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• Freddy Cuervo Camargo

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UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA SEDE SECCIONAL TUNJA

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MOTOR TRIFASICO A 4 POLOS CON ROTOR A JAULA DE ARDILLA David Felipe Nuñez Herrera 201011757, [email protected] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ingeniería, Escuela de Electrónica.

Resumen: La presente práctica tiene como finalidad identificar las características de funcionamiento de un motor trifásico con rotor jaula de ardilla, para esto se lleva a cabo la conexión de la maquina DeLorenzo como motor trifásico a cuatro polos a la cual se le realizan una serie de mediciones eléctricas tanto de corriente, voltaje, potencia y torque a partir del freno electromagnético y las barras que se le adjuntan. La idea es aumentar la carga de la máquina con el freno y tabular los datos anteriormente mencionados. . I.

Al alimentar el modulo configurado de Lorenzo y cambiar el rotor por uno tipo jaula de ardilla se alimenta el sistema con una tensión de 42 voltios, de esta forma se obtuvo una velocidad de sincronismo de 1800 rpm. Dado que las interacciones electromagnéticas y físicas (por ejemplo rozamiento) reducen la velocidad a la que gira el rotor, la velocidad estimada (medida) es inferior a las 1800 rpm, para el caso 1793 rpm aproximadamente. Teniendo en cuenta que el deslizamiento S es igual a:

PROCEDIMIENTO Y ANALISIS DE RESULTADOS

Para llevar a cabo la práctica es necesario conectar la máquina como un motor AC trifásico a cuatro polos, adicionalmente se pone el rotor jaula de ardilla, el diagrama de conexión se muestra en la Fig.1

𝑆=

𝑁𝑠 − 𝑁𝑚 𝑁𝑠

(1)

Se calcula un deslizamiento para la maquina asíncrona configurada de: 𝑆=

1800 − 1793 1800

(2)

Por lo tanto. 𝑆 = 0.00388

(3)

𝑆 = 0.38%

El deslizamiento calculado para la maquina con rotor de jaula de ardilla sugiere que la maquina puede llegar a desarrollar una potencia elevada dado que: 𝑃𝑑 = (1 − 𝑆) ∗ 𝑃𝑎𝑔

(4)

Y a la vez. 3 𝐼22 𝑅2 𝑃𝑎𝑔 = 𝑆 Figura 1. Conexión de la maquina como motor a cuatro polos.

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A. Sentido de giro El sentido de giro adoptado por la maquina inicialmente es anti horario, al desconectar el sistema tipo jaula de ardilla e invertir dos fases, cambia el sentido de rotación, acogiendo un giro en sentido horario, este efecto es producido por el desfase entre las líneas, las cuales al invertirse generan un campo magnético en dirección contraria al adoptado inicialmente.

Ahora para hallar el par desarrollado se parte de la distancia que se recorre la varilla con la pesa de 2N siendo la potencia mecánica: 𝑃𝑚 =

2𝜋 𝑟𝑝𝑚 ∗ 2𝑁 ∗ 𝑀 60

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TABLA II . DATOS DE PAR, POTENCIA MECÁNICA Y EFICIENCIA PARA LA MAQUINA.

B. Prueba con carga

PAR (Nm) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.44 0.48 0.52

La carga se aplica a la maquina acoplando un freno electromagnético al eje de la misma, el cual se va aumentando o disminuyendo dependiendo de la tensión que se le aplica la cual no debe superar los 24V y 1.5 A, estos datos se visualizan en todo momento para evitar daños al mismo. Una vez equilibrado el sistema se aumenta el peso en un lado del freno, lo cual lo desequilibra, posteriormente se equilibra aumentando el voltaje en el freno lo cual disminuye la velocidad, para de esta forma tabular los datos de velocidad respecto al par desarrollado. TABLA I . DATOS DE DISTANCIA, CORRIENTE, POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA. VELOCIDAD (RPM) 1791.4 1789.1 1788.3 1787.4 1786.5 1786.4 1787.3 1785.9 1785.2 1784.1 1783.2 1781.9 1781.4 1777.3 1772.9 1771.1 1768.3 1766.5 1761.9 1758.9

PIN (W) 36.2 37.6 39.5 40.9 42.3 43.8 44.1 45.6 46.2 47.2 48.1 49.5 51.2 55.2 58.1 62.7 66.9 72.4 76.3 79.2

I [A] 5.96 5.91 6.01 5.97 5.94 8.90 5.86 5.82 5.80 5.77 5.76 5.78 5.79 5.80 5.81 5.82 5.88 5.90 5.92 6.12

FP EN B 0,1 0,11 0,122 0,126 0,128 0,13 0,132 0,136 0,142 0,144 0,148 0,15 0,16 0,17 0,172 0,17 0,168 0,167 0,16 0,15

Eficiencia %

0 1,86 3,72 5,58 7,43 9,29 11,15 13,00 14,85 16,70 18,55 22,24 25,94 29,57 33,19 36,84 40,46 44,09 47,64

0,00 4,95 9,42 13,63 17,57 21,21 25,29 28,51 32,15 35,38 38,56 44,93 50,66 53,58 57,12 58,75 60,48 60,90 62,44

Una vez se tiene caracterizada la máquina a partir de la toma de datos, se procede a graficar el comportamiento de la misma, inicialmente se realiza la grafica de par desarrollado respecto a la velocidad de la misma.

Par vs Velocidad Velocidad (RPM)

DISTANCIA [m] 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28

Pm (w)

1800 1780 1760 1740 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,28 0,36 0,44 0,52 Par (Nm)

Figura 2. Grafica de Par vs Velocidad de la máquina.

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Eficiencia vs Par Eficiencia %

80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,28 0,36 0,44 0,52 Par(Nm) Figura 3. Grafica de eficiencia vs par de la máquina.

Factor de Potencia

Par vs Fp 0,2 0,15

0,1 0,05

0 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,28 0,36 0,44 0,52 Par (Nm)

Figura 4. Grafica de Par vs factor de potencia de la máquina.

II.

CONCLUSIONES

A pesar que las características físicas no pueden ser alteradas, las maquinas asíncronas con rotor de jaula de ardilla poseen la ventaja de la inducción de polos, es decir, podemos generar en la maquina tantos polos como campos magnéticos se generen en el estator. La velocidad en la maquina asíncrona con cuatro polos disminuye a la mitad, en comparación a la misma maquina con dos polos inducidos, esto se debe a que la velocidad síncrona está dividida en el número de polos, por lo tanto al duplicarse el número de polos de divide la velocidad de sincronismo a la mitad.

III. REFERENCIAS [1] Laboratorio de máquinas II, facultad sede seccional Sogamoso, escuela de Ingeniería Electrónica. [2] Maquinas eléctricas y transformadores, Bhag S.Guru-Huseyin R. Hiziroglu, Alfaomega, Tercera edición.