CLASE 23

MOTOR DE INDUCCION

PARTES CONSTITUTIVAS

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

VELOCIDAD DE DESLIZAMIENTO, DESLIZAMIENTO Y FRECUENCIA

INTRODUCCIONLos motores de induccin son convertidores electromecnicos rotativos capaces de transformar energa elctrica en forma de corriente alterna, en energa mecnica. A diferencia de los generadores la velocidad de giro no permanece igual a la velocidad sincrnica, razn por la que se llama maquinas asincrnicas.Los motores de induccin son de mayor aplicacin en el aviente industrial debido a su bajo costo facilidad de mantenimiento y posibilidad de regulacin de la velocidad.Considerando que ustedes van a disear las necesidades de una fabrica de motores veamos en detalle la materia prima que ustedes se encargaran de solucionar

PARTES CONSTITUTIVAS RESIVIRAN MATERIAL YA SUMINISTRADOTENDRAN 10 MINUTOS PARA LEERLO Y INTERPRETARRESPONDERAN LAS SIGUINTES PREGUNTAS

PARTES CONSTITUTIVAS Y CARACTERSTICA

Que quiere decir que el ncleo magntico este en el eje?Por que el eje debe ser magntico?Para que sern esas barras de cobre ? y cortocircuitadas?Se parece el estator al del generador?Que es cojinete?Es la fuerza que finalmente mueve el ejeer

PARTES CONSTITUTIVAS Y CARACTERSTICA

Dicc. Quillet : se llama cojinete a la pieza de una maquina en la que reposa y gira un rbol o eje de transmisin y cuyo objetivo es asegurar la rotacin con el menor frotamiento posible. En varios pases hispanoamericanos es usual el nombre de chumacera.Cojinete de bolas: es el compuesto de las arandelas y un juego de bolas entre ellas. El movimiento del rbol se efectua por rodamiento sobre estas, estando fijas ambas arandelas.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Analizaremos el funcionamiento desde el reposo:Se le aplicara una fuente de tensin alterna en terminales del generador (borneras) -IEn ese momento circula una corriente y esta corriente produce un campo magntico giratorio B que gira a la velocidad de sincronismo Ns=120f pCuales polos?Fe: frecuencia aplicada estat.(60Hz)P: N polos producido en el devanado del estator

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Este campo magntico giratorio es el mismo que se explico para el generador. Y como se observa su influencia sobre el rotor ? As.t1t2t3

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Este campo magntico variable induce una tensin en las barras del rotor de acuerdo a la ley de faraday e= -N d dt-eerotorestatoriiLa corriente provocada causa un flujo que se opone a la causa que la produce

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Como las barras del rotor estn en cortocircuito una ves que se aplica tensin se observa una corriente alta (como de cortocircuito)La circulacin de esta corriente en las barras del rotor provoca alrededor de las barras un campo magntico cuyo sentido se rige por la ley de la mano derecha es decir.

BeirieBr

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

En posiciones sucesivas del campo magntico giratorio del estator se estar observando un campo magntico estacionario en el rotor Br con 90 de desfasaje que provocan un momento torsor inducido cuyo resultado depende del estator de los campos.Una ves que el eje comienza a girar y su velocidad aumenta desde el reposo disminuyen la forma secuencial.Velocidad relativa entre el campo del estator y el campo del rotor.El flujo magntico resultante Disminuye ie,irDisminuye BrDisminuye momento torsin del inducido en esta condicin el rotor se acelera -ereEiEirr=E+R

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Si la velocidad del rotor alcanza a la velocidad de los campos del estator o sincrnica Ns las siguientes cantidades se anulan:Movimiento relativo entre campos del estator y el rotor.El flujo magntico resultante iE, iRBr Momento torsin en inducido(en estas condiciones el rotor se frena)

VELOCIDAD DE DESLIZAMIENTO DEL MOTOR

NDESLIZA.=Ns-NR Es la diferencia entre la velocidad sincrnica y la velocidad del rotor

DESLIZAMIENTO

Es la velocidad del deslizamiento respecto a la velocidad sincrnica

Tambin puede expresarse

DESLIZAMIENTO

En velocidad angular se puede expresar como:WR=(1-S)*Ws

FRECUENCIA DEL ROTORfr=sfe

Circuito equivalente Potencia y rendimientoDeterminacin de los parmetros del C.ECaractersticas nominales

CLASE 24MOTOR DE INDUCCION

CIRCUITO EQUIVALENTE

transformadorrotorestator

CIRCUITO EQUIVALENTERs: resistencia del devanado del estator por fasejXs: reactancia de dispersin del estator por fasegm: resistencia del ncleo-jbm: reactancia de magnetizacinRr: resistencia del motorXr: reactancia del motorN1: #numero de vueltas del devanado del estatorN2: #numero de vueltas del devanado del rotor

En el caso de los motores de jaula ardilla la relacin de transformacin no es fcil de determinar.En los motores de jaula ardilla Rr y Xr no se pueden determinar directamente. Sin embargo se pueden realizar mediciones referidas al estator. El circuito equivalente referido al estator incluyendo una carga al eje es:

Carga acoplada en el eje

R2=resistencia real efectiva del rotor referida del estator .R2 (1-s)/s= resistencia equivalente (y ficticia) de carga acoplada al eje del motorSe omite Rc y su efecto se considera con las perdidas mecnicasCircuito simplificado

*Potencia: Pent= Psal+PerdPent: potencia elctrica til =3Vl*Il * cosPsal: potencia de salida en el eje del motor Psal= Pen-Perd*Perdidas:Elctricas estatorNcleo (rotor y estator): histresis y FoucaultElctricas rotor Mecnicas: friccin en el rodamiento y con el aire Diversas : no incluidas en las anteriores

Perdidas rotacionales o rotativas =Perd mec.+Perd div+Perd nucleo

POTENCIASperdidaselectricasmecanicasPotencia convertidaUsualmente se mencionan juntas

Pent.3*Vl*Il* cosElec. estnucleoElec. rotormecanicasdiversasPotencia mecanicas

RENDIMIENTO

CARACTERISTICAS NOMINALES:POTENCIA HPVOLTAJE (V)CORRIENTE (A)FACTOE DE POTENCIAVELOCIDAD (rpm)FRECUENCIA (Hz)N DE FASESUSO CALSIFICACIONEFICIENCIA TIPO DE ARRANQUE

DETERMINACION DE PARAMETROS DEL CIRCUITO EQUIVALENTE

Para determinar los parmetros del circuito equivalente de un motor de induccin se realizan los siguientes ensayos:VacioRotor bloqueado o cortocircuitoCorriente directa

Ensayo de vacio:Que se obtiene?*Perdidas rotacionales*Impedancia equivalentes*Corriente de magnetizacin

En que consiste?Con el eje del motor desacoplado o libre de carga se le aplica tensin nominal al estator del motor Qu se mide?Vl: nominalIl, w, NrI2=0VnomEn vacioIl=I1=Im

Como se obtiene:En los terminales del motor 3(bornes. Se observa una impedancia equivalente.Considerando que Im

Ensayo de corriente directa:R1Aplicar corriente directa al estator Idc InomVcd, IcdR1=Vcd/2IcdPest Prott

Ensayo de rotor bloqueado:R2, X1, X2, XmCon el eje bloqueado se hace circular corriente nominal del estatorInom, Vl, wEn los terminales del motor 3 se observa una impedancia equivalenteCuando I1Inom Im: despreciable

Zeq

De acuerdo a la siguiente tabla las reactancia del motor y el estator se distribuyen de acuerdo a su clasificacin de la siguiente formaSe despejan X1 y X2Con X1 Xm

claseX1= Fd*XrbX2= Fd*XrbFactor de distribucinFactor de distribucinA0,50,5B0,40,6C0,30,7D0,50,5ROTOR DEVAN0,50,5

Mtodos de arranqueControl de velocidadEjercicios

CLASE 25

ARRANQUE DEL MOTOR DE INDUCCION TRIFASICO:El arranque del motor se produce cuando se le aplica tensin a los devanados del estator.La corriente de arranque es superior desde 3 hasta 7 veces la corriente nominal.En algunos casos es necesario reducirla para evitar el calentamiento excesivo en los conductores de alimentacin especialmente en motores grandes >30 HP

MOTORES DE ARRANQUE:Arranque directo: consiste en aplicar tensin directamente sobre el estator. Para esto se colocan las siguientes protecciones:Fusibles en cada lnea Trmico en cada lneaRel de voltaje en cada lnea FUSIBLES: protege contra sobre corriente y fallas internas del motor.TERMICO: protege contra sobre cargas duraderasRELE: des energiza si el voltaje aplicado disminuye demasiadoArranque a voltaje reducido:Reduce el voltaje de alimentacin para disminuir la corriente de arranque. Existen varios mtodos:Estrella trianguloAutotransformadoresResistencia o reactancia en serie con el motorEstado solido

CONTROL DE VELOCIDAD:Por variacin de la frecuencia Por variacin del numero de polos del estatorPor variacin del deslizamientoDe los motores del rotor devanadoHacer los ejercicios: (, , , ,)

Factores que afectan el diseo y operacin de una red industrial.Diseo de una redDiagrama generalEstimacin de carga. Ciclo de carga.UnifilarSeleccionar nivel del voltajeTipo de red CLASE 26SISTEMAS INDUSTRIALES

Seguridad:ConfiabilidadCostoSimplicidadRegulacion de voltajeMantenimiento Planes de expansinFuentes de energia disponibles

FD ELUM y TC=0,7f.p= 1BOB=0,4BOB=0,89A3=0,4A3=0,87A4=0,4A4=0,87A5=0,8A5=0,95A6=0,7A6=0,96A7=0,8A7=0,89A8=0,8A8=0,87

DIAGRAMA GENERAL: esquemas fsicos de ubicaciones equipos plano, escala, equipos, medidas, etc. ESTIMACION DE CARGA: determinacin de los equipos elctricos que deben ser alimentadosUNIFICAR: esquema elctrico que indica los componentes del sistemaSeleccin del nivel de voltaje para esto se debe considerarse:Niveles de tensin disponiblesTamao de la cargaDistancia a la que se transporta la energaTensiones nominales de los equipos SeguridadRegulaciones del CEN o gobierno

TIPO DE REDRadial SelectivoEn anilloHACER TABLAF.S=1,125

N FASEVlInomConductor por faseConductor neutroFDSdemanTAB,1LUM.LTC3220A23220A33220A43220A53220A63220A83220

Dem total=(Si* Fdi) ; Nf= 3Vnom=220Idiseo de acometida = 1,25*ItotalConductoe de fase= Conductor de neutro=proteccion principal=

CLASE 27DISEO DE RED SELECCIONAR LA CAPACIDAD DEL S/ESELECCIONAR ALIMENTADORESFACTORES DE DEMANDADORES Y DIVERSIDADPLANES DE EXPANCION

Capacidad de la S/E : esta determinada por :La carga instaladaFactores de demanda y diversidadPlanes de expansinDen total =(si*Fdi) ; Nf= 3, Vnom=220v+30%reservaDem total= total C.C*FDG+RESERVA

Buscar en tablas transformadores normalizados SELECCIONAR ALIMENTADORE: se rige de acuerdo a las disposiciones del CEN. Sin embargo debe considerarse lo siguiente:*Carga*Efecto de la temperatura ambiente*Longitud*Cada de tensin*Uso de conductores en paralelo8) SELECCIN DE PROTECCION: existen varios tipos de proteccion sin embargo el mas utilizado es la proteccion por sobre corriente (breaker)

9) ESTIMACION DEL CONSUMO: para estimar el consumo debemos identificar las cargas.

cargas(1) Putil(2) Horas * dia(3) Dias*semanaWh*sem 4=1*2*3T1L0,5*246A2105A33,25A43,25A56,45A65,65A76,45A86,45

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