LABORATORIO DE MQUINAS ELCTRICAS IIGrupo# 2Soria Topa Efran EduardoMendoza Quezada Arturo AlexanderSerrano Cumbajin Carlos GabrielPrctica N 9 11/marzo/2014TTULO: Motor trifsico de induccinINFORME: Contestarlas preguntas generales para cada prctica.1. Datos de placa de las maquinas utilizadas.Motor trifsico de rotor devanado:V = 220/380 VI = 16.3/9.55 ACV= 5.5Tmin=1740cos=0.82. Tabular datos tomados del experimento.a) Conexiones con autotransformador: Conexin en Y-V[V]I[A]n[r.p.m.]

000

40.44.20

79.41.51727

120.41.61764

159.31.71778

202.221785

220.72.21789

Conexin en delta:V[V]I[A]n[r.p.m.]

000

402.91700

802.91769

120.23.81784

160.34.91791

2066.51793

2217.41793

254.79.51795

b) Conexiones con resistencias rotricas: Conexin en Y-R[Ohms]V[V]I[A]n[r.p.m.]

021961792

252186.41358

502186.61061

752186.6844

1002186.4674

Conexin en delta:R[Ohms]V[V]I[A]n[r.p.m.]

02191.91765

252192546

5021926.4

752191.90

1002191.90

c) Arranque directo. ConexinIarr[A]

Tringulo85.8

Estrella26.7

3. Diagrama de conexiones: Conexin con autotransformador:

Conexin con resistencias rotricas:

Analizar los valores de corriente de arranque en los diferentes mtodos utilizados. Comparar con el valor de la corriente nominal.- Establecer diferencias.- Cul es el mejor mtodo de arranque y porque? En el mtodo de arranque en estrella se tuvo una corriente de arranque de 1.6 veces la nominal siendo esta una corriente de arranque buena adems es aproximadamente 1/3 la corriente de conexin delata por este motivo se utiliza en el arranque estrella triangulo para motores de 20 a 100 hp de seis terminales. Adems para el mtodo de arranque estrella triangulo solo se puede utilizar en aquellos motores que estn preparados para funcionar en triangulo con la tensin de la red. La mquina se conecta en estrella en el momento del arranque y pasa a triangulo cuando est en funcionamiento. Con los datos tomados en la prctica y los clculos matemticos realizados en el numeral 9.5.6 compruebe si se cumple la teora estudiada o no y de existir algn error indique el porcentaje del mismo. Teora estudiada:

Datos obtenidos en la prctica:

CUESTIONARIO: Qu tipo de rotores existen para las mquinas de induccin. Indique su aplicacin.Rotor de Jaula de ArdillaEl rotor de tipo Jaula de ardilla posee un ncleo igual al de un rotor bobinado, con la diferencia que sobre las ranuras estn colocadas barras de cobre o aluminio cortocircuitadas en sus extremos por anillos del mismo material. Este rotor no est conectado elctricamente al exterior de la mquina.Este tipo de rotor es usado para motores pequeos, en cuyo arranque la intensidad nominal supera 6 o 8 veces a la intensidad nominal del motor.Rotor con Doble Jaula de ArdillaEl rotor en estos motores est constituido por dos jaulas, una externa, de menor seccin y material de alta resistividad, y otra interna de seccin mayor y material de baja resistividad. Ambas jaulas estn entre s en cada ranura por medio de una delgada rendija que aumenta el flujo de dispersin en la jaula inferior. De este modo se consigue una jaula exterior de alta resistencia y baja reactancia y de una jaula interior de baja resistencia y baja reactancia.Es el ms empleado en la actualidad, soporta bien las sobrecargas sin necesidad de disminuir la velocidad, lo cual le otorga mejor estabilidad.Rotor de Jaula de Ardilla con Ranuras ProfundasEs el tipo de rotor en que sus caractersticas vienen a ser iguales a la del rotor de jaula de ardilla. Es usado para motores de baja potencia que necesitan realizar continuos arranques y paradas.Rotor BobinadoTambin se lo denomina de anillos rasantes porque cada extremo del bobinado est conectado con un anillo situado en el eje del rotor. Las fases del bobinad salen al exterior por medio de unas escobillas que rozan en los anillos. Conectando unas resistencias externas a las escobillas se consigue aumentar la resistencia rotrica, de esta forma, se logra variar el par de arranque, que puede ser, dependiendo de dichas resistencias externas, del 150% y del 250% del par normal. Dibuje las curvas caractersticas de los diferentes tipos de rotores.Rotor de Jaula de Ardilla

Rotor con Doble Jaula de Ardilla

Rotor de Jaula de Ardilla con Ranuras Profundas

Rotor Bobinado

Explique detalladamente las reacciones que se producen en el motor cuando se incrementa carga.El funcionamiento normal de un motor jaula de ardilla de induccin comercial tiene como limites desde sin carga hasta plena carga, en los puntos d a c de la figura 9.6. Vemos el comportamiento del rotor de un motor de induccin a una velocidad sin carga ligeramente menor que la velocidad sncrona, cuando se aplica una carga que va en aumento.

Caso sin carga o en vaco.- en este caso el deslizamiento es muy pequeo quizs una fraccin del 1%, y la frecuencia y la reactancia del rotor, y la FEM inducida en este son muy pequeas. Por lo tanto la corriente en el rotor es muy pequea y solo la suficiente para producir el par sin carga. Dado que la corriente del rotor es pequea, la corriente en el estator es la suma fasorial de su corriente de excitacin y un componente de carga inducido en el rotor por accin del transformador. La figura 9.7a muestra la suma fasorial de esas corrientes sin carga, en la que la corriente de excitacin en el primario del estator a circuito abierto es , es decir, la suma fasorial de un componente des histresis o de potencia y de un componente de magnetizacin necesario para producir el flujo rotatorio en el estator. Los componentes de potencia e estn en fase con . El factor de potencia sin carga se representa mediante , el angulo entre . As cos es la suma de e , es decir, la pequea corriente de estator producida por la corriente del rotor y por n componente primario de perdida , debido a la histresis y corriente parasita en el hierro del estator y el rotor. Ntese que, como es grande, el factor de potencia es extremadamente pequeo y est en retraso.Caso de media carga.- Al aplicar carga mecnica al rotor, la velocidad disminuye un poco. La pequea disminucin de velocidad causa un aumento en el deslizamiento y en la frecuencia y en la reactancia del rotor, y en la FEM inducida en este. El aumento en la corriente inducida (secundaria) en el rotor se refleja como un aumento de corriente primaria en el estator, , que aparece en la figura 9-7B. Componente de la corriente primaria del estator produce potencia, como , y est en fase con el voltaje inducido por el primario . La suma fasorial de la corriente sin carga y el componente de la carga producen una corriente en el estator a un angulo de factor de potencia mejorado . Con ello, la corriente en el estator ha aumentado desde hasta y el ngulo del factor de potencia ha disminuido desde hasta , y ambos factores tienden a producir ms potencia mecnica en la armadura y a tomar ms potencia de las barras de distribucin ().Condicin de plena carga.- El motor de induccin de jaula de ardilla gira a un valor de deslizamiento que proporciona un equilibrio entre el par desarrollado y el par aplicado. De tal manera, conforme se aplica ms carga, el deslizamiento aumenta porque el par aplicado excede al par desarrollado. Cuando se aplica el par nominal al eje del motor de induccin, el componente de la corriente del estator primario en fase que toma el motor de induccin es grande en comparacin con la corriente sin carga casi de cuadratura, como se muestra en la figura 9-7c, y el ngulo del factor de potencia es bastante pequeo. El factor de potencia de plena carga varia de 0.8 (en motores de induccin pequeos, de aproximadamente 1hp) a 0.9 o 0.95, ms o menos, (en los grandes motores de induccin de 150 hp y superiores).

Ms all de plena carga.- de acuerdo con la figura 9-7 parecera que a mayores aumentos en la carga se produciran mejoras en el factor de potencia, hasta llegar a la unidad, y mayores corrientes en fase en el estator, pero est no es el caso. Con mayor carga y deslizamiento, la frecuencia del rotor contina aumentando y el aumento en la reactancia del rotor produce una disminucin en el factor de potencia de dicho rotor. Considerando al motor de induccin como si fuera un transformador podramos decir que el secundario del transformador tiene una carga en retraso, lo cual hace tambin que el factor de potencia del primario se retrase. Por lo tanto, cuando las cargas son mayores que la plena carga, el factor de potencia se aproxima a un mximo, para disminuir despus rpidamente. A fin de producir el aumento necesario de par para contrarrestar el par aplicado, las corrientes en el rotor y el estator deben aumentar para compensar la disminucin en el factor de potencia [ecuacin ]. La figura 8-a muestra un gran aumento en la corriente de sobrecarga a menor ngulo de factor de potencia que con la corriente de plena carga en el estator, que se muestra en la figura 9-7c. Las caractersticas desde sin carga hasta ms all de plena carga se resume en la figura 9-8b donde la eficiencia y el factor de potencia estn en un mximo aproximadamente a la salida nominal y en donde la corriente de lnea y el par continan aumentando hasta el punto crtico, la corriente de lnea aumenta, pero el par disminuye debido a que la rapidez de disminucin del factor de potencia es mayor que la rapidez de aumento de la corriente en la ecuacin . La forma de la curva de eficiencia que aparece en la figura9-8b se explicara a continuacin brevemente. A cargas livianas, las perdidas fijas, relativamente grandes en proporcin con las salidas pequeas, producen una eficiencia baja. Con cargas grandes, las perdidas variables relativamente grandes ms las perdidas fijas producen de nuevo baja eficiencia, no obstante La salida alta. La eficiencia mxima se da en cargas moderadas, en las cuales las perdidas fijas y variables son iguales y la potencia es aproximadamente al valor nominal.

Observe que el par mximo en la figura 9-8b se presenta bastante ms all del doble de la potencia nominal, donde el deslizamiento critico o de falla es aquella frecuencia del rotor a la cual la reactancia variable del rotor es igual a la resistencia de este. Como la resistencia efectiva del rotor de un motor comercial de induccin de jaula de ardilla es prcticamente constante, el par mximo o de falla depende de la relacin del voltaje de fase a la resistencia del rotor, como se indica en la ecuacin, en un anlisis final.

Indique cmo comprueba si un motor est trabajando en vaco, a media carga, con carga completa o sobrecargada.

En vaco: Cuando el motor funciona en vaco, la corriente en el estator toma un valor de entre 0,5 y 0,3 p.u. de la corriente a plena carga.

A media carga: La velocidad disminuye un poco, lo que ocasiona un aumento en el deslizamiento, tambin aumenta la corriente que el motor toma desde la red y se mejora el factor de potencia (El ngulo entre la tensin y la corriente se reduce).

Con carga completa: El motor girar a un valor de deslizamiento que proporciona un equilibrio entre le par desarrollado y el para aplicado, la corriente que toma el motor es mucho ms grande que la corriente en vaco y el ngulo del factor de potencia es bastante pequeo. Mas all de plena carga: Aumenta el deslizamiento y se incrementa la frecuencia y la reactancia del rotor, lo que provoca una disminucin en el factor de potencia. La corriente que toma el motor aumenta por encima de la corriente nominal con el fin de producir el par necesario que contrarreste el par aplicado.BIBLIOGRAFIA: Maquinas elctricas y transformadores, Irving L. Kosow, II Edicin, pgs.: 322-325. http://www.die.eis.uva.es/~daniel/docencia/te/TEIQPractica9-2008.pdf http://www.monografias.com/trabajos94/arranque-motores-asincronicos/arranque-motores-asincronicos.shtmlCONCLUSIONES: Una de las caractersticas del motor trifsico de induccin es el alto consumo de corriente cuando es sometido a un arranque directo, provocando cadas de tensin en la red que lo alimenta; por esta razn es aconsejable aplicar el arranque directo slo en motores de pequeas potencias. El mtodo de arranque Estrella triangulo, reduce la corriente de arranque a la tercera parte de la corriente en arranque directo, pero ocasiona una disminucin en el par de arranque, de manera que no es aconsejable para motores que mueven grandes cargas. El motor de rotor devanado es ms costoso que uno de jaula de ardilla, pero nos permite intercalar resistencias en serie con el rotor para limitar la corriente de arranque y producir un par de arranque elevado; este tipo de motor es adecuado cuando es necesario arrancar con carga elevada. La corriente de arranque se presenta durante un periodo corto, sin embargo la ejecucin de arranques sucesivos puede ocasionar sobrecalentamiento en los devanados, lo que reduce la vida til del motor. Para seleccionar el mtodo de arranque se debe tener en cuenta las caractersticas del motor, la corriente de arranque, el par de arranque requerido y las caractersticas de la red de alimentacin.Mendoza Quezada Arturo Alexander

La corriente necesaria, para arrancar el motor de induccin siempre ser elevada puesto que el deslizamiento (S=1) genera un torque de arranque que demanda gran cantidad de corriente casi el seis veces la corriente nominal. Adems tiene que vencer la inercia del rotor si est en vaco o si esta acoplado con carga ser la inercia mucho mayor. Si la Velocidad del rotor no es igual a la velocidad del campo giratorio se dice que es un motor asncrono y si la velocidad de giro del rotor es igual a la velocidad de giro del campo giratorio estamos hablando de un motor sincrnico. La velocidad de giro no depende de la corriente ni del voltaje que se aplique al motor, puesto que la velocidad de giro est dada por la formula

La corriente necesaria para el cambio de giro de un motor es nueve veces mayor que la de estabilizacin del mismo. El arranque de un motor en la configuracin DELTA, no se debe realizar, ya que un motor jaula de ardilla debe arrancar en Y una vez estabilizado y reducida la corriente si se puede pasar a la configuracin DELTA. El cambio de giro de la misma forma, solo se puede realizar en configuracin Y, no es aconsejable hacer el cambio de giro en configuracin por las corrientes elevadas que el mismo maneja.Soria Topa Efran Eduardo

Una de las formas para arranque de un motor trifsico de induccin es por medio del uso de un autotransformador, por medio de esta forma se logra evitar las elevada corriente que se dan al momento del arranque que puede ser 6 o 7 veces la nominal. Cuando se realiza una conexin en delta para el arranque directo de un motor trifsico de induccin se obtiene una corriente de arranque de 6 veces la corriente nominal, lo que hace por un tiempo muy corto la corriente de arranque crezca a un valor muy elevado hasta que luego se estabiliza en su valor nominal. Cuando se usa un arranque en conexin estrella se logra bajar la elevada corriente de arranque de 6 veces la nominal a una corriente de arranque de 3 veces la corriente nominal. Para el caso del arranque con auto transformado se logr observar que con tan solo 40V para una conexin en delta se logra ya tener una velocidad en el motor de 1700 r.p.m. lo que hace que ya casi alcance la velocidad nominal del motor que es de 1800 r.p.m.Serrano Cumbajin Carlos Gabriel