Componentes y aspectos de construcción de los motores de inducción 3φ

Componentes y aspectos de construcción de los motores de inducción 3φ

Objetivos:

1.- Conocer e identificar físicamente los componentes de estator y rotor de los motores de inducción 3φ rotor jaula de ardilla y rotor devanado.

2.- Distinguir los aspectos más relevantes desde el punto de vista de construcción de partes estacionaria y rotatoria de los tipos de motores

3.- Efectuar las fotográficas de los 2 tipos de motores donde se distingan los aspectos de construcción

4.- Efectuar el levantamiento de los datos de placa y de los 2 tipos de motores de inducción 3φ existentes en el laboratorio.

Antecedentes teóricos

Describir y/o explicar cada uno de los tipos según su caso:

Concepto de maquina rotatoria de inducción.

Concepto de máquinas asíncronas.

Concepto de estator y rotor.

3a) Motor de inducción 3φ rotor jaula de ardilla.

3b) Motor de inducción 3φ de rotor devanado.

Construcción de núcleo magnético de estator y rotor de motores 3φ de inducción.

Devanado de inducción (estator) de motores de inducción 3φ.

Clase NEMA de motor de inducción 3φ.

Aplicación de motores de inducción 3φ.

Datos de placa de motores de inducción 3φ rotor jaula de ardilla y rotor devanado.

Equipo a utilizar:

Módulo de motor de inducción 3φ rotor jaula de ardilla (equipo lab- volt)

Módulo de motor de inducción 3φ rotor devanado (equipo lab-volt)

Procedimiento:

1.- Asistir al laboratorio donde mostraran los 2 tipos de motores de inducción 3φ y describirán los aspectos constructivos que distinguen los 2 tipos de motores 3φ

2.- Efectuar las fotográficas donde se aprecian las características constructivas de los 2 tipos de motores de induccion3φ

3.- Efectuar el levantamiento de los datos de placa de los motores de inducción 3φ siguiente:

a) Motor de inducción 3φ rotor jaula de ardilla (equipo lab- volt).

b) Motor de inducción 3φ rotor jaula de ardilla mesa 5.

c) Motor de inducción 3φ rotor jaula de ardilla mesa 7.

d) Motor de inducción 3φ motor devanado (equipo lab-volt).

e) Motor de inducción 3φ motor devanado (equipo lab-volt) mesa 2.

f) Motor de inducción 3φ motor devanado (equipo lab-volt) mesa 6.

Resultados:

1).- Describir y/o explicación de c/u de los tópicos.

2).- Fotográficas realizados.

3).- Levantamiento e datos de placa de las 6 máquinas señaladas.

4).- Comentario.

5).- Bibliografía o páginas web.

Antecedentes teóricos:

Concepto de Maquina Eléctrica Rotatoria de Inducción

Una Maquina Eléctrica Rotatoria de Inducción es un dispositivo que trabaja bajo el principio de inducción electromagnética de ahí su nombre, si la maquina convierte la energía mecánica a energía eléctrica se le denomina generador y si el dispositivo convierte la energía eléctrica en energía mecánica se le denomina como motor, básicamente es un dispositivo convertidor electromecánico uniexcitado, esto es, solo se energiza o conecta eléctricamente entre las líneas de potencia el devanado de la parte estacionaria o estator, de tal manera que la corriente que circula en el devanado de la parte giratoria o circuito de rotor, se obtiene por medio de inducción electromagnética, por ello, esta máquina recibe el nombre de máquina de inducción. Lo anterior implica que el circuito o devanado de rotor debe operar siempre eléctricamente en condiciones de cortocircuito o circuito corto. La máquina eléctrica rotatoria de inducción es conocida también como maquina asíncrona ya que mecánicamente el rotor no gira a la velocidad de sincronismo o bien a la velocidad que cambia el sentido de magnetización.

Concepto de Maquina Asíncrona

Toda máquina eléctrica rotatoria de inducción, es una maquina ASINCRONA, ya que mecánicamente el rotor gira a una velocidad mecánica N (rpm) diferente de la velocidad de sincronismo o velocidad síncrona Ns (rpm).

Maquina eléctrica rotatoria de inducción

Siempre: N≠Ns

Una máquina eléctrica rotatoria de inducción es asíncrona, ya que el rotor mecánicamente nunca girará a la velocidad de sincronismo (Ns), que es la velocidad a la que gira el campo magnético formado por el devanado del estator, o visto de otra manera, es la velocidad con que cambia el sentido de magnetización de la parte estacionaria. Esto es:

Ns=(120 f1)/P

Dónde:

Ns= velocidad síncrona (rpm)

f1= frecuencia de voltaje de alimentación (ciclos/seg.=Hertz)

P= número de polos para los que se implementa el devanado de estator.

Concepto de estator y rotor:

3a) Motor de inducción 3∅ rotor jaula de ardilla

3b) Motor de inducción 3∅ rotor devanado

En forma genérica los componentes de una MERI son:

a) Estator o parte estacionaria.

b) Rotor o parte rotatoria.

El estator es la parte fija de una máquina rotativa y uno de los dos elementos fundamentales para la transmisión de potencia (en el caso de motores eléctricos) o corriente eléctrica (en el caso de los generadores eléctricos), siendo el otro su contraparte móvil, el rotor. El término aplica principalmente a la construcción de máquinas eléctricas. En este caso particular la maquina eléctrica rotatoria de inducción es alimentada a 3 fases.

Componentes de estator de una MERI trifásica:

Carcasa y tapas laterales.

Núcleo magnético de estator.

Devanado de estator (inductor).

Aislamientos o aislantes.

Elementos de sujeción.

Porta escobillas y escobillas (solo se usa en MERI´s trifásicas de rotor devanado)

Caja de conexiones

Rodamientos mecánicos

El rotor es el componente que gira (rota) en una máquina eléctrica, sea ésta un motor o un generador eléctrico. Junto con su contraparte fija, el estator, forma el conjunto fundamental para la transmisión de potencia en motores y máquinas eléctricas en general.

El rotor está formado por un eje que soporta un juego de bobinas (casos particulares) arrolladas sobre un núcleo magnético que gira dentro de un campo magnético creado bien por un imán o por el paso por otro juego de bobinas, arrolladas sobre unas piezas polares, que permanecen estáticas y que constituyen lo que se denomina estator de una corriente continua o alterna, dependiendo del tipo de máquina de que se trate.

Componentes de rotor de una MERI trifásica:

Núcleo magnético de rotor.

Devanado de rotor.

Aislamientos.

Anillos colectores o Anillos rozantes.

Elementos de sujeción.

Flecha con brida de acoplamiento.

Abanico.

* Solo se usa en MERI`S trifásicas de rotor devanado

Construcción de núcleos magnéticos de estator y rotor de motores 3∅ de inducción

Núcleo magnético de Rotor

Se utiliza el mismo material que en el núcleo magnético de estator, laminaciones de acero eléctrico los cuales reciben el mismo tratamiento, se montan igual y se sujetan mecánicamente a la flecha de la máquina.

Construcción de un Rotor de Inducción

El rotor de inducción de una MERI se construye de laminaciones de acero troquelados generalmente del mismo material que para el núcleo del estator.

Dos tipos de rotores de inducción son usados en las MERI”S:

El llamado Jaula de ardilla y el rotor devanado. El rotor tiene ranuras las cuales pueden ser parcialmente cerradas. Si se tienen ranuras muy abiertas esto incrementaría la longitud efectiva del entrehierro y por lo tanto se tendría que incrementar la corriente de magnetización, y por consiguiente el factor de potencia disminuye.

También las ranuras completamente cerradas son indeseables debido a que decrece la reluctancia de los flujos de dispersión de estator y rotor, y por consiguiente disminuye el par máximo producido por el rotor.

Las ranuras del rotor presentan formas aún más diversas a tener del distinto tipo de devanado que se adopte según la figura siguiente

Tipos de ranuras para Rotor devanado

Rotor Devanado

En este caso el rotor debe de devanarse para el mismo número de polos que el devanado de estator.

Las terminales del devanado del estator son conectadas a anillos rozantes colocados y aislados sobre la misma flecha.

Estos anillos deben de ser cortocircuitados en condiciones normales de operación, también pueden ser conectados a dispositivos externos para el arranque y el control de velocidad de la MERI.

Solo se utiliza en MERI’s trifásicas, esta MERI tiene un devanado trifásico aislado eléctricamente el, núcleo del rotor y el número de fases de este devanado debe ser igual al número de fases del estator

[N. de fases de estator] q1=q2 [N. de fases del Rotor]

Rotor Jaula de Ardilla

Este tipo de rotor se utiliza en MERI’s trifásicas, de fase partida y polos sombreados. El devanado de este tipo de rotor se parece a una jaula de ardilla de ahí el nombre que se le asigna.

El devanado consiste de conductores eléctricos de cobre, bronce, o aluminio que se alojan en los vanos o ranuras del núcleo magnético de rotor cada uno de estos conductores se conectan a ambos extremos por dos anillos de conexión del mismo material.

Este

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