Expocion de Laboratorio de Maquinas Electricas

7/25/2019 Expocion de Laboratorio de Maquinas Electricas

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MOTOR ELCTRICO TRIFASICO


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MOTOR ELCTRICO Es una mquina elctrica que transforma energa elctrica en

energa mecnica por medio de interacciones

electromagnticas. Algunos de los motores elctricos sonreversibles, pueden transformar energa mecnica en energaelctrica funcionando como generadores. Los motores elctricosde traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambastareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

on ampliamente utilizados en instalaciones industriales,comerciales ! particulares. "ueden funcionar conectados a unared de suministro elctrico o a bateras. As, en automviles seestn empezando a utilizar en ve#culos #bridos paraaprovec#ar las venta$as de ambos.


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MOTOR ELECTRICO TRIFASICO Los motores elctricos trifsicos, se fabrican en las

mas diversas potencias, desde una fraccin decaballo #asta varios miles de caballos de fuerza%&"', se los constru!e para prcticamente, todaslas tensiones ! frecuencias %() ! *) &z'normalizadas ! mu! a menudo, estn equipadospara traba$ar a dos tensiones nominales distintas.e emplean para accionar mquinas+#erramienta,bombas, montacargas, ventiladores, gras,

maquinaria elevada, sopladores, etc.


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: -uando la corriente atraviesa los arrollamientos de las tres fases delmotor, en el estator se origina un campo magntico que induce corrienteen las barras del rotor.

ic#a corriente da origen a un flu$o que al reaccionar con el flu$o delcampo magntico del estator, originar un para motor que pondr en

movimiento al rotor. ic#o movimiento es continuo, debido a lasvariaciones tambin continuas, de la corriente alterna trifsica.

olo debe #acerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidadque la del campo magntico giratorio. Esto se debe a que a cadamomento recibe impulsos del campo, pero al cesar el empu$e, el rotor se

retrasa. A este fenmeno se le llama deslizamiento. espus de ese momento vendr un nuevo empu$e ! un nuevo

deslizamiento, ! as sucesivamente. e esta manera se comprende que elrotor nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo magnticogiratorio.


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Es por lo cual recibe el nombre de asncrono o asincrnico. El deslizamiento puede

ser ma!or conforme aumenta la carga del motor ! lgicamente, la velocidad se reduceen una proporcin ma!or.

Los motores de corriente alterna ! los de corriente continua se basan en el mismoprincipio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circulauna corriente elctrica se encuentra dentro de la accin de un campo magntico, stetiende a desplazarse perpendicularmente a las lneas de accin del campo magntico.

El conductor tiende a funcionar como un electroimn debido a la corriente elctricaque circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnticas, queprovocan, debido a la interaccin con los polos ubicados en el estator, el movimientocircular que se observa en el rotor del motor.

"artiendo del #ec#o de que cuando pasa corriente por un conductor produce uncampo magntico, adems si lo ponemos dentro de la accin de un campo magnticopotente, el producto de la interaccin de ambos campos magnticos #ace que elconductor tienda a desplazarse produciendo as la energa mecnica. ic#a energa escomunicada al e/terior mediante un dispositivo llamado flec#a.


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PARTES Y FUNCIONAMIENTO DELMOTOR ELCTRICOSTRIFSICO 0ndependientemente del tipo de motor trifsico del que se trate, todos los

motores trifsicos convierten la energa elctrica en energa mecnica.

1. El estator2 est constituido por un enc#apado de #ierro al silicio, introducido

generalmente a presin, entre una carcasa de #ierro colado. El enc#apado esranurado, lo cual sirve para insertar all las bobinas, que a su vez se constru!encon alambre de cobre, de diferentes dimetros.

3. El rotor2 es la parte mvil del motor. Est formado por el e$e, el enc#apado !unas barras de cobre o aluminio unidas en los e/tremos con tornillos. A este tipode rotor se le llama de $aula de ardilla o en cortocircuito porque el anillo ! las

barras que son de aluminio, forman en realidad una $aula.

4. Los escudos2 estn #ec#os con #ierro colado %la ma!ora de veces'. En elcentro tienen cavidades donde se incrustan co$inetes de bolas sobre los cualesdescansa el e$e del rotor. Los escudos deben estar siempre bien a$ustados conrespecto al estator, porque de ello depende que el rotor gire libremente, o quetenga 5arrastres6 o 5fricciones6.


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TIPOS Y CARACTERSTICAS DEL MOTOR ELCTRICO TRIFSICO

i el rotor tiene la misma velocidad de giro que ladel campo magntico rotativo, se dice que el motor

es sncrono. i por el contrario, el rotor tiene unavelocidad de giro ma!or o menor que dic#o campomagntico rotativo, el motor es asncrono deinduccin.

Los motores elctricos trifsicos estnconformados por dos grandes grupos2

1. 7otores ncronos

3. 7otores Asncronos


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1.Motores Sncronos: Este motor tiene la caracterstica de que su velocidad de giro es directamente

proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Esutilizado en aquellos casos en donde se desea una velocidad constante.

Las mquinas sncronas funcionan tanto como generadores ! como motores. Ennuestro medio sus aplicaciones son mnimas ! casi siempre estn relacionadas en lageneracin de energa elctrica. "ara el caso referente a la mquina rotativasncrona, todas las centrales &idroelctricas ! 8ermoelctricas funcionan mediantegeneradores sncronos trifsicos. "ara el caso del motor se usa principalmentecuando la potencia demandada es mu! elevada, ma!or que 179 %mega vatio'.

Los motores sncronos se subdividen a su vez, de acuerdo al tipo del rotor queutilizan, siendo estos2 rotor de polos lisos %polos no salientes' ! de polos salientes.

7otores de rotor de polos lisos o polos no salientes2 se utilizan en rotores de dos !cuatro polos. Estos tipos de rotores estn construidos al mismo nivel de lasuperficie del rotor %:ig.1.('. Los motores de rotor liso traba$an a elevadas

velocidades.


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1.Motores Sncronos:7otores de rotor de polos lisos o polos nosalientes2 se utilizan en rotores de dos !cuatro polos. Estos tipos de rotores estnconstruidos al mismo nivel de la superficiedel rotor %:ig.1.('. Los motores de rotorliso traba$an a elevadas velocidades.


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MOTOR ASNCRONO Los motores asncronos o motores de induccin,

son las mquinas de impulsin elctrica msutilizadas, pues son sencillas, seguras ! baratas.Los motores asncronos se clasifican segn eltipo de rotor, en motores de rotor en $aula de

ardilla %o motores con inducido en cortocircuito'! en motores de rotor bobinado o de anillosrozantes.


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MOTORES DE INDUCCIN ASNCRONOS


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MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Los motores de -.A. se clasifican de la siguiente

manera2Asncrono o de induccin

Los motores asncronos o de induccin son aquellosmotores elctricos en los que el rotor nunca llega agirar en la misma frecuencia con la que lo #ace elcampo magntico del estator. -uanto ma!or es elpar motor ma!or es esta diferencia de frecuencias.


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M#$#r !%&"r# Los motores sncronos son un tipo de motor de

corriente alterna. u velocidad de giro es

constante ! depende de la frecuencia de la tensinde la red elctrica a la que est conectada ! por elnmero de pares de polos del motor, siendoconocida esa velocidad como


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Arra&'ue de u& (#$#r $rif!i"# !%&"r#E/isten cuatro tipos de arranques diferentes para este tipo de motor2

-omo un motor asncrono.

-omo un motor asncrono, pero sincronizado.

;tilizando un motor secundario o au/iliar para el arranque. -omo un motor asncrono, usando un tipo de arrollamiento diferente2 llevar unos

anillos rozantes que conectarn la rueda polar del motor con el arrancador.

:renado de un motor trifsico sncrono

"or regla general, la velocidad deseada de este tipo de motor se a$usta por medio de unrestato. El motor sncrono, cuando alcance el par crtico, se detendr, no siendo esta

la forma ms ortodo/a de #acerlo. El par crtico se alcanza cuando la carga asignada almotor supera al par del motor. Esto provoca un sobrecalentamiento que puede daarel motor. La me$or forma de #acerlo, es ir variando la carga #asta que la intensidadabsorbida de la red sea la menor posible, ! entonces desconectar el motor.

Btra forma de #acerlo, ! la ms #abitual, es regulando el reostato, con ello variamos laintensidad ! podemos desconectar el motor sin ningn riesgo.


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Arra&'ue de u& (#$#r $rif!i"# !%&"r# Los motores elctricos se utilizan en la gran ma!ora de las mquinas modernas. u

reducido tamao permite introducir motores potentes en mquinas de pequeotamao, por e$emplo taladros o batidoras.

-ambio de sentido de giro "ara efectuar el cambio de sentido de giro de los motores elctricos de corriente

alterna se siguen unos simples pasos tales como2

"ara motores monofsicos nicamente es necesario invertir las terminales deldevanado de arranque, esto se puede realizar manualmente o con unos relevadores

"ara motores trifsicos nicamente es necesario invertir dos de las cone/iones de

alimentacin correspondientes a dos fases de acuerdo a la secuencia de trifases. "ara motores de a.c. es necesario invertir los contactos del par de arranque.

?egulacin de velocidad.+

En los motores asncronos trifsicos e/isten dos formas de poder variar la velocidad,una es variando la frecuencia mediante un equipo electrnico especial ! la otra es

variando la polaridad gracias al diseo del motor. Esto ltimo es posible en los

motores de devanado separado, o los motores de cone/in a#lander.


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Circuito Y-D balanceado

Configuracin trifsica

Va

Vb V

c

n

a

b c

Ia

Ic

Ib

IAB IBC

ICAZ

Z

A

B C

%n este caso$ se tiene que*

%sta situacin destaca claramente que la corriente aumentar respecto del casoanterior en un factor de 1"43$ es decir*

5as relaciones indicadas ya fueron estudiadas con ms profundidad en lasUnidades pasadas"

lneaVVfase =

faseII 3lnea =


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otencia trifsica

5a potencia en una carga trifsica es la suma de la potencia consumida en cadafase" or lo tanto$ la potencia aparente para cargas #alanceadas en configuracin+elta ,(ringulo- ser*

Sin em#argo$ una ve6 conectado el sistema$ es difcil poder medir la corriente por

cada fase" %n consecuencia$ es mejor e/presarla en funcin de los valores de lnea$es decir*

%sta e/presin es igualmente vlida para cone/in en %strella ,el pro#lema aqu

puede ser medir la tensin de fase-"

fasefase

IVS = 3

lnealnealnea

lneafasefase IVIVIVS === 3

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7otores de jaula de ardilla trifsicos

(al como en el caso #ifsico$ un motor de induccin trifsico produce un campogiratorio entre polos$ separados mecnica8mente 1209 ,dos polos por fase-$ de#ido a

corrientes que circu8lan entre los devanados que estn separadas el!ctricamente en1209" 5a cone/in tpica de este tipo de motores es*

R

S

T

N

Polos de

la fase R

Polos de

la fase S

Polos de

la fase T

Este punto se

encuentra en el

interior del motor


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%n el ejemplo visto ,cone/in en estrella-$ el voltaje a trav!s de cualquier devanadode fase es igual al voltaje de lnea dividido por 1"43" .s$ por ejemplo$ si el voltaje

de lnea es 3:0;$ el voltaje en cada fase del motor ser*

%l fa#ricante del motor lo dise


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Sin em#argo$ tam#i!n puede optar por permitir que el devanado pueda serconectado en +elta$ por lo que el voltaje so#re cada fase ser el voltaje de la lnea$

es decir*

or lo tanto$ si el fa#ricante del motor desea que el motor pueda ser operado enam#as condiciones$ dise


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5os motores trifsicos pueden ser dise


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5a velocidad sincrnica y el desli6amiento se calculan de la misma forma paraam#os tipos de motores" 5as ventajas de usar tres fases se pueden resumir comosigue*

5as mquinas ,generadores o motores- son ms compactas$ de mayor

eficiencia de operacin y menor costo de produccin"

5a potencia el!ctrica se transmite ms eficientemente$ con una p!rdida depotenciaI2Rmenor por fase"

%l par producido por un motor trifsico es constante$ sin ningunatendencia a &pulsar' ,como sucede con los motores monofsicos-"


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Cone/ionado &arranque8detencin'

%l diagrama de cone/ionado tpico de un motor de induccin trifsico es el que se

muestra a continuacin*

(erminalesde 5nea

(erminales

de Carga

+etectores

(!rmicos

de So#recarga

Contactos .

(ra#ajo esado

aro

,C-

.rranque

,.-

7otor

de

>nduccin

51 52 53

(1 (2 (3

SC1 SC2 SC3

R S T

7S81 7S82 7S83SC3

MS

SC1 SC2

7S81

Corriente alterna monofsica

C>CU>(?

+% ?(%C>.

C>CU>(?

+% C?(?5

.rrancador del motor


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5a #o#ina 7S de arranque del motor de#e ser del voltaje adecuado a laalimentacin de C. monofsica utili6ada ,por ejemplo$ 220;-"

.l accionar momentneamente el #otn de arranque$ se ener8gi6a la #o#ina 7S$

provocando el sello tanto de los contactos de tra#ajo pesado 7S81$ 7S82 y 7S83

,permitiendo que la alimentacin trifsica pase desde los terminales de lnea$ a

trav!s de los detectores t!rmicos de so#recarga$ )asta llegar a los terminales de

carga y energi6ar el motor- como el utili6ado para el cone/ionado de partida 7S8@"

%sto )ar que$ al soltar el #otn de arranque$ el motor permane6ca energi6ado"


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(anto por un aumento e/cesivo de la corriente como por una pulsacin so#re el

#otn de paro$ provocarn la detencin del motor"

>nversin

5a cone/in de un motor trifsico$ siguiendo el orden 8S8($ provocar unarotacin del eje del motor en el sentido de las agujas del reloj"

ara invertir la direccin de un motor de induccin trifsico$ es necesario invertir ladireccin del campo magn!tico giratorio" %sto se puede lograr conmutando lacone/in de dos de los tres ca#les principales de potencia" Un circuito prctico

sera*


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>nversin

aro

+irecta

Corriente alterna monofsica

C>CU>(?

+% C?(?5

>nversa

SC1 SC3

SC2

A8@

8@

MS

MS

8B

A8B

C>CU>(?

+% ?(%C>.

.rrancador de

7otor reversi#le

51 52 53

(1 (2 (3

SC1 SC2 SC3

R S T

A81 A82

7otor

de

>nduccin

A8381 82 83


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FALLAS DE LOS MOTORES ELCTRICOSServicio de corta duracin

El motor alcanza el calentamiento lmite durante el tiempo de funcionamientoprescrito %1)+4)+*) minutos', la pausa tras el tiempo de funcionamiento debe

ser lo suficientemente larga para que el motor pueda enfriarse.Servicio intermitente

e caracteriza por periodos alternos de pausa ! traba$o.

Proteccin contra averas

i se daa un motor, deben tomarse en cuentas los siguientes factores2

-lase de mquina accionada.

"otencia efectiva que debe desarrollar, &".

>elocidad de la mquina movida, ?"7.

-lase de transmisin %Acoplamiento elstico o rgido', sobre bancada comn oseparada, correa plana o trapezoidal, engrana$es, tornillos sin fin, etc.

8ensin entre fase de la red.


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FALLAS DE LOS MOTORES ELCTRICOS 8ensin entre fase de la red.

:recuencia de la red ! velocidad del motor.

?otor anillos rozantes o $aula de ardilla.

-lase de arranques, directo, estrella tringulo, resistencias estatricas,resistencias retricas, auto transformador, etc.

:orma constructiva.

"roteccin mecnica.

?egulacin de velocidad.

8iempo de duracin a velocidad mnima.

"ar resistente de la mquina accionada %7CD'.

entido de giro de la mquina accionada mirando desde el lado de acoplamientoderec#a, izquierda o reversible.

:recuencia de arranque en intervalos menores de dos #oras.

8emperatura ambiente si sobrepasa los ) F-.

0ndicar si el motor estar instalado en reas peligrosas2 Das, &umedad, etc.


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FALLAS DE LOS MOTORES ELCTRICOS El motor funciona en forma irregular

Avera en los rodamientos.

La ca$a del motor est sometida a tensiones mecnicas.

Acoplamiento mal equilibrado.

No arranca

8ensin mu! ba$a.

-ontacto del arrollamiento con la masa.

?odamiento totalmente daado.

efecto en los dispositivos de arranques.

Arranca a golpes

Espiras en contacto. Motor trifsico arranca con dificultad y disminucin de velocidad al ser cargado

8ensin demasiado ba$a.

-ada de tensin en la lnea de alimentacin.

Estator mal conectado, cuando el arranque es estrella tringulo.

-ontacto entre espiras del estator.


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FALLAS DE LOS MOTORES ELCTRICOS Trifsico produce zumbido internamente y fluctuaciones de corriente

en el estator

0nterrupcin en el inducido.

Trifsico no arranca o lo ace con dificultad en la cone!in estrella emasiada carga.

8ensin de la red.

aado el dispositivo de arranque estrella.

Trifsico se calienta rpidamente

-ortocircuito entre fases.

-ontacto entre muc#as espiras.

-ontacto entre arrollamiento ! masa.

Estator se calienta y aumenta la corriente

Estator mal conectado.

-ortocircuito entre fases.

-ontacto entre arrollamientos ! masa.


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FALLAS DE LOS MOTORES ELCTRICOS Se calienta e!cesivamente pero en proceso lento

E/ceso de carga.

:recuencia de cone/in ! descone/in mu! rpida.

8ensin demasiado elevada. 8ensin demasiado ba$a.

:alla una fase.

0nterrupcin en el devanado.

-one/in equivocada.

-ontacto entre espiras. -ortocircuito entre fases.

"oca ventilacin.

0nducido roza el estator.

-uerpos e/traos en el entre#ierro.

La marc#a no corresponde al rgimen sealado por la placa

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