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En el trabajo se hace una breve descripción y comparación de métodos y se expone uno elaborado por los autores que se basa solamente en la lectura de las corrientes y tensiones del motor en línea, el conocimiento de sus datos de catálogo y la aplicación de fórmulas y tablas , mediante el cual puede determinarse el consumo energético y otras características de comportamiento. Se ejemplifica el método con su aplicación a un motor de la Empresa de Frigoríficos de Cd. González, Tam.El Modelo educativo basado en competencias para la Educación Media Superior, específicamente en las competencias profesionales, se focaliza la atención prioritaria en el uso del diseño de la instalación de motores trifásicos, como parte del currículo académico de Técnico en Electricidad
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Cálculo para la instalación eléctrica de un motor monofásico de CA
Para obtener el Título de TÉCNICO EN ELECTRICIDAD
Presentan:
Edgar Eliud Castillo PiñaGerardo Gámez Hernández
Miguel Ángel Salas Nieto
Asesor Técnico:Ing. Constantino E. Sánchez Muñiz
Ing. Francisco Vidales Cano
Asesor de la Metodología:M. C. Arturo Vázquez Córdova
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SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIALSUBDIRECCIÓN DE ENLACE OPERATIVO EN TAMAULIPASCENTRO DE BACHILLERATO TECNOLOGICO INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS 209
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
Cd. González, Tam., 20 de mayo de 2010.
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ASUNTO: Dictamen de evaluación
C. ING. JORGE LAURO LÓPEZ GONZÁLEZJEFE DEL DEPTO. DE SERVICIOS DOCENTESDEL CBTIS 209PRESENTE
Los suscritos, integrantes de la Comisión Dictaminadora de Evaluación de Proyectos de Desarrollo e Innovación Tecnológica del CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLÓGICO industrial y de servicios 209, con clave 28DCTO432B de Cd. González, Tam.,
HACEN CONSTAR
Que los alumnos Edgar Eliud Castillo Piña, Gerardo Gámez Hernández y Miguel Angel Salas Nieto, del VI semestre B, de la especialidad de Técnicos en Electricidad desarrollaron el Proyecto: “Cálculo para la instalación eléctrica de un motor monofásico de CA”, siendo revisado y APROBADO en su contenido Técnico y de la Metodología, cumpliendo con las normas establecidas en el Reglamento de Titulación de los Centros de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios (CBTis) en vigor.
Se extiende la presente para los usos y fines legales que a las interesadas convengan a los treinta días del mes de mayo de dos mil diez.
POR LA COMISION DICTAMINADORA
Dra. Concepción Ávila Reyes Ing. Víctor Alejandro Vázquez González Presidente Secretario
M. C. Arturo Vázquez CórdovaVocal
DEDICATORIAS
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A nuestros padres:
Nuestro más profundo agradecimiento por habernos brindado el apoyo suficiente e incondicional para transformar nuestros sueños en realidad, pues con su amor infinito nos dieron la fuerza para seguir luchando en la vida.
A Ustedes queridos y bien amados padres nuestros, GRACIAS, por el apoyo moral y económico que nos proporcionaron para alcanzar una meta más en la vida.
A mis Profesores:
Tenemos muchas cosas que agradecerles a ustedes, pues cuando ingresamos al plantel teníamos muy pocos conocimientos y ustedes nos ayudaron a fortalecerlos. Pero más que nada le agradecemos al M. C. Arturo Vázquez Córdova, por su gran desempeño académico y atención brindada a nosotros, pues él no sólo fue nuestro profesor, sino que fue compañero y amigo, con sus palabras de aliento con base en su amplia experiencia profesional y respeto demostrado durante nuestra estancia como estudiantes,
También, nuestro agradecimiento para el Ing. Constantino Eustacio Sánchez Muñiz e Ing. Francisco Vidales Cano, por habernos proporcionado las herramientas del saber conocer, saber hacer, saber ser y saber convivir, los cuatro pilares fundamentales que demanda la Sociedad del Conocimiento y de la información para el siglo XXI, elementos fundamentales para el desempeño académico, profesional y a lo largo de la vida.
¡Gracias por hacernos vivir nuestros sueños!
A mis amigos:
Cómo poder agradecerles a mis amigos todos esos momentos de alegría y diversión que gracias a ustedes hemos pasado juntos. A todos nuestros compañeros del VI semestre B, por ser nuestros amigos y compañeros. A ustedes,… siempre con sus locuras lograban sacarnos una sonrisa y fueron como unos hermanos para nosotros.
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Contenido
Cálculo para la instalación eléctrica de un motor trifásico………………………………………….1
1. Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………………….7
2. Planteamiento del problema……………………………………………………………………………………………………………9
3. Justificación…………………………………………………………………………………………………………………………………….9
4. Hipótesis……………………………………………………………………………………………………………………………………….10
5. Objetivos……………………………………………………………………………………………………………………………………….10
5.1 Objetivo general………………………………………………………………………………………………………………………10
5.2 Objetivos específicos……………………………………………………………………………………………………………….10
6. Marco teórico………………………………………………………………………………………………………………………………..11
6.1 Marco Histórico……………………………………………………………………………………………………………………….11
6.2 Marco conceptual……………………………………………………………………………………………………………………11
6.3 Marco contextual…………………………………………………………………………………………………………………….13
7. Metodología………………………………………………………………………………………………………………………………….13
7.1 Cronograma de actividades……………………………………………………………………………………………………..13
7.2 Recursos económicos, materiales y humanos………………………………………………………………………….14
7.2.1 Recursos humanos…………………………………………………………………………………………………………14
7.2.2 Recursos materiales……………………………………………………………………………………………………….14
7. 3 Proceso………………………………………………………………………………………………………………………………….15
7.4 Capacitación…………………………………………………………………………………………………………………………..17
7.5 Instrumentos……………………………………………………………………………………………………………………………17
7.6 Coordinación y supervisión………………………………………………………………………………………………………17
8. Grado de Innovación……………………………………………………………………………………………………………………..17
9. Grado de factibilidad……………………………………………………………………………………………………………………..18
9.1 Factibilidad financiera……………………………………………………………………………………………………………..18
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9.2 Factibilidad Técnica…………………………………………………………………………………………………………………18
10. Impacto social y desarrollo sustentable……………………………………………………………………………………….18
11. Análisis de resultados………………………………………………………………………………………………………………….19
12. Conclusiones……………………………………………………………………………………………………………………………….19
13. Anexos…………………………………………………………………………………………………………………………………………19
Anexo 1 Rúbrica o matriz de evaluación del grado de efectividad del proyecto………………………………..19
Fotogalería …………………………………………………………………………………………………………………………………26
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Cálculo para la instalación eléctrica para un motor monofásico de CA
1. Introducción
En el trabajo se hace una breve descripción y comparación de métodos y se expone uno elaborado por los autores que se basa solamente en la lectura de las corrientes y tensiones del motor en línea, el conocimiento de sus datos de catálogo y la aplicación de fórmulas y tablas , mediante el cual puede determinarse el consumo energético y otras características de comportamiento. Se ejemplifica el método con su aplicación a un motor de la Empresa de Frigoríficos de Cd. González, Tam.
El Modelo educativo basado en competencias para la Educación Media Superior, específicamente en las competencias profesionales, se focaliza la atención prioritaria en el uso del diseño de la instalación de motores trifásicos, como parte del currículo académico de Técnico en Electricidad.
Se procedió a la búsqueda exhaustiva en la Internet del diseño a través de la instalación de motores de CA trifásicos que aborden el objeto de conocimiento referidas a competencias genéricas y disciplinares por instituciones educativas de educación media superior, profesores de la especialidades, blogs, sitios web específicos en México y en otros países de habla hispana, encontrándose los siguientes antecedentes:
Circuitos Trifasicos - Monografias.com www.monografias.com/trabajos16/circuitos-trifasicos/circuitos-tri...?...
MOTORES ELÉCTRICOS www.pemex.com/index.cfm?action=statusfilecat&contentfileid=24 Protección de motores http://www.genteca.com.ve/manuales/PROTECCION%20DE%20MOTORES
%20V3.pdf Electricidad - Wiki pedía, la enciclopedia libre
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad Circuitos Trifásicos - Monografias.com
http://www.monografias.com/trabajos16/circuitos-trifasicos/circuitos-trifasicos.shtml
MOTORES ELÉCTRICOS http://www.pemex.com/files/content/NRF-095-PEMEX-2005-06-firmado.pdf
NGH Electricidad Mar del Plata Fórmulas de cálculo en ... http://www.nghelectricidad.com.ar/formulasdecalculoelectrotecnia.htm
Libro: MANUAL DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS (3ª edición). ISBN ... http://www.amvediciones.com/mie.htm
Catalogo pdf motores eléctricos trifásicos rotor bobinado - pdf ...
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http://pdfes.com/catalogo_pdf_motores_electricos_trifasicos_rotor_bobinado_pdf.html
Motores de inducción trifásicos http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar14/HTML/articulo05.htm
En los 429 CBTis y CETis diseminados a lo largo y ancho de la República Mexicana no existe antecedente alguno como referente del objeto de estudio.
Se justifica la investigación, es relevante porque se va a desarrollar una innovadora Metodología de Cálculo para la instalación eléctrica de un motor trifásico.
Tiene como objetivo desarrollar métodos que permitan conocer el consumo de energía de cada motor instalado y el de algún otro que se proponga como alternativa más eficiente.
El proyecto de investigación pertenece al área del conocimiento de Físico-Matemáticas.
El problema ha sido identificado como una necesidad para el suministro de CA a través de un dispositivo eléctrico a equipo instalado en una empresa comercial ubicada en Cd. González, Tam.
La investigación se llevará a cabo en el CBTis 209 de Cd. González, Tam., México.
Las limitaciones que pueden obstruir la investigación en la realización del trabajo son las que se deriven producto de la obstrucción y falta de apoyo oficial.
Las acciones que pueden ejercerse para la aplicación de cualquier método se enumeran y explican a continuación:
Lectura del dato de chapa
A partir de los datos de chapa se determina o se lee la eficiencia, y con la lectura de la potencia de entrada se determina la potencia de salida. Esta acción no es invasiva y no requiere sacar el motor de servicio ni de un equipamiento adicional, pero parte de suponer que la eficiencia es constante para cualquier estado de carga e igual a la de la chapa.
En motores medios y grandes el error cometido no es muy grande ya que la curva de eficiencia de estos motores es prácticamente plana; ahora bien, en motores menores de 5 kW la eficiencia baja apreciablemente con la carga y el error cometido puede ser grande, sobre todo si el motor está subcargado.
Medición de velocidad con un estroboscopio o tacómetro ópticoDebido a lo cerca que está la velocidad del rotor de la velocidad sincrónica y a su
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poca variación con la carga, la medición de velocidad debe hacerse en este caso utilizando este tipo de tacómetro. Su nivel de invasividad es bajo, ya que funciona proyectando un haz de luz sobre el eje del motor y conectándolo a la misma red de alimentación. Es necesario sacar el motor de servicio sólo para hacerle una marca en el eje. Su exactitud está alrededor de 1 r/min en motores de cuatro polos. Ahora bien, es necesario también disponer de este instrumento o comprarlo, en cuyo caso su precio es superior al de un amperímetro de gancho. La medición de la velocidad y el cálculo del deslizamiento pueden ser utilizados para determinar la potencia de salida, ya que el par o momento electromagnético es proporcional al deslizamiento.
Medición de la corriente y la tensión
Un hook-on o instrumento de gancho puede servir para determinar la corriente y la tensión de trabajo del motor, y con ella ayudar a determinar la potencia de entrada. Es poco invasivo aunque la medición de tensión lo es algo más. Estos instrumentos pueden tener un error de hasta 0,5 %. No es necesario sacar el motor de servicio. Si existe una pizarra o panel con amperímetro y (o) voltímetro que lean la corriente y la tensión del motor el método no es invasivo, pero hay que tener en cuenta que la exactitud de los instrumentos de panel no es buena en general.
Medición del consumo mediante un analizador de redes
La conexión de un analizador de redes a la entrada del motor es el método más exacto para determinar la potencia de entrada del motor. También pueden leerse la corriente y la potencia reactiva y determinar el factor de potencia. Es invasivo y, a menos que el instrumento esté conectado permanentemente, es necesario detener el motor para su instalación. Este instrumento es relativamente caro.
Medición directa del par o momento
Puede emplearse un medidor de par cuya medición, unida a la de la velocidad, da la potencia de salida. Es muy exacto, pero también es caro y altamente invasivo, y necesita sacar el motor de servicio para la instalación del medidor, y adicionalmente su costo es elevado.
Realización de ensayos sin carga
Este método necesita desacoplar el motor y conectarle instrumentos de medición para llevar a cabo los ensayos. A partir de estos ensayos y, en combinación con otras acciones, puede determinarse el consumo del motor y la potencia entregada a la carga.
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Estimación estadística de pérdidas
Se refiere a estimar el valor de algunas de las pérdidas, tales como las adicionales, las de acero y las mecánicas, a partir de un conocimiento previo del tipo y fabricante del motor del cual se poseen datos relativos de pérdidas. El método es muy sencillo y económico, y no invasivo, pero su exactitud depende del conocimiento que se tenga de la probable distribución de sus pérdidas.
Utilización del circuito equivalente
Si se conocen los parámetros del circuito equivalente pueden determinarse con ellos, y en combinación con otras acciones, la potencia de entrada y la de salida del motor. Su exactitud depende de la de medición o estimación de los parámetros. No es invasivo y sí muy sencillo de aplicar.
Utilización de un inversor de frecuencia variable [Grantham y McKinnon, 2004]
Este método tiene la ventaja de poder determinar la eficiencia y la distribución de pérdidas del motor con bastante exactitud y sin tener necesidad de acoplarle una carga o electrodinamómetro. Es muy apropiado, por tanto, para motores grandes. Ahora bien, es necesario sacar el motor de servicio, conectarlo a un inversor y necesita, evidentemente, de recursos no disponibles con facilidad y de alta inversión inicial. Por ello, no es adecuado para el análisis que se pretende hacer.
Aplicando algunas de estas acciones pueden usarse las normas de la IEEE o de la IEC [IEEE, 1996; IEC, 1994] y obtener, con bastante exactitud, la potencia consumida y la entregada al mecanismo accionado. Ahora bien, requieren del empleo de las acciones más invasivas y necesitadas de recursos materiales y, por lo tanto, no son recomendables para ser empleadas en una caracterización energética del motor in situ.
2. Planteamiento del problema
La identificación del problema que se presenta es poder desarrollar métodos que permitan conocer el consumo de energía de cada motor instalado y el de algún otro que se proponga como alternativa más eficiente. Para esto existen diferentes métodos; algunos son más exactos pero implican la utilización de un equipamiento más caro y la realización de ensayos de relativamente larga duración.
Se tiene un alimentador trifásico de conductor TW en tubo conduit, que debe suministrar corriente a un motor de inducción trifásica a 440, 60 C/S con las siguientes características:
25 HP, rotor devanado,y arranque a voltaje reducido con autotransformador.
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Calcular:
Los calibres de conductores, tamaño de tubo conduit, corriente eléctrica de los circuitos, interruptor termomagnético.
Actualmente no existen resultados de trabajos realizados, según revisión exhaustiva realizada en la red.
3. Justificación
Se ha comprobado que aproximadamente 50 % de la energía eléctrica que se consume en el mundo es a través de los motores de inducción trifásicos por constituir la fuerza motriz principal de la industria moderna. Esta realidad, unida a la crisis energética de fines del siglo pasado y principios del actual, ha motivado, por una parte, la fabricación de motores cada vez más eficientes, y por otra, la adopción de disposiciones legales por parte de los gobiernos de muchos países tendientes a obligar a los usuarios de los motores a tomar todas las medidas conducentes a la disminución del consumo de energía eléctrica de estas máquinas [De Almeida, 2000; Office..., 1998].
Se justifica desde el punto de vista económico, porque debe determinarse la potencia consumida por el motor y la entregada al mecanismo accionado, o sea, la eficiencia. El nivel de exactitud requerido no es grande y pueden emplearse métodos más sencillos, aunque más aproximados. En el presente trabajo se exponen primeramente los métodos más importantes que se utilizan en la actualidad y se propone uno, desarrollado por los autores, que sólo necesita de las lecturas de tensión y corriente de un instrumento de gancho (hook-on).
Los resultados de la investigación serán divulgados en extenso a través de la revista electrónica Monografías de prestigio internacional en la dirección URL: http://www.monografias.com/, Revista Mexicana de Pedagogía con URL: http://cuauhtemoc-distritofederal.olx.com.mx/revista-mexicana-de-pedagogia-editorial-jertalhum-iid-18277205n, Memorias de Congresos Internacionales como 3er. Congreso Internacional de la Academia Mexicana Multidisciplinaria, 3er. Congreso Internacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico 2011, 6º. Congreso Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico DGETI 2010, XVII Congreso Internacional de Investigación Educativa Tamaulipas 2011 “Nuevas alternativas para aprender”.
Se pondrá a disposición de los usuarios interesados, estudiantes, docentes y autoridades educativas que deseen utilizar el material digital, en los planteles pertenecientes al Sistema nacional de Bachillerato.
4. Hipótesis
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La explicación tentativa del fenómeno a investigar queda formulada por la proposición que relaciona dos variables siguientes:
Hi: “Los usuarios que utilicen el método propuesto para el cálculo de la instalación de motores eléctricos de CA podrán obtener con bastante exactitud la potencia consumida y la entregada al mecanismo accionado, que el método convencional utilizado”
5. Objetivos
5.1 Objetivo general
Que los estudiantes de la especialidad de Técnicos en Electricidad sean capaces de desarrollar métodos que permitan conocer el consumo de energía de cada motor instalado y el de algún otro que se proponga como alternativa más eficiente..
5.2 Objetivos específicos
Diseñar el método para el cálculo de la instalación de motores eléctricos trifásicos de CA.
Aplicar el método para el cálculo de la instalación de motores eléctricos trifásicos de CA.
Evaluar el grado de funcionalidad mediante instrumentos de valoración que causen impacto en el desempeño académico de los estudiantes.
6. Marco teórico
6.1 Marco histórico
En 2008, la SEMS implementó la Reforma Integral de la Educación Media Superior que dará origen en 2010 del Sistema Nacional de Bachillerato, en donde la aplicación de conocimientos, habilidades cognitivas, valores y actitudes permitirán obtener un desempeño eficiente en el ámbito profesional.. (Progre, 2008)
En este proyecto, lo fundamental no es, como en el caso de los proyectos científicos, describir o explicar, sino producir algo nuevo con un protocolo “formal”, con el fin de resolver una necesidad de reducir el consumo de energía eléctrica por un dispositivo eléctrico que cause un impacto económico en la reducción de costos. (Prieto, 2008)
En ese sentido, todo lo que tiene que hacer el profesional de la electricidad es implementar un método propuesto que incida en el objeto de conocimiento con eficiencia y la pérdida de energía mínima. (Blogspot, 2008)
6.2 Marco conceptual
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Motor monofásico de CA
Dispositivo eléctrico que transforma la corriente alterna en energía mecánica para darle movimiento al mecanismo interconectado, aprovechando al máximo la reconversión de energía en trabajo eficiente.
6.3 Marco contextual
La investigación se realizará en el CBTis 209, ubicado en el km 92.5 de la carretera Tampico-Mante, Ejido González, Cd. González, Tam., México, durante el periodo escolar Ago´09-Ene´10.
7. Metodología
7.1 Cronograma de actividades
Actividad Inicio TérminoResponsab
lesProducto
Portada 08/Feb/10 08/Feb/10 Autores Portada1. Introducción 09/Feb/10 10/Feb/10 Autores 1 cuartilla2.Planteamiento del problema 11/Feb/10 11/Feb/10 Autores 1 cuartilla3. Justificación 12/Feb/10 12/Feb/10 Autores 1 cuartilla4. Hipótesis 15/Feb/10 15/Feb/10 Autores 1 cuartilla5. Objetivos 16/Feb/10 16/Feb/10 Autores 1/2 cuartilla6. Marco teórico 17/Feb/10 19/Feb/10 Autores 2 cuartillas7. Metodología 22/Feb/09 01/Mar/10 Autoras 2 cuartillas 7.1 Cronograma de actividades
02/Mar/10 02/Mar/10 Autores
7.2 Recursos económicos, materiales y humanos
03/Mar/10 03/Mar/10 Autores
7.3 Proceso 04/Mar/10 05/Mar/10 Autores 7.4 Capacitación 08/Mar/09 12/Mar/10 Autores 7.5 Instrumentos 15/Mar/09 15/Mar/10 Autores 7.6 Coordinación y supervisión
16/Mar/10 16/Mar/10 Autores 16 cuartillas
8. Innovación 19/Mar/10 19/Mar/10 Autores ½ cuartilla 9. Factibilidad 22/Mar/10 22/Mar/10 Autores ½ cuartilla10. Impacto social y desarrollo sustentable
23/Mar/10 23/Mar/10 Autores ½ cuartilla
11. Grado de innovación 24/Mar/10 24/Mar/10 Autores ½ cuartilla12. Factibilidad 25/Mar/10 25/Mar/10 Autores 1 cuartilla13. Impacto social y desarrollo sustentable
26/Mar/10 26/Mar/10 Autores ½ cuartilla
14. Análisis de resultados 29/Mar/10 29/Mar/10 Autores 1 cuartilla
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15. Conclusiones 30/Mar/10 30/Mar/10 Autores 1 cuartilla16. Anexos 31/Mar/10 31/Mar/10 Autores 2 cuartillas17. Bibliografía 01/Abr/10 01/Abr/10 Autores 1 cuartillaReporte del protocolo 12/Abr/10 15/Abr/10 Autores Memoria
técnica
7.2 Recursos económicos, materiales y humanos
7.2.1 Recursos humanos
Características Cantidad CostoDiseño de webquest 2 $0.00
Captura de datos 2 $0.00
7.2.2 Recursos materiales
Cantidad Unidad Descripción Precio1 Pieza Libro Florete rayado de 144 hojas $ 80.00
500 Pieza Hojas de máquina, tamaño carta, blanco $ 80.001 Pieza Memoria portátil USB, de 2 GB, Mca. Kingston $ 130.001 Equipo Computadora personal -1 Equipo Impresora de inyección de tinta, Mca. HP
Officejet All-in-One-
1 Pieza Cuaderno profesional de 100 hojas rayadas, 1 punto, Mca. Scribe escolar
$ 10.00
2 Pieza Bolígrafo punto medio, color negro, Mca. BIC $ 10.002 Pieza Lapiz de grafito, punto medio $4.001 Pieza Líquido corrector, de 20 ml, base agua, color
blanco, Mca. AQUA KORES$10.00
1 Pieza Regla de aluminio de 30 cm $22.0010 Pieza Papel opalina grueso, blanco, tamaño carta $120.0010 Pieza Forro adherible, Mca. Contac, 15 m $90.001 Pieza Cartucho de tinta negra, No. 27. $300.00
10 Pieza CD-RW $ 50.002 Pieza Etiquetas para CD $10.00
Mano de obra $800.001 Pieza Motor monofásico de CA, 110 V 1.5HP $4000.00
Total $5976.00
Fuente: Papelería ABC, calle Morelos No. 201 sur, Col. Centro, Cd. Mante, Tam., 29 de septiembre de 2009.
7. 3 Proceso
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Método propuesto
El método propuesto es una combinación de la medición de la corriente y la tensión, la estimación estadística de las pérdidas y la utilización del circuito equivalente. Sus resultados preliminares se mostraron por Costa y Vilaragut [2004]. Sólo necesita de las lecturas de corriente y tensión en las tres fases del motor en operación y del conocimiento de sus datos de catálogo. A partir de esta información se aplica el programa CARACMOT, confeccionado en MATLAB para determinar los parámetros del motor, hacer una estimación de pérdidas [Costa, et al., 2004a; Costa, et al., 2004b], calcular la potencia que entrega el motor a la carga y con ella seleccionar en un catálogo un motor de alta eficiencia u otro de ejecución básica, pero de una potencia adecuada al mecanismo que acciona. Mediante el programa PROPMOT, también elaborado en MATLAB, se calculan los parámetros del nuevo motor, se determina cuál sería la corriente que consumiría y la potencia a su entrada.
7.4 Capacitación
Las autores serán instruidos sobre el cálculo de instalaciones de motores eléctricas de corriente alterna monofásico a cargo del Ing. Constantino E. Sánchez Muñiz , asesor técnico y M. C. Arturo Vázquez Córdova, asesor de la metodología.
Asimismo, se les orientará en el diseño de un instrumento de evaluación denominado Matriz o rúbrica de valoración, a efecto de medir el grado de funcionalidad y su impacto pedagógico en el aprendizaje significativo del tema de Medidas de dispersión o variabilidad. Para la recogida de datos de campo se diseñará un instrumento denominado Tabla de frecuencia, de la muestra significativa que será seleccionada de un universo o población escolar de 160 alumnos del 5º. Semestre del bachillerato tecnológico.
7.5 Instrumentos
Rúbrica o matriz de evaluación del grado de efectividad de la webquest en el logro académico. (Anexo 1)
Tabla de frecuencias (Anexo 2)
7.6 Coordinación y supervisión
La coordinación del trabajo de investigación será realizada por el Ing. Constantino E. Sánchez Muñiz, asesor técnico, M. C. Arturo Vázquez Córdova, asesor de la metodología y supervisados por la C. Delfina Ollervidez Cruz, Jefa de Ofna. de Servicio Social y Titulación del CBTis 209.
8. Grado de Innovación
Permite la aplicación de la tecnología eléctrica en el funcionamiento eficaz del motor eléctrico para darle movimiento a los equipos interconectados.
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9. Grado de Factibilidad
El proyecto es viable de realizar, pues se cuenta con los recursos técnicos, financieros, materiales, humanos y sociales existentes, así como la capacidad instalada y plataforma tecnológica necesaria y suficiente.
9.1 Factibilidad financiera
El proyecto es viable financieramente, para realizarlo tiene un costo aproximado de $5976.00 (Cinco mil novescientos setenta y seis pesos 00/100 M. N.) considerando los recursos humanos y materiales, con una cobertura de medio año. Sin embargo, al no realizarse y de continuar el problema de carecer de un software educativo el costo será mayor, si consideramos que en el mercado libre no existe.
9.2 Factibilidad técnica
El desarrollo del proyecto es viable de realizar en virtud de contar con la tecnología eléctrica.
10. Impacto social y desarrollo sustentable
El uso del motor eléctrico instalado genera un impacto económico significativo contribuyendo al logro del dominio académico del estudiante de EMS, con bajos costos en su adquisición, promoviendo el desarrollo sustentable, con su uso evita la tala de 15 árboles de bosques para obtener una tonelada de papel, materia prima para elaborar los libros impresos.
11. Análisis de resultados
Alimentar el motor, 25 HP, 440 V.
Corriente plena, carga para un motor de 25 HP
IPC= 32 A=Tabla 3.5, p. 191
Calibre del circuito derivado
I=1.25 X IPC=1.25 X 32 = 40 A
Conductor seleccionado calibre No. 8 Tabla 2.7, p. 89
Para que una intensidad de 40 A
Tubo conduit para tres conductores calibre No. 8
Tubo conduit= 13 mm= 1” Tabla 2.8, p. 91
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Protección del circuito derivado con interruptor termo magnético
I1in = 150% x IPC= 1.5 X 40 A= 60 A
Interruptor termomagnético seleccionado 75 A
Con el objetivo de tener una idea de la magnitud de los errores que pueden cometerse con este método aproximado, se partió de la base de suponer un error de 15 % máximo en los datos de catálogo tal y como lo expresan los fabricantes.
Considerando que la resistencia del rotor es el parámetro que más influye en sus características se supuso en ella una variación de 15 % para ambos motores, volviéndose a calcular el ahorro en kilowatt, que en este caso dio 2,545 kW, que comparado con el anterior de 2,265 kW arroja una diferencia de 12,3 %, lo que puede considerarse un error aceptable por encontrarse por debajo de 15 % especificado por los fabricantes para los datos de catálogo.
La eficiencia correspondiente a ese valor de potencia de salida fue de 86,04 % y el consumo de potencia del motor, resultado de dividir esta última por la eficiencia, resultó ser 24,21 kW.
Se propone entonces sustituir este motor por uno de menor potencia y alta eficiencia marca WEG, cuyos datos se muestran en el anexo 2. Las características de corriente, eficiencia y factor de potencia en función de la potencia de salida, resultados de la aplicación del programa PROPMOT, se muestran respectivamente en las figuras 4, 5 y 6. En este caso se supuso la conexión del motor en delta.
Fig. 4. Corriente en función de potencia de salida del motor seleccionado para el compresor.
Fig. 5. Eficiencia en función de potencia de salida del motor seleccionado para el compresor.
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Fig. 6. Factor de potencia en función de la potencia de salida del motor seleccionado para el compresor.
12. Conclusiones
Se ha desarrollado un método para evaluar energéticamente el comportamiento de los motores de inducción trifásicos que tiene la ventaja de ser sencillo de aplicar y necesitar solamente los datos de chapa o catálogo del motor y lecturas tomadas con un amperímetro de gancho.
Es un método aplicable a motores mayores de 15 kW y permite hacer de manera rápida y sencilla cualquier análisis de factibilidad técnico-económica, y con la exactitud requerida para este tipo de estudio.
13. Anexos
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Anexo 1: Rúbrica o matriz de evaluación del grado de efectividad de la WebQuest
Criterios, aspectos o categorías
Niveles de desempeño
Indicadores de desempeño
4: Excelente 3: Buena 2: Regular1:
Insuficiente
Objetivo o resultado de aprendizaje
El objetivo del laboratorio está claramente identificado y presentado.
El objetivo del laboratorio está identificado, pero es presentado en una manera que no es muy clara.
El objetivo del laboratorio está parcialmente identificado y es presentado en una manera que no es muy clara
El objetivo del laboratorio es erróneo o irrelevante.
Material y equipo
Todos los materiales y equipos usados en el experimento son descritos clara y precisamente. Los bosquejos de los aparatos y la preparación son ordenados, fáciles de leer y están completamente etiquetados.
Casi todos los materiales y equipos usados en el experimento son descritos clara y precisamente. Un bosquejo etiquetado de un aparato está incluido.
La mayoría de los materiales y equipos usados en el experimento están descritos con precisión. La preparación del aparato está descrita con precisión.
Muchos materiales y equipos están descritos sin precisión o no están del todo descritos
Fuentes antecedentes Varias fuentes de antecedentes de renombre son usadas y citadas correctamente. El material es traducido en las propias palabras de los estudiantes.
Unas pocas fuentes de antecedentes de renombre son usadas y citadas correctamente. El material es traducido por los estudiantes en sus propias palabras.
Unas pocas fuentes de antecedentes son usadas y citadas correctamente, pero algunas fuentes no son de renombre. El material es traducido por los estudiantes
El material es directamente copiado en lugar de ponerlo en palabras propias y/o las fuentes de antecedentes están citadas incorrectame
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en sus propias palabras.
nte
Hipótesis experimental
La relación postulada entre las variables y los
La relación postulada entre lasvariables y los
La relación postulada entre las variables y los
No se propuso una hipótesis.
resultados anticipados es clara y razonable basada en lo que ha sido estudiado.
resultados anticipados está razonablemente basada en el conocimiento general y en observaciones
resultados anticipados ha sido expuesta, pero aparenta estar basada en una lógica defectuosa.
Variables
Todas las variables están descritas claramente con todos los detalles relevantes.
Todas las variables están descritas claramente con la mayoría de los detalles relevantes
La mayoría de las variables están descritas claramente con la mayoría de los detalles relevantes.
Las variables no son descritas o a la mayoría le falta suficiente detalle
Procedimiento
Los procedimientos están enlistados con pasos claros. Cada paso está enumerado y es una oración completa.
Los procedimientos están enlistados en un orden lógico, pero los pasos no están enumerados y/o no son oraciones completas.
Los procedimientos están enlistados, pero no están en un orden lógico o son difíciles de seguir.
Los procedimientos no enlistan en forma precisa todos los pasos del experimento
Reproducción
Los procedimientos parecen ser reproducibles. Los pasos están delineados en orden y están adecuadamente detallados.
Los procedimientos parecen ser reproducibles. Los pasos están delineados y adecuadamente detallados
Todos los pasos están delineados, pero no hay suficientes detalles para reproducir los procedimientos.
Varios pasos no están delineados y no hay suficientes detalles para reproducir los procedimientos.
Dibujos/DiagramasDatos
Se incluye diagramas claros y precisos que facilitan la
Se incluye diagramas que están etiquetados de una manera ordenada y
Se incluye diagramas y éstos están etiquetados
Faltan diagramas importantes o faltan etiquetas
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comprensión del experimento. Los diagramas están etiquetados de una manera ordenada yprecisa.
precisa. importantes.
Datos
Una representación profesional y precisa de los datos en tablas y/o gráficas. Las gráficas y las tablas están etiquetadas y tituladas
Una representación precisa de los datos en tablas y/o gráficas. Las gráficas y tablas están etiquetadas y tituladas.
Una Representación precisa de los datos en forma escrita.
Los datos no son demostrados o no son precisos
Cálculos
Se muestra todos los cálculos y los resultados son correctos y están etiquetados apropiadamente
Se muestra algunos cálculos y los resultados son correctos y están etiquetados apropiadamente
Se muestra algunos cálculos y los resultados están etiquetados apropiadamente.
No se muestra ningún cálculo
Análisis La relación entre las variables es discutida y las tendencias/patrones analizados lógicamente. Las predicciones son hechas sobre lo que podría pasar si parte del laboratorio fuese cambiado o cómo podría ser cambiado el
La relación entre las variables es discutida y las tendencias/patrones analizados lógicamente.
La relación entre las variables es discutida, pero ni los patrones, tendencias o predicciones son hechos basados en los datos
La relación entre las variables no es discutida
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diseño experimental.
Conclusión
La conclusión incluye los descubrimientos que apoyan la hipótesis, posibles fuentes de error y lo que se aprendió del experimento.
La conclusión incluye los descubrimientos que apoyan la hipótesis y lo que se aprendió del experimento.
La conclusión incluye lo que fue aprendido del experimento
No hay conclusión incluida en el informe
Evaluación
Presenta niveles de eficiencia de Excelencia, indicadores de desempeño y aspectos a evaluar.
Presenta niveles de desempeño bueno, indicadores de desempeño y aspectos a evaluar.
Presenta nivel de logro Regular, indicadores de desempeño y aspectos a evaluar
Presenta nivel de dominio Insuficiente, pocos indicadores de logro académico y pocos aspectos a evaluar.
Apariencia/Organización
El reporte de laboratorio está mecanografiado y usatítulos y subtítulos para organizar visualmente el material
El reporte de laboratorio está escrito a mano con esmero y usa títulos para organizar visualmente el material.
El reporte de laboratorio está escrito o mecanografiado con esmero, pero el formato no ayuda a organizar visualmente el material.
El reporte de laboratorio está escrito a mano y se ve descuidado y con tachones, múltiples borrones y/o desgarres y pliegues.
Componentes del Reporte
Todos los elementos requeridos están presentes y elementos adicionales que añaden al reporte (por ejemplo, comentarios atentos y gráficas) han
Todos los elementos requeridos están presentes.
Un elemento requerido está omitido, pero elementos adicionales que añaden al reporte (por ejemplo, comentarios atentos, gráficas) han sido incluidos
Varios elementos requeridos han sido omitidos
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sido incluidos.
Conceptos científicos
El reporte representa un preciso y minucioso entendimiento de los conceptos científicos esenciales en el laboratorio.
El reporte representa un preciso entendimiento de la mayoría de los conceptos científicos esenciales en el laboratorio.
El reporte ilustra un entendimiento limitado de los conceptos científicos esenciales en el laboratorio.
El reporte representa un entendimiento incorrecto de los conceptos científicos esenciales en el laboratorio.
Ortografía, puntuación y
gramática
Uno o pocos errores de ortografía, puntuación y gramática en el reporte.
Dos ó tres errores de ortografía, puntuación y gramática en el reporte.
Cuatro errores de ortografía, puntuación y gramática en el reporte.
Más de 4 errores de ortografía, puntuación y gramática en el reporte.
Seguridad
El laboratorio es llevado a cabo con toda atención a los procedimientos de seguridad. El montaje, el experimento y el desmontaje no
El laboratorio generalmente es llevado a cabo con atención a los procedimientos de seguridad. El montaje, el experimento y el desmontaje no plantean un riesgo a la seguridad de los individuos, pero un procedimiento de seguridad necesita ser revisado.
El laboratorio es llevado a cabo con algo de atención a los pocos procedimientos de seguridad. El montaje, el experimento y el desmontaje no plantean un riesgo a la seguridad de los individuos, pero varios procedimientos necesitan ser revisados.
Los procedimientos de seguridad fueron ignorados y/o algunos aspectos del experimento plantean un riesgo para la seguridad del estudiante o de otros individuos. otros.
Total 72 54 36 18
Anexo 3: Foto galería
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14. Bibliografía
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