LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II

MOTOR DE INDUCCIÓN DE ROTOR DEVANADO COMO CONVERTIDOR DE

FRECUENCIA

INTEGRANTES

Dionisio Vivas, Jheffrey

Vargas Falconí, Joel

PROFESOR

Chilet León, Cesar Alfredo

SECCIÓN

C4-4-B

FECHA DE REALIZACIÓN: 14 de marzo de 2013

FECHA DE ENTREGA: 11 de abril de 2013

2013-I

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MOTOR DE INDUCCIÓN DE ROTOR DEVANADO COMO CONVERTIDOR DE

FRECUENCIA

1. INTRODUCCIÓN:

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2. OBJETIVOS: Operar las máquinas de inducción como convertidor de

frecuencia. Evaluar la operación del convertidor de frecuencia

accionando un motor de inducción. Comprobar las ventajas de un convertidor de frecuencia

electromecánico.3. MATERIALES Y EQUIPOS:

01 Maquina de inducción de rotor devanado. 01 Máquinas de inducción de rotor jaula de ardilla 01 Motor impulsor o dinamómetro. 01 Modulo de interfaz de adquisición de datos O1 PC personal Cables de conexión 01Multimetro digital 01 Faja de acoplamiento Un instrumento Unitest rotaro

4. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Cambio de frecuencia 

La preferencia actual por la regulación a frecuencia variable se debe a la posibilidad de utilizar el sencillo y robusto motor de jaula de ardilla; cuyo mantenimiento es mucho más fácil que el de un motor de contactos deslizantes, lo que resulta muy importante en máquinas que operan bajo condiciones ambientales difíciles. Además este tipo de motor eléctrico resulta más económico y compacto que los restantes. Asimismo, este método permite transformar fácilmente un equipo de velocidad fija en un accionamiento de velocidad variable, sin realizar grandes modificaciones.

Con este tipo de regulación se puede obtener un amplio control de velocidades, con el máximo par disponible en todas las frecuencias con un elevado rendimiento. Si se prolonga la característica al cuadrante generador se puede obtener un frenado muy eficiente por reducción de frecuencia, con una recuperación de energía hacia la red de alimentación.

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5. DESARROLLO: A. CASO I:

Conectar el esquema eléctrico mostrado.

La interfaz adquisición de datos debe estar en operación.Conectar la alimentación al motor impulsor, modo manual (man)

Colocar la faja para las máquinas de inducción y de impulsión.Desarrollar la velocidad de la máquina impulsora, según la tabla adjunta y anotar los resultados obtenidos.

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Obtener la gráfica de la forma de onda de la tensión a la salida del convertidor de frecuencia (f2)

Con la ayuda del Unitest Rotaro se midió la velocidad del motor de inducción

Unitest Rotaro (RPM)1 29362 23693 20594 17635 14686 11687 8828 5869 28410

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GRÁFICAS:Gráfica f1 vs N

Gráfica f2 vs N

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B. CASO II: Retirar el motor de inducción de jaula de ardilla y en su lugar conectar un módulo de carga resistiva con todos los resistores conectados.Verificar que el motor impulsor tenga giro anti horario; luego ajustes su velocidad a -1200 aproximadamente. En todo caso lleve a una velocidad donde se obtenga esta condición de manera notoria.Tome las lecturas respectivas y verificar que P1 sea menor que P2.

COMPROBACIÓN DE SENTIDO DE GIROCon la alimentación de motor impulsor al mínimo, conectar la fuente trifásica y observa el sentido de giro del motor de inducción de rotor devanado.Si el giro es anti horario modificar el conexionado trifásico.Luego desconectar la a alimentación trifásico.Incrementar lentamente la tensión DC de la fuente 7-N variable para accionar el motor impulsor a anotar el sentido de giro.

Horario Anti horario

Apagar la fuente y conectar el motor impulsor para que su sentido e giro se anti horaria.

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6. CUESTIONARIO:

Comentar ambas gráficas:

En la gráfica 1 se puede observar que la frecuencia no varía en el tiempo que la velocidad aumenta, mientras en la segunda gráfica se aprecia que la frecuencia disminuye. Esto depende del deslizamiento.

Cuál es el comportamiento de la relación E2/f2

Es proporcional lineal ambas disminuyen simultáneamente dependiendo una de la otra. El comportamiento de la tensión inducida en el rotor y la frecuencia de esa tensión son dos variables que están definidas por el deslizamiento del motor.

¿Por qué es importante que la relación v/f de la tensión aplicada al motor debe ser constante cuando se varía la frecuencia para cambiar la velocidad del motor?.

Porque se deben de trabajar con los valores nominales del motor.

Para que la tensión inducida que hace girar el motor sea un campo que sea dominado por el deslizamiento únicamente.

¿Qué sucede si la velocidad llega a ser 2100 RPM?

El motor se detiene completamente. El deslizamiento es máximo.

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¿Establecer ventajas y desventajas del convertidor de frecuencia electromecánico respecto del convertidor de frecuencia electrónico?

Ventajas- Se elimina la presencia de armónicos en la red eléctrica- Se aísla de la red ya que es alimentada por la tensión inducida e el

devanado del rotor- Se varia la frecuencia con solo variar el deslizamiento del motor

Desventajas

- Comprar un motor de rotor devanado únicamente para variar las velocidades(costo)

- La tensión que se puede entregar está limitada por la que se pueda inducir en el rotor.

- Equipamiento necesario para el arranque de los dos motores.- Espacio para el emplazamiento de los dos motores.

¿Por qué P2 es mayor que P1?

Por las cargas resistivas que se conectan al motor.

La potencia eléctrica de salida es mayor que la potencia eléctrica de entrada debido a que esta es la suma de la potencia eléctrica que hay en la entrada con la potencia mecánica que se le proporciona mediante el eje.

7. OBSERVACIONES:

En el Laboratorio se utilizó una fuente de corriente continua para el dinamómetro.

Se pudo observar la falta de equipos en el laboratorio pues algunos de los grupos tuvo problemas al momento de conseguir equipos que funciones correctamente, por lo que se recomienda hacer mantenimiento y reparación de los equipos para evitar retraso al momento de realizar las experiencias dentro del laboratorio.

Se debe tomar en cuenta las especificaciones del profesor o encargado del laboratorio al momento de realizar las conexiones o antes de energizar las pruebas.

Para tomar las tomas de velocidad del motor con el unitest rotaro debe colocarse a una distancia cercana del motor sin hacer contacto para no variar datos.

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8. CONCLUSIONES:

Una de las aplicaciones que nos permite realizar el motor de inducción es de convertidor de frecuencia, este tipo de utilización nos permite controlar la velocidad de un motor, esto serviría para aplicaciones de arranques con cargas grandes.

En los resultados apreciamos diferencias en sus frecuencias, donde la f1 es menor que la f2 hasta cuando la velocidad del motor sea positivo a partir de ahí los estados de las frecuencias cambian siendo ahora la f2

menor a la f1.

Los motores de inducción jaula de ardilla han alcanzado un importante protagonismo en gran parte de las aplicaciones donde se necesitan motores eléctricos, debido a su precio competitivo con respecto a motores de otras génesis, tales como motores de corriente continua y motores rotor bobinado. Su gran desventaja, en el pasado, era la imposibilidad de variar su velocidad en forma continua y en un rango amplio, cuestión que fue solucionada gracias a la llegada al mercado de una gran oferta de variadores de frecuencia a precios atractivos para los usuarios

9. BIBLIOGRAFÍA:

Fitzgerald, Máquinas Eléctricas (2° edición), McGraw-Hill, 1992.

Fraile Mora J. Máquinas Eléctricas. Mono Comp. 2008.

Irving L. Kosow. Máquinas eléctricas y Transformadores, Pearson Educación, 1993.

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