Maquinas Electricas

OBJETIVOS

Analizar las características de construcción y el comportamiento con carga de los motores trifásicos de inducción tipo rotor devanado y tipo jaula de ardilla.

INSTRUMENTOS Y EQUIPO

1 Fuente de Alimentación: Fija 220VCA 60Hz 10A y 150VCD 5A Variable 0 – 220V CA 60Hz

8A y 150V C.D 5A

1 Motor de inducción de rotor devanado ¼ HP, 60 Hz, 3F

1 motor de inducción tipo jaula de ardilla ¼ HP, 60 Hz, 3F

1 Módulo de medición de corriente CA

1 Módulo de Wáttmetro Trifásico

1 Tacómetro analógico o digital

3 Multímetro Digital

1 Modulo de electrodinamómetro 175W, 1800rpm, 120volts CA/CC.

1 Banda de acoplamiento

1 Módulo de medición de voltaje CA

3 Juegos de Cables tipo banana.

MARCO TEORICO:

El funcionamiento de un motor, en general, se basa en las propiedades electromagnéticas de la corriente eléctrica y la posibilidad de crear, a partir de ellas, unas determinadas fuerzas de atracción y repulsión encargadas de actuar sobre un eje y generar un movimiento de rotación.

Suponiendo que un motor de inducción comercial de jaula de ardilla se haga arrancar con el voltaje nominal en las terminales de línea de su estator (arranque a través de la línea) desarrollará un par de arranque de acuerdo que hará que aumente su velocidad. Al aumentar su velocidad a partir del reposo (100 por ciento de deslizamiento), disminuye su deslizamiento y su par disminuye hasta el valor en el que se desarrolle el par máximo. Esto hace que la velocidad aumente todavía más, reduciéndose en forma simultánea el deslizamiento y el par que desarrolla el motor de inducción.

Los pares desarrollados al arranque y al valor del deslizamiento que produce el par máximo ambos exceden (en el caso normal) al par aplicado a la carga. Por lo tanto la velocidad del motor aumentará, hasta que el valor del deslizamiento sea tan pequeño que el par que se desarrolla se reduzca a un valor igual al par aplicado por la carga. El motor continuará trabajando a esta velocidad y valor de equilibrio del desliza-miento hasta que aumente o disminuya el par aplicado.

Se muestra la relación entre los pares de arranque, máximo y nominal a plena carga que desarrolla un motor de inducción, como función de la velocidad de éste y del deslizamiento. Esta figura es presentación gráfica de la corriente y el par desarrollados en el rotor del motor como funciones del deslizamiento desde el instante del arranque (punto a) hasta la condición de funcionamiento en estado estable (en general entre marcha en vacío y marcha a plena carga - puntos c y d) cuando los pares desarrollado y aplicado son iguales.

Motor de rotor bobinado: En este tipo de motores, en el rotor se introduce un bobinado trifásico (ver figura 1.11). El bobinado del rotor se puede conectar al exterior por medio de escobillas y anillos rozantes. Este tipo de motores pueden tener resistencias exteriores colocadas en el circuito del rotor, lo que permite reducir la corriente absorbida, reduciendo la saturación en el hierro y permitiendo un incremento en el par de arranque. Conforme la velocidad del rotor aumenta el valor de las resistencias se reduce hasta llegar a cero, lo que permite mantener un par alto. La figura 1.12 muestra la curva característica de par y velocidad cuando varían las resistencias del rotor.

Figura 1.11: Motor de rotor bobinado

Figura 1.12: Evolución de la curva par-velocidad variando la resistencia rotórica.

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En efecto, el rotor se lleva alrededor el campo magnético, pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Estudio por inspección visual de los motores de inducción.

1. Examine cuidadosamente la estructura del motor tipo rotor devanado y del motor tipo rotor jaula de ardilla, registrando las diferencias de construcción, especialmente del estator o parte fija y del rotor que es la parte que gira. Identifique las terminales de los devanados en la placa del motor.

2. Registre los datos de placa de los motores y sus observaciones en la tabla 1.

CARACTERISTICAS Motor tipo rotor devanado Motor tipo jaula de ardilla

No de polos 4 4

Potencia ¼ HP ¼ HP

Voltaje nominal [V] 220 220

Corriente nominal [A] 1.3 1.2

No de fases 3 3

Frecuencia [Hz] 60 60

Velocidad [rpm] 1500 1725

*Factor de potencia 72.41 38.09

*Eficiencia n [%] 31.63 38.47

*Deslizamiento S [%] 14.44 0.38

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