cuestionario motores trifasicos junio2015

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

E.S.I.M.E. TICOMN

INGENIERA AERONUTICA

REACTIVOS DE SISTEMA ELCTRICO EN AERONAVES

PRESENTAN

ING. MA. DE LOS NGELES NIETO HERNNDEZ

M. en C. JORGE SANDOVAL LEZAMA

M. en C. FELIPE GONZLEZ LEN

ACADEMIA DE ELCTRICA - ELECTRNICA

Unidad IV

MOTORES DE CA TRIFASICOS

MOTORES TRIFASICOS DE INDUCCIN

1. Como se genera el campo magntico giratorio en una mquina de CA y cual es su sentido de giro?

Un principio bsico del funcionamiento de las mquinas de corriente alterna, consiste en que si un sistema trifsico de corrientes, todas de igual magnitud y desfasadas 120, fluye en un embobinado trifsico se producir un campo magntico giratorio de magnitud constante. Un embobinado trifsico consta de tres embobinados separados que se hallan espaciados 120 grados elctricos

2. Cul es la expresin que relaciona f, n y p (frecuencia, velocidad del campo giratorio y nmero de polos) de una mquina de ca?

Teniendo en cuenta que fm =nm/60, es posible establecer la relacin entre la frecuencia elctrica expresada en hertz con la velocidad mecnica resultante de los campos magnticos expresada en revoluciones por minuto. Esta relacin es:

fm= nmP

120

3. Cul es la construccin del motor de induccin jaula de ardilla y del motor de rotor devanado?

4. Explicar el funcionamiento de un motor de induccin jaula de ardilla en trminos del momento de torsin inducido

Se aplica un sistema de voltajes trifasicos a los devanados del estator, y sus corrientes circularan en los embobinados, las cuales produciran un campo magnetico girtorio en sentido contrario a las manecillas del reloj siendo su velocidad n=120f/P El campo magntico giratorio pasa sobre las barras del rotor e induce voltajes en sus barras, produciendo corrientes inducidas que se atrasan en relacin a los voltajes. El flujo de corriente del rotor produce un campo Br. El momento de torsin =KBrXBs

Es el momento resultante en sentido contrario a las manecillas de reloj.

Si el rotor gira a velocidad sncrona , las barras permanecen estticas en relacin al campo magntico giratorio y no se inducirn voltajes, no habr corriente, ni campo magntico en el rotor, por lo tanto no hay par inducido y el rotor se frenar.

Un motor de induccin puede acelerarse cerca de la velocidad sncrona sin alcanzarla.

5. Por qu los motores de induccin se llaman tambin motores asncronos?

Por que la velocidad de los campos magnticos es diferente

6. Cul es la razn por la cual se ponen los conductores de un rotor jaula de ardilla en corto circuito?

Al poner en corto circuito las terminales del rotor aparece una corriente que en unin con el campo magntico giratorio da lugar a un par de fuerzas que pone en movimiento al rotor en el mismo sentido que el campo giratorio

7. Que es el deslizamiento y por que es una caracterstica importante en las mquinas de induccin? Indicar su expresin.

El deslizamiento es la diferencia de las velocidades del rotor con las del campo de estator expresada en tantos por ciento

t

8. Cul es la expresin que relaciona la frecuencia del rotor con la frecuencia del estator?

fr= [ n(sin) n(m)] / n(sin) fe y si n(sin)= 120 fe/p Resulta: fr = p( n(sin) n(m)) / 120

9. Explicar la expresin de fuerza electromotriz inducida en el rotor de un motor de induccin

10. Cules son las principales diferencias entre un transformador y un motor de induccin?

Con el paralelismo entre motores de induccin y transformadores, se va a obtener un circuito equivalente para utilizarlo como herramienta de anlisis y as poder conocer la respuesta de la mquina.

El siguiente diagrama muestra un motor ideal, es decir, en un motor que no se pierde energa al efectuar la conversin.

Si a este diagrama se agregan los parmetros en los cuales aparecen las perdidas, se obtiene el circuito equivalente.

Si se toma ahora esta ltima transformacin del secundario y se coloca nuevamente frente a un primario como la figura anterior se puede observar que el primario y el secundario tienen igual fuerza electromotriz e igual corriente lo que permite eliminar el acoplamiento magnetico quedando finalmente como se muestra en la figura

11. Cual es el comportamiento de las curvas caractersticas de un motor de induccin jaula de ardilla?

a) velocidad contra par,

A MEDIDA QUE EL PAR AUMENTA LA VELOCIDAD DEL ROTOR DISMINUYE---- VELOCIDAD INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL PAR

b) corriente contra par,

A medida que el par aumenta la corriente aumenta con el par---la intenciad es proporcional al par

c) deslizamiento contra par,

DESLIZAMIENTO- PAR

-SI EL PAR AUMENTA EL DESLIZAMIENTO TAMBIEN (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL

d) factor de potencia contra par.

SI EL PAR AUMENTA F.P. MEJORA

12. Explicar brevemente el funcionamiento de un motor de rotor devanado.

En un sistema trifsico se genera un campo magntico giratorio mediante tres fases:

-Cuando el motor se conecta a una fuente de alimentacin trifsica, la corriente pasa por los tres devanado s del estator y establece un campo magntico giratorio.

-La velocidad del campo magntico queda determinada por las fuentes de alimenticio trifsica y se le llama velocidad sincrona.

n(s)= 120 f / p

13. Cuales son las ventajas y/o desventajas del motor de rotor devanado sobre el de jaula de ardilla?

Este mtodo tiene dos ventajas : Incremento del par de arranque y disminucin de la corriente de arranque.

.-Conforme el motor se acerca a la velocidad normal de operacin la resistencia del restato se reduce gradualmente y queda fuera del circuito del rotor cuando se llega a plena velocidad.

.-La desventaja del motor de jaula es que no son posibles las conexiones externas al rotor ,as el control del motor deber ser efectuado enteramente en el estator.

14. Mencionar algunas aplicaciones de los motores de rotor devanado y de jaula de ardilla.

APLICACIONES.

.- El motor del inducido con rotor devanado se emplea cuado se requiere un fuerte par de arranque y frecuentemente cuando se necesita regular al velocidad

.- Las aplicaciones corrientes de este tipo de motor son las gras, ascensores, bombas, ferrocarriles , laminadoras.

15. Dibujar el circuito equivalente de un motor de induccin, indicando su simplificacin en base al anlisis del transformador.

Con el paralelismo entre motores de induccin y transformadores, se va a obtener un circuito equivalente para utilizarlo como herramienta de anlisis y as poder conocer la respuesta de la mquina.

El siguiente diagrama muestra un motor ideal, es decir, en un motor que no se pierde energa al efectuar la conversin.

Si a este diagrama se agregan los parmetros en los cuales aparecen las perdidas, se obtiene el circuito equivalente.

Si se toma ahora esta ultima transformacion del secundariuo y se coloca nuevamente frente a un primario como la figura anterior se puede observar que el primario y el secundario tienen igual fuerza electromotriz e igual corriente lo que permite eliminar el acoplamiento magnetico quedando finalmente como se muestra en la figura

16. En un circuito de arranque de un motor asncrono Qu caractersticas de proteccin tiene incorporadas? Explicar cada una.

Proteccin Contra Corto Circuito

Proteccin Contra Sobre Carga

Proteccin Contra Bajo Voltaje

Corto circuito

Esta es suministrada por los fusibles.

Si un cortocircuito repentino se forma dentro del motor y causa un flujo de corriente varias veces mayor que la corriente nominal, estos fusibles se funden, desconectando el motor de la fuente de energa y evitando que se queme.

Estos fusibles no deben quemarse durante el arranque normal del motor, pues son diseados para soportar corrientes varias veces mayores que la corriente de plena carga, antes de que abran el circuito.

Sobre carga

Esta la darn los aparatos rotulados OL.

Estos aparatos de proteccin constan de 2 partes, un elemento calefactor de sobrecarga y los contactos de sobrecarga.

En condiciones normales, los contactos permanecen cerrados, cuando la temperatura del elemento calefactor se eleva suficiente, los contactos se abren, desenergizando el relevador, el cual a su vez abre los contactos del mismo

Bajo voltaje

Esta tambin es proporcionada por el control, ya que la alimentacin del control para el relevador, viene directamente, a travs de las lneas, hasta el motor.

Si el voltaje aplicado al motor cae demasiado, tambin lo har el voltaje aplicado al relevador, por lo que este se desenergizar, abriendo los contactos del relevador y removiendo la potencia de los bornes del motor.

17. Que factores se deben modificar para variar la velocidad de un motor de induccin?

Donde se puede observar que la velocidad del motor, depende de la frecuencia, del numero de polos y del deslizamiento.

El control de velocidad por variacin de la frecuencia y el numero de polos, son caractersticos de la jaula de ardilla, y el control de por variacin por deslizamiento, se aplica en los de rotor devanado.

Puede suceder que la variacin de algunos de los parmetros mencionados, traiga como consecuencia efectos no deseados, que ocasionen problemas de la operacin de la mquina

MOTORES SNCRONOS

1. Que significa sncrono y por que a estas maquinas se les llama as

2. Indicar la correspondencia del diagrama fasorial con el diagrama de campo del generador sncrono.

3. Explicar mediante los diagramas fasoriales de los campos magnticos, cmo un generador sncrono puede cambiar su operacin a motor sncrono.

4. Explicar el efecto de polos deslizantes.

5. Qu sucede en un motor sncrono al incrementar la carga?

6. Qu pasa en un motor sncrono al incrementar la corriente de campo?

7. Que es un motor sobreexitado y subexitado y cual es la ventaja de que operen en condicin de sobreexitado en un sistema?

8. A que se le conoce como correccin de factor de potencia?

9. Explicar el ciclo de arranque normal de un motor sncrono (sin devanados de compensacin)

10. Indicar cuales son los mtodos bsicos para arrancar un motor sncrono? Explicar cada uno.

BIBLIOGRAFA SUGERIDA

1. Dawes, Chester L. Tratado de Electricidad. Corriente Directa. Ed. Gustavo Gili. Mxico 1991. 721 pginas.

2. Dawes, Chester L. Tratado de Electricidad. Corriente Alterna. Ed. Gustavo Gili. Mxico 1991. 721 pginas.

3. Edminister, Joseph A. Circuitos Elctricos. McHraw Hill (Schaum), Mxico 1991. 567 pginas.

4. Mileaf, Harry. Electricidad series 1 a 7. Editorial Limusa. Mxico 1998. pginas 3-1 a 7- 127

5. Enrquez Harper Gilberto. Curso de Transformadores y Motores de Induccin. Ed. Limusa Mxico 2002. 568 pginas.

6. Kosow, Irving L. Maquinas Elctricas y Transformadores. Ed. Revert. Mxico 1994.

7. Chapman. Maquinas Elctricas. Mc Graw Hill

Los motores de induccin no tienen la clase de problemas de arranque que los motores sincrnicos.

En muchos casos, los motores de induccin se pueden arrancar conectndolos simplemente a la lnea, solo que a veces no se hace as pues la corriente que se necesita para arrancar puede causar una cada de voltaje en el sistema de potencial, tal que no se permite el arranque directo con la lnea.

Para los de rotor devanado, el arranque se puede lograr relativamente con bajas corrientes, insertando una resistencia adicional en el circuito del rotor durante el arranque, con esta resistencia aumenta el momento de torsin de arranque y disminuye la corriente de arranque.

Para los de jaula de ardilla, la corriente puede variar ampliamente, dependiendo de la potencia nominal del motor y de la resistencia efectiva del rotor en condiciones de arranque.

Para calcular la corriente del rotor en condiciones de arranque, todos los motores jaula de ardilla tienen una letra cdigo para el arranque, esta letra limita la cantidad de corriente que el motor puede tomar de la lnea en el momento del arranque.

Estos limites se expresan en trminos de potencia aparente del arranque en funcin de sus caballos de fuerza nominales.

Para determinar la corriente de arranque de un M. I., debern leerse en su placa: el voltaje nominal, los caballos de fuerza y la letra de cdigo