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Universidad Nacional del Callao
Maquinas Eléctricas ll
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÌA ELÈCTRICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA ELÈCTRICA
CURSO:
MAQUINAS ELECTRICAS II (LABORATORIO).
TITULO DEL TEMA:
PRUEBAS EN VACIO Y ROTOR BLOQUEADO DE
UN MOTOR SINCRONO.
PROFESOR:
ING. SALCEDO
ALUMNOS
CÒDIGO
FLORES ALVAREZ ALEJANDRO
1023120103
FECHA DE REALIZACION:
07/06/2014
FECHA DE ENTREGA:
12/06/2014
Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica
2014-A
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PRESENTACIÓN
El desarrollo de este informe esta hecho para analizar y comprender la
dinámica de cómo hay que trabajar en el laboratorio; cuales son los principios
fundamentales y reglas de laboratorio a seguir para un buen aprendizaje y
eficiente, también un buen desempeño académico que pudiéramos cumplir
este ciclo y así nutriéndonos de los bastos conocimientos adquiridos podemos
aplicarlos en nuestra vida cotidiana de nuestro diario vivir
El tema a desarrollar en este informe es las Pruebas elementales que se
realizan en un motor los cuales se realizaron son: PRUEBA EN VACIO,
PRUEBA CON ROTOR BLOQUEADO
el previo análisis que tuvimos que
realizar al motor, fue halar la resistencia de cada devanado del motor por fases.
Es de suma importancia saberlas realizar para poder manipular bien los
materiales y no causando daños y evitando la perdida de tiempo.
Entre las pruebas tenemos, pruebas en vacío, en cortocircuito, pruebas a
velocidad sincrónica así como puesta en marcha del motor bajo carga. Además
contiene especificaciones para la determinación del comportamiento frente a los
diversos métodos de arranque.
El presente informe está dirigido en especial a los alumnos de la UNAC y a
toda las personas que tienen el deseo de aprender y superarse cada día más
nutriéndose de conocimiento, aquí encontrara un vasto contenido de
información; nuestro deseo con el presente informe es que sea de mucha
utilidad y amplíe el conocimiento del tema.
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Dedicatoria
Este informe se lo dedicamos a todas las generaciones de nuestra facultad de,
ingeniería eléctrica y electrónica, que pasaron por los laureles de la misma,
en especial por los maestros quienes nos imparten sus conocimientos; que
gracias a muchos o pocos de ellos, hoy en día nos forjamos un porvenir
venidero de grandes éxitos, son ellos el pilar fundamental en nuestra
formación como profesionales que de aquí a unos pasos lo seremos. Solo
esperamos que estas acciones se sigan practicando para nuestro propio
bienestar y el de futuras generaciones.
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INDICE
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1.- OBJETIVOS

Establecer contacto preliminar con una máquina de inducción para
observa sus aspectos constructivos, estableciendo diferencias entre el
rotor devanado y rotor jaula de ardilla.

Conocer las características de placa de las maquinas en estudio

Verificar el aislamiento que debe presentar la máquina.

Determinar la resistencia efectiva de los devanados del estator y del rotor
para un motor de inducción.

Realizar el ensayo en vacío o rotor libre para un motor de inducción

Realizar un ensayo en cortocircuito para u motor de inducción.

Usando la característica de cortocircuito determinar la posible corriente en
el arranque si se aplica plena tensión.

Observar el comportamiento de un motor de inducción cundo se ve
sometido a funciones anormales de funciona
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2.-MATERIALES Y EQUIPOS
MATERIALES
1).- MOTOR SINCRONO
DEFINICIÓN
Maquina Elétrica (Motor) de 0.37 KW
380/660 V de 1.05 A de 1400 RPM
2).- MULTIMETRO DIGITAL
Un multitéster es un aparato
electrónico
de
medición
de
magnitudes
relacionadas
a
la
electricidad.
Generalmente
un
multitéster
comprende las funciones de medición
de voltaje - continuo o alterno -,
corriente eléctrica, resistencia en un
circuito, continuidad de un circuito y
algunos
(los
más
modernos)
comprenden funciones como ser:
medición
de
continuidad,
de
temperatura y de capacitancia.
3).- VATIMETRO TRIFASICO
El vatímetro es un instrumento
electrodinámico
para
medir
la
potencia eléctrica o la tasa de
suministro de energía eléctrica de un
circuito eléctrico dado. El dispositivo
consiste en un par de bobinas fijas,
llamadas «bobinas de corriente», y
una bobina móvil llamada «bobina de
potencial».
4).- 15 cables cocodrilo
Los
cables
juegan
un
papel
importante cuando se arma un circuito
ya que permiten que sea mas
ordenado y preciso también ayudan
cuando se presenta un trabajo; sirven
de conectores
5).- INSTRUMENTOS DIGITALES
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Instrumento capaz de registrar y
medir datos de parámetros como
corriente, tensión, factor de potencia,
potencia activa, etc.
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3.-MARCO TEORICO
Motores de corriente alterna:
Se diseñan dos tipos básicos de motores para funcionar con corriente alterna
polifásica: los motores síncronos y los motores de inducción. El motor síncrono
es en esencia un alternador trifásico que funciona a la inversa. Los imanes del
campo se montan sobre un rotor y se excitan mediante corriente continua, y las
bobinas de la armadura están divididas en tres partes y alimentadas con
corriente alterna trifásica. La variación de las tres ondas de corriente en la
armadura provoca una reacción magnética variable con los polos de los imanes
del campo, y hace que el campo gire a una velocidad constante, que se
determina por la frecuencia de la corriente en la línea de potencia de corriente
alterna.
La velocidad constante de un motor síncrono es ventajosa en ciertos aparatos.
Sin embargo, no pueden utilizarse este tipo de motores en aplicaciones en las
que la carga mecánica sobre el motor llega a ser muy grande, ya que si el motor
reduce su velocidad cuando está bajo carga puede quedar fuera de fase con la
frecuencia de la corriente y llegar a pararse. Los motores síncronos pueden
funcionar con una fuente de potencia monofásica mediante la inclusión de los
elementos de circuito adecuados para conseguir un campo magnético rotatorio.
El más simple de todos los tipos de motores eléctricos es el motor de inducción
de caja de ardilla que se usa con alimentación trifásica. La armadura de este tipo
de motor consiste en tres bobinas fijas y es similar a la del motor síncrono. El
elemento rotatorio consiste en un núcleo, en el que se incluyen una serie de
conductores de gran capacidad colocados en círculo alrededor del árbol y
paralelos a él. Cuando no tienen núcleo, los conductores del rotor se parecen en
su forma a las jaulas cilíndricas que se usaban para las ardillas. El flujo de la
corriente trifásica dentro de las bobinas de la armadura fija genera un campo
magnético rotatorio, y éste induce una corriente en los conductores de la jaula.
La reacción magnética entre el campo rotatorio y los conductores del rotor que
transportan la corriente hace que éste gire. Si el rotor da vueltas exactamente a
la misma velocidad que el campo magnético, no habrá en él corrientes inducidas,
y, por tanto, el rotor no debería girar a una velocidad síncrona. En
funcionamiento, la velocidad de rotación del rotor y la del campo difieren entre sí
de un 2 a un 5%. Esta diferencia de velocidad se conoce como caída.
MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE A
El motor clase A es un motor de jaula de ardilla normal o estándar fabricado para
uso a velocidad constante. Tiene grandes áreas de ranuras para una muy buena
disipación de calor, y barras con ranuras ondas en el motor. Durante el periodo
de arranque, la densidad de corriente es alta cerca de la superficie del rotor;
durante el periodo de la marcha, la densidad se distribuye con uniformidad. Esta
diferencia origina algo de alta resistencia y baja reactancia de arranque, con lo
cuál se tiene un par de arranque entre 1.5 y 1.75 veces el nominal ( a plena
carga). El par de arranque es relativamente alto y la baja resistencia del rotor
producen una aceleración bastante rápida hacia la velocidad nominal. Tiene la
mejor regulación de velocidad pero su corriente de arranque varía entre 5 y 7
veces la corriente nominal normal, haciéndolo menos deseable para arranque
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con línea, en especial en los tamaños grandes de corriente que sean
indeseables.
MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE B
A los motores de clase B a veces se les llama motores de propósito general; es
muy parecido al de la clase A debido al comportamiento de su deslizamiento-par.
Las ranuras de su motor están embebidas algo más profundamente que el los
motores de clase A y esta mayor profundidad tiende a aumentar la reactancia de
arranque y la marcha del rotor. Este aumento reduce un poco el par y la corriente
de arranque.
Las corrientes de arranque varían entre 4 y 5 veces la corriente nominal en los
tamaños mayores de 5 HP se sigue usando arranque a voltaje reducido. los
motores de clase B se prefieren sobre los de la clase A para tamaños mayores.
Las aplicaciones típicas comprenden las bombas centrífugas de impulsión, las
máquinas herramientas y los sopladores.
MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE C
Estos motores tienen un rotor de doble jaula de ardilla, el cual desarrolla un alto
par de arranque y una menor corriente de arranque.
Debido a su alto par de arranque, acelera rápidamente, sin embargo cuando se
emplea en grandes cargas, se limita la disipación térmica del motor por que la
mayor parte de la corriente se concentra en el devanado superior.
En condiciones de arranque frecuente, el rotor tiene tendencia a sobre calentarse
se adecua mejor a grandes cargas repentinas pero de tipo de baja inercia.
Las aplicaciones de os motores de clase C se limitan a condiciones en las que es
difícil el arranque como en bombas y compresores de pistón
MOTORES DEINDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE D
Los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla clase D se conocen
también como de alto par y alta resistencia.
Las barras del rotor se fabrican en aleación de alta resistencia y se colocan en
ranuras cercanas a la superficie o están embebidas en ranuras de pequeño
diámetro. La relación de resistencia a reactancia del rotor de arranque es mayor
que en lo motores de las clases anteriores.
El motor está diseñado para servicio pesado de arranque, encuentra su mayor
aplicación con cargas como cizallas o troqueles, que necesitan el alto par con
aplicación a carga repentina la regulación de velocidad en esta clase de motores
es la peor.
MOTORES DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA DE CLASE F
También conocidos como motores de doble jaula y bajo par. Están diseñados
principalmente como motores de baja corriente, porque necesita la menor
corriente de arranque de todas las clases. Tiene una alta resistencia del rotor
tanto en su devanado de arranque como en el de marcha y tiende a aumentar la
impedancia de arranque y de marcha, y a reducir la corriente de marcha y de
arranque.
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El rotor de clase F se diseñó para remplazar al motor de clase B. El motor de
clase F produce pares de arranque aproximadamente 1.25 veces el par nominal
y bajas corrientes de arranque de 2 a 4 veces la nominal. Los motores de esta
clase se fabrican de la capacidad de 25 hp para servicio directo de la línea.
Debido a la resistencia del rotor relativamente alta de arranque y de marcha,
estos motores tienen menos regulación de voltaje de los de clase B, bajan
capacidad de sobrecarga y en general de baja eficiencia de funcionamiento. Sin
embargo, cuando se arrancan con grandes cargas, las bajas de corrientes de
arranque eliminan la necesidad de equipo para voltaje reducido, aún en los
tamaños grandes.
EL MOTOR DE INDUCCIÓN
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1. Rotor y eje del motor
2.Chaveta
3.Escudo delantero
4.Junta caja de Bornes IP55
4a.Junta caja de Bornes IP65
4b.Junta caja de Bornes IP65
5.Tapa caja de Bornes IP55
5a.Tapa caja de Bornes IP65
5b.Tapa caja de Bornes IP65
6. Tornillos caja de bornes
13b.Rodamiento posterior
14a.Carcasa B3
14b.Carcasa B5
15.Tornillos capot ventilador
16a.Retén anterior
16b.Retén posterior
17.Tapa exterior del rodamiento delantero
18.Tapa interior del rodamiento delantero
19.Tapa exterior del rodamiento trasero
7.Prensaestopa
8.Escudo posterior
9.Ventilador de refrigeración
10.Tapa del ventilador
11.Abrazadera del ventilador
12.Arandela ondulada de acero para
compensación
13a.Rodamiento anterior
20.Tapa interior del rodamiento trasero
21.Bobinado del estator
22.Brida B5
23.Brida B14
24.Placa de bornes con componentes de
metal
25.Arandela espaciadora
26.Espárragos y tuercas
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4.-PROCEDIMIENTO
Para poder realizar el experimento se tuvo que seguir algunos pasos importantes
en la medición y así lograr el objetivo.
Paso 1.- Primeramente para realizar cualquier tipo de prueba a un motor
debemos observar su placa y ver cuánto de tensión corriente aguanta dichos
bobinados, para así evitar posibles quemaduras e inhabilitarlo de su
funcionamiento al motor, para ello eso fue nuestro primero trabajo estudiar a
detalle la placa característica del motor.
Paso 2.- Seguidamente tuvimos que conectar todo el sistema para poder realizar
los parámetros que se querían conocer, para ello nos valimos de instrumentos
como desarmador, cables de conexiones, etc.
Paso 3.- Este paso fue el medio engorroso ya que se tenía que conocer muy
bien cómo se instalaba el vatímetro trifásico en el circuito completo, al final se
aprendió correctamente la instalación de dicho instrumento.
Paso 4.- Una vez finalizado la conexión del vatímetro y prácticamente teniendo
todo listo para energizar el sistema y tomar apuntes el profesor encargado,
reviso y valido nuestro sistema y seguidamente se empezó a tomar las medidas
que marcaban dichos instrumentos como el multímetro digital y el vatímetro.
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Paso 5.- Finalmente en esta primera experiencia se realizados dos cables
experiencias como prueba de rotor en vacío (rotor libre) y el otro fue el prueba en
rotor bloqueado (rotor sujetado) o cortocircuitado.
Paso 4.- Finalmente registramos los datos en nuestro block de apuntes.
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5- RESULTADOS OBTENIDOS
Para las pruebas ya mencionadas tuvimos que realizar el siguiente conexionado
del sistema.
Los resultados que obtuvimos en la medición son los siguientes:
Resultados experimentalmente (PRUEBA DE ROTOR EN VACIO)
Vo (V)
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Io (A)
Wo (Watt)
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TENSION NOMINAL -->
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280.2
262.1
240.3
221.2
201.9
180
161.4
141.6
0.393
0.364
0.331
0.302
0.275
0.237
0.207
0.187
48
44
40
36
34
32
30
28
Resultados experimentalmente (PRUEBA DE ROTOR EN CORTOCIRCUITO)
CORRIENTE NOMINAL -->
V (V)
127.4
115.1
101.2
90.4
77
76.9
I (A)
1.038
0.925
0.797
0.71
0.61
0.605
W (Watt)
136
112
88
70
53
52
Resultados experimentalmente (PRUEBA DE RESISTENCIA DE LOS
DEBANADOS PRO FASES)
Medida de la resistencia
Fases
R (ohm)
u1u2
63
w1w2
62.5
v1v2
63.8
7.-CONCLUSIONES
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8.- RECOMENDACIONES
La recomendación más importante son:
1. Cuando queremos instalar dos o más focos que puedan iluminar un
ambiente debemos de colocarlo no en serie sino en paralelo para que
todos estos tuvieran casi la misma iluminación. Pero también esto hace
que consumiera mas energía y la potencia disipada seria mayor esto trae
consigo a que pagaríamos mayor costo por este consumo de energía para
ello debemos ver que tipos de focos a usar.
2. Ya que comprobamos que los focos incandescentes consumen
demasiada energía y se calientan fácilmente deberíamos de cambiar de
focos como podría ser el foco de halógeno u otro es el caso de los
llamados focos LED,s que son los mas eficientes y no se calientan
fácilmente ni tampoco consumen demasiada energía y la iluminación es
casi igual que los focos de 50 y 100 watts.
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10.-BIBLIOGRAFÍA
www.anser.com.ar/motoreselectricos1.htm
www.dliengineering.com/ vibman-spanish/motoresainduccin.htm
www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml
www.igi.uni.edu.pe/indextecnia/02-1.htm
www.paginadigital.com.ar/articulos/ 2002rest/2002terc/tecnologia/sica71.html
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