn magn1t 1tic ico o e4perime imenta una fuerza rza %ue lo tiende a poner en movimient ento. -imultáneamente se da el efecto 0araday 3ó efecto generador'& en todo conductor %ue se mueva en el seno de un campo magn1tico se induce una tensión.

 

#l campo magn1tico giratorio a velocidad de sincronismo creado por el bobinado del estátor corta los conductores del rotor por lo %ue se genera una fuerza electromotriz de inducción. 2a acción acción mutua mutua del campo girato giratorio rio y las corrient corrientes es e4ist e4istent entes es en los conduc con ductor tores es del ro rotor tor origin originan an una fuerza fuerza electr electrodin odinámic ámica a sobre sobre dic"os dic"os conductores del rotor las cuales "acen girar el rotor del motor. 2a diferencia entr en tre e las las velo veloci cida dade des s del del rot otor or y el camp campo o magn magn1t 1tic ico o se deno denomi mina na deslizamiento.

Constitución de !oto" #s$nc"ono Ci"cuito !#%n&tico 2a parte ja del circuito magn1tico 3estátor' es un anillo cil$ndrico de c"apa magn1tica ajustado a la carcasa %ue lo envuelve. 2a carcasa tiene una fu func nció ión n pura purame ment nte e prot protec ecto tora ra.. #n la part parte e in inte teri rior or del del está estáto torr van van dispuestos unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente. #n el interior del estátor va colocado el rotor %ue es un cilindro de c"apa magn1tica jado al eje. #n su periferia van dispuestas unas ranuras en las %ue se coloca el bobinado correspondiente. #l entre"ierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el m$nimo posible

Ci"cuitos e&ct"icos 2os dos circuitos el1ctricos van situados uno en las ranuras del estátor 3primario' y otro en las del rotor 3secundario' %ue esta cortocircuitado. #l rot otor or en cort cortoc ocir ircu cuit ito o pued puede e esta estarr fo forrmado mado por bobi bobina nas s %ue se cort co rtoc ocir ircu cuit itan an en el e4te e4teri rior or de la ma%u ma%uina ina direc directa tamen mente te o medi median ante te reóstatos( o bien puede estar formado por barras de cobre colocadas en las ranuras %ue "an de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material llamados anillos de cortocircuito. #ste conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla.  /ambi1n  /ambi1n e4isten motores as$ncronos monofásicos en los cuales el estátor tiene un devanado monofásico y el rotor es de jaula de ardilla. -on motores de pe%ue5a potencia y en ellos en virtud del /eorema de 2eblanc el campo magn1tico es igual a la suma de dos campos giratorios iguales %ue rotan en sentidos opuestos. #stos motores monofásicos no arrancan por si solos por lo cual se debe disponer algn medio au4iliar para el arran%ue 3fase partida& resistencia o condensador polo blindado'.

)

 

E !oto" de '#u# de #"di# #l moto motorr de corr corrien iente te alter alterno no tr trifá ifásic sico o de ja jaula ula de ar ardi dill lla a es el moto motorr el1ctrico industrial por e4celencia. 0uerte robusto y sencillo se usa en un gran nmero de má%uinas con un mantenimiento m$nimo.

Iust"#ción Iust"#ción ( Moto" J#u# )e A"di#

MATERIALES * E+,IPOS  

F,ENTE FIJA * VARIABLE AC)E AR)ILLA MOTOR )E IN),CCION ASINCRONO JA,LA

AMPERÍMETRO ANALOGO: VOLTÍMETRO VOL TÍMETRO ANALÓGO:

CABLES CONECTORES

*

 

   

Motor 6aula 7e Ardilla 0uentes 0uen tes de alimentación ja y variable. 8olt$metro y /acómetro 7C Cables de cone4ión

PROCE)IMIENTO:

). Armar Armar el el circ circuit uito o de la gur gura. a. *. #nergizar #nergizar el circuito circuito en 9+8 en en voltaje de l$nea l$nea conmu conmutar tar el -/AR -/AR/#R /#R medir la corriente de arran%ue en cone4ión : des energizar. ;. #nergizar #nergizar el circuito circuito en 9+8 en en voltaje de l$nea l$nea conmu conmutar tar el -/AR -/AR/#R /#R medir la corriente de arran%ue en cone4ión ∆ des energizar. 9. Camb Cambiar iar a la fuen fuente te ja ja AC. AC. . Camb Cambia iarr el sele selec ctor tor a la cong ongur ura aci ción ón∆ medi medirr la cor orri rien entte de arran%ue y la de estabilización. ?. Regresa Regresarr el selector selector a la congura conguración ción :. @. Cambiar el sentido sentido de giro giro y medir la la corriente corriente %ue %ue se produce. produce. )+.Apagar el sistema.

TABLA )E )ATOS Cone4ión : Corriente +.@? A Cone4ión  Corriente -A Baso ) I pico @? A I estabilizada +.9 A  )? veces la corriente nominal normal "aci1ndolo menos deseable para arran%ue con l$nea en especial en los tama5os grandes de corriente %ue sean indeseables.

MOTORES )E IN),CCIÓN )E JA,LA )E AR)ILLA CLASE B A los motores de clase J a veces se les llama motores de propósito general( es muy muy par parecid ecido o al de la clase lase A debi debido do al comp compor orta tami mie ento nto de su desliza des lizamie miento ntopar par.. 2as ranura ranuras s de su motor motor están están embebid embebidas as algo algo más profundamente %ue el los motores de clase A y esta mayor profundidad tiende a aumentar la reactancia de arran%ue y la marc"a del rotor. #ste aumento reduce un poco el par y la corriente de arran%ue. 2as corrientes corrientes de arran%ue arran%ue var$an entre 9 y < veces la corriente corriente nominal en los tama5os mayores de < KB se sigue usando arran%ue a voltaje voltaje reducido. reducido. 2os motores de clase J se preeren sobre los de la clase A para tama5os mayores. mayor es. 2as aplicaciones aplicaciones t$picas t$picas comprenden comprenden las bombas centr$fugas centr$fugas de impulsión las má%uinas "erramientas y los sopladores.

MOTORES )E IN),CCION )E JA,LA )E AR)ILLA CLASE C #stos motores tienen un rotor de doble jaula de ardilla el cual desarrolla un alto par de arran%ue y una menor corriente de arran%ue. 7ebido a su alto par de arran%ue acelera rápidamente sin embargo cuando se emplea en <

 

grandes cargas se limita la disipación t1rmica del motor por %ue la mayor parte de la corriente se concentra en el devanado superior. superior. #n condic condicion iones es de arran% arran%ue ue frecu frecuent ente e el rotor rotor tiene tiene tenden tendencia cia a sobre sobre calentarse se adecua mejor a grandes cargas repentinas pero de tipo de baja ba ja in iner erci cia. a. 2as 2as apli aplica caci cion ones es de os moto motorres de cl clas ase e C se li limi mita tan n a condiciones en las %ue es dif$cil el arran%ue como en bombas y compresores de pistón

MOTORES )E IN),CCION )E JA,LA )E AR)ILLA CLASE ) 2os motores comerciales de inducción de jaula de ardilla clase 7 se conocen tambi1n como de alto par y alta resistencia. 2as barras del rotor se fabrican en aleac aleació ión n de alta alta re resis siste tenc ncia ia y se colo coloca can n en ra ranu nuras ras cerca cercana nas s a la supe su per rci cie e o está están n embe embebi bida das s en ranu ranura ras s de pe%u pe%ue5 e5o o di diám ámet etrro. 2a relación de resistencia a reactancia del rotor de arran%ue es mayor %ue en lo motores de las clases anteriores. #l motor motor está está dise5a dise5ado do para para servici servicio o pesado pesado de ar arran% ran%ue ue encuent encuentra ra su mayor aplicación con cargas como cizallas o tro%ueles %ue necesitan el alto par con aplicación a carga repentina la regulación de velocidad en esta clase de motores es la peor. peor.

MOTORES )E IN),CCIÓN )E JA,LA )E AR)ILLA )E CLASE F  /ambi1n  /ambi1n conocidos como motores de doble jaula y bajo par. par. #stán dise5ados principalmente como motores de baja corriente por%ue necesita la menor corriente de arran%ue de todas las clases. /iene una alta resistencia del rotor tanto en su devanado de arran%ue como en el de marc"a y tiende a aumentar la impedancia de arran%ue y de marc"a y a reducir la corriente de marc"a y de arran%ue. #l rotor de clase 0 se dise5ó para remplazar al motor de clase J. #l motor de clase cla se 0 produ produce ce pares pares de ar arran ran%ue %ue apro4 apro4imad imadame amente nte ).*< ).*< veces veces el par nominal y bajas corrientes de arran%ue de * a 9 veces la nominal. 2os motores de esta clase se fabrican de la capacidad de *< "p para servicio directo de la l$nea. 7ebido a la resistencia del rotor relativamente alta de arran%ue y de marc"a estos motores tienen menos regulación de voltaje de lo los s de clase J bajan capacida idad de sob sobreca ecarga y en general de baja eciencia eciencia de funcionamien funcionamiento. to. -in embargo embargo cuando cuando se arrancan arrancan con grandes cargas las bajas de corrientes de arran%ue eliminan la necesidad de e%uipo para voltaje reducido an en los tama5os grandes.

2. C# C#cu cu#" #" # co co""i ""ient ente e in inici ici# # ent ent"e "e # cone cone3ió 3ión n *45 6 "e# "e#ic ice e un# e31ic#ción con os d#tos o7tenidos. A continuación presentamos una gráca %ue representa la solución a las ecua ec uaci cion ones es dife diferrenci encial ales es obte obteni nida das s de la mode modela laci ción ón del del ci cirrcuit cuito o e%uivalente del motor de inducción&

=

 

Como podemos notar en la parte del transitorio o arran%ue se tiene un pi pico co de corr corrie ient nte e %ue %ue se esta estabi bili liza za al mome moment nto o del del ar arra ran% n%ue ue el deslizamiento es apro4imadamente ) y como tiene relación directa con la resistencia en el cobre del rotor resultar$a %ue la corriente es demasiado grande por lo %ue la corriente pico resulta siempre en un valor cercano a *.< la corriente nominal del motor por tanto nuestro caso la corriente pico seria calculando con estos valores ? A. #l valor obtenido en el laboratorio es de @? A el cual a pesar de no ser e4acto al calculado es el real y con este valor se deben realizar las protecciones adecuadas para %ue el sistema soporte dic"o val valor or.. 3.

)i7u'e e di#%"#!# ci"cuit# de con!ut#do" *8 u de inte""u1to" de "e9e"s# e indic#" su uncion#!iento. 2a caract caracter$s er$stic tica a princi principal pal para para ejecuta ejecutarr el arran% arran%ue ue de un motor motor en estrelladelta es %ue cada una de las bobinas sea independiente y sus e4tremos de accesibles desde la placa del motor. #l arran%ue comienza en estrella estrella generando una tensión en cada bobina bobina dell esta de estato torr L; vece veces s meno menorr %ue %ue la nomi nomina nal l con con una una re redu ducc cción ión de la corriente. Dna vez Dna vez %ue %ue el moto motorr alca alcanz nza a entr entre e el >+H >+H y ?+H ?+H de la velo veloci cida dad d nominal se desconecta la parte estrella para conmutar a la conguración delt de lta a en este este mome moment nto o el moto motorr oper opera a en cond condic icion iones es nomi nomina nales les sometido a una intensidad de muy poca duración la %ue no lle"a al valor pico de *.< o más la cual es la %ue se alcanzar$a si se ejecutara el arran%ue directo.

C#"#cte"$stic#s C#"#cte"$stic #s de A""#n/ue est"e#4det#

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#l arran% arran%ue ue estrella estrellade delta lta no re re%ui %uiere ere autotr autotrans ansfor formad mador or reacto reactorr o resistencia. #l motor arranca conectado en estrella y funciona conectado en delta.

)es9ent#'#s • •

 /ransición  /ransición abierta Jajo tor%ue Bermite Bermi te contr controlar olar la corrien corriente te de ar arran% ran%ue ue reduci reduciend endo o la tensió tensión n de alimentación aplicada al estator ya %ue la tensión de un devanado en estrella es el