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UNAP-FIMEES-EPIME

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA,

ELECTRÓNICA Y SISTEMAS.

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA

CURSO: LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS II

“ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS DE INDUCCION”

ALUMNO : SANCHEZ MAMANI, Willy Luis Jaime

DOCENTE : Ing. RAMOS CUTIPA, José Manuel

SEMESTRE : VIII

CÓDIGO : 095129 GRUPO: “A”

2013

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OBJETIVOEl objetivo es el de analizar los distintos tipos de arranques de los motores de inducción con sus características propias y en particular los siguientes casos:

Familiarizarnos con el uso de los motores trifásicos de inducción. Utilizar el módulo de máquinas eléctricas.

TEORIALos motores asíncronos o de inducción son aquellos motores eléctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de frecuencias.

Los motores asíncronos o de inducción, son prácticamente motores trifásicos. Están basados en el accionamiento de una masa metálica por la acción de un campo giratorio. Están formados por dos armaduras con campos giratorios coaxiales: una es fija, y la otra móvil. También se les llama, respectivamente, estator y rotor. El devanado del rotor, que conduce la corriente alterna que se produce por inducción desde el devanado del estator conectado directamente, consiste de conductores de cobre o aluminio vaciados en un rotor de laminaciones de acero. Se instalan anillos terminales de cortocircuito en ambos extremos de la "jaula de ardilla" o bien en uno de los extremos en el caso del rotor devanado. Los motores de inducción de rotor devanado son menos utilizados, debido a su mayor costo, y a que requieren de más mantenimiento que los de jaula de ardilla.

CONEXIONES DE LOS MOTORES DE INDUCCION TRIFASICA

En los motores eléctricos trifásicos con rotor Jaula de Ardilla podemos encontrar las conexiones que se ilustran en la tabla No.1.

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De acuerdo con la tabla No. 1 los fabricantes efectúan combinaciones de estas conexiones para que los motores puedan funcionar con las dos tensiones de servicio a las cuales fueron diseñados, Como se puede observar en la tabla No. 2.

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NOTA: Las tablas No.1 y No. 2 han sido elaboradas teniendo como base elAnálisis de un gran número de motores reparados.

CONEXIÓN DE LOS BOBINADOS DE UN MOTOR ELÉCTRICO TRIFÁSICOEs estator de un motor trifásico suele bobinarse con tres devanados distintos que se corresponden con cada una de las fases a las que habrá de conectarse en la red eléctrica.Hasta hace tan sólo unos años la designación de las bobinas era la que se indica en la figura, por lo que es usual encontrar motores y textos escritos con esa denominación.

Según la forma de conectar las bobinas se pueden obtener dos conexiones:

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La placa de características de un motor trifásico da el valor máximo de la tensión a que se puede conectar el motor a la red eléctrica. Un motor conectado en estrella soporta la tensión más alta que indica la placa, en tanto que en triángulo la tensión máxima a que se puede conectar es la más baja indicada en dicha placa de características. Con las corrientes absorbidas ocurre justo lo contrario, correspondiendo la corriente más alta a la conexión triángulo.

Para cambiar el sentido de giro de un motor basta con intercambiar dos de las fases de alimentación.

Arranque.Durante el arranque de las máquinas asíncrona, la corriente que éstas absorben de la red es del orden de 4 a 7 veces la corriente nominal. Esta elevada corriente, tiene a su vez dos repercusiones negativas.Las pérdidas en el cobre de la máquina, al depender de la corriente al cuadrado, se disparan. Y si el transitorio de arranque dura un tiempo excesivo, el calentamiento que estas pérdidas ocasionarán, puede llegar a superar los límites de aguante térmico de los materiales aislantes. Por el contrario, si el transitorio de arranque es corto, aunque la potencia en pérdidas sea grande, no lo será la energía que se disipe, y quizás el arranque se pueda efectuar sin mayor problema.Se considera que un arranque es problemático o difícil, cuando la intensidad de arranque y el tiempo de arranque están dentro de los siguientes márgenes:

Ia = 4 In ; ta = 10s,Ia = 6 In ; ta = 6sIa = 8 In ; ta =3s.

El otro inconveniente de los arranques, debido también a la gran intensidad absorbida, lo constituyen las grandes caídas de tensión en las líneas de alimentación de los motores mientras se produce el transitorio. Estas caídas de tensión afectan tanto al propio motor como a los equipos conectados a la misma línea que aquél.Al ser menor la tensión en bornes del motor en el momento del arranque, el par de arranque bajará en proporción al cuadrado de la reducción de tensión, con lo cual, si el par resistente en el arranque es alto, puede ocurrir que el motor tenga dificultades en acelerarse.

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Además, las caídas de tensión en la línea de alimentación, afectarán también a los equipos que están conectados a esa misma línea. Hay consumos que necesitan un mínimo de tensión para funcionar correctamente, y a los que descensos repentinos de la tensión de alimentación pueden dañar seriamente.

Arranque Del Motor Asincrónico.- El arranque del motor asincrónico tiene el inconveniente de que la corriente de arranque es muy grande, para motores pequeños 3 o 4 veces la corriente nominal y para motores grandes 6 ó 7 veces. Los motores eléctricos están diseñados para soportar su corriente de arranque siempre y cuando el arranque sea rápido. Pero por lo general el sistema eléctrico que alimenta al motor es el que no soporta la corriente de arranque del mismo. Para disminuir la corriente de arranque es necesario disminuir la tensión aplicada al motor en el momento del arranque. Esto se podría lograr simplemente colocando impedancias en serie con el estator del motor, de esta forma por caída de tensión se lograría disminuir la tensión aplicada al mismo.

Lógicamente tiene que tener un dispositivo que puentee las impedancias después de finalizado el arranque. Esta forma de arranque no es muy usada porque la cupla de arranque disminuye en forma cuadrática con la tensión aplicada. Esto significa que si se pretende reducir la corriente de arranque a la mitad, debe reducirse la tensión a la mitad y la cupla de arranque disminuiría cuadro veces lo cual podría comprometer el arranque.

Una forma de arranque que permite reducir la corriente sin sacrificar tanto la cupla es el arranque estrella - triángulo. Este método consiste en conectar los bobinados del motor inicialmente en estrella y luego en triángulo.

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En la conexión triángulo la corriente de línea I Δ=√3⋅I bΔ Pero

I bΔ=UZ

Por lo tanto

I Δ=√3⋅UZ

En la conexión estrella la corriente de línea IY=I bY Pero

I bY=U

√3⋅Z Por lo tanto

IY=U

√3⋅ZDe donde

IY=

I Δ3

La corriente de línea se reduce 3 veces mientras que la tensión aplicada a los bobinados se

reduce solamente en √3 con lo que la cupla de arranque se reduce 3 veces. Este cambio de conexionado es posible porque normalmente los motores trifásicos de inducción en la bornera poseen 6 bornes que permiten la conexión externa tanto de una forma como de otra.

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Este método de arranque logra que corriente y cupla se reduzcan en la misma proporción pero tiene el inconveniente de que lo hace en un valor fijo (3 veces) y no existe ninguna otra opción. Un método de arranque que mejora al anterior es el arranque por autotransformador.

Haciendo el análisis desde el punto de vista monofásico, si el bobinado el motor se conectara a plena tensión U1 la corriente de arranque sería

I arr=

U1

Zb Conectando el autotransformador I 2=

U2

Zb pero U2=U1⋅

N 2

N 1

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Por lo tanto I 2=

U1

Zb⋅N2

N1 a plena tensión sería I arr=

U1

Zb entonces reemplazando

En la anterior I 2=I arr⋅

N 2

N1 y como por relación de transformación I 1=I 2⋅

N2

N1

Reemplazando I 1=I arr⋅

N2

N1

⋅N2

N1 finalmente I 1=I arr⋅( N2

N1)2

O sea que la corriente en la línea se reduce en forma proporcional al cuadrado de la relación de transformación que es lo mismo que proporcional al cuadrado de la relación de tensiones. En definitiva, corriente y cupla se reducen en la misma proporción pero este método tiene la ventaja de que se puede seleccionar la proporción en que se reduce la tensión.

Los autotransformadores para arranque de motores se construyen con tres derivaciones para tensión reducida que corresponden al 85, 70 y 65 % de la tensión primaria. Existen autotransformadores de dos columnas para conexión en “V” pero tienen el inconveniente de que en el momento del arranque hay diferencia de corrientes entre las 3 fases.Métodos de arranque.Para amortiguar los efectos de los arranques difíciles, la única solución consiste en reducir la corriente durante el arranque.El método más extendido, dada su gran facilidad para ser implementado y su bajo coste, es el arranque estrella-triángulo. Consiste en cambiar la configuración de la conexión del motor, conectándolo primero en estrella y después pasando a la configuración triángulo una vez que el motor ya se ha acelerado.

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Evidentemente, este método sólo se puede aplicar a aquellos motores que vayan a ser utilizados en el funcionamiento normal (después de haber sido arrancados) en la configuración en triángulo.Se comprueba fácilmente, que la corriente que pasará por las líneas de alimentación al motor es un tercio en la configuración en estrella respecto del valor de la corriente tomada de la línea en la configuración en triángulo.

Así mismo se comprueba con facilidad, que el parque el motor da en la configuración en estrella es un tercio del que se tiene en triángulo.

CONCLUSIONES

Los motores de inducción son los más usados y las conexiones que se realiza en delta y estrella son las más sencillas con solo unas ventajas y desventajas los cual implica que la conexión en delta tiene un consumo alto de corriente y la conexión en estrella tiene un consumo de corriente bajo.

BIBLIOGRAFIA O WEBGRAFIA Fraile mora “ MAQUINAS ELECTRICAS”

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http://www.monografias.com/trabajos91/motor-electrico-trifasico/motor-electrico-trifasico.shtml

MAQUINAS ASINCRONAS.pdf