a) Elementos de conexiones. A continuación se muestra la forma en que vienen marcados los terminales de conexión de los motores trifásicos.

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1 Tema: PRINCIPIOS DE MOTORES DE INDUCCION. Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura CONVERSION DE ENERGIA ELECTROMECANICA I. I. OBJETIVOS. Conocer e interpretar los datos de placa de los motores de inducción trifásicos. Realizar las conexiones eléctricas de un motor de inducción trifásico (jaula de ardilla) en configuración Estrella y en configuración Delta. Ensayar un método para obtener la característica torque-velocidad, de un motor de inducción trifásico. Comprobar la inversión del sentido de rotación del campo en el estator, cuando se invierten dos fases del sistema de alimentación trifásica. Conocer las conexiones básicas de un motor de inducción trifásico industrial. II. INTRODUCCIÓN. a) Elementos de conexiones. A continuación se muestra la forma en que vienen marcados los terminales de conexión de los motores trifásicos. VDE-DIN USA-NEMA Principios de las bobinas Finales de las bobinas IDENTIFICACION DE TERMINALES NORMA Fase Fase 2 Fase 3 Neutro R S T S/Mp A U Z b) Conexiones. Las formas más comunes de conectar un motor son la conexión en estrella y la conexión en delta y se conectan en las terminales de las bobinas del motor marcadas como X, Y y Z. Este tipo de conexiones se muestra a continuación: B V X C W Y N Conexión en estrella: Consiste en unir los finales de tres bobinas del estator (U2, V2, W2), alimentando solamente sus principios (U, V, W) con las tres fases (R-S-T) de manera que cada bobina recibirá una tensión equivalente a la tensión de fase. Conexión en delta o triángulo: Consiste en unir el principio de una bobina con el final de la siguiente (U-V2, V-W2, W-V2), energizando los tres puntos de unión que se obtienen con las tres fases, de tal manera que cada una de las bobinas recibirá una tensión equivalente a la tensión de línea o tensión entre fases. GUÍA 5

2 c) Marcado de Motores. Un motor generalmente está marcado con la siguiente información: Tensión nominal en voltios y corriente nominal en amperios. Nombre del Fabricante. Frecuencia máxima y número de fases para motores de corriente alterna. Velocidad nominal a plena carga. Potencia nominal del motor expresada en HP o en Kw. Tipo de devanado: Paralelo, paralelo estabilizado, compuesto o serie en motores DC. d) Motores de dos tensiones. La marca corresponde a la tensión que demande mayores KVA/HP, etc. Ejemplo (240v/480v). Una de las cualidades del motor de inducción es que puede arrancarse con la carga acoplada al eje, porque presenta un par de arranque. El par de arranque dependerá de la resistencia interna del devanado del rotor, sin embargo nunca será mayor que un valor característico llamado par máximo. Como el par en el motor de inducción se produce como una interacción entre el campo del estator y el campo inducido del rotor, es necesario que la velocidad relativa del rotor con respecto al campo giratorio del estator sea mayor que cero, esto exige que el motor de inducción opere a una velocidad cercana pero inferior a la velocidad síncrona, pues al rotar a la velocidad síncrona no se produciría ninguna inducción en el rotor del motor y el par sería cero. Por lo tanto, aunque la curva par - velocidad corta al eje de la velocidad con par igual a cero para una velocidad menor a la síncrona, indica que el par efectivo en el eje es cero, pero existe un pequeño par electromagnético que está supliendo todas las pérdidas rotacionales del motor. III. MATERIALES Y EQUIPO. No. Cantidad Descripción Código Motor trifásico de inducción Jaula de ardilla SE2663-G6 2 Freno de polvo magnético SE2662-5R6 3 Unidad de control de freno SD323-7S6 4 Medidor de factor de potencia 5 Voltímetro electrónico SO527-R6 6 Medidor, RMS SO527-L 7 Interruptor de un solo polo SO322-W 8 Fuente trifásica de Vac Juego de cables GUÍA 5

3 IV. PROCEDIMIENTO. Parte I. Motor en Conexión Estrella. Motor en Conexión Delta.. Arme el sistema ilustrado en la figura de los anexos. 2. Ajuste los rangos de los medidores de la forma siguiente: a) Voltímetro electrónico U = 300V; I = 3A b) Medidor RMS - Para medir tensión U = 300V - Para medir corriente I = 3A - Selectores en RMS y AC. c) Unidad de control del freno. SET/START VALUE: A cero (final sentido horario) - Nm: x 0 - Contr. Mode: M - Min - : x - Autom. Limit: 6Nm 3. Energice la fuente trifásica de Vac y encienda los medidores y la unidad de control de freno. 4. Cierre el interruptor SW y tome las mediciones necesarias para llenar la tabla de datos. Inicie las mediciones indicadas en los numerales 7,8 y 9. La lectura de los instrumentos habrá que hacerla lo más rápidamente posible, especialmente para los valores de 500, 550, 600 rpm, para evitar el calentamiento excesivo de la máquina. n (rpm) τ (Νm) Ia (A) Pin (W) Qin (Var) Sin (VA) Pout (W) cos φ s (desliz) η Tabla. 5. Para medir puntos de la curva entre 0 y 500 rpm, colocar el selector CONT. MODE en n y pulsar el botón AUTOM. START. Cada vez que active el pulsador tome las lecturas de torque en el instante en que el puntero del medidor pase por cada uno de los valores de velocidad indicados en la tabla de datos Como puede observarse, cada dato de velocidad medido corresponderá a la toma de una medición del torque. Por lo tanto este proceso deberá repetirse el número de veces que sea necesario hasta obtener cada valor de torque según sea la velocidad. 7. Nota: Si en cualquiera de los casos de las mediciones el motor se queda totalmente frenado, proceda a desenergizar hasta revisar la falla.

4 N (RPM) T (NM) Tabla Reajuste a su posición inicial el freno de campo magnético. Esto significa que el motor deberá estar en condición de vacío, nivel de torque cero. 9. Observe y anote el sentido de giro del extremo derecho del eje del motor (con el control SET/START VALUE a cero) 0. Abra el interruptor SW. Luego intercambie los cables de alimentación U y V en SW. Puede intercambiar cualquier par de fases, el objetivo al final será la de lograr la inversión de giro del motor. En caso de dudas, consulte al respecto.. Energice nuevamente el motor y observe el sentido de giro del extremo derecho del eje (con el Control SET/START VALUE a cero) Después de esta prueba, regrese las líneas U y V a la posición inicial. 2. Arme el sistema en conexión delta, ilustrado en la figura 2 de los anexos. 3. Energice el motor, observe y anote el sentido de giro del extremo derecho del motor. 4. Desenergice el motor e intercambie las líneas de alimentación U y V. Igual que el motor en conexión estrella, puede intercambiar cualquier par de fases. 5. Energice el motor, observe y anote el sentido de giro del extremo derecho del eje: Después de realizar esta prueba, regrese las líneas de alimentación U y V a la posición original 6. Realice las mediciones para completar los datos de la tabla 3. n (rpm) τ (Νm) Ia (A) cos φ Pin (W) Pout (W) η Tabla 3. GUÍA 5

5 V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. Parte I.. Con los datos de la tabla y 2, grafique los valores del torque en función de la velocidad de la máquina. 2. En base a la curva obtenida, clasifique la máquina. Explique a que clase pertenece (A, B, C o D). 3. Determine el torque máximo y el torque de arranque Torque máximo = Torque de arranque = 4. En base a los datos de la tabla plotee las curvas de Ia, cos φ, Pin, Qin, Pout, deslizamiento y eficiencia, todos en función del torque. Use la misma escala del torque del gráfico anterior. Dibuje estas gráficas en el mismo plano. 5. Explique como utilizaría la curva de eficiencia para determinar el torque nominal de ésta máquina. Explique si es aplicable el mismo criterio para motores clasificados en cualquiera de las otras clases. 6. Explique como determinar la velocidad (n) en vacío del motor bajo prueba y el número de polos. n (vacío) = No. de Polos = 7. Determine en que porcentaje es mayor el torque de arranque y el torque máximo, con respecto al torque nominal. 8. Explique si es conveniente operar en forma continua este motor bajo torque máximo. 9. Explique como varía Cos φ, Ia, Pin y S con respecto al torque. 0. Explique porqué razón al invertir dos fases, se invierte el sentido de giro del eje de la máquina.. Grafique los datos de la tabla 3, compárelos con los de la tabla y 2. Explique qué diferencias importantes encuentra en el comportamiento de este motor entre la operación en estrella y en delta. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA.. Investigue acerca de la construcción de motores con rotor jaula de ardilla. 2. Explique a qué se refiere el término polos de un motor. Investigue la potencia mecánica asociada a los polos de un motor industrial. 3. Investigue la forma empírica en la que muchos electricistas hacen funcionar el motor trifásico usando una red monofásica y explique cuál es el fenómeno. 4. Investigue sobre las curvas características par-velocidad de los motores clases A, B, C Y D. 5. Investigue si existen otros tipos de motores de inducción, a parte del motor jaula de ardilla. VII. BIBLIOGRAFÍA.. Electric Machines. Second Edition. Charles I. Hubert. Prentice Hall, Máquinas Eléctricas. Quinta Edición. A. E. Fitzgerald/ Charles Kingsley, Jr. McGraw-Hill Fundamentos de Máquinas Eléctricas. Stephen Chapman. McGraw-Hill 990.

6 ANEXOS. Fig. Conexión Estrella. Fig. 2 Conexión Delta. GUÍA 5