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• Sergio Mudarra Chavez

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Mantenimiento de Motores Eléctricos Laboratorio N° 4

“Montaje, Alineamiento Y Pruebas Para Determinar La Eficiencia De Motores Trifásicos Convencional Y Alta Eficiencia” INFORME Integrante:  MUDARRA CHAVEZ, SERGIO Profesor: MENDOZA CAHUANA, HERMENEGILDO Sección: C14 – 5- A

2016– II

Introducción El motor eléctrico constituye uno de los inventos más significas del hombre a lo largo de su desarrollo tecnológico Se trata de una máquina de construcción simple, de costo reducido, versátil. Pero para que pueda disfrutar de todas sus potencialidades, ciertos cuidados deben ser observados entre los cuales los de su instalación y mantenimiento

OBJETIVOS

 Identificar las características de un motor trifásico de un motor trifásico  Conocer procedimientos para el montaje y alineamiento del motor eléctrico  Desarrollar habilidades y seguridad en el uso de los equipos para determinar la eficiencia de los motores eléctricos  Conocer procedimientos y normas de seguridad para el acabado final y puesta en operación de un motor

MATERIALES      

Fuente de tensión regulable de corriente de corriente alterna Motor trifásico con rotor jaula de ardilla Electrodinamómetro Instrumentos seleccionado por el participante Herramientas seleccionadas por el participante Equipos de seguridad

FUNDAMENTO TEORICO

Mantenimiento

El mantenimiento es la actividad humana que garantiza la existencia de un servicio dentro de una calidad esperada

Objetivos del mantenimiento  Mantener permanentemente los equipos e instalaciones, en su mejor estado para evitar los tiempos de parada que aumentan los costos.  Efectuar las reparaciones de emergencia los más pronto, empleando métodos más fáciles de reparación  Prolongar la vida útil de los equipos e instalaciones al máximo  Sugerir y proyectar mejoras en la maquinaria y equipos para disminuir las posibilidades de daño y rotura

Condiciones de seguridad de las maquinas 1. Inspección de área de trabajo Humedad, vibraciones mecánicas, polvo, seguridad de la instalación, temperatura y ventilación 2. Limpieza externa del equipo Eliminar la suciedad, desechos, moho en las partes externas del equipo, utilizando limpiadores permitidos y recomendados por el fabricante; además de equipos necesarios como aspiradores o sopladores eléctricos usando los EPP necesarios

3. Inspección interna del equipo Revisar el estado interno para detectar signos de corrosión, desgaste, sobrecalentamientos, roturas, partes faltantes, vibraciones y sustituir las partes que están en mal estado

4. Ajuste y calibración De los componentes mecánicos y eléctricos, después de las inspecciones y pruebas necesarias basándose en los parámetros especificados por los fabricantes. 5. Prueba de funcionamiento Despues de haber realizado los pasos anteriores se procede a poner en funcionamiento el equipo que ha sido llevado a mantenimiento

RESULTADOS Antes de poner en marcha el motor de inducción trifásico, debemos inspeccionar visualmente el motor y tomar los datos característicos, los cuales se encuentran en la placa de datos, realizado ello procederemos a colocar los datos en la hoja de trabajo.

Kw: 3Kw

RPM: 1720

Amperios: 11,1/6,43/5,55

Cos phi: 0.82

HP: 4HP

Voltios: 220/380/440

Modelo: WEG 150ut08

Tabla 1 Datos del motor 1

Grupo por fases: 2 Tipo de conexiones : 3

Numero de bornes externos:12 Calibre del conductor: 16 awg Tabla 2 Datos de las conexiones

Ilustración 1 Placa de características del motor trifásico

A continuación procederemos a medir la resistencia de aislamiento y resistencia, hecho esto procederemos a colocar los datos en la siguiente tabla. Para esta parte del trabajo usaremos dos megohmetros.

Ilustración 2 Megohmetro

Ilustración 3 Megohmetro

MΩ: 2,27GΩ

°C: 24

MΩ: 0,762GΩ Corregida a 40°C: 0,74GΩ

Tabla 3 Resistencia de aislamiento

A-B:

A-C: 3,05Ω

B-C: 4,35Ω

4,25Ω

Tabla 4 Resistencias

Luego de completar nuestras tablas procedemos a realizar la prueba de potencia en vacío, para ello debemos alimentar el motor trifásico con corriente alterna y llevarlo hasta su tensión de trabajo que en este caso es 380 Voltios.

Ilustración 5 Motor trifásico

Ilustración 4 Conexión de alimentación del motor

Ilustración 6 Analizador de redes

Tensión (Voltios) L1-L2: 389,6 L2-L3: 390,2 L1-L3: 386,9 % Desbalance Voltaje: 0,51%

Intensidad de corriente (Amperios) I1: 3,6 I2: 3,805 I3:3,2

RPM: KW:0,25 S: 2,50VA Cos Phi: 0,11

Para calcular el desbalance de voltaje procederemos a hacer una diferencia entre las tensiones obtenidas por fase y el promedio de estas. 389,6+ 390,2+ 386,9 =388,9 3

  

389,6 – 388,9 = 0,7 390,2 – 388,9 = 1,3 380,9 – 388,9 = -2

Seguidamente escogeremos el menor valor del resultado de la sustracción (independientemente del signo que acompaña a el valor obtenido) y lo dividiremos entre el valor promedio obtenido para tener el porcentaje de desbalance de voltaje.

6 x 100 = 0,51% 386,9

A continuación realizaremos la medición de potencia con rotor bloqueado para ello acoplaremos el motor al electrodinamómetro, luego ajustaremos la tensión del electrodinamómetro para frenar el rotor y por ultimo aplicaremos tensión hasta que el motor alcance su corriente nominal. Los datos obtenidos se aprecian en el siguiente cuadro.

In: 6,43A

U: 80,7 V

KW: 0,429

Tabla 5 Datos de prueba con rotor bloqueado

Finalmente realizaremos la prueba para obtener la potencia mecánica del motor, para esto pondremos a funcionar el motor y ajustaremos la tensión del electrodinamómetro hasta alcanzar el torque nominal del motor. Los datos obtenidos se aprecian en el siguiente cuadro

Torque: 16,65 Nn= 16,65

RPM: 1728 1728

Observacion: Para hallar el valor del torque se uso de la siguiente formula: Tn

9,55 xP 9,55 x 3 x 1000 = =16,65 Nm N 1720

KW: 3,463 3,463

Asi mismo para obtener la fuerza con la que el electrodinamómetro actuara se obtuvo con la siguiente formula: T=Fxd 16,65 = F x 0,25 F = 66,6N

Por ultimo calcularemos la eficiencia según la siguiente formula: Eficiencia=

Potenciade salida x 100 Potencia de entrada

Eficiencia=

3 x 100=86,63 3,463

Datos para determinar eficiencia de un motor trifasico convencional o alta eficiencia Para esta experiencia reemplazaremos el motor inicial por otro con características similares.

Ilustración 7 Motor de inducción trifásico usado en la segunda experiencia

De igual forma que en la primera experiencia antes de poner en marcha el motor, procederemos a tomar los datos característicos que se encuentran en la placa del motor , además previa inspecciones veremos los datos de conexiones. Por ultimo se anotaran los datos en la siguiente tabla. KW: 3 HP: 4

RPM: 1725 Voltios: 220/380/440

Amperios:11,7/6,77/5,85 Modelo: WEG ABR7094

Tabla 6 Datos de placa características del motor 2

Grupos por fase: 2 Tipo de conexión: 3

Numero de bornes externos: 12 Calibre del conductor: 16 AWG Tabla 7 Datos de las conexiones

A continuación mediremos la resistencia de aislamiento y resistencia entre bobinas usando, para este procedimiento usaremos dos megohmetros, uno para medir la resistencia de aislamiento y otro para la resistencia entre bobinas.

Ilustración 8 Megohmetro

MΩ: 186,8

°C: 24

MΩ: 61,457

Corregido a 40°C: 61,62MΩ

Tabla 8 Resistencia de aislamiento

A-B: 3,07Ω

A-C: 3,09Ω

B-C: 3,09Ω

Tabla 9 Dato de resistencia

Realizado esto procederemos a realizar la prueba para determinar la potencia en vacio, los datos obtenidos se mostraran Ilustración 9 Megohmetro en la siguiente tabla.

Tensión (Voltios) L1-L2: 387,1 L2-L3: 388,1 L1-L3: 384,1 % Desbalance Voltaje: 0,51%

Intensidad de corriente (Amperios) I1: 3,555 I2: 3,794 I3:3,496

RPM: 1798 KW:0,318 S: 2,416VA Cos Phi: 0,13

Para calcular el desbalance de voltaje procederemos a hacer una diferencia entre las tensiones obtenidas por fase y el promedio de estas. 387,1+388,1+384,1 =386,6 3

  

387,1 – 386,6 = 0,5 388,1 – 386,6 = 1,5 384,6 – 386,6 = -2

Seguidamente escogeremos el menor valor del resultado de la sustracción (independientemente del signo que acompaña a el valor obtenido) y lo dividiremos entre el valor promedio obtenido para tener el porcentaje de desbalance de voltaje.

2 x 100 = 0,51% 386,6

A continuación realizaremos la medición de potencia con rotor bloqueado para ello de igual forma que en la primera experiencia acoplaremos el motor al electrodinamómetro, luego ajustaremos la tensión del electrodinamómetro para frenar el rotor y por ultimo aplicaremos tensión hasta que el motor alcance su corriente nominal. Los datos obtenidos se aprecian en el siguiente cuadro.

In: 6,67A

U: 85,1 V

KW: 0,182

Tabla 10 Datos de potencia con rotor bloqueado

Finalmente del mismo modo realizaremos la prueba para obtener la potencia mecánica del motor para esto pondremos a funcionar el motor y ajustaremos la tensión del electrodinamómetro hasta alcanzar el torque nominal del motor. Los datos obtenidos se aprecian en el siguiente cuadro Torque: Nn= 16,61

RPM: 1741

KW: 3,695

Tabla 11 Datos de potencia mecánica

Observación: Para hallar el torque y la fuerza que aplicara el dinamómetro se usó la misma fórmula que en la primera experiencia.

Por ultimo calcularemos la eficiencia según la siguiente formula: Eficiencia=

Potenciade salida x 100 Potencia de entrada

Eficiencia=

3000 x 100=81,19 3695

Recomendaciones:  Para hallar la potencia a rotor bloqueado se debe tener en cuenta la conexión que se ha realizado , posteriormente se debe llevar hasta su corriente nominal subiendo la tensión desde 0 voltios

 Antes de medir la resistencia en las 3 fases con el MICRO-OHMETER model 5600 debemos respetar el orden de conexión de los cables a conectar, el orden vendría a ser: rojo c1, azul –p1, verde p-2, y negro c2.  Antes de hacer la medición del torque del motor debemos tener en cuenta que el motor se encuentre correctamente alineado al acople  Para hallar el torque en la prueba de potencia mecánica se debe usar la siguiente formula: Tn

9,55 xP N

 Si el instrumento de medición no muestra el valor de factor de potencia se recomienda usar los datos de potencia activa y potencia aparente para hallar el valor del factor de potencia.

Conclusiones  Para hallar el torque nominal se debió calcular el torque de manera escrito , luego llevar el electrodinamómetro al valor calculado  El valor de desbalance de tensión en el primer y segundo ensayo fue: 0,51% para ambos casos. Según NEMA el desbalance no debe superar el 5% por lo que se puede concluir que los valores hallados son valores aceptables dentro del rango.  El efecto de la temperatura no cambia entre las lecturas de 1min y 10min, el efecto de la temperatura es pequeño  Los valores de resistencia en la fase A-B del motor 1 muestra un valor bastante menor a con respecto de las fases A-C y B-C, por lo que se concluye que esta bobina esta en cortocircuito.

 Los valores de resistencia en las 3 fases del motor 2 muestran un resultado similar en las 3 fases, por lo que se concluye que las bobinas están en óptimas condiciones.

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Bibliografía  Fraile Mora (2008) “Maquinas eléctricas y transformadores”. Madrid. McGraw-Hill (621.381/F59).  CHAPMAN, Stephen J.: "Máquinas eléctricas". Mexico, Ed. McGraw-Hill/Interamericana, 2005  KOSOW: “ Maquinas eléctricas y transformadores”, Mexico Ed. Prentice Hay hispanoamericana, 1993