maquina asincrona laboratorio nº 06

“Año de la Integración

Laboratorio de Maquinas Eléctricas

1. TITULO Maquina asíncrona

2. OBJETIVO Al igual que se hizo para el transformador, el objetivo de esta práctica es que el alumno conozca las características principales de un motor trifásico asíncrono y que sea capaz de llevar a cabo losdistintos ensayos que se suelen realizar habitualmente para determinar el valor de los parámetros de su circuito equivalente, y que son los siguientes:

Medida de Resistencia Ensayo de Rozamiento Ensayo en Vacío Ensayo en Cortocircuito o con el Rotor Parado Ensayos con diferentes valores de Carga Mecánica Ensayos de Arranque y Frenado Compensación del Factor de Potencia

En los siguientes apartados se da una enumerados anteriormente.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO A. Maquina asíncrona

A.1 Introducción:

El principio de funcionamiento de las máquinas asíncronas se basa en el concepto de campo magnético giratorio, ya epor el profesor Galileo Ferraris en Italia y por Nikola Tesla en los Estados Unidos. Ambos diseños de motores asíncronos se basaban en la producción de campos magnéticos giratorios con sistemas bifcorrientes en cuadratura. Desgraciadamente, el motor bifásico de Ferraris tenía un circuito magnético abierto y un rotor en forma de disco de cobre, por lo que desarrollaba una potencia muy baja y no tenía interés comercial. Sin embargo, Tesla, que dio a conocer su motor dos meses más tarde que Ferraris, utilizó devanados concentrados tanto en el estátor como en el rotor, logrando con ello un motor más práctico, y de ahí que se considere a Teslaadquiridas por G. Westinghouse, quien puso en el mercado alrededor de 1890. En este mismo año el ingeniero de la AEG Dolivo Dobrowolsky inventó el motor asíncrono trifásico, empleando un rotor en forma de jaula de ardilla y utilizando un devanado distribuido en el estator. En el año 1891 Dobrowolsky presentó en la Exposición de Electricidad de Frankfurt un motor asíncrono con rotor devanado que disponía de un reóstato de arranque a base de resistencias líquidas. En el año 1893 Dobrowolsky había desarrollado también ardilla, que poseían mejores cualidades de arranque que el motor en cortocircuito convencional (sin embargo, fue el francés P. Boucherot quien más investigó con este tipo de rotor). A principios del siglo XX se impuso el sistema trifásico europeo frente al bifásico americano, por lo que las máquinas asíncronas empezaron a ser (y son) trifásic

Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra DiversidadUNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

INGENIERIA MECANICA ELECTRICA


Práctica de laboratorio Nº 06

Al igual que se hizo para el transformador, el objetivo de esta práctica es que el alumno conozca las principales de un motor trifásico asíncrono y que sea capaz de llevar a cabo los

distintos ensayos que se suelen realizar habitualmente para determinar el valor de los parámetros de su circuito equivalente, y que son los siguientes:

Medida de Resistencia en el Estator Ensayo de Rozamiento

Ensayo en Cortocircuito o con el Rotor Parado Ensayos con diferentes valores de Carga Mecánica Ensayos de Arranque y Frenado Compensación del Factor de Potencia

En los siguientes apartados se da una explicación más detallada acerca de cada uno de los ensayos enumerados anteriormente.

El principio de funcionamiento de las máquinas asíncronas se basa en el concepto de campo magnético giratorio, ya explicado. El descubrimiento original fue publicado en 1888 por el profesor Galileo Ferraris en Italia y por Nikola Tesla en los Estados Unidos. Ambos diseños de motores asíncronos se basaban en la producción de campos magnéticos giratorios con sistemas bifásicos, es decir, utilizando dos bobinas a 90° alimentadas con

rrientes en cuadratura. Desgraciadamente, el motor bifásico de Ferraris tenía un circuito nético abierto y un rotor en forma de disco de cobre, por lo que desarrollaba una

a y no tenía interés comercial. Sin embargo, Tesla, que dio a conocer su motor dos meses más tarde que Ferraris, utilizó devanados concentrados tanto en el estátor como en el rotor, logrando con ello un motor más práctico, y de ahí que se considere a Tesla el inventor de este tipo de máquinas. Las patentes de Tesla fueron adquiridas por G. Westinghouse, quien construyó en sus fábricas motores bifásicos que puso en el mercado alrededor de 1890. En este mismo año el ingeniero de la AEG Dolivo

inventó el motor asíncrono trifásico, empleando un rotor en forma de jaula de ardilla y utilizando un devanado distribuido en el estator. En el año 1891 Dobrowolsky presentó en la Exposición de Electricidad de Frankfurt un motor asíncrono con rotor

do que disponía de un reóstato de arranque a base de resistencias líquidas. En el año 1893 Dobrowolsky había desarrollado también motores asíncronos con doble jaula de ardilla, que poseían mejores cualidades de arranque que el motor en cortocircuito

cional (sin embargo, fue el francés P. Boucherot quien más investigó con este tipo de rotor). A principios del siglo XX se impuso el sistema trifásico europeo frente al bifásico americano, por lo que las máquinas asíncronas empezaron a ser (y son) trifásic

Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

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Al igual que se hizo para el transformador, el objetivo de esta práctica es que el alumno conozca las principales de un motor trifásico asíncrono y que sea capaz de llevar a cabo los

distintos ensayos que se suelen realizar habitualmente para determinar el valor de los parámetros

acerca de cada uno de los ensayos

El principio de funcionamiento de las máquinas asíncronas se basa en el concepto de xplicado. El descubrimiento original fue publicado en 1888

por el profesor Galileo Ferraris en Italia y por Nikola Tesla en los Estados Unidos. Ambos diseños de motores asíncronos se basaban en la producción de campos magnéticos

ásicos, es decir, utilizando dos bobinas a 90° alimentadas con rrientes en cuadratura. Desgraciadamente, el motor bifásico de Ferraris tenía un circuito

nético abierto y un rotor en forma de disco de cobre, por lo que desarrollaba una a y no tenía interés comercial. Sin embargo, Tesla, que dio a conocer su

motor dos meses más tarde que Ferraris, utilizó devanados concentrados tanto en el estátor como en el rotor, logrando con ello un motor más práctico, y de ahí que se

el inventor de este tipo de máquinas. Las patentes de Tesla fueron truyó en sus fábricas motores bifásicos que

puso en el mercado alrededor de 1890. En este mismo año el ingeniero de la AEG Dolivo inventó el motor asíncrono trifásico, empleando un rotor en forma de jaula de

ardilla y utilizando un devanado distribuido en el estator. En el año 1891 Dobrowolsky presentó en la Exposición de Electricidad de Frankfurt un motor asíncrono con rotor

do que disponía de un reóstato de arranque a base de resistencias líquidas. En el cronos con doble jaula de

ardilla, que poseían mejores cualidades de arranque que el motor en cortocircuito cional (sin embargo, fue el francés P. Boucherot quien más investigó con este tipo

de rotor). A principios del siglo XX se impuso el sistema trifásico europeo frente al bifásico americano, por lo que las máquinas asíncronas empezaron a ser (y son) trifásicas.



La diferencia de la máquina asíncrona con los demás tipos de máquinas se debe a que no existe corriente conducida los devanados (generalmente el situado en el rotor) se debe a la f.e.m. acción del flujo del otro, y por esta razón se denominan reciben el nombre de es la de sincronismo impuesta por la frecuencia de la red. La imasíncronos se debe a su construcción simple y robusta, sobre todo en el caso del rotor en forma de jaula, que les hace trabajar en las circunstancias más adversas, dando un excelente servicio con pequeño mantenimiento. Hoy en día spor 100 de los motores eléctricos industriales emplean este tipo de máquina, trabajando con una frecuencia de alimentación constante. Sin embargo, históricamente su inconveniente más grave ha sido la limitación para regular su cuando esto era necesario, en diversas aplicaciones como lalaminación, etc., eran sustituidos por motores de c.c., que eran más idóneos para este servicio. Desde finales del siglo XX y con el desarrollindustrial, con accionamientos electrónicos como inversores u onduladores y cicloconvertidores, que permiten obtener una frecuencia variable a partir de la frecuencia constante de la red, y con la introducción del microse han realizado grandes cambios, y los motores asíncronos se están imponiendo poco a poco en los accionamientos eléctrestos convertidores electrónicos y su eléctricos tanto de c.c. como de c.a Este capítulo comienza explicando los aspectos constructivos de los motores asíncronos, enseñando la forma del de bornes del motor y sus formas de conexión. Se estudia luego el principio de funcionamiento de los motores asíncronos trifásicos y se calculan las relaciones de f.e.m.s. y corrientes en lodeslizamiento. Se incluye una sección de comentarios prácticos para explicar por una parte, que la acción de las fuerzas en el rotor se produce en las ranuras, y no en los conductores y por otra parte se enseña a dibujar el esquema eléctrico de un devanado trifásico y se comprueba la forma en que se forman los polos del estátor. A partir de estos estudios iniciales, se establece el circuito equivalente de la máquina, en la que se aprovecha su granalogía con el transformador. Se hace especial hincapié en el significado de la resistencia de carga, responsable Se advierte del riesgo de utilizar circuitos equivalentes aproximados parmáquinas debido a que la corriente de vacío es comparativacaso de transformadores. Se establece con ello un circuito equivalenajuste de tensión, que suele dar buenos resultados en la práctica.señalan los ensayos necesarios para determinar los parámetros del circuito equivalente, lo que permite más tarde hacer un estudio analítico del balance de potencias en el motor y su distribución en las diversas partes que compouna serie de relaciones útiles entre ellos. Se incluye una sección de ampliación para explicar cómo se puede medir con precisión la velocidad de estos motores, para reducir al máximo los errores en la determinación del deslizamiede par electromagnétidependencia con los principavelocidad de la máquina, distinguiendo la característobteniendo una serie de expresiones que permiten dibujar las características artificiales a partir de la natural, lo que simplifica el trabajo gráfico. Se explican los modos de funcionamiento de la máquina asíncrona, analizmotor, generador y freno. En cada caso se utilizan figuras que explican con sencillez las transferencias de energía que se producen entre los terminales eléctrico y mecánico. Se introduce a continuación una sección de




La diferencia de la máquina asíncrona con los demás tipos de máquinas se debe a que no conducida a uno de los arrollamientos. La corriente que circula por uno de

los devanados (generalmente el situado en el rotor) se debe a la f.e.m. acción del flujo del otro, y por esta razón se denominan máquinas de inducciónreciben el nombre de máquinas asíncronas debido a que la velocidad de giro del rotor no es la de sincronismo impuesta por la frecuencia de la red. La importancia de los motores asíncronos se debe a su construcción simple y robusta, sobre todo en el caso del rotor en forma de jaula, que les hace trabajar en las circunstancias más adversas, dando un excelente servicio con pequeño mantenimiento. Hoy en día se puede decir que más del 80 por 100 de los motores eléctricos industriales emplean este tipo de máquina, trabajando con una frecuencia de alimentación constante. Sin embargo, históricamente su inconveniente más grave ha sido la limitación para regular su velocidad, y de ahí que cuando esto era necesario, en diversas aplicaciones como la tracción eléctrica, trenes de laminación, etc., eran sustituidos por motores de c.c., que eran más idóneos para este servicio. Desde finales del siglo XX y con el desarrollo tan espectacular de la electrónica industrial, con accionamientos electrónicos como inversores u onduladores y cicloconvertidores, que permiten obtener una frecuencia variable a partir de la frecuencia constante de la red, y con la introducción del microprocesador en la electrónica de potencia, se han realizado grandes cambios, y los motores asíncronos se están imponiendo poco a poco en los accionamientos eléctricos de velocidad variable. En otro caestos convertidores electrónicos y su aplicación en la regulación de velocidad de motores eléctricos tanto de c.c. como de c.a.

Este capítulo comienza explicando los aspectos constructivos de los motores asíncronos, enseñando la forma del estator y los distintos tipos de rotor; se muestra el detalle de la caja de bornes del motor y sus formas de conexión. Se estudia luego el principio de funcionamiento de los motores asíncronos trifásicos y se calculan las relaciones de f.e.m.s. y corrientes en los devanados del estator y del rotor y se define el concepto de deslizamiento. Se incluye una sección de comentarios prácticos para explicar por una parte, que la acción de las fuerzas en el rotor se produce en las ranuras, y no en los conductores

a parte se enseña a dibujar el esquema eléctrico de un devanado trifásico y se comprueba la forma en que se forman los polos del estátor. A partir de estos estudios iniciales, se establece el circuito equivalente de la máquina, en la que se aprovecha su granalogía con el transformador. Se hace especial hincapié en el significado de la resistencia

responsable de la energía mecánica que se produce en el árbol de la máquina. Se advierte del riesgo de utilizar circuitos equivalentes aproximados parmáquinas debido a que la corriente de vacío es comparativa- mente más alta que en el caso de transformadores. Se establece con ello un circuito equivalen-ajuste de tensión, que suele dar buenos resultados en la práctica. A contiseñalan los ensayos necesarios para determinar los parámetros del circuito equivalente, lo que permite más tarde hacer un estudio analítico del balance de potencias en el motor y su distribución en las diversas partes que componen la máquina, obteniendo una serie de relaciones útiles entre ellos. Se incluye una sección de ampliación para explicar cómo se puede medir con precisión la velocidad de estos motores, para reducir al máximo los errores en la determinación del deslizamiento. Se define entonces elde par electromagnético de rotación y se llega a una fórmula analítica que muestra ldependencia con los principales parámetros de la máquina. Se dibuja la curva parvelocidad de la máquina, distinguiendo la característica natural de las artificiales, obteniendo una serie de expresiones que permiten dibujar las características artificiales a partir de la natural, lo que simplifica el trabajo gráfico. Se explican los modos de funcionamiento de la máquina asíncrona, analizando con detalle el trabajo en régimen motor, generador y freno. En cada caso se utilizan figuras que explican con sencillez las transferencias de energía que se producen entre los terminales eléctrico y mecánico. Se introduce a continuación una sección de comentarios prácticos para que el estudiante sepa


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La diferencia de la máquina asíncrona con los demás tipos de máquinas se debe a que no a uno de los arrollamientos. La corriente que circula por uno de

los devanados (generalmente el situado en el rotor) se debe a la f.e.m. inducida por la máquinas de inducción. También

debido a que la velocidad de giro del rotor no portancia de los motores

asíncronos se debe a su construcción simple y robusta, sobre todo en el caso del rotor en forma de jaula, que les hace trabajar en las circunstancias más adversas, dando un

e puede decir que más del 80 por 100 de los motores eléctricos industriales emplean este tipo de máquina, trabajando con una frecuencia de alimentación constante. Sin embargo, históricamente su

velocidad, y de ahí que tracción eléctrica, trenes de

laminación, etc., eran sustituidos por motores de c.c., que eran más idóneos para este o tan espectacular de la electrónica

industrial, con accionamientos electrónicos como inversores u onduladores y cicloconvertidores, que permiten obtener una frecuencia variable a partir de la frecuencia

procesador en la electrónica de potencia, se han realizado grandes cambios, y los motores asíncronos se están imponiendo poco a

capítulo se estudian aplicación en la regulación de velocidad de motores

Este capítulo comienza explicando los aspectos constructivos de los motores asíncronos, y los distintos tipos de rotor; se muestra el detalle de la caja

de bornes del motor y sus formas de conexión. Se estudia luego el principio de funcionamiento de los motores asíncronos trifásicos y se calculan las relaciones de f.e.m.s.

y del rotor y se define el concepto de deslizamiento. Se incluye una sección de comentarios prácticos para explicar por una parte, que la acción de las fuerzas en el rotor se produce en las ranuras, y no en los conductores

a parte se enseña a dibujar el esquema eléctrico de un devanado trifásico y se comprueba la forma en que se forman los polos del estátor. A partir de estos estudios iniciales, se establece el circuito equivalente de la máquina, en la que se aprovecha su gran analogía con el transformador. Se hace especial hincapié en el significado de la resistencia

de la energía mecánica que se produce en el árbol de la máquina. Se advierte del riesgo de utilizar circuitos equivalentes aproximados para estudiar estas

mente más alta que en el te aproximado con A conti- nuación se

señalan los ensayos necesarios para determinar los parámetros del circuito equivalente, lo que permite más tarde hacer un estudio analítico del balance de potencias

nen la máquina, obteniendo una serie de relaciones útiles entre ellos. Se incluye una sección de ampliación para explicar cómo se puede medir con precisión la velocidad de estos motores, para reducir al

nto. Se define entonces el concepto co de rotación y se llega a una fórmula analítica que muestra la

les parámetros de la máquina. Se dibuja la curva par-ica natural de las artificiales,

obteniendo una serie de expresiones que permiten dibujar las características artificiales a partir de la natural, lo que simplifica el trabajo gráfico. Se explican los modos de

ando con detalle el trabajo en régimen motor, generador y freno. En cada caso se utilizan figuras que explican con sencillez las transferencias de energía que se producen entre los terminales eléctrico y mecánico. Se

comentarios prácticos para que el estudiante sepa



interpretar con claridad y soltura los datos que el constructor inscribe en la placa de características de estos motores, para no cometer errores en los tipos de conexiones que deben emplearse, según cuál de cálculo que debe seguirse para deducir los valores de las diversas variables que intervienen en el funcionamiento del motorContinúa el capítulo explicando el diagrama del círculo como procepermite determinar el comportamiento de la máquina, observando el lugar geométrico de las corrientes del motor, donde puede medirse a escala las diferentes variables que son de interés en el estudio de la máquina. En la actualidad el dordenadores y calculadoras existentes en el mercado, ha perdido importancia, pero se ha incluido aquí por su importancia histórica y didáctica. Se estudian más tarde los métodos de arranque de los motores trifásicos segúnincluye además una sección de comentarios prácticos en la que se explican los elementos más importantes que componen los automatismos utilizados para la maniobra de máquinas eléctricas a base de contactorearranque estrella-triángulo de un motor trifásico con ayuda de contactores. Se explican los motores de doble jaula de ardilla, deduciendo de un modo intuitivo el circuito equivalente correspondiente y en las normas americanas NEMA. A continuación se trata el tema de regulación de velocidad, analizando con detalle el motor de dos velocidades, que corresponde a la conexión Dahlander.asíncrono y se determinan los tiempos de aceleración y las pérdidas de energía que se producen en el proceso de arranque y frenado. Continúa el capítulo con el estudio de los motores asíncronos monofásicos, en los que se deduce el circuito equivalente de un modo heurístico y en el que se explican los incide en esta sección sobre la forma de conectar un motor trifásico para que pueda funcionar en redes monofásicas. El capítulo continúa con un estudio del funcionamiento del motor asíncrono trifásico cuando está alimentado por también se introduce una sección de ampliación en la que se explica la influenciarmónicos de f.m.m. en el comportamiento de estos motores, describiendo el fenómeno de Görges, que aparece en un motor trifásico cuando el rotor está desequifinaliza con la descripción de algunas máquinas asíncronas especiales tales como el regulador de inducción, los

A.2 Aspectos constructivos La máquina asíncrona o de inducción al iguaelectromecánica de la energía de tipo rotativo, está formada por un estator se coloca normalmente el inductor, alimentado por una red mono o trifásica. El desarrollo de este capítulo donde se estudiará el funcionamiento y arranque de los motores monofásicos. El rotor es el inducido, y las corrientes que circulan por él aparecen como consecuencia de la interacción con el flujo del estatorrotor en jaula de ardilla o en cortocircuitoEl estator está formado por un apilamiento de chapas de acero al silicio que disponen de unas ranuras en su periferia interior en las que se sitúa un devanado trifásico distribuido




interpretar con claridad y soltura los datos que el constructor inscribe en la placa de características de estos motores, para no cometer errores en los tipos de conexiones que deben emplearse, según cuál sea el valor de la tensión de alimentación y el procedimiento de cálculo que debe seguirse para deducir los valores de las diversas variables que intervienen en el funcionamiento del motor. Continúa el capítulo explicando el diagrama del círculo como procedimiento gráfico que permite determinar el comportamiento de la máquina, observando el lugar geométrico de las corrientes del motor, donde puede medirse a escala las diferentes variables que son de interés en el estudio de la máquina. En la actualidad el diagrama del círculo, gracias a los

res y calculadoras existentes en el mercado, ha perdido importancia, pero se ha por su importancia histórica y didáctica. Se estudian más tarde los métodos de

arranque de los motores trifásicos según sean en jaula de ardilla o con rotor devanado. Se incluye además una sección de comentarios prácticos en la que se explican los elementos más importantes que componen los automatismos utilizados para la maniobra de máquinas eléctricas a base de contactores y se aplican después estos conceptos para explicar el

triángulo de un motor trifásico con ayuda de contactores. Se explican los motores de doble jaula de ardilla, deduciendo de un modo intuitivo el circuito equivalente

se describen los tipos constructivos de motores asíncronos clasificados en las normas americanas NEMA. A continuación se trata el tema de regulación de velocidad, analizando con detalle el motor de dos velocidades, que corresponde a la conexión Dahlander. Se incorpora una pregunta en la que se estudia la dinámica del motor asíncrono y se determinan los tiempos de aceleración y las pérdidas de energía que se producen en el proceso de arranque y frenado. Continúa el capítulo con el estudio de los

ncronos monofásicos, en los que se deduce el circuito equivalente de un modo heurístico y en el que se explican los procedimientos de arranque de estas máquinas. Se incide en esta sección sobre la forma de conectar un motor trifásico para que pueda

ar en redes monofásicas. El capítulo continúa con un estudio del funcionamiento del motor asíncrono trifásico cuando está alimentado por tensiones trifásicas desequilibradas y también se introduce una sección de ampliación en la que se explica la influenciarmónicos de f.m.m. en el comportamiento de estos motores, describiendo el fenómeno de Görges, que aparece en un motor trifásico cuando el rotor está desequifinaliza con la descripción de algunas máquinas asíncronas especiales tales como el regulador de inducción, los selsyns o ejes eléctricos y el motor de inducción lineal

Aspectos constructivos:

La máquina asíncrona o de inducción al igual que cualquier otro dispositivo de conversión electromecánica de la energía de tipo rotativo, está formada por un estator

se coloca normalmente el inductor, alimentado por una red mono o trifásica. El rrollo de este capítulo se dedica a la máquina trifásica, exceptuando el epígrafe 4.13,

donde se estudiará el funcionamiento y arranque de los motores monofásicos. El rotor es el inducido, y las corrientes que circulan por él aparecen como consecuencia de la interacción

estator. Dependiendo del tipo de rotor, estas máquinas se clasifican en: rotor en jaula de ardilla o en cortocircuito, y b) rotor devanado o con anillosEl estator está formado por un apilamiento de chapas de acero al silicio que disponen de

as ranuras en su periferia interior en las que se sitúa un devanado trifásico distribuido

Figura: Estator de un motor asíncrono


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interpretar con claridad y soltura los datos que el constructor inscribe en la placa de características de estos motores, para no cometer errores en los tipos de conexiones que

sea el valor de la tensión de alimentación y el procedimiento de cálculo que debe seguirse para deducir los valores de las diversas variables que

dimiento gráfico que permite determinar el comportamiento de la máquina, observando el lugar geométrico de las corrientes del motor, donde puede medirse a escala las diferentes variables que son de

iagrama del círculo, gracias a los res y calculadoras existentes en el mercado, ha perdido importancia, pero se ha

por su importancia histórica y didáctica. Se estudian más tarde los métodos de sean en jaula de ardilla o con rotor devanado. Se

incluye además una sección de comentarios prácticos en la que se explican los elementos más importantes que componen los automatismos utilizados para la maniobra de máquinas

s y se aplican después estos conceptos para explicar el triángulo de un motor trifásico con ayuda de contactores. Se explican los

motores de doble jaula de ardilla, deduciendo de un modo intuitivo el circuito equivalente ben los tipos constructivos de motores asíncronos clasificados

en las normas americanas NEMA. A continuación se trata el tema de regulación de velocidad, analizando con detalle el motor de dos velocidades, que corresponde a la

gunta en la que se estudia la dinámica del motor asíncrono y se determinan los tiempos de aceleración y las pérdidas de energía que se producen en el proceso de arranque y frenado. Continúa el capítulo con el estudio de los

ncronos monofásicos, en los que se deduce el circuito equivalente de un modo tos de arranque de estas máquinas. Se

incide en esta sección sobre la forma de conectar un motor trifásico para que pueda ar en redes monofásicas. El capítulo continúa con un estudio del funcionamiento del

nes trifásicas desequilibradas y también se introduce una sección de ampliación en la que se explica la influencia de los armónicos de f.m.m. en el comportamiento de estos motores, describiendo el fenómeno de Görges, que aparece en un motor trifásico cuando el rotor está desequilibrado. La lección finaliza con la descripción de algunas máquinas asíncronas especiales tales como el

o ejes eléctricos y el motor de inducción lineal

l que cualquier otro dispositivo de conversión estator y un rotor. En el

se coloca normalmente el inductor, alimentado por una red mono o trifásica. El se dedica a la máquina trifásica, exceptuando el epígrafe 4.13,

donde se estudiará el funcionamiento y arranque de los motores monofásicos. El rotor es el inducido, y las corrientes que circulan por él aparecen como consecuencia de la interacción

. Dependiendo del tipo de rotor, estas máquinas se clasifican en: a) rotor devanado o con anillos.

El estator está formado por un apilamiento de chapas de acero al silicio que disponen de as ranuras en su periferia interior en las que se sitúa un devanado trifásico distribuido.



A.3 El motor de inducción El motor de inducción es el tipo de motor eléctrico más utilizado, bien sea o trifásico. Nosotros en esta práctica analizaremos el comportamiento del motor trifásico. Un motor se define como la máquina que transforma la energía eléctrica enmediante la interacción(estator) y el del inducido (rotor). En el caso concreto de un motor trifásico, el campo inductor es generado por tres bobinados a los que se les aplica un sistema trifásico equilibrado de tensiones CA. Este campo actúa, a través del entrehidevanados dispuestos en el rotor dando lugar a tensiones inducidas. Si el inducido forma un circuito cerrado, aparecerá una corriente que producirá un flujo magnético opuesto al principal. El motor trifásico se suele representar eléctricammonofásico referido al estator, tal como puede verse en la figura siguiente:

R1 y X1 representan la resistencia y reactancia del bobinado del estator. R2 y X2 representan la resistencia y reactancia del

ambas al estator. gc representa la conductancia de pérdidas en el hierro y

magnetizante. [(1-s)/s]*R

representa la potencia mecánica que el motor A.3.1 Obtención del circuito equivalente

Para determinar los parámetros del circuito anterior, se recurre a la realización de los ensayos que se explican en los apartados siguientes. a) Ensayo de rozamiento

Mediante este ensayo sepor motivos puramente mecánicos. Consiste en arrastrar el motor mediante una máquina auxiliar, hasta que el conjunto alcance la velocidad nominal del motor ensayado. Una vez alcanzada la citada vútil suministrada por el motor auxiliar,rozamiento en el motor ensayado. Asimismo, se realizará el al 50% y al 75% de la velocidad vacío

b) Medida de la resistencia del estator Suponiendo que los bobinados de las tres fases del motor son idénticos, bastará con obtener el valor de la resistencia en uno de los tres bobinados.




El motor de inducción:

El motor de inducción es el tipo de motor eléctrico más utilizado, bien sea o trifásico. Nosotros en esta práctica analizaremos el comportamiento del motor trifásico.

Un motor se define como la máquina que transforma la energía eléctrica eninteracción de dos campos magnéticos. Estos campos son el

(estator) y el del inducido (rotor). En el caso concreto de un motor trifásico, el campo inductor es generado por tres bobinados a los que se les aplica un sistema trifásico equilibrado de tensiones CA. Este campo actúa, a través del entrehidevanados dispuestos en el rotor dando lugar a tensiones inducidas. Si el inducido forma un circuito cerrado, aparecerá una corriente que producirá un flujo magnético opuesto al

El motor trifásico se suele representar eléctricamente por medio de su circuito equivalente monofásico referido al estator, tal como puede verse en la figura siguiente:

representan la resistencia y reactancia del bobinado del estator.representan la resistencia y reactancia del bobinado del rotor referidas

ambas al estator. representa la conductancia de pérdidas en el hierro y b

magnetizante. s)/s]*R2 es una resistencia que no existe realmente en el rotor, pero

representa la potencia mecánica que el motor proporciona al exterior.

Obtención del circuito equivalente:

Para determinar los parámetros del circuito anterior, se recurre a la realización de los ensayos que se explican en los apartados siguientes.

Ensayo de rozamiento

Mediante este ensayo se calculan las pérdidas que se producen en la máquina por motivos puramente mecánicos. Consiste en arrastrar el motor mediante una máquina auxiliar, hasta que el conjunto alcance la velocidad nominal del motor ensayado. Una vez alcanzada la citada velocidad, se mide la potencia útil suministrada por el motor auxiliar, que será la potencia que se pierde por rozamiento en el motor ensayado.

Asimismo, se realizará el mismo ensayo a diferentes velocidades, tales como al 50% y al 75% de la velocidad nominal, así como a la velocidad del motor en

Medida de la resistencia del estator

Suponiendo que los bobinados de las tres fases del motor son idénticos, bastará con obtener el valor de la resistencia en uno de los tres bobinados.


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El motor de inducción es el tipo de motor eléctrico más utilizado, bien sea monofásico o trifásico. Nosotros en esta práctica analizaremos el comportamiento del motor trifásico.

Un motor se define como la máquina que transforma la energía eléctrica en mecánica dos campos magnéticos. Estos campos son el del inductor

(estator) y el del inducido (rotor). En el caso concreto de un motor trifásico, el campo inductor es generado por tres bobinados a los que se les aplica un sistema trifásico equilibrado de tensiones CA. Este campo actúa, a través del entrehierro, sobre los devanados dispuestos en el rotor dando lugar a tensiones inducidas. Si el inducido forma un circuito cerrado, aparecerá una corriente que producirá un flujo magnético opuesto al

ente por medio de su circuito equivalente monofásico referido al estator, tal como puede verse en la figura siguiente:

representan la resistencia y reactancia del bobinado del estator. bobinado del rotor referidas

bm la susceptancia

es una resistencia que no existe realmente en el rotor, pero proporciona al exterior.

Para determinar los parámetros del circuito anterior, se recurre a la realización de

calculan las pérdidas que se producen en la máquina por motivos puramente mecánicos. Consiste en arrastrar el motor mediante una máquina auxiliar, hasta que el conjunto alcance la velocidad nominal del

elocidad, se mide la potencia que será la potencia que se pierde por

mismo ensayo a diferentes velocidades, tales como nominal, así como a la velocidad del motor en

Suponiendo que los bobinados de las tres fases del motor son idénticos, bastará con obtener el valor de la resistencia en uno de los tres bobinados.



Para hacer esto,polímetro. Debe tenerse en cuenta que la resistencia por fase de un bobinado trifásico no es la misma que la medida entre los extremos de las bobinas. La resistencia equivalente por fasefases. Si los bobinados están conectados en estrella, la resistencia de cada bobina es la mitad de la medida entre dos fases y, si están conectados en triángulo, los 3/2 de la medida entre dos fases. Como lo independientemente de la conexión se escribirá que También puede hacerse la medida mediante un multímetro

c) Ensayo en vacío Normalmente, para realizar este ensayo, se alimenta el motor a la tensión yfrecuencia nominales y se mide la potencia absorbida (con los dos vatímetros), la intensidad que circula por cada fase y la tensión aplicada al estator. En este ensayo no se obtiene potencia útil en el eje (dado que no existe ninguna carga y por lo tantcorriente), por lo que toda la potencia corresponde a pérdidas (en el hierro, en el cobre del estator, y en rozamiento). Por lo tanto, el ensayo en vacío permite medir estas pérdidas, y a partir de ellasmáquina mediante las siguientes expresiones: En función del circuito equivalente monofásico, se puede escribir De donde, finalmente, se obtiene A la hora de sustituir los valores de las pérdidas por expresiones anteriores, realizado anteriormentecalculando un nuevo valor para las pérdidas de rozamiento según un segundo método que se va realizará un estudio comparativo entre los dos valores obtenidos Para determinar Ptensión, siendo estos de 0,5; 0,75; 0,90; 1 ypara cada caso los valores de lalos vatímetros), así como la intensidad y la tensión aplicada exactamente mediante los polímetros




Para hacer esto, es suficiente con utilizar la función correspondiente del polímetro.

Debe tenerse en cuenta que la resistencia por fase de un bobinado trifásico no es la misma que la medida entre los extremos de las bobinas. La resistencia equivalente por fase del motor es la mitad de la medida entre dos fases.

Si los bobinados están conectados en estrella, la resistencia de cada bobina es la mitad de la medida entre dos fases y, si están conectados en triángulo, los 3/2 de la medida entre dos fases.

Como lo que interesa es la resistencia equivalente por fase, independientemente de la conexión se escribirá que

También puede hacerse la medida mediante un multímetro.

Ensayo en vacío

Normalmente, para realizar este ensayo, se alimenta el motor a la tensión yfrecuencia nominales y se mide la potencia absorbida (con los dos vatímetros), la intensidad que circula por cada fase y la tensión aplicada al estator.

En este ensayo no se obtiene potencia útil en el eje (dado que no existe ninguna carga y por lo tanto el rotor forma un circuito abierto para el paso de corriente), por lo que toda la potencia corresponde a pérdidas (en el hierro, en el cobre del estator, y en rozamiento). Por lo tanto, el ensayo en vacío permite medir estas pérdidas, y a partir de ellas los parámetros en el núcleo de la máquina mediante las siguientes expresiones:

En función del circuito equivalente monofásico, se puede escribir

De donde, finalmente, se obtiene:

A la hora de sustituir los valores de las pérdidas por expresiones anteriores, no se va a utilizar el dato obtenido en el ensayo realizado anteriormente, sino que se va a proceder de forma distinta calculando un nuevo valor para las pérdidas de rozamiento según un segundo método que se va a describir a continuación. Posteriormente,realizará un estudio comparativo entre los dos valores obtenidos

Para determinar PRoz0 y Ph se va a alimentar el motor con diferentes valores de tensión, siendo estos de 0,5; 0,75; 0,90; 1 y 1,10 veces la nominal; midiendo para cada caso los valores de la potencia absorbida por el motor en vacío (con los vatímetros), así como la intensidad y la tensión aplicada exactamente mediante los polímetros.


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es suficiente con utilizar la función correspondiente del

Debe tenerse en cuenta que la resistencia por fase de un bobinado trifásico no es la misma que la medida entre los extremos de las bobinas. La

del motor es la mitad de la medida entre dos

Si los bobinados están conectados en estrella, la resistencia de cada bobina es la mitad de la medida entre dos fases y, si están conectados en triángulo, los

que interesa es la resistencia equivalente por fase,

Normalmente, para realizar este ensayo, se alimenta el motor a la tensión y frecuencia nominales y se mide la potencia absorbida (con los dos vatímetros), la intensidad que circula por cada fase y la tensión aplicada al estator.

En este ensayo no se obtiene potencia útil en el eje (dado que no existe o el rotor forma un circuito abierto para el paso de

corriente), por lo que toda la potencia corresponde a pérdidas (en el hierro, en el cobre del estator, y en rozamiento). Por lo tanto, el ensayo en vacío permite

los parámetros en el núcleo de la

En función del circuito equivalente monofásico, se puede escribir:

A la hora de sustituir los valores de las pérdidas por rozamiento en las no se va a utilizar el dato obtenido en el ensayo

, sino que se va a proceder de forma distinta calculando un nuevo valor para las pérdidas de rozamiento según un segundo

a describir a continuación. Posteriormente, el alumno realizará un estudio comparativo entre los dos valores obtenidos.

se va a alimentar el motor con diferentes valores de s la nominal; midiendo

potencia absorbida por el motor en vacío (con los vatímetros), así como la intensidad y la tensión aplicada exactamente



Al representar la suma de las pérdidas en el hierro y de la tensión aplicada, se obtiene una curva parabólica semejante a la representada en la Figura “a”. Extrapolandode ordenadas, se tiene para una tensión aplicada de cero voltios, el valor de las pérdidas mecánicas, ya que en este caso las pérdidas en el hierro son cero al no existir flujo en la máquina. Para que sea más fácil extrapolar esta curva, se suele representar la suma de estas pérdidas en función de la tensión aplicada al cuadrado, obtencomo muestra la figura “b” Por lo tanto, prolongando la línea recta formada por los distintos puntos de trabajo de la máquina en los diferentes ensayos realizados, se obtiene la potencia también permiten obtener los valores de las distintas pérdidas en el hierro que tienen lugar en función de la tensión aplicada, aunque habrá que descontar las producidas en el cobre en evalores de pérdidas en las expresiones anteriores se pueden obtener los parámetros eléctricos del núcleo Por otra parte, interesa que el alumno compare el valor obtenido para las pérdidas por rozamiento con eensayo de rozamiento realizado al principio de esta práctica

d) Ensayo en cortocircuito o con rotor parado Mediante este ensayo se determinan los valores de la resistencia del rotor y de ambas reactancias. impedido de giro, con lo cual el deslizamiento será la unidad. En estas condiciones, se aplica al motor una tensión trifásica equilibrada que irá incrementándose desde cero hasta que el motor absorbaorden de la nominal por el estator. La tensión (denominada de cortocircuito) que se debe aplicar para obtener la corriente nominal con rotor parado es siempre inferior a la nominal Las expresiones utilizadas para calcular los parámetrpresentan a continuación. Las magnitudes que aparecen en ellas corresponden a valores del sistema trifásico, pasadas al monofásico equivalente (el raíz de tres, el tres; recuerde En función del circuito monofásico, se puede escribir




Al representar la suma de las pérdidas en el hierro y de rozamiento en función de la tensión aplicada, se obtiene una curva parabólica semejante a la representada en la Figura “a”. Extrapolando esta curva, hasta que corte el eje de ordenadas, se tiene para una tensión aplicada de cero voltios, el valor de

pérdidas mecánicas, ya que en este caso las pérdidas en el hierro son cero al no existir flujo en la máquina. Para que sea más fácil extrapolar esta curva, se suele representar la suma de estas pérdidas en función de la tensión aplicada al cuadrado, obteniéndose para este caso una relación lineal, tal y como muestra la figura “b”.

Por lo tanto, prolongando la línea recta formada por los distintos puntos de trabajo de la máquina en los diferentes ensayos realizados, se obtiene la potencia mecánica del motor. Asimismo, tal y como puede verse, estas gráficas también permiten obtener los valores de las distintas pérdidas en el hierro que tienen lugar en función de la tensión aplicada, aunque habrá que descontar las producidas en el cobre en el estator (muy pequeñas). Sustituyendo estos valores de pérdidas en las expresiones anteriores se pueden obtener los parámetros eléctricos del núcleo.

Por otra parte, interesa que el alumno compare el valor obtenido para las pérdidas por rozamiento con este método, con las pérdidas facilitadas por el ensayo de rozamiento realizado al principio de esta práctica

Ensayo en cortocircuito o con rotor parado

Mediante este ensayo se determinan los valores de la resistencia del rotor y de ambas reactancias. Para realizarlo, el rotor debe estar perfectamente fijo, impedido de giro, con lo cual el deslizamiento será la unidad. En estas condiciones, se aplica al motor una tensión trifásica equilibrada que irá incrementándose desde cero hasta que el motor absorbaorden de la nominal por el estator. La tensión (denominada de cortocircuito) que se debe aplicar para obtener la corriente nominal con rotor parado es siempre inferior a la nominal.

Las expresiones utilizadas para calcular los parámetros son las que se presentan a continuación. Las magnitudes que aparecen en ellas corresponden a valores del sistema trifásico, pasadas al monofásico equivalente (el raíz de tres, el tres; recuerde).

En función del circuito monofásico, se puede escribir


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de rozamiento en función de la tensión aplicada, se obtiene una curva parabólica semejante a la

esta curva, hasta que corte el eje de ordenadas, se tiene para una tensión aplicada de cero voltios, el valor de

pérdidas mecánicas, ya que en este caso las pérdidas en el hierro son cero al no existir flujo en la máquina. Para que sea más fácil extrapolar esta curva, se suele representar la suma de estas pérdidas en función de la tensión

iéndose para este caso una relación lineal, tal y

Por lo tanto, prolongando la línea recta formada por los distintos puntos de trabajo de la máquina en los diferentes ensayos realizados, se obtiene la

mecánica del motor. Asimismo, tal y como puede verse, estas gráficas también permiten obtener los valores de las distintas pérdidas en el hierro que tienen lugar en función de la tensión aplicada, aunque habrá que descontar las

l estator (muy pequeñas). Sustituyendo estos valores de pérdidas en las expresiones anteriores se pueden obtener los

Por otra parte, interesa que el alumno compare el valor obtenido para las ste método, con las pérdidas facilitadas por el

ensayo de rozamiento realizado al principio de esta práctica.

Mediante este ensayo se determinan los valores de la resistencia del rotor y de Para realizarlo, el rotor debe estar perfectamente fijo,

impedido de giro, con lo cual el deslizamiento será la unidad. En estas condiciones, se aplica al motor una tensión trifásica equilibrada que irá incrementándose desde cero hasta que el motor absorba una corriente del orden de la nominal por el estator. La tensión (denominada de cortocircuito) que se debe aplicar para obtener la corriente nominal con rotor parado es

os son las que se presentan a continuación. Las magnitudes que aparecen en ellas corresponden a valores del sistema trifásico, pasadas al monofásico equivalente (el raíz de



Despejando de las expresiones anteriores Sabiendo Rproblemas. Para obtener los valores de las reactancias, utilizaremos la siguiente tabla que determina la relación entre ambas para distinmotores

TIPO A

TIPO B

TIPO C

TIPO D

ROTOR

e) Ensayo en

Para determinar las curvas características (Tvan a realizar ensayos con diferentes valores devalores de par mecánico para cada una de las veloConcretamente, esto se realizará para valores de 0.25, 0.5, 0.75 y 1 veces la carga nominal. En cada uno de los casos se medirá la intensidad y potencia absorbida, así como la velocidad de giro (se empleará el tacómetro). Con los valores mrendimiento y la potencia útil mediante las expresiones siguientes Con los ensayos realizados se pueden determinar las relaciones entre corriente, par, potencia y rendimiento y el deslizadeslizamientos. Para el cálculo de los puntos de par máximo y par de arranque se utilizarán las fórmulas analíticas ya conocidas de la teoría

f) Arranque y frenado del motor asíncrono Antes de proceder al arranque d Se conectará el motor a una fuente de tensión continua y se responderá a

las preguntas: ¿Qué ¿Variables en el tiempo y en el espacio o no?




Despejando de las expresiones anteriores:

Sabiendo R1 del ensayo de corriente continua, podemos hallar Rproblemas. Para obtener los valores de las reactancias, utilizaremos la siguiente tabla que determina la relación entre ambas para distinmotores

CLASE DE MOTOR X1 (X1 + X2 ) X2 (X1

A Par normal Ia normal 0.5 0.5

B Par normal Ia baja 0.4 0.6

C Par elevado Ia normal 0.3 0.7

D Par elevado "s" elevado 0.5 0.5

ROTOR DEVANADO 0.5 0.5

Ensayo en carga: determinación de curvas características

Para determinar las curvas características (T-s, I-s, Pu-s, ηvan a realizar ensayos con diferentes valores de carga, obteniendo distintos valores de par mecánico para cada una de las veloConcretamente, esto se realizará para valores de 0.25, 0.5, 0.75 y 1 veces la carga nominal. En cada uno de los casos se medirá la intensidad y potencia absorbida, así como la velocidad de giro (se empleará el tacómetro). Con los valores mencionados se puede determinar el valor del deslizamiento, el rendimiento y la potencia útil mediante las expresiones siguientes

Con los ensayos realizados se pueden determinar las relaciones entre corriente, par, potencia y rendimiento y el deslizamiento en la zona de menores deslizamientos. Para el cálculo de los puntos de par máximo y par de arranque se utilizarán las fórmulas analíticas ya conocidas de la teoría

Arranque y frenado del motor asíncrono

Antes de proceder al arranque del motor, se van a realizar dos ensayos:

Se conectará el motor a una fuente de tensión continua y se responderá a las preguntas: ¿Qué sucede? ¿Por qué? ¿Existen campos magnéticos? ¿Variables en el tiempo y en el espacio o no?


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del ensayo de corriente continua, podemos hallar R2 sin problemas. Para obtener los valores de las reactancias, utilizaremos la siguiente tabla que determina la relación entre ambas para distintos tipos de

+ X2 )

0.5

0.6

0.7

0.5

0.5

carga: determinación de curvas características

s, η-s) de un motor, se carga, obteniendo distintos

valores de par mecánico para cada una de las velocidades de giro. Concretamente, esto se realizará para valores de 0.25, 0.5, 0.75 y 1 veces la carga nominal. En cada uno de los casos se medirá la intensidad y potencia absorbida, así como la velocidad de giro (se empleará el tacómetro). Con los

encionados se puede determinar el valor del deslizamiento, el rendimiento y la potencia útil mediante las expresiones siguientes:

Con los ensayos realizados se pueden determinar las relaciones entre nto en la zona de menores

deslizamientos. Para el cálculo de los puntos de par máximo y par de arranque se utilizarán las fórmulas analíticas ya conocidas de la teoría:

el motor, se van a realizar dos ensayos:

Se conectará el motor a una fuente de tensión continua y se responderá a ¿Existen campos magnéticos?



Se conectarán las tres responderá a las preguntas: ¿Qué sucede? ¿Pormagnéticos? ¿Variables en el tiempo y en el espacio o no?

A continuación, se procederá a realizar el máquinaabsorbida cuando la conexión de la máquina es en triángulo y cuando es en estrella. Por lo que se refiere al frenado del motor, se pueden emplear tres procedimientos El primero que es pu

No tiene secretosalimentación para que no absorba una corriente excesiva al quedar parado el eje

El segundo se basa en la aplicación de corriente continua en lo

del motor. Se deberá indicar porqué se El tercero está basado en el cambio de sentido de giro del motor. Al invertir

la secuencia de fases aplicada, el campocontrario y provoca elsobrepasar el punto de velocidad cero para que no empiece a girar en sentido contrario

g) Compensación del factor de potencia

Se deberá conectar el osciloscopio a la máquina y observar la forma de las ondas de tensión y corriente, obteniéndose el ángulo de desfase. Posteriormente se procederá a la conexión a la entrada de una batería de condensadores, con el objeto de compensar el desfase de V e I. Esta compensación deberá visualizarse nuevamente en elnuevo ángulo de desfase y haciendo una representación aproximada de las ondas obtenidas

h) Funcionamiento como generador Si en las ecuaciones del par, de la potencia y de la corriente sedeslizamiento “s” desde gráficas, se obtienen las siguientes curvas




Se conectarán las tres bornas de la máquina a una misma fase y se responderá a las preguntas: ¿Qué sucede? ¿Por qué? ¿Existen campos magnéticos? ¿Variables en el tiempo y en el espacio o no?

A continuación, se procederá a realizar el arranque estrellamáquina asíncrona. En él se comprobará la diferencia de pares y corriente absorbida cuando la conexión de la máquina es en triángulo y cuando es en estrella.

Por lo que se refiere al frenado del motor, se pueden emplear tres procedimientos:

El primero que es puramente mecánico, utilizando el freno.No tiene secretos. Excepto en que es necesario eliminaralimentación para que no absorba una corriente excesiva al quedar parado el eje.

El segundo se basa en la aplicación de corriente continua en lodel motor. Se deberá indicar porqué se produce este efecto de frenado.

El tercero está basado en el cambio de sentido de giro del motor. Al invertir la secuencia de fases aplicada, el campo giratorio se mueve en sentido contrario y provoca el frenado de la máquina. Hay que tener cuidado en no sobrepasar el punto de velocidad cero para que no empiece a girar en sentido contrario.

ompensación del factor de potencia

Se deberá conectar el osciloscopio a la máquina y observar la forma de las ondas de tensión y corriente, obteniéndose el ángulo de desfase.

Posteriormente se procederá a la conexión a la entrada de una batería de condensadores, con el objeto de compensar el desfase de V e I. Esta compensación deberá visualizarse nuevamente en el osciloscopnuevo ángulo de desfase y haciendo una representación aproximada de las ondas obtenidas.

uncionamiento como generador

Si en las ecuaciones del par, de la potencia y de la corriente sedeslizamiento “s” desde -∞ hasta +∞ y se hacen susgráficas, se obtienen las siguientes curvas.


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bornas de la máquina a una misma fase y se qué? ¿Existen campos

magnéticos? ¿Variables en el tiempo y en el espacio o no?

arranque estrella- triángulo para la asíncrona. En él se comprobará la diferencia de pares y corriente

absorbida cuando la conexión de la máquina es en triángulo y cuando es en

Por lo que se refiere al frenado del motor, se pueden emplear tres

ramente mecánico, utilizando el freno. Excepto en que es necesario eliminar rápidamente la

alimentación para que no absorba una corriente excesiva al quedar parado

El segundo se basa en la aplicación de corriente continua en los terminales produce este efecto de frenado.

El tercero está basado en el cambio de sentido de giro del motor. Al invertir giratorio se mueve en sentido

frenado de la máquina. Hay que tener cuidado en no sobrepasar el punto de velocidad cero para que no empiece a girar en

Se deberá conectar el osciloscopio a la máquina y observar la forma de las ondas de tensión y corriente, obteniéndose el ángulo de desfase.

Posteriormente se procederá a la conexión a la entrada de una batería de condensadores, con el objeto de compensar el desfase de V e I. Esta

osciloscopio, anotando el nuevo ángulo de desfase y haciendo una representación aproximada de las

Si en las ecuaciones del par, de la potencia y de la corriente se dan valores al ∞ y se hacen sus representaciones



Si la máquina funcionarotor es superior a la de sincronismo. Para que esto sea posible, se la ayuda de una fuente mecánica exterior quepara superar dicha velocidad. En primer lugar, el estator de la máquina de inducción estará conectado a la red y, en principio, sin carga mecánica aplicada, alcanzaráel motor de CC y se le hace girar en el mismo sentido que la máquina de inducción, ayudándole y consiguiendo que la velocidad aumente por encima de la de sincronismo Cuando esto sucede, la máquinproporciona una energía eléctrica a la red gracias a la energía mecánica de la fuente exterior (motor de CC) En la práctica se trata de comprobar que esto se cumple

B. ESQUEMAS EXPERIMENTALES Y CALCULOS B.1 Ensayo de rozamiento

Procedimiento Nº01 La curva obtenida deberá ser del tipo: P Procedimiento Nº02 Utilizando ensayo en vacio

B.2 Medida de resistencia R

B.3 Ensayo en vacio y ensayo en cortocircuito Nota: La única diferencia entre ambos ensayos es que en el de cortocircuito el rotor se encuentra impedido de giro. No se utilizan vatímetros, sino el analizador de redes

PROZ (0,5nN)

PROZ (no)




Si la máquina funciona con deslizamientos negativos, la velocidad de giro del rotor es superior a la de sincronismo. Para que esto sea posible, se la ayuda de una fuente mecánica exterior que proporcione el par necesario para superar dicha velocidad. En primer lugar, el estator de la máquina de inducción estará conectado a la red y, en principio, sin carga mecánica aplicada, alcanzará la velocidad de vacío, próxima a ns; entonces, se conecta el motor de CC y se le hace girar en el mismo sentido que la máquina de inducción, ayudándole y consiguiendo que la velocidad aumente por encima de la de sincronismo.

Cuando esto sucede, la máquina estará funcionando como generador y proporciona una energía eléctrica a la red gracias a la energía mecánica de la fuente exterior (motor de CC).

En la práctica se trata de comprobar que esto se cumple.

ESQUEMAS EXPERIMENTALES Y CALCULOS:

rozamiento:

Procedimiento Nº01

La curva obtenida deberá ser del tipo: PRoz=k1n+k2n3≈kn2

Nº02

Utilizando ensayo en vacio

Medida de resistencia R1 (Ω) = _______

Ensayo en vacio y ensayo en cortocircuito

La única diferencia entre ambos ensayos es que en el de cortocircuito el rotor se encuentra impedido de giro. No se utilizan vatímetros, sino el analizador de redes

) PROZ (0,75nN) PROZ (nN) PROZ (no)


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deslizamientos negativos, la velocidad de giro del rotor es superior a la de sincronismo. Para que esto sea posible, se necesita

proporcione el par necesario para superar dicha velocidad. En primer lugar, el estator de la máquina de inducción estará conectado a la red y, en principio, sin carga mecánica

; entonces, se conecta el motor de CC y se le hace girar en el mismo sentido que la máquina de inducción, ayudándole y consiguiendo que la velocidad aumente por encima de

a estará funcionando como generador y proporciona una energía eléctrica a la red gracias a la energía mecánica de la

La única diferencia entre ambos ensayos es que en el de cortocircuito el rotor se encuentra impedido de giro. No se utilizan vatímetros, sino el analizador de redes.



1,05 VN VN

0,75 VN 0,50 VN

Dibújese la gráfica de I<>V y P

1,05 VN VN

0,75 VN 0,50 VN

Procedimiento Nº 01Cálculos vacio

Proz ensayo de Roz.PhN (W) Po (W) gc (S) bm (S)

Ensayo en cortocircuito: medidas experimentales

V (V) V

Cálculos cortocircuito

PCuN (W)

PC (W)

R1 (Ω)

R2 (Ω)

X1 (Ω)

X2 (Ω)

B.4 Ensayo en carga




V I Po

Dibújese la gráfica de I<>V y Po<>V de estos ensayos

Cálculos de potencia

Pcu1 PROZ Ph

Procedimiento Nº 01 Cálculos vacio

ensayo de Roz.

Ensayo en cortocircuito: medidas experimentales

Estator I (A) Potencia total

I

Cálculos cortocircuito

Procedimiento Nº 02 Cálculos vacio

Proz y Ph ensayo de Roz. PhN (W) Po (W) gc (S) bm (S)


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Potencia total



Medidas experimentales

V (V) I (A)

Curvas de par, corriente, potencia útil y rendimiento para los ensayos de carga realizado

B.5 Arranque y frenado del motor

V (V)

Coméntense los resultados obtenidos correspondiente del guión al arranque y frenado del motor. Éstas son la aplicación de corriente continua, la aplicación de la misma tensión el frenado del motor: mecánico, con aplicación de corriente continua y mediante la aplicación de secuencia inversa




Medidas experimentales Cálculos

P (W) n s n Pu (W)

Curvas de par, corriente, potencia útil y rendimiento para los ensayos de carga realizado

Arranque y frenado del motor

Arranque (Estrella - Triangulo)

Medidas Cálculos

IY (A) I∆ (A) TYa (Nm)

Coméntense los resultados obtenidos en las experiencias citadas en el apartado correspondiente del guión al arranque y frenado del motor. Éstas son la aplicación de corriente continua, la aplicación de la misma tensión alterna en las tres fases y, finalmente, el frenado del motor: mecánico, con aplicación de corriente continua y mediante la aplicación de secuencia inversa.


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Cálculos

Tu Tma (Nm)

Ta (Nm)

Curvas de par, corriente, potencia útil y rendimiento para los ensayos de carga realizados

Cálculos

T∆a (Nm)

en las experiencias citadas en el apartado correspondiente del guión al arranque y frenado del motor. Éstas son la aplicación de

alterna en las tres fases y, finalmente, el frenado del motor: mecánico, con aplicación de corriente continua y mediante la



B.6 Compensación del factor de potencia

Sin batería

Con bateria

Desfases entre V e I obtenidos con el osciloscopio en ambos casos

B.7 Funcionamiento como generador

Maquina Asíncrona

N (rpm) I (A)

4. MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO

Para realizar los montajes descritos es suficiente con los siguientes elementos: 1 Motor Asíncrono. 1 Motor de Corriente Continua para Ensayo de Rozamiento. 3 Polímetros (2 Amperímetros y 1 voltímetro). 2 Vatímetros 0-1000 W. 1 Osciloscopio. Un núcleo de hierro tipo anillo Una bobina de 600 espiras.




Compensación del factor de potencia

Medidas experimentales

V (V) I (A) P (W) CosΦ

Sin batería

Con bateria


Funcionamiento como generador

Maquina Asíncrona Motor CC

I (A) P (W) P (W)

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO

Para realizar los montajes descritos es suficiente con los siguientes elementos:

Motor de Corriente Continua para Ensayo de Rozamiento. Polímetros (2 Amperímetros y 1 voltímetro).

1000 W.

núcleo de hierro tipo anillo. Una bobina de 600 espiras.


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Para realizar los montajes descritos es suficiente con los siguientes elementos:



Una bobina de 300 espiras. Un voltímetro de CA 0 – Un amperímetro de CA 0 Un metro de alambre Nº 16 Un transformador monofásico de 220/110 V. Un alicate de corte y presión. Una cuchilla de electricista.

5. PROCEDIMIENTO: ESQUEMAS EXPERIMENTALES

6. PAUTAS DE DESARROLLO DE LA

Para realizar la práctica y poder evaluar los conocimientos adquiridos en su desarrollo, es preciso tener en cuenta lo siguiente: La práctica consiste en realizar los montajes descritos en los apartados previos anotando las

indicaciones de los diferentesaparecen en el apartado 3 de este guión. Las casillas sombreadas las tablas de este guión corresponden a los cálculos que hay que realizar con los datos obtenidos experimentalmente, que se colocarán en las casillas en blanco. Asimismo, deberán representarse gráficamente las curvas que se piapartado.

La forma de realizar cada ensayo, los

cabo los cálculos serán la base de las preguntas del examen de laboratorio. No hay que entregar memoria de

7. CONCLUCIONES:

En el momento de realizar el laboratorio se tuvo que trabajar con bastante criterio y cuidado, en

vista de que se estaba trabajando con cargas eléctricas. Los datos obtenidos en el laboratorio se aproximan a los obtenidos en el Software Proteuss,

razón por lo que se recomienda su uso pero siempre comparando los datos virtuales con los datos que se obtienen en los laboratorios.

8. BIBLIOGRAFIA:

• Wikipedia • www.electronicafacil.com• Trabajos prácticos de fisica

9. RECOMENDACIONES: Se recomienda a mis compañeros, estudiantes y al docente de la Carrera Profesional Ingeniería Mecánica Eléctrica el uso de este Softwaactualidad se cuenta con varios Software para circuitos eléctricosincentivar al uso de uno de estedesarrollar más rápido el curso y Si se recomienda el uso de este Software, pero asianálisis de un circuito, sistema o prueba de laboratorio se desarrolle en los laboratorios de la carrera a fin de compara datos reales con los dato virtuales que se obtienen del Software.




Una bobina de 300 espiras. – 600 voltios.

de CA 0 – 10 amperios. Un metro de alambre Nº 16 Un transformador monofásico de 220/110 V.

presión. Una cuchilla de electricista.

: ESQUEMAS EXPERIMENTALES - RESULTADOS:

PAUTAS DE DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Para realizar la práctica y poder evaluar los conocimientos adquiridos en su desarrollo, es preciso siguiente:

La práctica consiste en realizar los montajes descritos en los apartados previos anotando las indicaciones de los diferentes aparatos de medida en las casillas de las tablas que aparecen en el apartado 3 de este guión. Las casillas sombreadas en color gris que aparecen en las tablas de este guión corresponden a los cálculos que hay que realizar con los datos obtenidos experimentalmente, que se colocarán en las casillas en blanco. Asimismo, deberán representarse gráficamente las curvas que se piden en los recuadros dispuestos en el mismo

La forma de realizar cada ensayo, los resultados experimentales obtenidos y cómo se llevan a cálculos serán la base de las preguntas del examen de laboratorio.

No hay que entregar memoria de la práctica.

En el momento de realizar el laboratorio se tuvo que trabajar con bastante criterio y cuidado, en vista de que se estaba trabajando con cargas eléctricas. Los datos obtenidos en el laboratorio se aproximan a los obtenidos en el Software Proteuss, razón por lo que se recomienda su uso pero siempre comparando los datos virtuales con los datos que se obtienen en los laboratorios.

www.electronicafacil.com Trabajos prácticos de fisica, J. E. Fernández y E. Galloni, Editorial Nigar,

Se recomienda a mis compañeros, estudiantes y al docente de la Carrera Profesional Ingeniería Mecánica Eléctrica el uso de este Software, ya que es un gran aporte para nuestra carrera. En la actualidad se cuenta con varios Software para circuitos eléctricos. Recomendaría al docente incentivar al uso de uno de este software, ya que esto ampliaría la visión del curso y permitiría

ar más rápido el curso y así poder cumplir con los objetivos de la asignatura.Si se recomienda el uso de este Software, pero asi mismo es importante que cuando se haga el análisis de un circuito, sistema o prueba de laboratorio se desarrolle en los laboratorios de la carrera a fin de compara datos reales con los dato virtuales que se obtienen del Software.


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Para realizar la práctica y poder evaluar los conocimientos adquiridos en su desarrollo, es preciso

La práctica consiste en realizar los montajes descritos en los apartados previos anotando las de las tablas que

en color gris que aparecen en las tablas de este guión corresponden a los cálculos que hay que realizar con los datos obtenidos experimentalmente, que se colocarán en las casillas en blanco. Asimismo, deberán

den en los recuadros dispuestos en el mismo

resultados experimentales obtenidos y cómo se llevan a

En el momento de realizar el laboratorio se tuvo que trabajar con bastante criterio y cuidado, en

Los datos obtenidos en el laboratorio se aproximan a los obtenidos en el Software Proteuss, razón por lo que se recomienda su uso pero siempre comparando los datos virtuales con los

Se recomienda a mis compañeros, estudiantes y al docente de la Carrera Profesional Ingeniería , ya que es un gran aporte para nuestra carrera. En la

comendaría al docente ampliaría la visión del curso y permitiría

poder cumplir con los objetivos de la asignatura. mismo es importante que cuando se haga el

análisis de un circuito, sistema o prueba de laboratorio se desarrolle en los laboratorios de la carrera a fin de compara datos reales con los dato virtuales que se obtienen del Software.

maquina asincrona laboratorio nº 06

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