PRUEBAS EN MAQUINAS ASINCRONAS

NDICE

1. Introduccin

32. Objetivos del laboratorio

33. Precauciones

34. Equipos y mquinas a utilizar

45. Fundamento Terico

65.1. Conexin del generador de corriente continua

65.2. Medicin de la resistencia del estator

85.3. Medicin de la resistencia de aislamiento normalizado

85.4. Medida de inductancia rotacional

85.5. Prueba en vaco

95.6. Prueba con carga

95.7. Ensayo de Temperatura

95.8. Clasificacin de los motores de corriente continua

95.8.1. Motor con excitacin shunt

95.8.2. Motor con excitacin independiente

105.8.3. Motor con excitacin compuesta

116. Cuestionario

127. Observaciones

188. Conclusiones

189. Recomendaciones

1810. Bibliografa

1911. Anexos

191. INTRODUCCION:Los motores de corriente continua, MCC, son muy importantes debido a que pueden proporcionarnos un alto torque y pueden trabajar a velocidad variable.

En su aplicacin industrial a sido irremplazable en algunos modelos y modernizados en otros dado la particularidad de sus caractersticas de funcionamiento.

Los MCC ms importantes son los siguientes: Autoexcitados (tipo shunt, serie y excitacin compuesta).

Excitacin independiente.2. OBJETIVOS DEL LABORATORIO:Los objetivos del presente trabajo son:

Hacer conocer la constitucin electromecnica de los MCC. Familiarizarse con la simbologa y conexionado de los MCC de nuestro laboratorio en los ensayos segn las normas IEC y NEMA.

Conexin y puesta en servicio del MCC. Inversin de giro. Determinar sus prdidas, eficiencia en funcin de la corriente de campo.

A partir de los ensayos realizados obtener el modelo de la mquina. Registro de los valores caractersticos y curvas caractersticas de funcionamiento especficas de los MCC. Evaluacin de las mediciones realizadas y registradas.

Presentacin del protocolo de pruebas segn normas IEC, NEMA y IEEE.

3. PRECAUCIONES:Dado las circunstancias del laboratorio y teniendo en cuenta que los equipos son muy valiosos es que debemos tener muy en cuenta lo siguiente:1. El alumno verificar el dimensionamiento de la instrumentacin a utilizarse, as mismo constatar que sus esquemas estn bien planteados.

2. Para evitar el deterioro y/o avera de los instrumentos y equipos, el alumno no debe accionarlos por ningn motivo, sin la aprobacin previa del profesor.

3. La escala de todos los instrumentos debe ser la mxima.

4. Al operar las cargas, comenzar con una carga mnima y aumentarlo en forma gradual hasta llegar al mximo permisible.

4. EQUIPOS Y MAQUINAS ELECTRICAS A UTILIZAR:BANCO ACTIVO DE PRUEBAS

GENERADOR CORRIENTE CONTINUA

N de pedidoSO3636 6UN200 26 984

Tensin Nominal230 VoltiosTensin armadura220 Voltios

Corriente Nominal3 Amperios.Corriente armadura1 Amperio

Corriente Arranque9 AmperiosConexinIndependiente

Torque Mximo10 N mConexinShunt.

Potencia Aparente800 VAConexinCompuesta

Rgimen de servicioS1Tensin220 Voltios

RPM Max.4000Corriente de campo100 mA

Grado de proteccinIP20Rgimen de servicioS1

AMPLIFICADOR INTERGRADORPM2000

Tensin de pico600 VoltiosGrado de proteccinIP54

Tensin RMS400 VoltiosNormaVDE 0530

Corriente pico10 AmperiosTermostato120 C

Corriente RMS7 AmperiosGCC/MCC LUCAS NULLE

ITEMDESCRIPCION GENERAL DE LAS MAQUINAS Y EQUIPOSCANT.

1Manguito de acoplamiento01

2Cubierta de acoplamiento01

3Carga universal para mquinas de 300 vatios01

4Arrancador para mquina de corriente continua de 300 vatios01

5Regulador de campo para mquina de corriente continua01

6Fuente de alimentacin de corriente continua01

7Multmetro digital FLUKE01

8Conectores de seguridad04

9Juego de cables de 4 mm25

10Multmetro analgico/digital medidor de potencias y F.P.02

El presente laboratorio debe facilitar los conocimientos orientados a la prctica de los motores de corriente continua. El contenido se centra en el anlisis experimental de las mquinas auto excitadas y con excitacin independiente.

Al concluir el presente laboratorio Ud. habr aprendido el modo de funcionamiento, operacin y respuesta de las caractersticas de operacin en estado permanente y transitorio. As mismo se demostrar las prcticas del control de tensin, inversin de giro y curvas caractersticas de los MCC.

5. FUNDAMENTO TEORICO:1. CONEXIN DEL GENERADOR DE CORRIENTE CONTINUA

Motor DC excitacin shunt Motor DC excitacin independiente

Motor DC excitacin serie Motor DC excitacin compuesta2. MEDICION DE LA RESISTENCIA DEL ESTATOREsta medicin se realiza aplicando los siguientes mtodos:

Voltio amperimtrico en CC y CA.

Ohmmetro de precisin.

Puente de medicin para resistencias pequeas.

Medicin de la Rf y Lf del circuito de campo. Ver GCC Medicin de la RD y LD del circuito de compensacin. Ver GCC Medicin de la Ra y La del circuito de armadura. Ver GCC3. MEDICION DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO N0RMALIZADO

(IEEE 112/1978 item 4.1) e (IEEE 43 / 1991) VER APENDICE ADJUNTO A LAS GUIAS Ver GCC4. MEDIDA DE INDUCTANCIA ROTACIONAL( Gaf)VER APENDICE ADJUNTO A LAS GUIAS Ver GCC

5. PRUEBA EN VACIO (IEEE 112 /1978 ITEM 4.6)nicamente para controlar las prdidas rotacionales.

6. PRUEBA CON CARGA (IEEE 112 /1978 ITEM 4.2 )

Para la prueba con carga se tendr que conectar el freno dinmico LN como FRENO y seleccionado en control de TORQUE. Seguir las indicaciones del profesor.

P til = T (N-m) x RPM (pi/30)

EF = P til / P ingreso

7. ENSAYO DE TEMPERATURA ( IEEE 112 /1978 ITEM 5.3 MET. 3 )

Consiste el registrar la temperatura y el tiempo y tener la curva Temp. Vs Tiempo. El tiempo mnimo es 04 horas cuando la temperatura comienza a disminuir en 02 grados centgrados durante las dos horas siguientes.

8. CLASIFICACION DE LOS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

Motor con excitacin shunt.- Se conecta el circuito del inductor en paralelo con el circuito del inducido (comparten la misma fuente externa). Ambos circuitos estn calculados para trabajar con una fuente comn.

IL = Ia + If

V = Ea + (Ra * Ia)

Ea = Gaf * If * Wm, Te = Gaf * If * Ia, V = Ea + (VV = Vf = ( Radj + Rf ) * If

Fneta = Fcampo - Farmadura

Esta mquina ha recibido este nombre debido a que su devanado inductor est conectado en derivacin a su inducido. Dicho devanado est conformado de muchas espiras y de un conductor delgado debidamente aislado.

Motor con excitacin independiente.- Con la finalidad de obtener una intensidad de campo magntico constante e independiente a los cambios bruscos que se presentan en la carga y para mejorar el par y mantener la velocidad mucho mas estable que los tipos anteriores, alimentaremos al circuito de campo por medio de una fuente DC externa e independiente (evitando que las variaciones existentes en el circuito de armadura interfieran en el circuito de campo). El circucito de la armadura tendr su propia fuente de modo que las variaciones existentes ( debido a la carga ), no afecten al circuito inductor. Por tanto las corrientes Ia e If son independientes. A continuacin podemos detallar las siguientes ecuaciones:

V = Ea + Ra * Ia

Ea = Gaf * If * Wm , Te = Gaf * If * Ia , V = Ea + (V

Fneta = Fcampo - Farmadura

Vf = (Radj + Rf) * If

El circuito de campo tiene las mismas caractersticas de construccin que el GCC tipo shunt y difiere en la utilizacin de una fuente completamente independiente.

Motor con excitacin compuesta.- El funcionamiento ms estable de los motores hacen que la mquina sea de muy buena calidad. Para lograrlo los fabricantes de mquinas de CC han combinado las caractersticas de un motor serie y shunt. Se crean entonces las mquinas compuestas que renen mejores caractersticas que las mquinas estudiadas anteriormente.

Fneta = Fcampo + Fcompen. - Farmadura

Fneta = Nf * If + Nd * Id - Na * Ia

Segn la ubicacin de la conexin del circuito inductor, esta mquina puede denominarse de: Pas corto y largo.

6. CUESTIONARIO

1. Enumere y defina las caractersticas de funcionamiento nominales del MCC. Tome los datos de placa del motor primo y del MC.C. Utilizados en sus ensayos.

2. Del ensayo con carga graficar las siguientes curvas. V vs Ia, Pot vs Wm., EF vs Wm, EF vs Pot. , Pot. vs Ia, Ra Ia vs Ia Para R = 300:

Para R = 200:

Para R = 100:

3. Que sucede en el MCC cuando se invierte la polaridad de la fuente de: solo el campo con armadura constante y solo armadura manteniendo fijo el campo. Demuestre analticamente los cambios encontrados.

Cuando solo el campo con armadura constante se invierte de polaridad, el motor de corriente contina funcionaria como motor de corriente continua, y la velocidad empieza a disminuir, por el contrario cuando solo la armadura se invierte, manteniendo fijo el campo, se comporta como generador y la velocidad empieza a aumentar, al igual que las rpm

4. Como verificara si el sistema de escobillas est calibrado correctamente haqa un esquema. En caso de no estar bien calibrado, este efecto, como afectara en el trabajo normal del MCC? Explique detalladamente su respuesta.

Primero tienes que verificar que las escobillas estn perfectamente asentadas, es decir que la superficie del carbn asiente completamente sobre el conmutador del motor y que no queden espacios, ya que esto genera chisporroteos, despus tienes que verificar que las muelle de las escobillas presionen correctamente estas.Para verificar la zona neutra del motor (ngulo de las escobillas con respecto al campo magntico), tienes que aplicar un voltaje de corriente alterna a las bobinas de campo, y con un multmetro conectado en las puntas de la armadura y la escala en voltaje de CA, tienes que girar el soporte que sujeta las escobillas (generalmente es como un disco sujetado con tornillos a la tapa trasera del motor), para esto primero has una marca de la posicin original en la que estaba colocado para que sirva de referencia, se debe de notar que al ir girando este soporte hacia adelante o hacia atrs la lectura en el multmetro aumenta o disminuye, tienes que fijar el soporte en el punto donde el voltaje sea menor. El voltaje de alterna que le apliques a las bobinas de campo tiene que ser igual o menor al valor que indica la placa de datos del motor, si el motor es de campo permanente (imanes) tienes que utilizar un multmetro de preferencia analgico en la escala de Ohms y girando el soporte de las escobillas lo fijaras en donde la lectura del multmetro te marque mayor resistencia de preferencia resistencia infinita. (Ya que la armadura en su zona neutra se comporta como un capacitor).Un motor que no est ajustado en su zona neutra consume una corriente excesiva y baja el torque del motor, por lo que para verificar que tu motor esta correctamente ajustado, tienes que probarlo con carga y medir la corriente, esta no debe rebasar los amperajes anotados en la placa de datos, debe tener la fuerza suficiente para hacer su trabajo, as como llegar a las revoluciones mximas de placa cuando este alimentado tambin al voltaje nominal de armadura y no deber generar chispas visibles en el conmutador de ms de tres milmetros.

7. OBSERVACIONES:Se nota que al momento de unir el motor con la jaula de ardilla, importa la posicin de la lnea que hay en el protector de plstico que une a estos dos, ya que de ponerlo de forma invertida no funcionar la mquina y no marcar nada en el tablero.

8. CONCLUSIONES:Como se pudo comprobar los motores de DC convierten potencia elctrica en potencia mecnica por medio de su movimiento rotatorio, el motor actualmente es una gran ayuda para la sociedad ya que gracias a l muchas mquinas que basan su funcionamiento en ellos pueden funcionar. Es una de las mquinas ms verstiles en la industria, ya que gracias a su fcil control de posicin, par y velocidad permite que se pueda aplicar en muchos mbitos, tales como el control y la aplicacin de procesos Una de las principales caractersticas de un motor de DC es que puede regular su velocidad de vaco a plena carga. En un motor la velocidad a la que se presenta el par mximo se puede controlar variando la resistencia del rotor, el valor del par mximo es independiente de la resistencia del rotor, pero una alta resistencia del rotor disminuye la velocidad a la que se presenta el par mximo y por tanto incrementa el par de arranque del motor, aunque esto afecta ya que su regulacin de velocidad no es la mejor en su intervalo normal de operacin, en contraste, una baja resistencia en el rotor reduce el par de arranque y mejora la regulacin de velocidad. Por otra parte el control de velocidad se puede lograr en los motores de induccin por medio del cambio del nmero de polos en la mquina, del cambio de frecuencia elctrica aplicada, del cambio de voltaje aplicado en los terminales o del cambio en la resistencia del rotor. Finalmente es importante tener en cuenta que una mquina de corriente continua puede ser motor o generador dependiendo del sentido de giro de las espiras.9. RECOMENDACIONES:Se recomienda que antes de empezar a unir el motor al tablero y a los otros equipos, verificar las continuidades de los cables de unin, ya que si alguno estuviera quebrado por dentro y no haya sido verificado con anterioridad, se tendra que desarmar todo para saber cul es la fuente del problema, demorando as el progreso de la experiencia.

10. BIBLIOGRAFIA:

Mquinas Elctricas Chapman

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_shunt

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua http://libros-ingenieria.blogspot.com/2010/08/maquinas-electricas-chapman-3ra-edicion.html11. ANEXOS:

Motor monofsico usado en la experiencia

Tablero similar usado tambin en la experienciaPAGE 2