• Author / Uploaded
• alexander

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

MÁQUINAS ELÉCTRICAS II TEMA BOBINADOS TRIFÁSICOS REGULARES INTEGRANTES -

ARROYO RAMIREZ, Christopher Adrian BENITES ESPINOZA, Jimmy Frank Andy FLORES ÁLVAREZ, Alejandro GAMBOA QUISPE, Geanfranco André ISIDRO NÚÑEZ, Julio TELLO AGUILAR, Víctor Giovany

CALLAO – PERÚ 2014

1113120094 1023120709 1023120103 1113120343 052491F 1023120219

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

ÍNDICE RESUMEN

02

BOBINADOS TRIFÁSICOS REGULARES

03

1.-NORMAS IEC PARA MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS 03 2.- TIPOS DE BOBINADOS DE CORRIENTE ALTERNA. 04 3.- TÉRMINOS TÉCNICOS DEL BOBINADO DE MOTORES ELÉCTRICOS. 05 4.- PROCESO PARA REBOBINAR UN MOTOR ELÉCTRICO DE INDUCCIÓN. 07 5.- COSTOS DE MATERIALES QUE SE OBTIENEN AL REBOBINAR UN MOTOR ELÉCTRICO. 08 DATOS DEL PROBLEMA

09

1.- DATOS DEL MOTOR DE INDUCCIÓN

09

1.1.- Características Geométricas De la Carcaza y Estator Del Motor – Marca WEG 09 1.2.- Otros Parámetros 09 1.3. Ingreso de Datos 10 2.- RESULTADOS 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. DL 2.5. 2.6.

11

Calculo del # de Polos 11 Cálculo de Parámetros Magnéticos 11 Cálculo de los Alambres en Mano 11 Cálculo de la Potencia nominal (HP) y Corriente Nominal: Método 11 Cálculo de la Parámetros Térmicos 12 Resultados Finales 12

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

13

BIBLIOGRAFÍA

14

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 1

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

RESUMEN Este 2° Trabajo de Maquinas Eléctricas II es una orientación para todas las personas interesadas en el rebobinado de motores eléctricos, así como también sus cálculos de Parámetros como son Magnéticos, Eléctricos, Factores de Bobinado y Dimensionamiento de la Maquina por tanto es de mucha importancia este Tema a desarrollar ya que Complementa nuestros conocimientos acerca del curso. Presentaremos la Solución del problema propuesto para este segundo trabajo con lo cual nos ayudará a despejar algunas inquietudes, para la resolución del problema tenemos que manejar y tener claro los conceptos y definiciones de las partes de un motor. También se realizaremos los conexionados en el programa AUTOCAD para un mayor realce en la presentación del trabajo y un fino acabado; Así mismo se presentaremos un programa en EXCEL para los cálculos de los parámetros del motor.

BOBINADOS TRIFÁSICOS REGULARES 1.-NORMAS IEC PARA MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 2

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

El instituto encargado de preparar, revisar y analizar las normas técnicas en la fabricación de motores eléctricos a nivel internacional es la Comisión Electrotécnica Internacional (I.E.C.), con sede en Suiza, y en los Estados Unidos de Norte América lo hace la Asociación de Fabricantes Eléctricos

Nacionales (NEMA).

A nivel mundial los

fabricantes de motores adoptan las normas de marcación de terminales de acuerdo con la normalización vigente en su respectivo país, derivadas principalmente de las normativas I.E.C. y NEMA. Destacándose que en los motores fabricados bajo norma NEMA sus cables de conexión son marcados con números desde el 1 al 12 y los fabricados bajo norma IEC tienen una marcación que combina las letras U, V, W y los números desde el 1 hasta el 6.

Los diseños

incluyen las tensiones a las cuales podrán ser energizados y cada norma en particular realiza su marcación de terminales de conexión.

2.- TIPOS DE BOBINADOS DE CORRIENTE ALTERNA.

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 3

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

Cada fase del devanado trifásico está formada por varias espiras formando bobinas, conectadas de forma que se sumen las fuerzas electromotrices engendradas en los conductores. El bobinado de cada fase es de tipo tambor y abierto (con un principio y un final). Las fases deben ser idénticas y desfasadas entre sí, basándose en el ángulo característico del sistema (120° eléctricos en el devanado trifásico). Las bobinas del devanado forman grupos que pueden ser según su forma: 

Concéntricos.



Imbricados.



Ondulados.

Según la manera de conexión de los grupos de bobina de una misma fase, el devanado puede ser conectado: 

Por polos.



Por polos consecuentes.

Para entender bien este capítulo, previamente se definirán los términos técnicos propios del bobinado de motores eléctricos. 3.-

TÉRMINOS

TÉCNICOS

DEL

BOBINADO

DE

MOTORES

ELÉCTRICOS.

Para poder desarrollar un trabajo, proyecto o simplemente una tarea hay que tener en claro los conceptos y definiciones de las partes constructivas de lo que se va realizar, por ello mencionaremos en forma breve y concisa los conceptos y términos que manejaremos en el transcurso del trabajo.

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 4

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

LEYEND

DESCRIPCIÓN

A

Recibe

el

nombre

IMAGEN de

BOBINA

bobina cada uno de los conjuntos compactos de espiras que unidos entre máquina. en

las

Van

alojadas

ranuras

de

la

armadura lados activos y

GRUPO CAPA POLAR

DEVANA PASO DE PASO DO DE BOBINA POLAR DOBLE

cabezas El

paso

polar,

es

la

distancia entre dos polos consecutivos

(es

el

número de ranuras Es la distancia que que hay entre los dos lados de una bobina. Se puede medirlosen devanados fracciones del En de doble capa, en cada ranura hay dos Es

activos un lados conjunto de

bobinas de la misma fase conectadasen alojadas

en

serie, ranuras

4.- PROCESO PARA REBOBINAR UN MOTOR ELÉCTRICO DE INDUCCIÓN. Para poder realizar los cálculos de Parámetros Magnéticos como Eléctricos de un Motor se deben seguir algunos pasos importantes lo cual nos llevara a una correcta solución del problema.  Anotar datos.  Destapar el motor.  Realizar el molde para las nuevas bobinas.  Extraer las bobinas viejas.  Limpiar las ranuras del estator.

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 5

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

 Aislar las ranuras estatóricas.  Confeccionar las nuevas bobinas.  Introducir las bobinas en las ranuras.  Aislar las bobinas o grupos de bobinas.  Conectar las bobinas entre sí.  Amarrar las bobinas.  Barnizar. 5.- COSTOS DE MATERIALES QUE SE OBTIENEN AL REBOBINAR UN MOTOR ELÉCTRICO. 5.1- Proceso para rebobinar un Motor Eléctrico De Inducción. En las tablas 5.1, 5.2, y 5.3 se pueden observar el costo de los materiales que se necesitan para el proceso del rebobinado de motores eléctricos. Tabla 5.1. Costo (expresado en pesos por metro) de materiales necesarios para el rebobinado de motores eléctricos. Materiales fabricados por ROYALDIAMOND Papel

Amarr

Tubo Protector

Aislante

a

(espagueti)

Cables Para Cuña

Fases

Costo ($/m) 40,000 800 2,000 2,150 2,500 Fuente: manual para el rebobinado de motores eléctricos de inducción del Ing. Jorge Enrique Murillo y Ing. Alejandro Serna G. Tabla 5.2. Costo de alambre de cobre (conductor) fabricado por ROYALDIAMOND (expresado en pesos por kilogramo). Alambre de Cobre Costo ($/kg) 40,000 Fuente: manual para el rebobinado de motores eléctricos de inducción del Ing. Jorge Enrique Murillo y Ing. Alejandro Serna G.

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 6

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

Tabla 5.3. Costo del barniz fabricado por ROYAL DIAMOND (costo expresado en peso por cuarto de litro). Barniz Costo ($/Cuarto de litro) 14,000 Fuente: manual para el rebobinado de motores eléctricos de inducción del Ing. Jorge Enrique Murillo y Ing. Alejandro Serna G.

DATOS DEL PROBLEMA 1.- DATOS DEL MOTOR DE INDUCCIÓN

Seguidamente presentamos las características geométricas de la carcaza y estator del motor, asignado a nuestro grupo (GRUPO N°2), algunos datos del motor fueron conseguidos en la web y de apuntes tomados en las sesiones de clase. 1.1.- Características Geométricas De la Carcaza y Estator Del Motor – Marca WEG



(D) – Diámetro Interno del Estator Potencia: 0.119 m



(De) – Diámetro Externo del Estator: 0.182 m



(L) – Longitud del Paquete Magnético: 0.125 m



(T1) – Ancho del Diente: 0.005 m



(C1) – Altura de la Corona: 0.0175 m



(S1) – Número de Ranuras Estatóricas: 36



(H) – : 0.112 m



(Amax) – Área Máxima: 48.5 mm2



(Vn) – Tensión Nominal: 380 V



(Fn) – Frecuencia Nominal: 60 Hz



Numero de Terminales: 3

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 7

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

1.2.- Otros Parámetros



Conexión Interna: 2 x paralelo



Conexión Externa: Estrella



Tamb: 20° C



Ttrab: 90° C



μ=1



α =0.00393 °C-1

1.3. Ingreso de Datos:

2.- RESULTADOS 2.1. Calculo del # de Polos

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 8

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

2.2. Cálculo de Parámetros Magnéticos

2.3. Cálculo de los Alambres en Mano

2.4. Cálculo de la Potencia nominal (HP) y Corriente Nominal: Método DL

2.5. Cálculo de la Parámetros Térmicos

2.6. Resultados Finales

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 9

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES  Se conoció las Parámetros Magnéticos y eléctricos del motor asíncrono,

como

también

el

Dimensionamiento

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 10

del

motor,

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

conocimos también el tipo de conexionado de este problema en especial.  Una vez estudiado la metodología utilizada en este proceso de rebobinado, se puede ver con claridad que no se necesita un gran taller ni maquinaria para realizar el rebobinado de un motor, solo se necesitan los materiales fundamentales.  Aprendimos que básicamente hay 4 casos importantes al plantear un problema y son los siguientes: Que el Motor, 1° Caso.-Trifásico se ha quemado y tiene todo los datos de Placa. 2° Caso.-Trifásico solo tienen datos de placa (No existe el bobinado) 3° Caso.- Está totalmente quemado y no tiene los datos de Placa 4° Caso.- Trifásico se halla completamente desnudo y sin dato de Placa Para cada caso hay un método de solución el problema.  Se aprende una metodología que no es mostrada de manera específica y concreta en los libros si no que es aprendida de forma empírica de personas que han trabajado mucho tiempo en el rebobinado de motores.  Se obtienen más ventajas rebobinando un motor que cambiarlo en su totalidad, ya que se pueden hacer modificaciones que el cliente o el usuario requieran y además solo se invierte en la parte del rebobinado.  El trabajo de rebobinado es algo muy rentable debido a que muy pocas personas lo hacen, lo que es bueno para la generación de empleo. Y las estadísticas en el mercado laboral confirman que la mayor cantidad de egresados de nuestra alma mater tienen la dicha de trabajar en empresas de este rubro ya que salen con conocimientos muy aplicativos.  En la programación utilizamos y asumimos una inducción del entrehierro Bg = 0.8 para obtener una maquina eficiente lo cual nos aproximó a un numero de vueltas por ranura (Z 1 de 46) el cual era el numero par más próximo y adecuado para los parámetros del motor.

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 11

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC

BIBLIOGRAFÍA [1].Enrique Murillo y Ing. Alejandro Serna G. Manual para el rebobinado de motores eléctricos de inducción. Pereira, 16 de junio de 2010. [2].Nakayama Aberto, hermanos Matías, Bostol Hernán. Todo para bobinado de motores eléctricos. E-books y Tutoriales. Argentina. Actualizada

diciembre

11

de

2009.

http://www.taringa.net/posts/ebookstutoriales/

Disponible

en:

3903023/Todo-para-

Bobinado-de-motores-electrico.html. [3].Pozueta Rodríguez Miguel Ángel. Constitución de las maquinas eléctricas. España: Universidad de cambria, 2010. 42 p. Disponible en http://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/constitucion%20maq %20elec.pdf. [4].

ROYAL-DIAMOND,

S.A.

Aislantes

eléctricos.

España.

http://www.royaldiamond.es/ [5].

Pértiga,

Escuela

de

profesiones

técnicas.

Instalaciones

Electrotécnicas. España.

14

p.

Disponible

en:

http://www.pertiga.es/inicio/images/web/ie.pdf.

Páginas Web. 

http://www.directindustry.es/prod/weg/motores-electricosasincronos-antideflagrantes-12491-788739.html



www.circuitocinco.com/files/Electrotecnia_5-Motores.pdf



http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-motor-de-inducciontrifasico-de-alta-y-baja-tension-rotor-de-anillos-11171348-manualespanol.pdf



http://ecatalog.weg.net/tec_cat/tech_motor_sel_web.asp

MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 12