Informe Practica 3
Informe Practica 3
Informe Practica 3
MAQUINAS ELECTRICAS
Daniel Nicolás Vanegas Cárdenas.
e-mail: dn.vanegas10@uniandes.edu.co
Juan Esteban Salamanca Infante.
e-mail: je.salamanca567@uniandes.edu.co
Andrés Felipe Almanza Caballero.
e-mail: af.almanza10@uniandes.edu.co
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de bajo costo y fáciles de mantener. Estos motores corrientes parasitas en el hierro, las pérdidas por
constan de dos partes principales: un estator fricción en los cojinetes y la fricción del aire.
estacionario y un rotor giratorio. Asimismo, cuando se tienen máquinas de gran
tamaño la potencia disipada en forma de calor por
La operación del motor asincrónico trifásico está metro cuadrado se incrementa. Por lo tanto, el
basada en la aplicación de la ley de Faraday y la enfriamiento de las maquinas grandes es de gran
fuerza de Lorenz en un conductor. En primer lugar, importancia.
se induce un voltaje en el estator (ley de Faraday),
luego el voltaje inducido produce de inmediato una ARRANQUE DEL MOTOR: Para que la puesta en
corriente I, la cual fluye por el conductor sujeto al marcha de una maquina eléctrica pueda llevarse a
rotor. Como el conductor que transporta corriente cabo, es preciso, que el par de arranque sea
queda en el campo magnético del imán, superior a la carga, de esa forma se logra que el
experimenta una fuerza mecánica (Fuerza de rotor gire a una velocidad mayor. Sin embargo, el
Lorenz). Finalmente, esta fuerza genera un torque arranque de un motor consume una corriente
que hace que el rotor gire en sentido del campo considerable que puede hacer que afecte el
magnético. funcionamiento normal de otros elementos
conectados a la red. Por consiguiente, para reducir
Por otro lado, para obtener las tres fases se las corrientes de la puesta en marcha, se emplean
colocan tres devanados que están separados métodos de arranque. A continuación se explican
físicamente 120º uno del otro. Por consiguiente, las tres métodos.
corrientes resultantes tendrán el mismo valor pero
desplazadas 120º. Un tipo de arranque muy utilizado, en los motores
pequeños es el directo, que consiste en conectarlo
La construcción de un motor de inducción es a la red sin ningún equipo auxiliar que ayude a
similar a la de un transformador trifásico. Pues el encender el motor. Este método se utiliza
motor tiene tres devanados primarios idénticos y principalmente, por su par elevado y porque la
tres devanados secundarios idénticos. En la figura corriente de arranque es alta respecto a la corriente
1 se presenta el circuito equivalente por fase para nominal, pero al ser un motor pequeño estas
un motor trifásico de inducción. En él las bobinas proporciones de corrientes, son bajas. Otro tipo de
del motor están representadas por una resistencia arranque más sofisticado, es el arranque
e inductancia en serie (son pérdidas generadas por electrónico, el cual aumenta progresivamente la
el cobre en el rotor y estator). También existe un tensión y reduce la corriente de arranque, además
componente de perdidas representado en una posee un monitoreo de la temperatura del motor y
resistencia (perdidas del hierro) y un componente un alivio mecánico para los movimientos bruscos
magnetizante que está representado como una que se puedan presentar en el arranque.
inductancia.
Finalmente se presenta uno de los arranques más
comunes de motores y es el estrella triangulo, en el
cual el motor se conecta inicialmente a la red en
configuración de estrella, así la corriente se
disminuye en un 30%, esta disminución se debe a
las relaciones I_L=√3 I_F y V_L=√3 V_F. Una vez
conectado, se espera hasta llegar a la velocidad
nominal, una vez hecho esto el motor conmuta a un
circuito delta, para trabajar normalmente.
2
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3
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4
.
5
.
0 2,6 0,04 65
1
0,2 57,2 0,55 104
0,4 108 1,08 100
0.5
0,6 141 1,61 87,5776397
5
0 0,8 158 2,13 74,1784037
-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
6
M [Nm] 1 168,4 2,63 64,0304182
5
1,2 176,4 3,15 56
I [A] cos Eta 1,4 182,5 3,65 50
Figura 9. Corriente, factor de potencia y eficiencia del 1,6 187 4,18 44,7368421
motor en la prueba con carga.
1
Tabla 1. Datos prueba de vacío y corto circuito
6 SESION PRACTICA 3-2. Curvas de circuito abierto, corto circuito y reactancia sincrónica
voltaje de lCircuito Abierto (V) Reactancia sincronica corriente de corto circuito (A)
Icc (A)
100
1,5
Durante la prueba de circuito abierto el generador se 60
6
.
Eficiencia [%]
las pruebas realizadas sobre el sistema motor- 50%
generador; durante la práctica se realizaron pruebas 40%
sobre dos diferentes cargas, una puramente resistiva y 30%
otra carga resistiva inductiva. El valor de la resistencia 20%
utilizada es de 1500Ω y la inductancia es de 0,8H.
10%
Prueba Carga R Carga R-L 0%
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
Corriente Pin Pout Pin Pout
Corriente de excitación [A]
Excitación (A) (W) (W) (W) (W)
0 104,96 0,03 103,41 0,03
0,2 120,31 10,02 120,75 15,18
Eficiencia Carga R Eficiencia Carga R-L
0,4 141,3 31,53 141,2 41,88 Figura 11. Eficiencia porcentual de los sistemas con carga
0,6 158,66 49,68 159,86 71,1 resistiva pura e inductiva
0,8 166,84 61,47 170,04 90,3
Debido a que sólo se realizaron las mediciones de la
1 172,21 68,52 178,57 107,55 potencia de entrada y salida del sistema, no se puede
1,2 178,12 74,4 185,43 116,61 saber directamente los valores de las potencias
intermedias, tanto en el motor como en el generador. Sin
1,4 182,74 78,9 190,55 126,72 embargo, es posible saber la potencia mecánica
1,6 187,11 82,83 193,75 131,07 inducida en el generador, debido a que se conocen los
Tabla 2. Potencias de entrada y salida para las pruebas valores de la velocidad angular y el torque en el rotor del
realizadas con distintas cargas generador. Además, como se sabe que el motor está
encargado de inyectar la potencia mecánica al
De los datos obtenidos del montaje experimental, se generador y estos dos elementos están conectados por
construye la gráfica de eficiencias de la figura 10. En la una misma pieza rígida, se puede asumir que no hay
gráfica se compraran las eficiencias de las pruebas con pérdidas en la conducción de la energía mecánica desde
diferentes cargas en el generador, a medida que se el motor hasta el generador. Teniendo esto en cuenta,
varía la corriente de excitación en el rotor del generador. se puede afirmar que la potencia mecánica es igual para
De la gráfica se pueden observar dos resultados igual ambos elementos, lo que permite saber la potencia
importantes. El primero, es el gran efecto que tiene la inyectada desde el motor al generador y así conocer
corriente de excitación sobre la eficiencia, debido a que todas las potencias intermedias involucradas en el
cuando esta corriente es cero, la eficiencia es cero proceso.
también y cuando alcanza su valor nominal (mayor), la
eficiencia es máxima. El segundo resultado importante
es que para cualquier valor, mayor a cero, de la 8 CONCLUSIONES
corriente de excitación muestreada, el valor de la
eficiencia de la carga resistiva e inductiva es mayor que
la eficiencia de la carga puramente resistiva.
La razón por la cual la eficiencia del generador está La corriente de arranque de un motor es muy
relacionada con la corriente de excitación, tiene que ver elevada, un periodo de arranque prolongado
con el hecho de que esta corriente la que permite la puede sobrecargar la línea que alimenta al
generación del campo magnético, y por ende un flujo motor, pues el voltaje de la línea puede
magnético. Este flujo, en consecuencia, produce una reducirse, afectando otras cargas conectadas.
fuerza electromotriz en los bornes del estator del Es por eso, que los motores deben ser
generador, que dependerá de la derivada en el tiempo arrancados con un voltaje reducido con el fin de
del flujo magnético. Es por este motivo, que si no hay limitar la potencia absorbida por el motor.
corriente de excitación, no hay voltaje en la salida del Se logró establecer como es el funcionamiento
generador y no se genera una potencia de salida cuando mecánico de un motor a través de las
se conecta una carga. mediciones de potencia entregada, corriente,
velocidad y eficiencia. No solo en términos de
como este actúa en presencia de una carga
variable. Sino también en como el arranque de
una herramienta como esta tiene un impacto en
los equipos que comparten una misma red
eléctrica.
La velocidad de un motor solo depende de la
carga que se le aplique, una vez, este opera al
voltaje nominal.
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8 REFERENCIAS