Formulario Máquinas Electricas Final

FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013

TIVNATOR

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MQUINAS ASNCRONAS:

1) Relaciones Bsicas:

f [Hz]: frecuencia P: nmero de polos *subndice s - sincronismo

Velocidad de sincronismo

Deslizamiento

60 Hz 50 Hz

N Polos [rpm] [rad/s] [rpm] [rad/s]

2 3600 376.9911 3000 314.1593

4 1800 188.4956 1500 157.0796

6 1200 125.6637 1000 104.7198

8 900 94.2478 750 78.5398

10 720 75.3982 600 62.8319

(

)

Valor del R en el motor a Tem. de

trabajo

Frecuencia del rotor

2) Circuito Equivalente Exacto:

* Para nosotros: m1=m2

3) Diagrama de Prdidas de Potencia:

Potencia entrada

Potencia desarrollada

Potencia til

Prdidas en el fierro

Potencia en el entre hierro

Prdida por efecto Joule Todas las potencias son totales, es decir trifsicas

[ ] [ ] [ ] [ ]

El prima, indica que la

Resistencia del rotor

se ha reflejado al

estator

Si los valores de Rfe y Xm

son muy cercanos

seguramente estn en serie

1HP = 745,7 W


TIVNATOR

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4) Circuito Equivalente Aproximado: (Pn > 10 kW) (Se considera V1 V2)

Las siguientes formulas se desarrollan para este circuito.V1 es voltaje de Fase.

[ ]

[ ]

Torque mecnico

5)

[ ]

Si aadimos una resistencia para mover el torque mximo, se cumple por simple

divisin que:

En Arranque:

En Vaco: (Torque til = 0)

6) Formula de KLOSS:

Este mtodo sirve cuando trabajamos en la zona lineal, de bajo deslizamiento.

(Despreciando la resistencia del estator)

Relacin Torque Nominal- Torque de Arranque:

(

)

Segn la frmula del profe

(

)

(

) (

)

(

)

7) PRUEBAS Y ENSAYOS:

Jaula de Ardilla

NEMA X1/Xcc X2/Xcc

A 0.5 0.5

B 0.4 0.6

C 0.3 0.7

D 0.5 0.5

Rotor Bobinado

X1/Xcc X2/Xcc

0.5 0.5

Si no indican la clase asumir

CLASE A


TIVNATOR

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a. ROTOR BLOQUEADO: (S = 1)

*Para determinar los R se debe medir la resistencia y para los X segn corresponda. El voltaje es bajo y se desprecia el ncleo.

b. ENSAYO DE VACO: (S = 0)

8) TIPOS DE ARRANQUE

a. Relacin del torque de arranque con autotransformador y el torque de

arranque directo

Arranque por Autotransformador

con autotransformador

en conexin directa

X: fraccin de V

b. Arranque Directo

Donde: V1: Tensin de fase de la red. Ia: Corriente de Arranque en directo. Zcc: Impedancia de cortocircuito del motor.

c. Arranque en tensin reducida

d. Conmutacin Estrella-Triangulo

Relacin de Torques


TIVNATOR

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9) GRAFICOS


TIVNATOR

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MQUINAS SNCRONAS:

Armadura: Estator (Inducido) Campo: Rotor (Inductor)


f [Hz]: frecuencia P: nmero de polos *subndice s - sincronismo

Velocidad de sincronismo

Deslizamiento

60 Hz 50 Hz

N Polos [rpm] [rad/s] [rpm] [rad/s]

2 3600 376.9911 3000 314.1593

4 1800 188.4956 1500 157.0796

6 1200 125.6637 1000 104.7198

8 900 94.2478 750 78.5398

10 720 75.3982 600 62.8319

(

)

Valor del R en el motor a Tem. de

trabajo

Frecuencia del rotor

2) Circuito Equivalente para Generador Sncrono:

3) Diagrama Fasorial:

Considerando los ngulos como positivos en el sentido dado para generador

sncrono.

[ ]

[ ]

*Si la potencia reactiva sale negativa entonces est absorbiendo de la red

Delta es el ngulo de Potencia

Potencia desarrollada para polos salientes:

[ ]

(

)

Regulacin de Voltaje:

En caso de ser motor la direccin

de Ia sera en sentido contrario

Los voltajes y corrientes son de

Fase para los siguientes anlisis.

Donde: Xd: en el eje directo

Xq: en cuadratura


TIVNATOR

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4) Reactancia Sncrona:

La curva de Ea vs If se inclinara por efecto de la saturacin en el ncleo

Pero si extrapolamos la curva de corto circuito podemos hallar la Xs

5) Potencia para ( If=cte ):

Si mantenemos la excitacin contante y queremos variar la potencia esta

genera una curva de radio Ea=cte

6) Potencia Activa Constante


TIVNATOR

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7) Diagramas Fasoriales Interesantes:

8)

9) Curvas V para distintas Potencias:

10) Diagrama de Potencias:


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MQUINAS DC:

Armadura: Rotor (Inducido) Campo: Estator (Inductor)

*Debe notarse que primero los nombres estn al revs de la mquina sncrona

*Como estamos hablando de un circuito DC no hay impedancias y las bobinas que se

muestren sern resistencias. Lo negrito son los carbones. Ea es un voltaje.

1) Circuitos Equivalentes: La corriente que pase por las bobinas es la corriente de induccin ( If )

2) Curva de Magnetizacin:

*Se puede observar que el flujo magntico es aproximadamente lineal en cierto

tramo

3) Torque Velocidad: Cuando se arranca Ea se puede considerar corto circuitado y es por ello que se

eleva tanto la corriente e incluso se puede embalar si hay una perdida de flujo

magnetico


TIVNATOR

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4) FORMULAS:

*Si despreciamos el efecto de saturacin y histresis en el material podemos decir que la

corriente de campo (excitacin) ser proporcional al flujo magntico

Regulacin de Voltaje:

Regulacin de Velocidad:

En Arranque:

En Vaco:

Perdida de Voltaje en las escobillas

Grafito 2.0 V Metal-grafito 0.5 V


TIVNATOR

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SELECCIN DE MOTOR:

Esta parte se seleccionan motores asncronos segn catlogo


2) Inercia Del Motor:

3) Tipos de Cargas:

4) Optimo para el tiempo de aceleracin mnimo.

Para encontrar el valor ptimo de de la mquina, usamos la siguiente

ecuacin:

Este valor nos permitir obtener el tiempo de aceleracin mnimo para llegar

desde

Para el tiempo de aceleracin mnimo para la mquina, para llegar a cualquier

deslizamiento s desde el inicio, el valor ptimo de S viene dado por, con

. Entonces:

Por lo cual la frmula para calcular el tiempo de aceleracin mnimo:

[

(

)]

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