práctica nº 8 arranque del motor de c.a. polifásico

LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS DE AC - MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA

ING HAROLD JOSÉ DÍAZ M. MSC- GRUPO DE DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA 1

PRÁCTICA Nº 8: ARRANQUE DEL MOTOR DE C.A. POLIFÁSICO

8.1 OBJETIVOS Estudiar los diferentes métodos de arranque para el motor de corriente alterna polifásico: de inducción (jaula de ardilla y rotor bobinado) y sincrónico. 8.2 CONCEPTOS BÁSICOS 8.2.1 Definiciones 8.2.1.1 Motor asincrónico (de inducción). Motor que transforma energía eléctrica

de corriente alterna en energía mecánica, cuyas revoluciones no son proporcionales a la frecuencia de la tensión aplicada.

8.2.1.2 Motor de Jaula: Motor cuyo rotor es perforado axialmente por barras

normalmente circulares de cobre o aluminio, en las partes laterales son unidas por anillos conductores. pueden ser de jaula sencilla ó doble jaula.

8.2.1.3 Motor de rotor bobinado: Motor asincrónico cuyo rotor está formado por

un devanado imbricado conectado en Y. 8.2.1.4 Motor de gran reactancia (con desplazamiento de corriente): la jaula se

realiza mediante ranuras de sección rectangular, trapezoidal o en forma de botella de gran profundidad. En este tipo de motor se utiliza el fenómeno de desplazamiento de la corriente.



8.2.2 Teoría 8.2.2.1 Corriente de arranque Un problema importante en la operación de la máquina de inducción es la elevada corriente que esta absorbe durante el proceso de arranque. La corriente de arranque de una máquina de inducción se encuentra entre tres y seis veces la corriente nominal de la máquina, y en algunas ocasiones aún más. La caída de tensión en los conductores de alimentación y en el sistema puede sobrepasar el máximo permitido. La tensión de alimentación de la máquina no debe estar nunca por debajo del 5% de su valor nominal, hay que recordar que el torque eléctrico se reduce con el cuadrado de la tensión de alimentación, y la máquina puede ser incapaz de acelerar la carga mecánica. Existen cargas mecánicas que a baja velocidad no ofrecen resistencia importante y su torque mecánico se incrementa paulatinamente con la velocidad. En este caso es posible utilizar sistemas de arranque de la máquina de inducción a tensión reducida que contribuyen a disminuir la magnitud de la corriente en la máquina durante el proceso de aceleración. Un arranque a tensión reducida, incrementa el tiempo de aceleración de la máquina y su carga mecánica, pero las corrientes disminuyen en la misma proporción que la tensión aplicada. Algunas máquinas de inducción que se utilizan en sistemas relativamente débiles, como puede ser el caso de los ascensores y elevadores residenciales, se diseñan con reactancias de dispersión muy grandes. Para reducir la corriente durante el proceso de arranque a dos o tres veces la corriente nominal, disminuyendo de esta forma el impacto de los frecuentes arranques en el perfil de tensión de la red eléctrica. Para reducir la corriente durante el proceso de aceleración de la carga mecánica se han utilizado varios sistemas. Estos arrancadores difieren unos de otros en el método de reducción de tensión. Algunos utilizan el cambio de conexiones de las bobinas de la máquina, otros utilizan transformadores o autotransformadores y los más modernos se diseñan mediante convertidores electrónicos de potencia. Los arrancadores son costosos para ser aplicados a máquinas pequeñas, y el impacto de la corriente de arranque en estas máquinas no es importante ni para la máquina, ni para la red. Es necesario recordar que una máquina pequeña tiene una relación superficie-volumen muy grande y esto le permite disipar bien sus pérdidas. 8.2.2.2 Clasificación de los Motores de Inducción de Jaula de Ardilla de

Acuerdo con el Par de Arranque El campo magnético giratorio generado en el estator corta las barras conductoras de corriente del rotor, produciendo en ellas un momento de giro (par motor) que origina el movimiento rotativo.



Suponiendo que un motor de inducción comercial de jaula de ardilla se haga arrancar con el voltaje nominal de las terminales de línea de su estator desarrollará un par de arranque que hará que aumente la velocidad. Al aumentar la velocidad a partir del reposo (100% de deslizamiento) disminuye su deslizamiento y hasta que se desarrolla un par máximo. Esto hace que la velocidad aumente todavía más, reduciendo el deslizamiento. Los pares desarrollados al arranque y al valor de desplazamiento que produce el par máximo, en ambos exceden el par de la carga, por lo tanto, la velocidad del motor aumentará hasta que el valor de desplazamiento sea tan pequeño que el par que se desarrolla se reduzca a un valor igual al aplicado por la carga. El motor continuará trabajando a esa velocidad y el valor de equilibrio del desplazamiento, hasta que aumente o disminuya el par aplicado. Al dar la proporción correcta al devanado de doble jaula de ardilla, los fabricantes han desarrollado numerosas variaciones del diseño del rotor de vaciado o normal único. Estas variaciones tienen por consecuencia par de arranque mayores o menores que el diseño normal y también menores corrientes de arranque. Para distinguir entre diversos tipos disponibles, la National Eléctrical Manufacturers Association (NEMA) ha desarrollado un sistema de identificación con letras en la cual cada tipo de motor comercial de inducción de jaula de ardilla se fabrica de acuerdo con determinada norma de diseño y se coloca en determinada clase, identificada con una letra. Las propiedades de la construcción eléctrica y mecánica el rotor, en las cinco clases NEMA de motores de inducción de jaula de ardilla, se resume en la siguiente tabla: Tabla 1 características de los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla

de acuerdo con la clasificación en letras NEMA. Clase NEMA

Par de arranque (# de veces el nominal)

Corriente de Arranque

Regulación de Velocidad (%)

Nombre de clase Del motor

A

B

C

D

F

1.5-1.75

1.4-1.6

2-2.5

2.5-3.0

1.25

5-7

4.5-5

3.5-5

3-8

2-4

2-4

3.5

4-5

5-8 , 8-13

mayor de 5

Normal

De propósito general

De doble jaula alto par

De alto par alta resistencia

De doble jaula, bajo par y baja corriente de arranque.

*Los voltajes citados son para el voltaje nominal en el arranque.



a) Motores de Inducción de Jaula de Ardilla Clase A El motor clase A es un motor de jaula de ardilla normal o estándar fabricado para uso a velocidad constante. Tiene grandes áreas de ranuras para una muy buena disipación de calor, y barras con ranuras ondas en el motor. Durante el periodo de arranque, la densidad de corriente es alta cerca de la superficie del rotor; durante el periodo de la marcha, la densidad se distribuye con uniformidad. Esta diferencia origina una alta resistencia y baja reactancia de arranque, con lo cuál se tiene un par de arranque entre 1.5 y 1.75 veces el nominal (a plena carga). El par de arranque es relativamente alto y la baja resistencia del rotor produce una aceleración bastante rápida hacia la velocidad nominal. Tiene la mejor regulación de velocidad pero su corriente de arranque varía entre 5 y 7 veces la corriente nominal normal, haciéndolo menos deseable para arranque en línea, en especial por la alta corriente que es indeseable. b) Motores de Inducción de Jaula de Ardilla Clase B A los motores de clase B a veces se les llama motores de propósito general; es muy parecido al de la clase A debido al comportamiento de su deslizamiento-par. Las ranuras de su motor están embebidas algo más profundamente que en los motores de clase A .La mayor profundidad tiende a aumentar la reactancia de arranque y la marcha del rotor. Este aumento reduce un poco el par y la corriente de arranque. Las corrientes de arranque varían entre 4 y 5 veces la corriente nominal en los tamaños mayores de 5 HP se sigue usando arranque a voltaje reducido. Los motores de clase B se prefieren sobre los de la clase A para tamaños mayores. Las aplicaciones típicas comprenden las bombas centrífugas de impulsión, las máquinas herramientas y los sopladores. c) Motores de Inducción de Jaula de Ardilla Clase C Estos motores tienen un rotor de doble jaula de ardilla, el cual desarrolla un alto par de arranque y una menor corriente de arranque. Debido a su alto par de arranque, acelera rápidamente, sin embargo, cuando se emplea en grandes cargas, se limita la disipación térmica del motor por qué la mayor parte de la corriente se concentra en el devanado superior. En condiciones de arranque frecuente, el rotor tiene tendencia a sobre calentarse se adecua mejor a grandes cargas repentinas pero de tipo de baja inercia. Las aplicaciones de los motores de clase C se limitan a condiciones en las que es difícil el arranque como en bombas y compresores de pistón



d) Motores de inducción de Jaula de Ardilla Clase D Los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla clase D se conocen también como de alto par y alta resistencia. Las barras del rotor se fabrican en aleación de alta resistencia y se colocan en ranuras cercanas a la superficie o están embebidas en ranuras de pequeño diámetro. La relación de resistencia a reactancia del rotor de arranque es mayor que en los motores de las clases anteriores. El motor está diseñado para servicio pesado de arranque, encuentra su mayor aplicación con cargas como cizallas o troqueles, que necesitan el alto par con aplicación a carga repentina la regulación de velocidad en esta clase de motores es la peor. e) Motores de Inducción de Jaula de Ardilla de Clase F También conocidos como motores de doble jaula y bajo par. Están diseñados principalmente como motores de baja corriente, porque necesita la menor corriente de arranque de todas las clases. Tiene una alta resistencia del rotor tanto en su devanado de arranque como en el de marcha y tiende a aumentar la impedancia de arranque y de marcha, y a reducir la corriente de marcha y de arranque. El rotor de clase F se diseñó para remplazar al motor de clase B. El motor de clase F produce pares de arranque aproximadamente 1.25 veces el par nominal y bajas corrientes de arranque de 2 a 4 veces la nominal. Los motores de esta clase se fabrican de la capacidad de 25 hp para servicio directo de la línea. Debido a la relativamente alta resistencia del rotor de arranque y de marcha, estos motores tienen menos regulación de voltaje de los de clase B, baja capacidad de sobrecarga y en general de baja eficiencia de funcionamiento. Sin embargo, cuando se arrancan con grandes cargas, las bajas de corrientes de arranque eliminan la necesidad de equipo para voltaje reducido, aún en los tamaños grandes. 8.2.2.3 Clasificación de los Motores de Inducción de Jaula de Ardilla de

Acuerdo con el Enfriamiento y el Ambiente de Trabajo. Los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla, y en general todos lo motores eléctricos, se pueden clasificar también de acuerdo con el ambiente en que funcionan, sí también como en los métodos de enfriamiento. La temperatura ambiente juega un papel importante en la capacidad y selección del tamaño de armazón para una dínamo, parte importante del motivo es que la temperatura ambiente influye en la elevación permisible de temperatura por sobre los 40ºC normales. Por ejemplo una dínamo que trabaje a una temperatura



ambiente de 75º C empleando aislamiento clase B tiene un aumento permisible de temperatura de tan solo 55º C. Si trabajara a su temperatura ambiente normal de 40 ºC se podría permitir un aumento de temperatura de 90º C, sin dañar su aislamiento. También se hizo notar que la hermeticidad de la máquina afecta a su capacidad. Una máquina con una armazón totalmente abierta con un ventilador interno en su eje, permite un fácil paso de aire succionado y arrojado. Esta caja origina una temperatura final de trabajo en los devanados, menor en comparación que la de una máquina totalmente cerrada que evita el intercambio de aire con el exterior. Esto da como resultado que existe una clasificación de los motores por el tipo de carcaza. Tipos de Envolventes o Carcazas. La NEMA reconoce los siguientes:

a. carcaza a prueba de agua. Envolvente totalmente cerrada para impedir que entre agua aplicada en forma de un chorro o manguera, al recipiente de aceite y con medios de drenar agua al interior. El medio para esto último puede ser una válvula de retención o un agujero machuelado en la parte más inferior del armazón, para conectar un tipo de drenado.

b. carcaza a prueba de ignición de polvos. Envolvente totalmente cerrada diseñada y fabricada para evitar que entren cantidades de polvo que puedan encender o afectar desempeño o capacidad.

c. carcaza a prueba de explosión. Envolvente totalmente cerrada diseñada y construida para resistir una explosión de un determinado gas o vapor que pueda estar dentro de un motor, y también para evitar la ignición de determinado gas o vapor que lo rodee, debido a chispas o llamaradas en su interior.

d. carcaza totalmente cerrada envolvente que evita el intercambio de aire entre el interior y el exterior de ella pero que no es lo suficiente mente cerrada para poderla considerar hermética al aire.

e. carcaza protegida al temporal. Envolvente abierta cuyos conductos de ventilación están diseñados para reducir al mínimo la entrada de lluvia o nieve y partículas suspendidas en el aire, y el acceso de estas en las partes eléctricas.

f. carcaza protegida. Envolvente abierta en la cual todas las aberturas conducen directamente a partes vivas o giratorias, exceptuando los ejes lisos del motor, tienen tamaño limitado mediante el diseño de partes estructurales o parrillas coladeras o metal desplegado etc. Par< evitar el contacto accidental con las parte vivas

g. Carcaza a prueba de salpicaduras. Envolvente abierta en la que las aberturas de ventilación están fabricadas de tal modo que si caen partículas de sólidos o gotas de líquidos a cualquier ángulo no mayor de 100º con la



vertical no puedan entrar en forma directa o por choque de flujo por una superficie horizontal o inclinada hacia adentro.

h. Carcaza a prueba de goteo envolvente abierta en que las aberturas de ventilación se construye de tal modo que si caen partículas sólidas o gotas de líquido a cualquier ángulo no mayor de 15º con la vertical no pueda entrar ya sea en forma directa o por choque y flujo por una superficie horizontal o inclinada hacia adentro.

i. Carcaza abierta envolvente que tiene agujeros de ventilación que permiten el flujo de aire externo de enfriamiento sobre y alrededor de los devanados de la máquina.

El costo y el tamaño de los motores totalmente cerrados son mayores que el de los motores abiertos, de la misma potencia y ciclo de trabajo y elevación sobre la temperatura ambiente. 8.2.2.4 Selección de Velocidades Nominales de motores de Inducción de

Jaula de Ardilla o de Rotor Devanado. Dado que el deslizamiento de la mayor parte de los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla, a la velocidad nominal en general de alrededor de un 5%, no se pueden alcanzar velocidades mayores a 3600 r.p.m. A 60 Hz. La velocidad es múltiplo del inverso del número de polos del estator: 1800, 1200, 900, 720 r.p.m. Etc. En general, se prefieren los motores de alta velocidad a los de baja velocidad, de la misma potencia y voltaje, debido a que: * Son de tamaño menor y en consecuencia de menor peso * Tienen mayor par de arranque * Tienen mayores eficiencias * A la carga nominal, tienen mayores factores de potencia * Son menos costosos. Por estas razones se suele dotar de cajas de engranes o embrague a los motores de inducción de jaula de ardilla para permitir velocidades de eje de cerca sobre 3600 r.p.m. y por debajo de 200 r.p.m. En muchos usos o aplicaciones comerciales particularmente en capacidades de menor potencia, la caja de engranes o de embrague va incorporada en la caja del motor, formando unidad integral con este. 8.2.2.5 Efecto de la Variación de Voltaje Sobre la Velocidad de un Motor de

Inducido de Jaula de Ardilla o de Rotor Devanado. Si solo hacemos variar el voltaje del estator no se produce una variación correspondiente en el deslizamiento y la velocidad. Entonces si los demás factores permanecen constantes, el par del motor es directamente proporcional al cuadrado del voltaje. Esto significa que si se aumenta el voltaje en el estator, se produce un aumento mucho mayor en el par y, correspondientemente, una



reducción en el desplazamiento, es decir, el deslizamiento varía inversamente con el cuadrado del voltaje o en proporción al inverso del par. 8.2.2.6 Motor Sincrónico de Inducción Este motor se creó debido a la demanda de un motor sincrónico polifásico con arranque propio en tamaños menores, de menos de 50 HP. Que no necesitarán excitación del campo con CD y que poseen las características de velocidad constante el motor. El rotor consiste de un devanado de jaula de ardilla, devanado o vaciado, distribuido uniformemente en las ranuras. Cuando una corriente alterna polifásica se aplica a la armadura normal de un estator polifásico, el motor arranca como motor de inducción. Debido al rotor de polo saliente, el motor llega muy fácil a su sincronía y desarrolla con rapidez el par máximo del motor sincrónico de la máquina de polos salientes. Así el motor sincrónico de inducción desarrolla el par de reluctancia, y al cuál se le llama a veces motor polifásico de reluctancia. Pero este es un nombre equivocado porque el motor sincrónico de inducción trabaja con las características combinadas de par del motor sincrónico y de inducción. Cuando está diseñado con devanados de rotor de alta resistencia, se pueden desarrollar pares de arranque bastante altos, hasta del 400 % del par a plena carga. Por otro lado, el empleo de devanados del rotor con alta resistencia ocasiona desplazamiento mayor, menor eficiencia y menor posibilidad de entrar en sincronismo con la carga mediante el par de reluctancia. Como motor sincrónico, trabaja a velocidad constante hasta un poco más del 200% de la plena carga. Si la carga aplicada es mayor que el 200% del par a plena carga se baja a su característica de inducción, en donde puede seguir trabajando como motor de inducción hasta casi el 700% del par a plena carga. Debido a que el par crítico del motor sincrónico es aproximadamente la tercera parte del correspondiente del de inducción, el armazón del estator de un motor sincrónico de inducción es de tamaño tres veces mayor que un motor ordinario de inducción de la misma potencia. Además, puesto que trabaja desde sin carga hasta plena carga como motor sincrónico sin excitación un mayor ángulo de par compensa la falta de excitación y el motor toma una alta corriente de retraso a bajo factor de potencia. Esto también ocasiona baja eficiencia y necesita de mayor tamaño de armazón para disipar el calor. En motores de potencia relativamente baja, como el motor sincrónico de inducción, los problemas creados por su mayor tamaño y peso, baja eficiencia y corriente en retraso no tienen importancia en comparación con las ventajas de velocidad constante, robustez, falta de excitación de CD, alto par de arranque, de marcha y de mantenimiento mínimo que caracterizan a estos motores.



8.2.2.7 Métodos de arranque para los motores de inducción (jaula de ardilla).

Cuando se utiliza una máquina de inducción para arrancar y accionar una carga mecánica a una velocidad determinada, es posible que sucedan tres situaciones diferentes: a. El torque eléctrico de arranque que suministra la máquina puede ser inferior al

torque mecánico que requiere la carga en reposo para comenzar a moverse. En esta situación la máquina no puede acelerar, el rotor está detenido o bloqueado. La corriente es varias veces la corriente nominal y si no se pone remedio a esta situación, la máquina corre un serio riesgo de dañarse por calentamiento excesivo.

b. El torque eléctrico es exactamente igual al torque de la carga. Esta situación tiene los mismos problemas que el primer caso. Si los torques eléctricos y mecánicos están equilibrados, no es posible acelerar la máquina.

c. El torque eléctrico de arranque es mayor que el torque mecánico de la carga. En estas condiciones, existe un torque acelerante que permite incrementar la velocidad del rotor, hasta un punto de la característica torque eléctrico - deslizamiento donde se equilibran los torques de la máquina y de la carga. Si la velocidad alcanzada en este punto es cercana a la velocidad sincrónica, la corriente disminuye a un nivel que permite la operación en régimen permanente. Cuando la máquina opera en este punto, un pequeño incremento de la carga mecánica, reduce la velocidad e incrementa el torque eléctrico de accionamiento, obteniéndose un nuevo punto de operación.

Los tres métodos generales para poner en marcha los motores en jaula de ardilla pueden clasificarse así:

a. Arranque con la tensión total b. Arranque con tensión reducida c. Arranque con bobinado parcial



8.2.2.6.1 Arranque con la tensión total La intensidad de la corriente de arranque de un motor operado con la tensión total depende de su clasificación NEMA (ver Tabla 1) El hecho de que se emplee o no el arranque directo depende de varios factores:

a. El tamaño y tipo del motor b. La naturaleza de su aplicación c. La situación del motor en el sistema general de distribución d. La capacidad de la red de alimentación e. Las reglas establecidas por las empresas u organismos de servicio

público que gobierne las instalaciones de motores.

En la figura 8.1. se representa el esquema de un arranque directo.

Figura 8.1 Esquema de arranque directo para motor trifásico. 8.2.2.6.2 Arranque con tensión reducida. Se emplean varios métodos:

a. Resistencia en la línea b. Reactancia en la línea c. Método del autotransformador (compensador de arranque) d. Método estrella - triangulo

Para todos estos métodos la corriente que toma el motor se rebaja en proporción directa a la tensión reducida y el par de arranque desciende en proporción al cuadrado de la tensión reducida. a) Arranque con resistencia en la línea El valor óhmico de la resistencia debe elegirse no solo con miras a conservar la sobrecorriente inicial por debajo de un máximo aceptable, sino también teniendo



en cuenta la capacidad del motor para desarrollar un par suficiente para el arranque con carga. En la figura 8.2.a se tiene el esquema típico de un arranque con resistencia lineal.

Figura 8.2. – Arranque de motor trifásico: a) Con resistencia y b) Con reactancia b) Arranque con reactancia en la línea. El esquema de la figura 8.2.b ilustra el arranque por reactancia en la línea. Cuando el empleo de resistencias se constituye en un problema (por su volumen y disipación de calor) se prefiere utilizar reactancias. Sin embargo, el empleo de estas da por resultado unas condiciones reducidas del factor de potencia. En las bobinas de reactancia se dejan tomas normalizados para conseguir, en los bornes del motor, tensiones del 50, 65 y 80%. c) Arranque estrella – triangulo. Cuando un motor trifásico esta proyectado para operar normalmente con el bobinado del estator en triangulo, la tensión de cada fase es la misma que la de la alimentación. Por tanto, si se conecta el bobinado en estrella (Y) por medios exteriores durante el periodo de arranque, la tensión por fase se reducirá en √3 o sea, a un 58% de la tensión de alimentación. En el diagrama de la figura 87.3.a se indica como se realiza la operación con ayuda de contactores (transición con circuito abierto) Este método se puede aplicar cuando se sacan al exterior los dos extremos de cada una de las tres fases del bobinado y para motores que trabajan permanentemente en triangulo.



Figura 7.3. a) Arranque estrella – delta b) Arranque por autotransformador d) Arranque por autotransformador. En este tipo de arranque, que se indica en la figura 8.3.b, el estator recibe una tensión (del autotransformador cuando los contactos S están cerrados) cuya magnitud y corriente resultante en el arranque varia con la toma escogida. Como en el caso de arranque por reactancia se dejan tomas normalizadas para conseguir tensiones del 50, 65 y 80 %. Después de un espacio de tiempo adecuado el motor se lleva a condiciones de marcha abriendo los contactos S y cerrando los R en la transmisión de circuito abierto. 8.2.2.6.3 Arranque por devanado parcial. En este tipo de arranque (figura 8.4.) el motor se arranca utilizando la mitad del devanado trifásico del estator con la consiguiente reducción de la corriente en el arranque.

Figura 8.4 Arranque por devanado parcial



8.2.2.6.4 Arrancadores suaves Mediante convertidores electrónicos de potencia, se puede realizar un arranque suave de la máquina, incrementando la tensión en forma continua a medida que la carga mecánica acelera. Este tipo de arrancador puede limitar la corriente de arranque y reducir considerablemente los esfuerzos mecánicos ocasionados por los arranques bruscos. Los principales problemas de estos arrancadores son: el costo y la inyección de corrientes armónicas a la red. En la figura 8.5 se detalla un diagrama de un arrancador suave a tiristores.

Figura 8.5 Arranque suave a tiristores

8.2.2.8 Métodos de arranque para los motores de inducción de rotor

bobinado.

En el arranque de este tipo de motor (figura 7.5) el estator se alimenta con la tensión de la línea pero en el rotor se instala un arrancador manual por resistencia que se hace girar lentamente desde su posición FUERA hasta la posición de máxima resistencia del rotor. Esta resistencia también sirve para controlar la velocidad pero en el caso debe especificarse para servicio continuo.

Figura 8.6. Arranque de motor de inducción de rotor bobinado



8.2.2.9 Métodos de arranque del motor sincrónico.

Puesto que el estator de un motor sincrónico es el mismo que el de un motor de inducción, este tipo de motor puede ponerse en marcha un motor de inducción (con sus devanados amortiguadores) por cualquiera de los métodos descritos previamente en la sección 8.2.2.6.

En todos estos métodos el circuito de excitación esta cortocircuitado (desexcitado durante el periodo de arranque), de la velocidad de sincronismo.

Figura 8.6 Arranque de motor sincrónico (circuito de excitación)

Resumiendo lo anterior las funciones que deben cumplirse para el arranque de un motor sincrónico son las siguientes:

a. Llevar la maquina a la velocidad de régimen, como si fuese un motor de

inducción, y garantizar que el circuito de excitación no reciba C.C. (contactos R abiertos) durante el periodo de aceleración.

b. Mantener cerrado el circuito del bobinado de campo a través de una resistencia de descarga (DR).

c. Sincronizar la maquina excitando el bobinado de campo después de que el rotor ha alcanzado su máxima velocidad, como un motor de inducción.

d. Permitir que se regula la excitación de campo (reóstato FR), una vez terminado el proceso de sincronización, de forma que el motor pueda ser utilizado al factor de potencia que se desee (Compensador de fase).

8.2.2.10 Corriente de arranque del motor de inducción (jaula de ardilla). Los kilovoltamperios absorbidos en el arranque por un motor en jaula de ardilla, se indican con una letra de clave (Locked KVA CODE) estampada en la placa de características.



8.3 TRABAJO DE LABORATORIO 8.3.1.1 Utilizar un arranque directo para operar un motor trifásico. Medir

corriente y voltaje. Analizar el circuito eléctrico de este tipo de arrancador.

8.3.1.2 Efectuar un arranque estrella delta utilizando contactores (Grupo westinghouse). Medir corriente y voltaje. Al mismo motor aplicarle un arranque directo. Medir corriente y voltaje.

8.3.1.3 Efectuar un arranque por autotrasformador (Grupo Guard Leonard) utilizando de arranque para operar un motor trifásico. Efectuar las mismas medidas que en 8.3.1.2.

8.3.1.4 Efectuar un arranque con reactancia en línea (Grupo Oerlicon) utilizando de arranque para operar un motor trifásico. Efectuar las mismas medidas que en 8.3.1.2.

8.3.1.5 Efectuar un arranque con devanado parcial (Grupo westinghouse) Efectuar las mismas medidas que en 8.3.1.2.

8.3.1.6 Arrancar un rotor bobinado con base en el esquema de la figura 8.5 medir corriente y voltaje.

8.3.1.7 Operar un motor sincrónico siguiendo el procedimiento indicado en 8.2.2.8.Tomar nota de la corriente de arranque y del voltaje inducido en el circuito de excitación en el momento del arranque.

8.3.1.8 Efectuar un arranque suave con dispositivo electrónico (Grupo feedback) Efectuar las mismas medidas que en 8.3.1.2.



8.4 EQUIPOS Y MATERIALES

SOLICITANTE ______________________________ CÓDIGO __________________SOLICITANTE ______________________________ CÓDIGO __________________LABORATORIO ______________________________ ESPACIO __________________PROFESOR RESPONSABLE _______________________ CÓDIGO __________________FIRMA ______________________________PRACTICA ( ) TESIS ( ) OTRO ( ) ______________________________

CANT DESCRIPCIÓN No FIRMA FECHA SALIDA FECHA ENTRADAINVENTARIO D M A D M A

La firma de esta solicitud implica el conocimiento y la aceptación del reglamento interno de los laboratorios.

2 Grupo Oerlicon

1

arrancador reactancia

arrancador autotransformador

arrancador directo

arrancador Y/ D

estroboscopio

UNIVERSIDAD DEL VALLEFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICAALMACÉN DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS

pinzas amperimetricas

Grupo Wart Leonart

Grupo westhinhouse

Grupo Feed Back

Tester

Tacometro

2

1

1

1

4

3

2

1

1

1

1 resistencia trifásica

6 Amperimetros AC 100 Amp

6 Voltimetros AC 300 Vol



8.5 INFORME. 8.5.1 Establecer relaciones porcentuales entre la corriente nominal y la corriente

de arranque para cada uno de los montajes utilizados. 8.5.2 Comparar la corriente de arranque (con tensión plena) obtenida para el

motor de 30 HP según tabla 1. Explicar cualquier diferencia. 8.5.3 Explique otro sistema para prevenir la perforación del aislamiento del

inductor de un motor sincrónico en el momento del arranque. 8.5.4 Explicar brevemente otros métodos para arrancar un motor sincrónico

polifásico (diferentes de los mencionados en la sección 8.2.2.8.) 8.5.5 Explicar la diferencia entre un arranque por transición abierta y uno por

transición cerrada. 8.5.6 Indicar las marcas correctas (de norma) de los terminales de un motor

conectado para funcionar con arranque estrella – delta. Donde se debe instalar el relevador de sobrecarga (OL) en los arrancadores estrella – delta?



8.6 BIBLIOGRAFÍA [1]. IEEE Std 112 – 2004. Standard Test Procedure for Polyphase Induction

Motors and Generators [2]. IEC 34-2 – 1996. Methods for determining losses and efficiency of rotating

electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles) [3]. DAWES L., Chester – Tratado de Electricidad – Corriente Alterna Editorial

Gili. [4]. KOSOW L., Irving – Control de maquinas eléctricas – Editorial Reverte. [5]. SISKIND, Charles – Sistemas Industriales de regulación Eléctrica – Editorial

labor. [6]. ALERICH N., Walter – Control de motores electricos – Editorial Dia. [7]. LANGSDORF, Alexander – Teoría de la maquinas de corriente alterna –

Editorial Mc Graw Hill. [8]. HEUMANN, G.W. – Control electromagnético de motores industriales -

Editorial Wiely.

práctica nº 8 arranque del motor de c.a. polifásico

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