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• Mario Alberto Molina Pandia

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LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELÉCTRICA CURSO: LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II GUIA DE LABORATORIO

FRENADO DEL MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO CON CONTACTORES 1.-OBJETIVO: Revisar, estudiar y aplicar la teoría estudiada para

elaborar el esquema de

instalación y realizar el montaje del circuito correspondiente utilizando contactores, para la operación de un motor asíncrono trifásico. Medir la corriente continua que toma en el frenado normal. 2.FUNDAMENTO TEÓRICO:

“En el momento del paro inyectamos una corriente

continua en el estátor que nos crea un campo magnético fijo, el rotor tratará de alinearse con este campo, produciéndose el paro del mismo. Regularemos el temporizador para que al detenerse el motor cese la alimentación de corriente continua, evitando que el motor sufra calentamientos perjudiciales” Frenado por Inyección de corriente rectificada Este método se utiliza en los motores de anillo y de jaula comparando con el sistema de contracorriente. El proceso consiste en enviar corriente rectificada al estator previamente separado de la red. Dicha corriente crea un flujo magnético fijo en el espacio. Para que el valor del flujo corresponda a un frenado adecuado, la corriente debe ser aproximado 1.3 de la corriente nominal. Las características que se obtienen con un sistema frenado por inyección de corriente rectificada son muy diferentes a las que resultan a un sistema de contracorriente: 

La energía disipada en las resistencias rotoricas o en jaula es menor. Se trata únicamente del equivalente a la energía mecánica comunicada por las masas en movimiento

La única energía procede de la red es la excitación del estator. 

Si la carga no es arrastrante, el motor no vuelve a arrancar en sentido contrario.

LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 

Si la carga es arrastrante, el sistema proporciona un frenado permanente que retiene la carga a baja velocidad. La característica es mucho más estable que en contracorriente.

3.ELEMENTOS A UTILIZAR: Completar características de los elementos que se utilizaron en el desarrollo.      

Multimetros. Puente de resistencias Motor asíncrono trifásico Contactores Fuente de alimentación DC Amperímetro de pinza

4.PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: 

Reconocer e identificar los terminales del motor, elaborar el esquema de conexiones de las bobinas. (Indicar las características del motor según la información de su placa ).

LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 Medir con el instrumento adecuado el valor de la resistencia de las bobinas



del estator de cada fase y determinar el valor promedio de la resistencia por fase para el modelo equivalente por fase del motor de inducción trifásico.

Elaborar el diagrama completo del circuito de fuerza para una tensión de



alimentación de 380V. Elaborar el diagrama del circuito de control considerando una tensión de



alimentación a la bobina del contactor de 220V. 

Elaborar el circuito de frenado eléctrico DC del motor asíncrono utilizando una fuente de alimentación de señal DC regulada a 25V.



Registrar la corriente de arranque, la corriente de vacío y la corriente DC de frenado. Calcular la corriente de frenado teórica y justificar las diferencias Valores de Corriente Ia

Ib

Ic

3.1

3

3.05

Voltaje(DC-V) 17 12 10 8 14 22

Corriente(A) 2.54 2 1.67 1.24 2.64 3.4

LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 5.CUESTIONARIO: 5.1 Describa como se produce el frenado cuando se invierte el campo giratorio en el estator del motor asíncrono y que previsiones se deben tomar. El sentido de rotación del campo giratorio que se produce en el estator debido a la aplicación trifásica de tensiones (que induce la tensión en el rotor y que lo hace girar) cambia cuando se invierten dos fases, lo que hace que el campo magnético inducido en el rotor también cambie su sentido de rotación y por lo tanto la del motor en general. Cuando en un motor asíncrono se invierte la conexión de dos de las fases, el motor pasa a estar alimentado por un sistema de tensiones de secuencia inversa, lo que se traduce inmediatamente en una inversión del sentido de giro del campo en el entrehierro y, por tanto, en una inversión de la velocidad de sincronismo que pasa de +ω1 a –ω1 y de la curva par-velocidad. Hay que tener en cuenta que si el motor está a plena carga y se hace la inversión instantánea, puede llevar a que en el eje aparezca una fuerza de torsión debido a la energía cinética de la carga, dañando el eje y a la aparición de una corriente de contramarcha de un valor muy elevado. 5.2 Explique por qué la señal de voltaje DC aplicado logra frenar al motor asíncrono y que precauciones deben observarse en su aplicación. ¿Por qué?. Al pasar una corriente de tipo DC por el bobinado trifásico del estator, se genera un campo magnético constante (estático), el cual actúa como un imán sobre el bobinado del rotor produciendo un par de frenado. Para que el campo magnético constante logre un frenado adecuado y no haya daños en los aislamientos del motor, la corriente debe será aproximadamente la corriente nominal. El tiempo de aplicación no debe exceder los 2 segundos, ya que se opera a la corriente nominal y esto acorta la vida útil del motor. La fuente DC debe estar en capacidad de soportar las sobretensiones transitorias producidas por la energía magnética almacenada en los devanados en el momento de la desconexión de la red de corriente alterna.

LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 5.3 De acuerdo al Código Eléctrico Nacional elabore el diagrama completo de instalación del motor ensayado detallando los valores de los elementos de protección que deben utilizarse.

Circuito de control

Circuito de Fuerza

LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 5.4 ¿Es posible aplicar el frenado dinámico con el motor de inducción trifásico? Es posible, y como se vio en la experiencia el motor frena muy rápido, y aun estando detenido, es difícil moverlo al aplicarle un torque, es decir, este frenado mantiene el rotor bloqueado. Con la ayuda de los contactores y el armado del circuito de alimentación y corriente es posible implementar un circuito seguro, libre de fallas y posibles errores de cortocircuito. 6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES  Es importante implementar un circuito de enclavamiento eléctrico, para así poder evitar un cortocircuito en el sistema.  Un sistema de freno de inyección de DC puede utilizarse como alternativa a un sistema de freno de fricción.  A este frenado se le puede añadir resistencias, que vayan regulando la corriente DC que se aplica, para hacer el frenado más suave.  Al circuito de control y fuerza se le pueden añadir elementos de seguridad que nos garanticen una buena respuesta ante posibles fallas, esos elementos pueden ser, fusibles y relés térmicos.  Se pudo observar y comprobar satisfactoriamente el funcionamiento del frenado del motor asíncrono por medio de inyección de corriente continua y a lavez variar la fuente de tensión dc y observamos la rapidez con la que frena el motor  El frenado por inyección de corriente continua es el mas usado porque en el momento de accionamiento se inyecta un flujo magnético el cual hará que el rotor se detenga inmediatamente.  Una recomendación seria de utilizar condensadores para filtrar los armónicos de la corriente DC generado al utilizar el puente de diodos en el laboratorio. 7.BIBLIOGRAFIA  http://www.sapiensman.com/tecnoficio/electricidad/transformadores_1.ph ‘ Transformadores’  http://www.inducor.com.ar/academicos/calculo-de-maquinaselectricas/maquinas-electricas-capitulo1.html ‘el transformador y sus partes’  ‘teoria y análisis de maquinas electricas’-‘UNI’  http://www.uco.es/grupos/giie/cirweb/teoria/tema_08/tema_08_01.pdf  http://xn--drmstrre-64ad.dk/wpcontent/wind/miller/windpower%20web/es/tour/wtrb/async.htm