CUESTIONARIO: 1. A que se denomina Velocidad Velocidad síncrona? Se llama velocidad síncrona o velocidad del sincronismo a la velocidad de giro de un motor cuando esta es igual a la velocidad del campo magnético del estator. La velocidad síncrona es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado el motor y del número de pares de polos del motor. Como en el caso de los motores trifásicos, la velocidad síncrona de todos los motores de inducción monofásicos, está dada por la ecuación:
Donde: ns = Velocidad síncrona dada en r.p.m. (revoluciones (revoluciones por minuto). ƒ= Frecuencia Frecuencia de la fuente fuente en Hz (Hertz) (Hertz).. p= Numero de polos. 2. Puede un motor 3ф de inducción operar a la velocidad síncrona? ¿Qué ocurre si el motor opera a dicha velocidad síncrona? Si pueden opera un motor 3ф 3 ф de inducción a la velocidad síncrona ya que esta tiene la característica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Si al motor 3ф 3 ф de inducción se le opera con dicha velocidad síncrona, síncrona, ocurrirá que seguirá el mismo concepto del motor síncrono que utiliza un campo magnético giratorio producido por el estator, pero ahora el rotor consta de electroimanes o de imanes permanentes que giran sincrónicamente con el campo del estator (Motor síncrono es utilizado en aquellos casos en que los que se desea velocidad constante).
3. Qué es el deslizamiento en un motor 3ф de inducción? El deslizamiento de una maquina de inducción, se define como la velocidad relativa entre el campo magnético producido producido por las las corrientes inyectadas inyectadas en el estator y la velocidad velocidad mecánica del rotor, por unidad de velocidad del campo: s=
Siendo “s” el porcentaje de deslizamiento para fines de cálculo. S es la velocidad síncrona (120f/P) en rpm del campo magnético rotatorio producida por el estator; y S r es la velocidad del rotor en rpm.
4. A mayor carga en el eje de la máquina. Es verdad verdad que el deslizamiento deslizamiento es es menor? menor? Explique. Cuando se aplica una mayor carga, la velocidad velocidad del rotor se hace mayor que la síncrona, lo que en la formula mencionada anteriormente hará que el valor del deslizamiento disminuya a medida que esto suceda.
5. Puede un motor 3ф de inducción operar con deslizamiento negativo? Explicar En general a la velocidad del campo se le denomina velocidad síncrona de la máquina, y el deslizamiento indica que tan cerca se encuentra la máquina de esta velocidad. Si el rotor de la máquina gira a una velocidad mayor que la síncrona, el deslizamiento se hace negativo, por lo cual si el deslizamiento es negativo puede seguir operando ya que la velocidad del motor trifásico de inducción es mayor que la velocidad del rotor.
6. Qué importancia tiene en la práctica invertir el sentido de giro de un motor 3ф de inducción? Tiene una gran importancia como por ejemplo en las maquinas herramientas, como torno, fresadores, etc., que la inversión se realiza con cierta frecuencia, esta maniobra se realiza mediante contactores cuyo control se consigue por medio de pulsadores, finales de carrera, temporizadores, etc. No es conveniente hacer la inversión bruscamente sino esperar a que el motor este parado y luego invertir el sentido de giro.
7. Para invertir el sentido de giro de un motor 3ф de inducción. Qué se debe hacer? Para invertir el sentido de giro del motor trifásico de inducción cuando la maquina accionada tenga que girar en dos sentidos, bastará con cambiar dos de las tres fases de alimentación del motor para que invierta el sentido, que se consigue porque se cambia el sentido del campo giratorio del estator y por consiguiente el de inducido.
8. Analizar la razón de la inversión del sentido de giro del un motor 3ф de inducción. La razón de los inversores consta de un equipo de dos contactores enclavados entre sí de tal manera que si funciona uno el otro no funcione, o sea que exista un enclavamiento entre ellos, pues si pudiese conectar los dos contactores a la vez al estar cambiadas dos de las tres fases se produciría un cortocircuito.
9. Bajo qué condiciones se realiza la prueba de vacío de un motor 3ф de inducción? Primeramente el ensayo de vacio para un motor trifásico de inducción mide las pérdidas rotacionales del motor y proporciona información sobre su corriente de magnetización. Algunos vatímetros, un voltímetro y tres amperímetros se conectan a un motor de inducción, el cual se deja rodar libremente. La única carga en el motor es la fricción y las pérdidas por vendaval, por tanto, toda la PCONV de este motor la absorben las pérdidas mecánicas y el deslizamiento del motor es muy pequeño. Con el deslizamiento muy pequeño, la resistencia correspondiente a su potencia convertida R2(1-x)/s, es mucho más grande que la resistencia correspondiente a las pérdidas del cobre del rotor R 2 y mucho más grande que su reactancia X 2. Por lo tanto las condiciones son: En este motor, en condiciones de vacío, la potencia de entrada débilmente medida debe ser igual a las pérdidas en el motor. Las pérdidas en el cobre del rotor se desprecian, porque la corriente I 2 es extremadamente pequeña. Las pérdidas en el cobre del estator se dan por: 2
PSCL = I 1R1
Y entonces, la potencia de entrada debe ser igual a: 2
Pant = PSCL + PNUCLEO + PF&W + PMISN = 3* I 1R1 + PROT En donde PROT es la perdida rotacional del motor: PROT = PNUCLEO + PF&W + PMISN
Entonces, si se conoce la potencia de entrada al motor, pueden determinarse las pérdidas rotacionales del mismo. El circuito equivalente que describe el funcionamiento del motor en estas condiciones contiene las resistencias RC Y R2(1-s)/s en paralelo con la reactancia de magnetización X M. La corriente necesaria para establecer un campo magnético es bastante grande en un motor de inducción, debido a la alta reluctancia de su entrehierro, por lo cual la reactancia XM será mucho más pequeña que las resistencias que están en paralelo con ella y el factor de potencia total de entrada será muy pequeño. Con una corriente de atraso tan grande, la mayor parte de la caída de voltaje se dará a través de los componentes inductivos del circuito. Entonces, la impedancia de entrada equivalente es aproximadamente.
lZ eq l
V I 1.nl
X 1 X M
Y si X1 puede encontrarse en alguna otra forma, se conocerá la impedancia de magnetización XM del motor.
10. Es razonable despreciar las pérdidas por efecto Joule del devanado estatórico y las pérdidas mecánicas en la prueba de vacío? 11. Con los valores obtenidos en la prueba de vacío determinar los parámetros de vacío del modelo circuital por fase del motor y dibujar dicho modelo circuital por fase. 12. Si se quisiera determinar los parámetros de vacío con el menor error posible. Qué se tendría que hacer? Explicar. 13. Bajo qué condiciones se realiza la prueba de cortocircuito a un motor 3ф de inducción? Para tener en cuenta que es el ensayo de corto circuito y sus condiciones mencionamos que puede realizarse en un motor de inducción , para determinar los parámetros de su circuito, se denomina ensayo del rotor bloqueado. Este ensayo corresponde al de corto circuito en los transformadores. En él, el rotor está bloqueado de modo que no se puede mover, se le aplica un voltaje al motor y se miden el voltaje, la corriente y la potencia resultante.
Condiciones para el ensayo: Las conexiones para el ensayo del rotor bloqueado. Para realizarlo, se aplica un voltaje de CA al estator y el flujo de corriente de ajusta para que sea aproximadamente igual al valor de plena carga, cuando la corriente tiene un valor de plena carga, se miden el voltaje, la corriente y la potencia que fluye en el motor. Obsérvese que como el rotor no se mueve, el deslizamiento s = 1 y por eso la resistencia R 2/s del rotor es
precisamente igual a R2. Como R2 y X 2 son tan pequeños, casi toda la corriente de entrada circulara a través de ellos, en lugar de hacerlo a través de una reactancia de magnetización mucho más grande X M. Por tanto, en estas condiciones, el circuito parece una combinación en seria de X 1, X2, y R2. Después de que los ensayos de voltaje y frecuencia se han llevado a cabo, el flujo de corriente en el motor se ajusta rápidamente hasta un valor cercano al valor nominal y se mide la potencia, el voltaje y las corrientes de alimentación del motor se h allan por medio de:
P ENT
3V T I I cos
De tal modo que le factor de potencia del rotor bloqueado se encuentra mediante FP
cos
Pent
3V T I I
Y el ángulo de impedancia es precisamente igual a cos-1 (FP). La magnitud de la impedancia total en el circuito del motor en este momento es
lZ LR l
V I 1
V T 3 I L
Y el ángulo de impedancia total es , por tanto.
ZLR = RLR + Jx´LR = lzLRl cos + jlZLRl sen La resistencia del rotor bloqueado RLR es igual a : RLR = R1 + R2
Mientras que la reactancia del rotor bloqueado X´LR es igual a X´LR = X´1 + X´2 En donde X´1 y X´ 2 son las reactancias del estator y del rotor en la frecuencia del ensayo respectivamente. La resistencia del rotor R2 puede encontrarse ahora por R2 = RLR – R1 En donde R 1 se determinó en el ensayo de CC. La reactancia total del rotor, referida al estator, también puede encontrarse. Como la reactancia es directamente proporcional a la frecuencia, la reactancia total equivalente a la frecuencia de funcionamiento normal puede encontrarse mediante
X LR
nominal X ´ X X LR ensayo 1
2
14. Porqué en la prueba de cortocircuito se desprecia la rama shunt del modelo circuital exacto? 15. Teniendo en cuenta los parámetros de la prueba de vacío y e cortocircuito, dibujar el modelo circuital exacto y el modelo circuital aproximado del motor 3ф de inducción, indicando los valores numéricos de sus parámetros. 16. Teniendo en cuenta los modelos circuitales, explicar la similitud que tiene el motor 3ф de inducción con el transformador de potencia?
Cuando la maquina accionada tenga que girar en dos sentidos, bastará con cambiar dos de las tres fases de alimentación del motor para que invierta el sentido, que se consigue porque se cambia el sentido del campo giratorio del estator y por consiguiente el de inducido. En las maquinas herramientas, como torno, fresadores, etc, que la inversión se realiza con cierta fr ecuencia, esta maniobra se realiza mediante contactores cuyo control se consigue por medio de pulsadores, finales de carrera, temporizadores, etc. No es conveniente hacer la inversión bruscamente sino esperar a que el motor este parado y luego invertir el sentido de giro. Los inversores constan de un equipo de dos contactores enclavados entre si de tal manera que si funciona uno el otro no funcione, o sea que exista un enclavamiento entre ellos, pues si pudiese conectar los dos contactores a la vez al estar cambiadas dos de las tres fases se produciría un cortocircuito.
