MOTORES-LAB-4-1

MANTENIMIENTO DE MOTORES 2015

MANTENIMIENTO DE MOTORES

Laboratorio 04

“MONTAJE ALINEAMIENTO Y PRUEBAS PARA DETERMINAR LA EFICIENCIA DE MOTORES

TRIFÁSICOS”

Integrantes:

ALEJANDRO LARA, ElvisLARA OLIVERA, PeterRAMOS APAZA, Jhon

ROJAS RAMOS, Jimmy

Grupo: C4 - 5C

Profesor: HERMENEGILDO MENDOZA

Fecha de inicio: 03 de noviembreFecha de entrega: 16 de noviembre

2015 – III.-OBJETIVOS:

1 HERMENEGILDO MENDOZA


Identificar las características de motor trifásico.

Conocer procedimientos para el montaje y alineamiento del motor eléctrico.

Desarrollar habilidades y seguridad en el uso de los equipos para determinar la

eficiencia de los motores eléctricos.

Conocer procedimientos y normas de seguridad para el acabado final y puesta en

operación de un motor.

II.-MATERIALES EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

Fuente de tensión regulable de corriente alterna.

Motor trifásico con rotor jaula de ardilla.

Electrodinamómetro.

Instrumentos seleccionados por el participante.

Herramientas seleccionadas por el participante.

Equipos de seguridad.

III.-OPERACIONES:

Tomar datos de la placa característica.

Inspeccionar visualmente parte externa del motor.

Realizar mediciones según formato e interpretar resultados.

Medir potencia en vacío

Montaje de motor y electrodinamómetro.

Instalar equipo para alineamiento y alinear.

Medir potencia erétrica y mecánica con motor a plena carga.

Corrección de fallas acabado final.

IV.-PROCEDIMIENTO:



A. Cálculos de los datos de motores 1 y 2

Datos del Motor 1.

1) Se procedió inspeccionar externamente el motor.

2) Se revisó si es que el eje giraba libremente.

3) Se tomó los datos de placa del motor.

1.-DATOS DEL MOTOR


DATOS DE PLACA DE MOTOR

REVISIÓN DE GIRO LIBRE DEL ROTOR



KW HP RPM Voltios Amperios Modelo

3 4 1725 220/380/440 11.7/6.77/5.85 WEG NBR

7094

2.-DATOS DE LAS CONEXIONES

Grupos por fase Tipos de conexión Número de bobinas

externo

Calibre del

conductor

2 ∆∆/ΥΥ/∆/Υ 12 16

3.-RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

MΩ C° MΩ C°

238 MΩ 21° 84,52 MΩ 40°

Resistencia de aislamiento corregido

R40°C =KT x RT

R40°C = 0354x238 R40°C = 84,52 MΩ

Con el uso del meghometro se precedió a tomar datos del aislamiento.RESISTENCIA DE AISLAMIENTO DE FASES A MASA

FASE A-B FASE A-C FASE B-C

2,9Ω 3Ω 3Ω

4) Se decide probar el motor en conexión estrella.

5) Se conecta a la fuente de tensión variable.

6) Se toma datos con el instrumento analizador de redes.

POTENCIA EN VACÍO



U I RPM 1788

L1 y L2 95,8V L1 0,85 A KW 0,294

L2 y L3 94,2V L2 0,77 A S 133,89VA

L1 y L3 96,2V L3 0.81 A Cosɸ 0,14

7) Se acopla el motor al electrodinamómetro.

8) Se utiliza el reloj comparador para alinearlo correctamente.

9) Se da vueltas al eje para alinearlo verticalmente y horizontalmente.

10) Luego con el rotor bloqueado se procede a tomar los datos.

IN U KW

6.7A 378.6V 3,66V

11) Luego ponemos a funcionar el motor a tensión nominal y y corriente nominal.

T= 3000/2∏ X 1725/60

T = 16, 60 N-m

F = 16, 60 N-m / 0, 25 m

F = 66, 4 N

Torque NM RPM KW

16,60 N-m 1738 3.636

12) Calculamos la eficiencia.

Eficiencia = (PSALIDA / (PSALIDA + Perdidas)) * 100

Eficiencia = (3000 / 3667) * 100

Eficiencia = 81.81 %

Datos del Motor 2.


Se concluye que el motor presenta una alta eficiencia.


13) Se procedió inspeccionar externamente el motor N°02.

14) Se revisó si es que el eje giraba libremente.

15) Se tomó los datos de placa del motor.

1.-DATOS DEL MOTOR N°02




REVISIÓN DE GIRO LIBRE DEL ROTOR


KW HP RPM Voltios Amperios Modelo

3 4 1720 220/380/440 11.7/6.43/5.55 WEG NBR

7094

2.-DATOS DE LAS CONEXIONES

Grupos por fase Tipos de conexión Número de bobinas

externo

Calibre del

conductor

2 ∆∆/ΥΥ/∆/Υ 6 16

3.-RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

MΩ C° MΩ C°

228,5 MΩ 21° 80,88 MΩ 40°

Resistencia de aislamiento corregido

R40°C =KT x RT

R40°C = 0354x228,5 R40°C = 80,88 MΩ

16) Con el uso del meghometro se precedió a tomar datos del aislamiento.

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO DE FASES A MASA

FASE A-B FASE A-C FASE B-C

1,1Ω 1,1Ω 1,1Ω

17) Se decide probar el motor en conexión estrella.

18) Se conecta a la fuente de tensión variable.

19) Se toma datos con el instrumento analizador de redes.

POTENCIA EN VACÍO

U I RPM 3594

L1 y L2 383,4V L1 3,72A KW 0,107KW



L2 y L3 382V L2 3,570A S 0.833VA

L1 y L3 385,3V L3 3,601A Cosɸ 0.12

20) Se acopla el motor al electrodinamómetro.

21) Se utiliza el reloj comparador para alinearlo correctamente.

22) Se da vueltas al eje para alinearlo verticalmente y horizontalmente.

23) Luego con el rotor bloqueado se procede a tomar los datos.

IN U KW

6,89 A 380,3 3

24) Luego ponemos a funcionar el motor a tensión nominal y y corriente nominal.

T= 3000/2∏ X 1720/60

T = 16, 65 N-m

F = 16, 65 N-m/ 0, 25 m

F = 66, 4 N

Torque NM RPM KW

16,65 N-m 1740 3,56

25) Calculamos la eficiencia.

Eficiencia = (PSALIDA / (PSALIDA + Perdidas)) * 100

Eficiencia = (3000/35600) * 100

Eficiencia = 84.26 %

B. Como tenemos los datos de los motores 1 y 2 compararemos y Evaluaremos el ahorro de energía eléctrica y perdida.

EVALUAR LA COMPRA DE UN MOTOR DE ALTA EFIECIENCIA


Se concluye que el motor presenta una alta eficiencia.


Evaluar la compra de un motor estándar o un motor de alta eficiencia para accionar

una carga de 4 HP, 1725 rpm que trabaja durante 18 horas por día, 26 días al mes y 12

meses al año. La empresa donde se instalara el motor tiene una tarifa MT4

(calificación en punta).

Eficiencia de los motores:

Tabla Nº 1 Cuadro comparativo de eficiencias

MOTOR EFICIENCIA

ESTANDAR 81.81 %ALTA EFICIENCIA 94.1 %

Precio de los motores:

Tabla Nº 2 Cuadro comparativo de precios

MOTOR PRECIO (S/.)

ESTANDAR S/. 14660.5

ALTA EFICIENCIA S/. 17592.6

Factor de utilización:

FU=( hdia )×( diasmes )×(mesaño )FU=18×26×12

FU=5616horas /año

Costo de la potencia:

Según tarifario MT4 de la empresa distribuidora (Luz del sur).

Tabla Nº 3 Cuadro comparativo del consumo mensual en Nuevos soles

Cargo por potencia activa de generación para usuarios (presente en punta).

S/. /KW-mes 22.77

Cargo por potencia activa de redes de distribución para usuarios (presente en punta)

S/. /KW-mes 10.54

TOTAL S/. /KW-mes 33,31

Costo de la energía:

Según tarifario de la empresa distribuidora (Luz del sur).

Tabla Nº 4 Precio de Cargo por energía activa



Cargo por energía activa Ctms. S/. /Kw.h 13.60 Consumo de potencia:

P= FC×HP×0,746n

Motor estándar:

P=0.8×4×0,7460 , ,81

P=2,94 kW

Motor de alta eficiencia:

P=0.8×4×0,7460,941

P=2,53 kW

Consumo de energía anual:

E=FU ×FC×HP×0,746n

Motor estándar:

E=5616×0,8×4×0,7460,81

E=16551,253h. kW /año


E=5616×0,8×4×0,7460,941

E=14247,09h. kW /año

Costo de la potencia consumida anual:

CP=12×P×( S/ .kW ) Motor estándar:

CP=12×2,62×(33,31 S / .kW )



Cp = 1047,26 Soles.


CP=12×2,53×(33,31 S / .kW )

Cp = 1011,29 Soles.

Costo de energía consumida anual:

CE=E×( S / .kWh ) Motor estándar:

CE=16551,253×(0.136 S /.kWh )

Ce = 2250, 97 Soles.


CE=14247,09×(0.136 S / .k Wh )

Ce = 1937, 60 Soles.

Ahorro por consumo de potencia y energía:

S= (CPE+CEF )−(CPS+CES )

S= (1047,26+2250,97 )− (1011,29+1937 ,60 )

S = 349,34 soles.

Tabla Nº 5 Periodo de recuperación

1 año 1885,18

2 año 3770,36

3 año 5655,54

4 año 7540,72

5 año 9425,9

6 año 11311,08

7 año 13196,26



8 año 15081,44

9 año 16966,62

10 año 18851,8

EVALUAR LA COMPRA DE UN MOTOR DE ALTA EFIECIENCIA

Evaluar la compra de un motor de alta eficiencia versus el rebobinado de un motor de

4 HP, 4 polos que trabajara con un factor de carga de 0,8, durante 18 horas por día. 26

días al mes y 12 meses al año. La empresa donde se instalara el motor tiene una tarifa

MT4. (Calificación presente en punta).

Eficiencia de los motores:

Tabla Nº 6 Cuadro comparativo de eficiencias

MOTOR EFICIENCIA

ESTANDAR 84.26 %

ALTA EFICIENCIA 94,1 %

Precio de los motores:

MOTOR PRECIO (S/.)

ESTANDAR S/. 14660.5

ALTA EFICIENCIA S/. 17592.6

Factor de utilización:

FU=( hdia )×( diasmes )×(mesaño )FU=18×26×12

FU=5616horas /año

Costo de la potencia:

Según tarifario MT4 de la empresa distribuidora (Luz del sur).

Tabla Nº 8 Cuadro comparativo del consumo mensual en Nuevos soles

Cargo por potencia activa de generación para usuarios (presente en punta).

S/. /KW-mes 22.77

Cargo por potencia activa de redes de distribución para usuarios (presente en punta)

S/. /KW-mes 10.54

TOTAL S/. /KW-mes 33,31



Costo de la energía:

Según tarifario de la empresa distribuidora (Luz del sur).

Tabla Nº 9 Precio de Cargo por energía activa

Cargo por energía activa Ctms. S/. /Kw.h 13.60

Consumo de potencia:

P= FC×HP×0,746n

Motor estándar:

P=0.8×4×0,7460,84

P=2,84 kW


P=0.8×4×0,7460,941

P=2,53 kW

Consumo de energía anual:

E=FU ×FC×HP×0,746n

Motor estándar:

E=5616×0,8×4×0,7460,84

E=15960,13h. kWaño


E=5616×0,8×4×0,7460,941

E=14247,09h. kW /año

Costo de la potencia consumida anual:

CP=12×P×( S/ .kW )



Motor rebobinado:

CP=12×2,84×(33,31 S/ .kW )

Cp = 1135, 20 soles


CP=12×2,53×(33,31 S / .kW )

Cp = 1011,29 soles

Costo de energía consumida anual:

CE=E×( S / .kWh )

Motor estándar:

CE=15960,13×(0.136 S / .kWh )

Ce = 2170,577 soles


CE=14247,09×(0.136 S /.kWh )

Ce = 1937,60 soles

Ahorro por consumo de potencia y energía:

S= (CPE+CEF )−(CPS+CES )

S= (1135 ,20+2170,577 )− (1011,29+1937,60 )

S = 1266,88 soles

Tabla Nº 10 Periodo de recuperación



IX.-OBSERVACIONES:

Evaluar la calidad de potencia eléctrica de la planta industrial es otro elemento importante para una operación eficiente de los motores eléctricos. Algunos parámetros a tomar en cuenta son: la tensión no debe tener variaciones mayores al 5%, el desequilibrio de tensiones no debe ser mayor de 2% y HVF (Harmonic Voltaje Factor) no debe ser mayor a 0.05. La temperatura de la máquina no cambia apreciable entre las lecturas de 1 min y 10 min, el efecto de la temperatura es generalmente pequeño. Sin embargo, cuando la temperatura inicial es alta, una reducción en la temperatura durante el tiempo de la prueba puede resultar en un aumento sustancial de la resistencia de aislamiento entre 1 min y 10 min.

X.-CONCLUSIÓNES:


1 año 3498,02

2 año 6996,04

3 año 10494,06

4 año 13992,08

5 año 17490,1

6 año 20988,12


Como podemos apreciar gracia a estas pruebas para saber la eficiencia del motor se utiliza ciertos instrumentos para obtener estos parámetros, como podemos observar la eficiencia de los motores en promedio son 82%. Llegando a concluir que son de alta eficiencia

Considerar la estabilización térmica del motor de inducción en el procedimiento de medición de eficiencia del motor de inducción esto sirve para tener un buen resultado final.

La eficiencia de un motor se define como la relación que existe entre la potencia de salida (mecánica) y la potencia de entrada (eléctrico).

Uno de los primeros pasos en la implementación del ahorro de energía en motores eléctricos es calcular adecuadamente la potencia del motor, pues cuando un motor opera cerca de sus condiciones nominales tanto la eficiencia como el factor de potencia ayudan al buen uso de la energía eléctrica.

Un motor cuando comienza a sobre trabajar, es decir, que trabaja por encima de sus valores nominales, va disminuyendo su periodo de vida; esto nos lleva a concluir que si no se realiza un buen plan de mantenimiento el motor no durará mucho. Un plan de mantenimiento debe realizarse tomando en cuentas las fallas que están ocurriendo en los motores.

Las pérdidas del motor pueden dividirse en cinco grandes áreas:

Pérdidas en el bobinado Pérdidas en el estator. Pérdidas en el rotor. Pérdidas por fricción y ventilación.

Pérdidas adicionales con carga (SLL).


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