10 MOTORES

ELECTROTECNIA

MOTORES

MOTORES ELECTRICOS 1.1 Introduccin El motor elctrico es una maquina capaz de transformar la energa elctrica en mecnica, utilizando en general el principio de reaccin entre dos campos magnticos. La potencia mecnica en el eje se expresa en HP (Horse Power) o CV (caballo vapor). La potencia elctrica en la entrada es igual a los HP del motor dividido el rendimiento, que generalmente se ubica en el orden de 80% para los motores de mediano porte y es mayor para los grandes motores.

Los tipos de motores elctricos ms comunes son: 1.2 Motores de corriente contina Son motores de costo mas elevado y adems precisan de una fuente de corriente continua o un dispositivo que convierta la corriente alterna de uso frecuente en corriente continua. Pueden funcionar con velocidad variable entre amplios lmites y se prestan a controles de gran flexibilidad y precisin. Por eso su uso es restringido a casos especiales en que estas exigencias compensan el costo mucho ms alto de la instalacin.

Carrera de Ingeniera Qumica

Pg. 1

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

1.3 Motores de corriente alterna Son los mas utilizados, porque la distribucin de energa elctrica es hecha normalmente en corriente alternada. Los principales tipos son: 1.3.1 Motor Sincrono: Funciona con velocidad fija; utilizado solamente para grandes potencias (debido a su alto costo en tamaos menores) o cuando se necesite de velocidades constantes. 1.3.2 Motor Diasincrono: gira por debajo o por encima de la velocidad de sincronismo 1.3.3 Motor Asncrono (de Induccin): Funciona normalmente con una velocidad constante, que varia ligeramente con la carga mecnica aplicada al eje. Debido a su gran simplicidad, robustez y bajo costo, es el motor mas utilizado, siendo adecuado para casi todos los tipos de maquinas que se encuentran en la practica.

Desglose de un motor de induccin


Pg. 2

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

La corriente nominal del motor, en amperes puede ser obtenida a partir de la siguiente expresin:

I=

HP * 746 CV * 736 = V * fp * ren dim V * cos *3 en el denominador

Si el motor fuese trifsico aparece el factorIf = HP * 746

3 * Vl * fp * ren dim

=

CV * 736 3 * Vl * cos *

Aplicacin: Para el caso de un motor de 15 HP trifsico, calcule la corriente consumida por el mismo suponiendo que la tensin de lnea es 380V, su fp=0,9 y =0,8HP * 746 3 * Vl * fp * ren dim 15 * 746 3 * 380V * 0,9 * 0,8

I=

=

= 23,6 A

1.4 Identificacin de los Motores Los motores elctricos poseen una placa de identificacin, colocada por el fabricante, que por norma debe ser fijada en un lugar bien visible del dispositivo. Para instalar correctamente un motor, es imprescindible que el montador sepa interpretar los datos de placa, que a continuacin se detallan: Marca comercial Modelo Numero; Tensin Nominal; Numero de Fases; Tipo de Corriente (continua o alternada); Frecuencia; Potencia Nominal; Corriente Nominal; Rotacion Nominal; Regimen de trabajo; Numero de chasis; Calentamiento Permisible o clase de aislamiento; Letra cdigo; Factor de servicio;Pg. 3


de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

Obs: El factor de servicio, es el factor por el cual puede ser multiplicada la potencia nominal, sin calentamiento perjudicial pero con cada del factor de potencia y de su rendimiento. Ejemplo: Un motor de 15 CV (11kW), con una corriente nominal de 40 A, factor de servicio 1,25, podr sufrir la siguiente sobrecarga: 1,25 * 40 =50 A o 1,25 * 15 = 18,75 CV (13,98 kW) El factor de servicio se aplica a motores de uso no permanente, y este detalle debe ser considerado en el dimensionamiento de los conductores. 1.5 Conexin de los Motores Los terminales de los motores de corriente alternada pueden ser suministrados con bornes o con cables de conexin correctamente marcados y guardados en una caja de conexiones permitiendo al personal de montaje conectarlos a la red de acuerdo al esquema proporcionado por el fabricante en la placa del motor. La siguiente figura muestra la placa de datos de un motor fabricado por la General Electric, con las indicaciones anteriormente mencionadas:


Pg. 4

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

Obs: Los motores de origen alemn tienen las bobinas marcadas con las letras U V W (para los terminales de entrada) y X Y Z para las salidas, en tanto que los conductores de alimentacin son designados por las letras R S T. 1.6 Clases de Aislamiento La sobrecarga de cualquier motor implica un aumento de temperatura en el mismo y este aumento puede daar el aislamiento de las espiras en las bobinas. Es as que la NEMA la siguiente tabla: CLASE O A B C(norma americana)

clasifica los materiales aislantes de acuerdo a Temperatura Mxima ( C) 90 105 125 175

AISLANTE Algodn, seda papel o substancias anlogas, sin estar impregnadas en aceite Algodn, seda papel, etc. impregnados o revestidos de esmalte sobre los conductores. Mica, asbestos, vidrio u otras substancias inorgnicas, combinadas con substancias orgnicas de unin. Mica, asbestos, vidrio acompaado con silicona

1.7 Arranque de los motores de induccin En muchos casos los motores de induccin pueden ser puestos en marcha conectndolos simplemente a la red, sin embargo a veces hay razones para no hacerlo as. Por ejemplo la corriente de arranque requerida puede causar una cada de tensin del sistema de potencia tal que haga inaceptable el arranque a travs de la lnea. Estos lmites se expresan en trminos de la potencia aparente de arranque como funcin de su potencia nominal en caballos de fuerza (HP). Para determinar la corriente de arranque de un motor de induccin, se debe saber la potencia nominal y la letra cdigo que figura en su placa de caractersticas. La norma establecida por ANDE permite el arranque directo de motores de hasta 5HP.


Pg. 5

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

Entonces tendremos la potencia aparente de arranque para el motor siendo igual a: Sstar= pot nominal (HP)*factor letra cdigo; De donde podemos posteriormente encontrar la corriente de arranque de la siguiente manera:IL = Sstar 3 * Vl

La siguiente tabla de letras cdigo NEMA, nos indica los kilovoltamperes de arranque por caballo de fuerza nominal para un motor. Cada letra cdigo se extiende hasta el lmite inferior de la siguiente clase superior, pero no la incluye. Letra cdigo nominal A B C D E F G H J K Rotor bloqueado kVA/hp 0 3,15 3,15 3,55 3,55 4 4 4,5 4,5 5 5 5,6 5,6 6,3 6,3 7,1 7,7 8 89 Letra cdigo nominal L M N P R S T U V Rotor bloqueado kVA/hp 9 -10 10 11 11,2 12,5 12,5 14 14 16 16 18 18 20 20 22,4 22,4 y superiores

Veamos el siguiente ejemplo de aplicacin: Cual seria la corriente de arranque de un motor de induccin trifsico de 15 HP, tensin de fase 220V y letra codigo F ?15HP * (5,6) 3 * (220 * 3 ) 84000VA = 127 A 660V

Il =

=


Pg. 6

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

1.7 Tendencias en el diseo de motores de induccin Las ideas fundamentales sobre motores de induccin fueron desarrolladas hacia el final de la dcada de 1880 por Nicola Tesla.

Evolucin del motor de induccin. Los motores mostrados en esta figura son todos dimensionados para 220 V y 15HP. Ha existido una drstica disminucin del tamao y los requerimientos en los materiales de los motores de induccin puesto que los primeros motores prcticos fueron fabricados all por 1890.

Bomba de agua accionada por un motor de induccin Planta de tratamiento de agua PARESA.Carrera de Ingeniera Qumica Pg. 7

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

La siguiente figura muestra uno de los primeros motores de induccin tpicos, cuya capacidad era de 2000 HP.

1.8 Circuitos alimentadores Dimensionamiento por la capacidad de Corriente: El limite de conduccin de corriente de los circuitos alimentadores de los motores elctricos no deber ser menor que 125% de la corriente nominal del mayor motor, mas la suma de las corrientes nominales de los dems motores restantes servidos por el mismo alimentador. Simblicamente esto quiere decir: I(alimentador) 1,25 In (mayor motor) + In (motores restantes) Veamos el siguiente ejemplo para mejor comprensin de lo anteriormente mencionado: Un alimentador colocado en electroducto embutido debe abastecer los siguientes motores: Ascensor social10 CV Ascensor de servicio...7,5 CV Bomba de agua5 CV Extractor de aire..1 CV Aire Split2 CV


Pg. 8

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

Considere todos los motores de induccin y partida directa con tensin de fase 220V 50 Hz, factor de potencia = 0,9 y rendimiento promedio del 80% Solucin: Calcular las corrientes nominales de cada motor conforme formula vista en el comienzo del capitulo:HP * 746 3 * Vl * fp * ren dim CV * 736 3 * Vl * cos *

If =

=

Motor 10 CV 7,5 CV 5 1 2

Corriente por fase 15,5 A 11,6 A 7,7 A 1,6 A 3,1 A

I(alimentador) 1,25* 15,5 + 11,6 + 7,7 + 1,6 + 3,1= 43,4 A Posteriormente entramos en la tabla 1(pagina siguiente) para determinar en que tipo de electroducto colocaremos los conductores Para nuestro caso consideraremos una instalacin del tipo B con conductores aislados en electroducto embutido en pared de ladrillo. Luego ingresamos en la tabla 2 en su columna B y consideramos el caso de tres conductores cargados pues suponemos trifsicos todos nuestros motores por lo que encontramos que la seccin adecuada para una corriente de 43,4 A es el conductor de 10 mm2 .


Pg. 9

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

TABLA 1 TIPO DE INSTALACION EN LA QUE SE VA A UTILIZAR EL CONDUCTOR


Pg. 10

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES


Pg. 11

de 12

ELECTROTECNIA

MOTORES

1.9 Arranque de motores de induccin En casi todas las concesionarias de energa elctrica se permite el arranque de motores de hasta 5 HP (3,73 KW). Se entiende por arranque directo a la partida con tensin de abastecimiento normal. Por encima de esta potencia se utilizan dispositivos que disminuyen la tensin aplicada a los terminales de los motores para de esta manera disminuir la corriente de partida, para ello los dos mecanismos mas utilizados son la llave estrella triangulo y el compensador o auto transformador de partida que se ver en el capitulo correspondiente a circuitos de comando, control y proteccin.

Instalaciones Elctricas Helio Creder 11a Edicin Editora Libros Tcnicos y Cientficos Catalogo Tcnico de INPACO conductores elctricos

BIBLIOGRAFIA UTILIZADA Y RECOMENDADA:


Pg. 12

de 12

10 MOTORES

Documents

Transcript of 10 MOTORES