CUESTIONARIO

1. Enumere y defina las características nominales de las máquinas rotativas de inducción jaula de ardilla. Presente las características de placa del motor utilizados en su experiencia.

Son las características de funcionamiento de un motor de inducción, cuando trabaja en el punto nominal y sus óptimas condiciones. Las podemos ver en la placa de características que llevan todos los motores.

Figura 1. Placa de características de un motor de inducción estándar

Las características nominales de los motores que debes tener en cuenta son:

Tensiones nominales: son dos valores, el mayor para conectar en estrella y el menor para conectar en triángulo. Como se muestra en la Figura 1. Las tensiones son 400/230 (V).

Corrientes nominales: las absorbidas de la red cuando el motor trabaja en el punto nominal, de tal forma que el fabricante garantiza la correcta refrigeración. Como se muestra de igual forma en la Figura 1. Las corrientes son 29/50 (A).

Velocidad nominal: la velocidad de giro del rotor en el punto nominal. Es un valor alto próximo al de sincronismo. En la Figura 1. La velocidad es 2910 (rpm), luego el motor es de 3000 (rpm) y dos polos, ya que el motor opera a 50 Hz.

Potencia mecánica nominal: es la potencia que el motor entrega a la carga mecánica en forma de movimiento, cuando trabaja en el punto nominal. En la Figura 1. Es 20 (CV).También se la llama potencia útil, y se determina en cualquier punto de funcionamiento con la siguiente expresión:

Normalmente se expresa en caballos de vapor (CV). Recordar que: 1 CV = 736 W.

Par nominal: normalmente no viene en la placa de características, pero lo podemos determinar, aplicando la fórmula anterior de la potencia mecánica, en el punto nominal.

Rendimiento nominal: no suele verse en las placas de características y su valor típico es del 80 %.

En la placa del motor podemos ver otros detalles prácticos interesantes como el grado de protección (ver Figura 1. Es IP54), el código de refrigeración y la clase de aislamiento.

Figura 2. Características de placa del motor utilizado en el laboratorio

Tipo: Trifásico - AlternaVoltaje nominal: 400/690 VCorriente nominal: 1/0.6 APotencia a plena carga: 0.37KwFrecuencia de trabajo: 60HzCos φ: 0.83Velocidad asignada: 2800 rpmClase: F

2. Cómo se invierte el sentido de giro de éste motor asíncrono y cuantas posibilidades tengo de hacerlo. Haga las conexiones que Ud. ha realizado.

Intercambiando dos fases cambia el sentido de giro del campo magnético del estator y por lo tanto sentido de giro del rotor. En consecuencia hay tan solo dos posibilidades de invertir el sentido de giro del motor asíncrono y las conexiones que se hizo son:

RST (Anti horario) SRT (Horario) STR (Anti horario) RTS (Horario)

Figura 3. Cambio del sentido de giro del motor

3. Realice todos los cálculos necesarios que le conduzca a construir el diagrama equivalente monofásico valorado, referido al estator con sus valores registrados y calculados en los ensayos de vuestros laboratorios.

EN VACIO

Se conoce el valor de: r1=65.2 Pcu1=R1∗I2

Po=Pcu1+Pm+Pfe Po−Pcu1=Pm+P fe

De los datos de la prueba de vacío entonces:

Vfase(V) Ifase(A) P(VATIOS)

T(N.m) Q(VARS) N(RPM) Cos (θ)

391.8 0.2 25.64 0 75.3863512

3590 0.322

367 0.19 25.82 0 68.8809526

3580 0.351

340.7 0.18 23.42 0 55.4637229

3580 0.389

318.9 0.17 20.81 0 49.2826675

3580 0.389

300 0.16 20.31 0 45.3143602

3580 0.409

279.7 0.16 19.19 0 39.3865975

3580 0.438

257.5 0.15 17.57 0 33.6356695

3580 0.463

240.8 0.14 16.21 0 29.228607 3560 0.485

220.5 0.13 15.02 0 25.6032665

3550 0.506

210.3 0.13 15.06 0 22.5136786

3550 0.556

0 100 200 300 400 5000

5

10

15

20

25

30

f(x) = 1.16209267313155E-05 x² + 0.057966751948958 x + 1.90115354618052R² = 0.980543450906209

P vs V

Series2Polynomial (Series2)

VOltaje (V)

Pote

ncia

(VAT

IOS)

Para obtener la potencia mecánica constante Pm graficamos P vs V2

0 50000 100000 150000 2000000

5

10

15

20

25f(x) = 9.41818995221146E-05 x + 9.7856575374564R² = 0.968413023993743

P vs V2

Series2Linear (Series2)

VOLTAJE2(v2)

POTE

NCI

A(VA

TIO

S)

De la ecuación lineal Po−Pcu1=9 .10−5 .V 2+9.7857

Entonces: Pm=9.7857 y Pfe=1 .10−5.V 2

Para hallar Pfe nominal, reemplazamos su voltaje nominal en la ecuación:

Pfe=9 .10−5 .4002=14.4watts (Por fase)

cos∅=P fe

V 1n∗I o

Si dibujamos la tendencia de la corriente I o=0.2 069

Entonces:

cos∅= 14.4400∗0.2 069

=0.1740

I fe=0.2069∗cos∅=0.0360 A y I u=0.2 069∗sin∅=0.2037 A

R fe=V 1nI fe

= 4000.0360

11111.1111Ω Xu=V 1nI u

= 4000.2037

= j1963.6721Ω

EN CORTO

Rcc=R1+R’ 2=V 1ccI1n

cos∅ cc=168.70.96

.0 .764=134.257Ω

Xcc=X1+X’ 2=V 1ccI 1n

sin∅ cc=168.70.96

.0 .6452=113.383Ω

Como sabemos R1=62.5Ω entonces R2=69.0571Ω

A falta de información elegimos X 1=X’ 2= j56.6915Ω

200 250 300 350 400 4500

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

f(x) = 0.000389767532377311 x + 0.0469072479225136R² = 0.990466348627923

I vs V

Series2Linear (Series2)

Voltaje(V)

INTE

NSI

DAD

DE

CON

RRIE

NTE

(i)