MOTOR DE INDUCCIÓN DE ROTOR DEVANADO OBJETIVOS 1. Observar las características del motor de inducción de rotor devanado, en condiciones de vacío y plena carga. 2. Observar el control de velocidad mediante el uso de una resistencia externa variable. EXPOSICION Las tres terminales de los devanados del rotor trifásico se llevan hasta tres anillos colectores montados sobre el eje del rotor. Las escobillas que hacen contacto con los anillos colectores desempeñan un papel muy importante para lograr la máxima ventaja posible del motor de rotor devanado. Si las escobillas se conectan a través de reóstatos, se puede desarrollar un par de arranque más elevado que el que se obtiene con un motor de jaula de ardilla. En el momento de arranque la resistencia total de los reóstatos r eóstatos se intercala en el circuito del motor, proporcionando así el par máximo de arranque. Conforme el motor se acerca a la velocidad normal de operación, la resistencia del reóstato se reduce gradualmente y queda fuera del circuito del rotor cuando se llega a plena velocidad. Aunque el par de arranque del motor de rotor devanado es más alto, no es tan eficiente como el motor de jaula de ardilla ar dilla a velocidad plena, debido a que la resistencia r esistencia de los devanados del rotor es siempre mayor que la del motor de jaula de ardilla. Una característica especial del motor de rotor devanado, su capacidad de operar a velocidad variable. Si se hace variar la resistencia r esistencia del reóstato, se puede variar el deslizamiento y, por lo tanto, la velocidad del motor. En estos casos, la operación operación del motor a una velocidad velocidad menor que la plena significa que este funciona a una eficiencia y potencia reducida. Además el motor se hace más susceptible a variaciones en velocidad cuando la carga varía, debido a la alta resistencia del rotor. INSTRUMENTOS Y EQUIPO
Modulo de motor de inducción de rotor devanado Módulo de electrodinamómetro Módulo de reóstato para el control de velocidad Módulo de watímetro trifásico Módulo de fuente de alimentación Módulo de medición de corriente ca Módulo de medición ca Tacómetro de mano Cables de conexión y banda
EMS8231 EMS8911 EMS8671 EMS8441 EMS8821 EMS8425 EMS8426
PROCEDIMIENTOS 1. a) Examine la estructura del Módulo EMS de reóstato de control de velocidad y fijese bien en el diagrama esquemático del circuito que aparece en el módulo. b) Observe que los brazos de los tres reóstatos llegan por separado a las terminales 1, 2 y 3. Las terminales restantes del reóstato están unidas internamente y llevadas hasta el terminal N. c) Observe que los tres reóstatos están unidos y sus resistencias individuales varían simultáneamente, cuando se hace girar una solo perilla de control. d) Cuando la perilla de control se hace girar en sentido contrario al de las manecillas del reloj hasta su posición extrema la resistencia de cada reóstato es 0 Ω. Cuando la perilla de control se hace girar en sentido de las manecillas del reloj, hasta que llegue al topo, entonces, la resistencia de cada reóstato es 16 Ω.
2. Conecte el circuito que se ilustra en la figura 51-1, utilizando los módulos de motor de rotor devanado, electrodinamómetro, wattímetro, reóstato de control de velocidad, la fuente de alimentación ca. Esta vez no acople el motor con el electrodinamómetro. 3. a) ponga la perilla del control de velocidad del reóstato en su posición extrema haciéndolo girar en el sentido contrario de las manecillas del reloj, para obtener una resistencia cero. b) Conecte la fuente de alimentación y ajuste E1 a 208 v. El motor debe comenzar a girar. c) Mida y anote en la tabla 51-1 las tres corrientes de línea, las dos indicaciones del wattimetro (recuerde que debe observar las polaridades) y la velocidad del motor. d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. 4. a) Acople el motor al electrodinamómetro mediante la banda. b) Ponga la perilla de control de dinamómetro en su posición en su posición extrema haciéndola girar en el sentido contrario de las manecillas del reloj. c) Repita el procedimiento 3 para cada uno de los pares indicados en la tabla 51-1, manteniendo el voltaje de entrada en 208 v ca Par (lbf*pulg) 0 3 6 12
I1 (A)
I2 (A)
I3 (A)
W1 (Watt)
0.58 0.7 0.8 1.22
0.72 0.82 0.88 1.28
0.62 0.75 0.8 1.2
43 55 27 120
W2 (Watt) 82 130 168 260
V (rpm) 1782 1230 950 104.4
d) Reduzca el voltaje a 0 y desconecte la fuente de alimentación. 5. a) Ponga la perilla de control de velocidad del reóstato en su posición extrema haciéndola girar en el sentido de las manecillas del reloj, para tener resistencia máxima. b) Desacople el motor del electrodinamómetro.
6. a) Conecte la fuente de alimentación de ajuste E1 a 208 v ca. El motor debe comenzar a funcionar. b) Mida y anote en la tabla 51-2 las tres corrientes de línea, las dos indicaciones o lecturas del wattímetro y la velocidad el motor. c) Reduzca el voltaje a 0 y desconecte la fuente de alimentación. Par(lbf.plg) I1(amps) 0 3 6 9 12
I2(amps)
I3(amps)
W1(watt)
W2(watt)
Velocidad(rpm)
7. a) Acople el motor al electrodinámetro por medio de la banda. b) ponga la perilla del control del dinamómetro en su posición extrema. Haciéndola girar en el sentido contrario al del as manecillas del reloj. c) Repita el procedimiento 6 para cada par indicado en la tabla 52-2, manteniendo el voltaje de entrada en 208V c-a. d) con un par desarrollado de 9 lbf.plg, haga girar la perilla de control de velocidad del reóstato dándole toda la vuelta desde una posición extrema, hasta la otra.
e) ¿Cambia la velocidad de motor? f) ¿Varia el par desarrollado? g) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación 8. a) Conecte el circuito que aparece en la figura 51-2. Observe que la salida trifásica fija de la fuente de alimentación, terminales 1,2 y 3, son las que se utilizan ahora. b) ponga la perilla de control del dinamómetro en su extrema haciéndola girar en sentido de la manecilla del reloj (con el fin de proporcionar la mayor carga en el arranque). c) Coloque la perilla de control de velocidad del reóstato en su posición extrema, haciéndola girar en sentido de las manecillas del reloj (para obtener la máxima resistencia). 9) a) Conecte la fuente de alimentación y mida rápidamente E,I1,I2 y el par de arranque desarrollado, desconecte la fuente de alimentación I1= A c-a
I2= A c-a
E1= V c-a
Par= lbf.plg
b) calcule la potencia aparente entregada al motor para el par de arranque. Potencia aparente= VA
PRUEBA DE CONOCIMIENTO
1. Utilice los resultados de la tabla 51-1 para calcular las características del motor de rotor devanado trabajando en vacío a) Corriente medida. b) Potencia aparente c) Potencia real d) Potencia reactiva e) Factor de potencia 2. Con los resultados de la tabla 51-1, calcule las características para 9 lbf.plg del motor devanado (trabajando con una resistencia externa del motor de 0 ohms) a) Corriente medida b) Potencia aparente c) Potencia real d) Potencias reactiva e) Factor de potencia f) Potencia (hp) 3. Utilice la tabla 51-2 para calcular las características para 9lbf.plg del motor de rotor devanado (con una resistencia externa del rotor de 16 ohms) a) Corriente medida b) Potencia aparente c) Potencia real d) Potencia reactiva e) Factor de potencia f) Potencia (hp) g) Eficiencia 4. Con los resultados de procedimiento 9 y la tabla 51-2, haga los siguiente cálculos de relaciones (use las características a 9 lbf.plg para los valores a plena carga) a) Corriente de arranque a corriente de plena carga b) Par de arranque a par de plena carga c) Corriente de plena carga a corriente de vacio 5. La eficiencia del motor es mucho menor cuando la resistencia externa esta dentro del circuito del motor. Explique esto. 6. El factor de potencias mejora al aumentar la carga. Explique esto.
