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• Melina Carrillo

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I.

OBJETIVOS:

a) Conocer los conceptos y conexiones de las normas NEMA en motores. b) Realizar programas para soluciones de problemas de motores.(Microsoft Excel, C++,etc) II.

MARCO TEORICO: EFECTO SKIN.

Este efecto hace que los conductores eléctricos aumenten su resistencia con el aumento de la frecuencia ya que la corriente tiende a circular por la periferia del conductor. Este fenómeno se presenta en corriente alterna

 Dicho efecto puede ser hallado de la siguiente manera:

 Calculando el x en la formula se ira ala tabla de Efectos de Skin para hallar el K, si el valor del x no es exactamente igual alas de la tabla se tendrá que interpolar dicho valor y hallar exactamente un K nuevo que no registra dicha tabla.  Finalmente se tendrá el valor de RTac remplazando el k y el RT hallados.

Donde: K u F RT RTac

: Constante del efecto skin. : Permeabilidad del conductor : Frecuencia del sistema (Hz) : Resistencia a Trabajo (  ) : Resistencia a Trabajo (  )

Ejemplo: Para: (Cobre)

 u=1  F = 60 Hz  RT = 0.6741  x = 0.063598*√

= 0.063598*√

x = 0.6  Luego de acuerdo ala tabla de Efecto Skin el k tendrá un valor de: K = 1.0006  Finalmente se tendrá: RTac RTac

=1.0006*0.6741 0.6745 

FACTORES K PARA EL CÁLCULO DEL EFECTO SKIN X

K

X

K

X

K

X

K

0.0

1.0000

1.0

1.0052

2.0

1.0782

3.0

1.3181

0.1

1.0000

1.1

1.0076

2.1

1.0938

3.1

1.3510

0.2

1.0001

1.2

1.0107

2.2

1.1113

3.2

1.3850

0.3

1.0004

1.3

1.0147

2.3

1.1307

3.3

1.4199

0.4

1.0013

1.4

1.0197

2.4

1.1521

3.4

1.4557

0.5

1.0032

1.5

1.0258

2.5

1.1754

3.5

1.4920

0.6

1.0006

1.6

1.0332

2.6

1.2006

3.6

1.5288

0.7

1.0012

1.7

1.0421

2.7

1.2275

3.7

1.5658

0.8

1.0021

1.8

1.0524

2.8

1.2562

3.8

1.6031

0.9

1.0034

1.9

1.0644

2.9

1.2864

3.9

1.6405

LA ASOCIACIÓN NORTEAMERICANA DE MANUFACTURAS ELÉCTRICAS (NEMA)

Es la asociación de comercio más grande en los Estados Unidos, la cual representa los intereses

de los fabricantes de la industria eléctrica, y cuyo objetivo es establecer una estandarización. Fue fundada en 1926 y sus oficinas principales se encuentran cerca de Washington, DC. Sus miembros son compañías fabricantes de productos eléctricos utilizados en las áreas de transmisión, generación, distribución, control e incluso del consumo mismo de la energía eléctrica. Una norma de la NEMA define un producto, proceso o procedimiento con referencia a las siguientes características:           

Nomenclatura Composición Construcción Dimensiones Tolerancias Seguridad Características operacionales Performance Alcances Prueba Servicio para el cual es diseñado. Las normas técnicas actualizadas benefician al usuario, como así también al fabricante, mejoran la seguridad, reducen los costos en la fabricación del producto, y eliminan malentendidos entre fabricantes y clientes, asistiendo al comprador en la selección y obtención de un producto para cada necesidad en particular.

¿Dónde se Utiliza?

           

Iluminación Motores eléctricos Laminas decorativas Equipos de uso medico Baterías secas Fusibles Controles industriales Transformadores Conductores Capacitores Controladores de trafico Equipos de soldadura∆ TABLA CONEXIÓN DE MOTORES DE ACUERDO CON LA NORMA NEMA SIMBOLOGIA DE LA CONEXION

Y

DESCRIPCION DE LA CONEXION

ESTRELLA

OBSERVACIONES Generalmente usadas en motores NEMA para tensión mas alta y en potencias hasta 20 HP. Usadas en motores IEC para la mayor tensión.

Y Y

ESTRELLA DOBLE O ESTRELLA PARALELA

∆

TRIANGULO

TRIANGULO DOBLE O TRIANGULO PARALELO

∆∆

Generalmente usadas en motores NEMA para la menor tensión y potencia hasta 20 HP y en motores IEC para la menor tensión y en potencias hasta 9 HP. En motores IEC usada para la menor tensión en cualquier potencia para motores NEMA usada para la mayor tensión y en potencias mayores que 20 HP. En motores IEC usada para la tensión menor y potencias mayores que 9HP y en motores NEMA para la menor tensión y potencia mayores que 20 HP.

Características de los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla de acuerdo con la clasificación en letras NEMA. CLASE

PAR DE CORRIENTE DE REGULACIÓN ARRANQUE DE NEMA ARRANQUE (# DE VELOCIDAD VECES EL (%) NOMINAL)

NOMBRE DE CLASE DEL MOTOR

A

1.5-1.75

5-7

2-4

Normal

B

1.4-1.6

4.5-5

3.5

De propósito general

C

2-2.5

3.5-5

4-5

De doble jaula alto par

D

2.5-3.0

3-8

5-8 , 8-13

De alto par alta resistencia

F

1.25

2-4

mayor de 5

De doble jaula, bajo par y baja corriente de arranque.

Según la IEEE(Institute of Electrical and Elelctronic Engineers) presentan la tabla referida alas reactancias de dispersión del estator (Xs) y rotor (Xr´) de los motores de inducción trifásica en función de las reactancias equivalentes de corto circuito o rotor bloqueado (Xcc), y a partir de esta tabla conociéndose Xo y X1 puede hallarse Xm.

REACTANCIAS ESTATORICAS Y ROTORICAS

TIPO DE MOTOR

Xs Xr´

I.

CLASE

CLASE

CLASE

CLASE

ROTOR

NEMA A

NEMA B

NEMA C

NEMA D

BOBINADO

0.5Xcc

0.4Xcc

0.3Xcc

0.5Xcc

0.5Xcc

0.5Xcc

0.6Xcc

0.7Xcc

0.5Xcc

0.5Xcc

MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE A

El motor clase A es un motor de jaula de ardilla normal o estándar fabricado para uso a velocidad constante. Tiene grandes áreas de ranuras para una muy buena disipación de calor, y barras con ranuras ondas en el motor. El par de arranque es relativamente alto y la baja resistencia del rotor produce una aceleración bastante rápida hacia la velocidad nominal. Tiene la mejor regulación de velocidad pero su corriente de arranque varía entre 5 y 7 veces la corriente nominal normal. II.

MOTORES DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA CLASE B

Las ranuras de su motor están embebidas algo más profundamente que el de los motores de clase A y esta mayor profundidad tiende a aumentar la reactancia de arranque y la marcha del rotor. Este aumento reduce un poco el par y la corriente de arranque. Las corrientes de arranque varían entre 4 y 5 veces la corriente nominal en los tamaños mayores de 5 HP se sigue usando arranque a voltaje reducido. Los motores de clase B se prefieren sobre los de la clase A para tamaños mayores. III.

MOTORES DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA CLASE C

Estos motores tienen un rotor de doble jaula de ardilla, el cual desarrolla un alto par de arranque y una menor corriente de arranque. Debido a su alto par de arranque, acelera rápidamente, sin embargo cuando se emplea en grandes cargas, se limita la disipación térmica del motor por que la mayor parte de la corriente se concentra en el devanado superior. En condiciones de arranque frecuente, el rotor tiene tendencia a sobre calentarse se adecua mejor a grandes cargas repentinas pero de tipo de baja inercia. IV.

MOTORES DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA CLASE D

Las barras del rotor se fabrican en aleación de alta resistencia y se colocan en ranuras cercanas a la superficie o están embebidas en ranuras de pequeño diámetro. La relación de resistencia a reactancia del rotor de arranque es mayor que en lo motores de las clases anteriores. El motor está diseñado para servicio pesado de arranque, que necesitan el alto par con aplicación a carga repentina la regulación de velocidad en esta clase de motores es la peor.

III.

RECOMENDACIÓN:

 Según la norma NEMA las conexiones de estrella o triangulo se usan de acuerdo las potencia de los motores.  Se recomienda interpolar según la tabla en muchos casos para obtener mayor exactitud.

IV.

CONCLUSIONES:

 Esta clase de motores NEMA tienen diferentes aplicaciones, de acuerdo a la carga al cual es conectada.  Su fabricación y el tipo de material que usan son diferentes en estos motores.  La permeabilidad para materiales no magnéticos en muchos casos no se hallan exactamente como aparecen en la tabla, lo cual indica que se debe de interpolar respecto a dicha tabla para poder encontrar la constante del efecto Skin exacto.  La exactitud dependerá de la cantidad de aproximación o redondeo que se le de al programa y de allí los valores serán mas cercanos o mas erróneos.

V.

BIBLIOGRAFÍA: 

Metalcorte_Nema archivo.pdf