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• Manuel Samanamud

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E.P.I.M.M.E.M

Universidad Católica de Santa María

Nro. Página 1/6 Código :

Tema : ENSAYO DE CIRCUITO ABIERTO Y ROTOR BLOQUEADO EN EL MOTOR

ASÍNCRONO TRIFÁSICO

Semestre: Grupo

:

GUIA DE LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II

INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA Laboratorio N° 9: “ENSAYO DE CIRCUITO ABIERTO Y ROTOR BLOQUEADO EN EL MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO

Versión: 2019‐02 Fecha : Mes ‐ Año

”

E.P.I.M.M.E.M

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Tema : ENSAYO DE CIRCUITO ABIERTO Y ROTOR BLOQUEADO EN EL MOTOR

ASÍNCRONO TRIFÁSICO

Semestre: Grupo

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3.- FUNDAMENTO TEÓRICO: Desarrollar la teoría que sustente el funcionamiento del motor asíncrono trifásico y las normas que establece el Código Eléctrico Nacional para su correcta instalación, Analizar la presencia de la corriente de arranque y sus efectos en el sistema. 4.- EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR: - Voltímetros

-Vatímetro

- Amperímetros

-Motor AC trifásico

- Fuente de alimentación

- Fuente de alimentación DC

Trifásica 380/220

-Conectores tipo banano, cocodrilo y mixtos

5.- PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: El motor asíncrono de corriente alterna se considera el motor industrial por excelencia, a causa de la sencillez y fortaleza de su construcción, así como por su seguridad de funcionamiento. Analizaremos, a continuación, el motor asíncrono conectado a una red trifásica, que es el más utilizado en la industria actual. El motor de inducción se conecta a una alimentación a su tensión nominal y se hace funcionar sin carga acoplada a su eje. En estas condiciones, como en el caso de los transformadores ensayos "en vació", se registra la potencia de entrada al inducido estatórico del motor de inducción que presenta (1) las pérdidas por rotación (pérdidas en el hierro y mecánicas), y (2) unas pequeñas perdidas en vacío equivalentes a las perdidas en el material ferromagnético del estator y el rotor.

Ensayo de CIRCUITO ABIERTO (Ensayo de Vacío)

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Tema : ENSAYO DE CIRCUITO ABIERTO Y ROTOR BLOQUEADO EN EL MOTOR

ASÍNCRONO TRIFÁSICO

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El motor se desconecta y su rotor se bloquea para impedir su rotación. Al estator se aplica una pequeña y gradualmente creciente tensión trifásica (procedente o bien de un variac trifásico o de un regulador de inducción polifásico) hasta que circule la corriente nominal de línea indicada en la placa de características. Como en el ensayo de cortocircuito del transformador, y por las razones justificadas, las perdidas en el hierro son despreciables y no hay perdidas mecánicas ya que el motor

no gira. La potencia total absorbida por el motor representa, por tanto, las perdidas eléctricas en el cobre a plena carga del' estator y del rotor. Ensayo Con Rotar Bloqueado ( Corto Circuito)

6.- DESARROLLO DEL INFORME 6.1 Objetivos -Analizar los circuitos de la práctica de circuito abierto y rotor bloqueado en el motor asíncrono trifásico. -Realizar el armado del circuito propuesto en esta práctica de circuito abierto y rotor bloqueado en el motor asíncrono trifásico. -Determinar los parámetros del circuito equivalente del motor trifásico de inducción aplicando los ensayos de vacío y de rotor bloqueado, comparando los resultados con el circuito equivalente del transformador. -

6.2 Presentar un marco teórico Los ensayos de circuito abierto y rotor bloqueado de una máquina asíncrono, permiten determinar el modelo matemático de esta, para así tomar en cuenta y hacer los cálculos correctos al momento de operarla. Ensayo de circuito abierto: Se hace funcionar el motor sin carga mecánica a la tensión nominal U1 y frecuencia nominal f. En estas condiciones la velocidad de giro del motor estará muy cercana a la velocidad de sincronismo, de tal forma s=>0 =>R2 [(1-s)/s] es muy grande. En estas circunstancias la potencia P0 consumida por el motor es:

Como se observa, en este ensayo podemos calcular los valores de Pfe, Xu y tambien las perdidas mecanicas (Pmec). Las perdidas mecánicas se consideran constantes para diferentes valores de tensión de alimentación porque una vez que el motor comienza a girar lo hace prácticamente a la misma velocidad, muy cercana a la de sincronismo,para tensiones de alimentación, con lo que las perdidas mecánicas sepueden considerar constantes Ensayo de rotor bloqueado: En esta prueba se enclava el rotor del motor de manera que no pueda moverse, seaplica voltaje hasta alcanzar la corriente nominal, para elaborar la medición de losparámetros de voltaje, corriente y potencia, como se muestra en la figura:

Como el rotor está bloqueado el deslizamiento es uno (s=1) en consecuencia la residencia R2(1-s)/s del rotor es R2, debido a que R2 y X2 son de valor bajo casi toda la corriente fluirá a través de ellas en vez de hacerlo por la reactancia de magnetización Xu que es mucho mayor. Es estas condiciones, el circuito se muestra como una combinación serie de R1, R2, X1 y X2. La corriente que circulara será la corriente nominal establecida para el grupo de conexión.

*Para un diseño optimo X1=X2. Balance de potencias: Gracias a los ensayos de vacio y rotor bloqueado, se puede armar el circuito equivalente del motor de inducción y asi poder especificar con mas claridad el funcionamiento de cada elemento y hacer el balance de potencia de los elementos.



Para un motor trifasico

6.3 Presentar y explicar los resultados obtenidos según procedimiento propuesto Lo primero que se hizo fue reconocer los terminales del motor, elaborar el esquema de conexiones de los componentes encontrados, DATOS DE LA PLACA 3-Motor 1 La7 080-2yc80 RPM: 3400 Potencia: 1.2HP Frecuencia: 60Hz Ta: -15/40°C Conexión: 220 ΔΔ /380 YY /440 ΔY cosØ: 0.90

6.4 Desarrollo del cuestionario •

Determine Los Parámetros Del Circuito Equivalente por fase del Motor De Inducción en la Condición De Vacío. Data:

Io vacío

Voltaje N

Voltaje fase

W

Valor

1.605 A

380 V

219.9 V

65

𝑊3Ø = 3𝑊𝐴

𝑆1Ø=Vn*Io

𝑊3Ø = 3*65W

𝑆1Ø=219.9 V *1.605 A

Q=√𝑆 2 − 𝑊 2

𝑊3Ø =195 W

𝑆1Ø=352.93 VA

Q=346.89 VAR

cosØ=w/s

𝐼𝑅𝑃𝐹𝐸 = 𝐼𝑂 * cosØ

Ø=𝑐𝑜𝑠 −1 w/s

𝐼𝑅𝑃𝐹𝐸 = 1.605 A * cos(79.38)

Ø=79.38

𝐼𝑅𝑃𝐹𝐸 = 0.295 A

𝑉𝑛 𝐼𝑟𝑝𝑓𝑒

𝑅𝑅𝑃𝐹𝐸 =

=

219.9 𝑉 0.295 𝐴

𝑆1Ø=W * Q

= 745.2 Ω 𝐼𝑚 = sinØ * Io 𝐼𝑚 = 1.577a

𝑋𝑚 = •

𝑉𝑛 𝐼𝑚

= 139.39 Ω

Describa La Forma De Separar Las Pérdidas Rotacionales Del Motor, En El Ensayo De Vacío. Las pérdidas mecánicas se darán a: 𝑃𝑠 = 3 ∗ 𝑃𝑒𝑚 𝑃𝑒𝑚 𝑃𝑒𝑚 𝑃𝑒𝑚 𝑃𝑒𝑚

𝑅′ 2 𝑠

∗ 𝐼′22

: Potencia que atraviesa el entrehierro

1−𝑠 𝑅 ′ 2 ( 𝑠 ) ∗ 𝐼′22

=3∗ : Potencia que atraviesa el entrehierro y produce trabajo = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑐𝑢2 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑐𝑢2 = 𝑃𝑠 − 𝑠𝑃𝑠 = (1 − 𝑠)𝑃𝑠 = 𝑃𝑠 − 𝑠𝑃𝑠

El deslizamiento nos indicara las perdidas mecánicas (rotacionales) en el motor, estas pérdidas tendrán que ser restadas a la potencia total hallada en el ensayo de vacío.

•

De Acuerdo A Los Registros De Los Instrumentos Determinar Los Parámetros Del Circuito Equivalente Del Motor De Inducción Con El Rotor Bloqueado. P=𝐼 2 * R 𝑅𝑒𝑞 =

𝑊𝑐𝑐 𝐼𝑛2

𝑊𝐶𝐶 = 𝐼𝑛2 * 𝑅𝑒𝑞 70𝑤

= 2.42 ∗𝐴

𝑅𝑒𝑞 = Rs + Rr’

𝑅𝑒𝑞 = 12.15 Ω 𝑍𝑐𝑐 =

𝑉𝑐𝑐 𝐼𝑐𝑐

=

35.69 𝑉 2.4∗𝐴

Rr’ = 0.42 Ω = 14.78 Ω

Xeq =√𝑍𝑐𝑐 2 − 𝑅𝑒𝑞2 = 8.57 Ω •

Determinar el deslizamiento del motor en la prueba de vacío y graficar su circuito equivalente por fase para esta condición de operación 𝑠 =

𝑁𝑠 − 𝑁𝑚 ∗ 100% 𝑁𝑠

En esta práctica no se midió las revoluciones así que no se pudo medir el deslizamiento.

6.5 Presentar observaciones -Tener cuidado con el circuito ya que son muchos cables -Usar los equipos correspondientes para que no ocurra accidentes. 6.6 Presentar conclusiones -La norma IEEE 112 recomienda hacer el ensayo de rotor bloqueado a 25% de f1 (el rotor siempre tiene baja frecuencia y el estator alta) y corregir los valores obtenidos (X1 y X2’) multiplicándolos por fnominal/fensayo. -En el ensayo de vacío no solo se mide la potencia en el núcleo sino también las pérdidas rotacionales (mecánicas), por lo que es necesario separarlas, para calcular correctamente los parámetros. -Las perdidas mecánicas son constantes ya que cuando el motor empieza a girar lo hace muy cerca a la velocidad de sincronismo.

-En el modelo aproximado se puede representar la carga mecánica variable en función del deslizamiento. -El circuito equivalente del motor asíncrono por fase es similar al circuito equivalente de un transformador. -El rendimiento del motor asíncrono dependerá del deslizamiento, el cual debe de ser muy pequeño para que el rendimiento sea aceptable. -En el ensayo de rotor bloqueado es muy importante conocer la corriente nominal, para tener una noción de que fuerza se va a soportar en el eje para el frenado, y no sobrepasar esta corriente ya que se podrían dañar el bobinado. -Si no se hace adecuadamente la configuración de la conexión de las bobinas del motor se puede presentar errores en los valores a medir e incluso se puede llegar a dañar la máquina. -En las máquinas de inducción para mejorar el torque se aplica el diseño de doble jaula de ardilla.

6.7 Bibliografía consultada por el alumno http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/maquinas-electricas-de-corriente-alterna/material-de-clase1/capitulo-ii-maquina-asincrona https://es.scribd.com/doc/136129129/Circuito-y-Prueba-Motor-Vacio-Rotor-Bloqueado-y-Determinar-laResistencia-del-Estator http://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdf