el motor de inducciÓn trifÁsico rotor devanado

TEMA: EL MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO

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ÍNDICETEMA:

EL MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO ROTOR DEVANADO

OBJETIVOS:

AL TERMINO DE LA SESIÓN EL PARTICIPANTE ESTARÁ EN CONDICIONES DE EXPLICAR(HABLANDO) EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE INDUCCIÓNTRIFÁSICO ROTOR DEVANADO, DADA LA INFORMACIÓN RELACIONADA; EN UN ALTOPORCENTAJE DE ACIERTO; RESPETANDO LAS NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENEINDUSTRIAL.

TEMA:

ARRANQUE POR RESISTENCIA ROTORICAS DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICODE ANILLOS DESLIZANTES

OBJETIVOS:

AL TERMINO DE LA SESIÓN EL PARTICIPANTE ESTARÁ EN CONDICIONES DE EXPLICAR(HABLANDO) EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE INDUCCIÓNTRIFÁSICO ANILLOS DESLIZANTES, DADA LA INFORMACIÓN RELACIONADA; CON UNELEVADO PORCENTAJE DE ACIERTO; RESPETANDO LAS NORMAS DE SEGURIDAD EHIGIENE INDUSTRIAL.


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AUTOMATISMOS ELECTRICOS PROBLEMAS DE DISEÑO: CASO DOS

Diseñar el automatismo del llenado de un depósito mediante 2 bombas.

En el tablero de control existe un pulsador de arranque SV, un pulsador de parada SVR y 3pilotos que indican bombas paradas (HR), una bomba arrancada (HV1) y 2 bombas arrancadas(HV2).

También existe una seta de emergencia. Con las bombas paradas, si se pulsa una vez SV searranca la primera bomba. Si se vuelve a pulsar SV se arranca la segunda bomba. Y sinuevamente se vuelve a pulsar SV se paran las bombas.El ciclo vuelve a iniciarse si se vuelve a pulsar SV.


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1.00TECNOLOGÍA ESPECÍFICA Y CONOCIMIENTOS APLICADOS: MOTOR DE ROTORBOBINADO (ROTOR CON ANILLOS)

1.01 MOTOR TRIFÁSICO DE ANILLOS ROSANTES

Los motores trifásicos más importantes son los asíncronos. Los diversos tipos de motores secaracterizan por las diferentes clases de rotores, dentro de los cuales se encuentra el motor derotor bobinado o de anillos rozantes.Como el motor en jaula de ardilla, tiene el inconveniente de que durante su funcionamiento noexiste modo alguno de influir desde el exterior, sobre la corriente del circuito rotórico.En cambio esto es posible, en un motor de rotor bobinado y anillos rozantes, en el que puedevariarse la resistencia del circuito del rotor, conectando resistores adicionales, pues los extremosde los devanados del rotor son accesibles desde el exterior, a través de los anillos rozantes.

1.02 CONSTRUCCIÓN:

El estator consta de carcasa, paquete de chapas y devanado estatórico y el rotor se apoya en lacarcasa por medio de cojinetes.El árbol del rotor lleva el paquete de chapas y los anillos rozantes. El devanado rotórico estádispuesto en las ranuras de dicho paquete de chapas.Siempre el devanado del rotor tiene tres fases (devanado trifásico), conectadas generalmente enestrella, y raramente en triangulo. A veces, el devanado del rotor está formado por dos fases(devanado bifásico), conectado en V (conexión delta abierta o triangulo abierto), generalmentepor motivos económicos, ya que se ahorra uno de los resistores de arranque como en la fi

CURVAS DE ARRANQUE EN UN MOTOR DE ROTOR BOBINADO Y ANILLOS ROZANTES CON REÓSTATO DEARRANQUE


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CONEXIÓN DEL DEVANADO DEL ROTOR EN UN MOTOR CON ANILLOS ROZANTESA) PARA DEVANADO TRIFÁSICO, B) PARA DEVANADO BIFÁSICO

El devanado del rotor presenta un gran número de espiras, y la sección de sus conductores espequeña. Por lo tanto, la resistencia óhmica del devanado de un rotor bobinado y anillos rozantesserá mucho mayor que la del rotor en jaula de ardilla.La conexión trifásica se realiza dentro del devanado, estando el devanador rotórico conectadosiempre a tres anillos rozantes. La conexión con los anillos se realiza a través de tres escobillasde carbón. Los bornes de las tres fases del devanado del rotor se denominan K, L y M y el puntoneutro Q se saca al exterior a través de los anillos.Para el devanado bifásico del rotor conecte como se indica en la fig.1.55 b.En los devanados trifásicos las tensiones existentes entre los tres anillos rozantes son iguales. Enlos devanados bifásicos la tensión entre los bornes K y Q es igual a la existente entre los bornes Ly Q, mientras que la tensión que se mide entre K y L será Ö2 veces mayor que las otras dos.En las ranuras practicadas en la periferia del rotor se colocan unos bobinados idénticos a los delestator (figura). Generalmente el rotor es trifásico.Un extremo de cada uno de los arrollamientos se conecta a un punto común (conexión estrella).1.03 MANTENIMIENTO BÁSICOLos extremos libres pueden conectarse o a un conector centrífugo o a tres anillos de cobre,aislados y que giran con el rotor. Sobre estos anillos frotan unas escobillas, a base de grafito,conectadas al dispositivo de arranque.Verifique entre los acoplamientos para un accionamiento directo por medio de un calibrador dehojas, para determinar si están paralelos.Utilice un vernier para alinear los ejes del motor y el elemento accionado.

USO DE HOJAS CALIBRADORAS ALINEACIÓN DEL EJE DEL MOTOR CON LA CARGA


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Compruebe que los bobinados del motor no estén conectados a masa (carcaza del motor), pormedio de una lámpara de prueba, como se indica en la FiguraEl funcionamiento de una lámpara de prueba es muy similar a la forma de comprobar continuidad,solo que en vez de emitir sonido, alexistir continuidad se encenderáuna luz.Compruebe entre cada una de losembobinados a masa y entre cadauno de los bobinados.El funcionamiento de una lámparade prueba es muy similar a laforma de comprobar continuidad,solo que en vez de emitir sonido, alexistir continuidad se encenderáuna luz.

1.04 MEDIDAS DE SEGURIDADSeleccione el tipo de carcaza del motor de acuerdo al lugar de instalación, dependiendo si seinstalará en lugares húmedos o a la intemperie.Debe vigilar que la conmutación, el arranque del motor de rotor bobinado y anillos rozantes entreun valor al siguiente no se efectué demasiado pronto, pues entonces la corriente consumidatendría intensidades excesivas Fig.1.59 debe conmutarse únicamente, cuando ya se hayaalcanzado una frecuencia constante de giro.Los resistores de arranque no suelen estar dimensionados para el régimen permanente, ya quede no hacerlo a su debido tiempo, podrían calentarse excesivamente.

1.05 PROCESO PARA ARRANCAR MOTOR TRIFÁSICO DE ANILLOS ROZANTES

Con estos tipos de motores se limita la intensidad de arranque sin perjudicar el par, porque sepuede disponer de una resistencia elevada en el momentodel arranque, y de una resistencia mucho menor cuando elmotor haya alcanzado su velocidad de régimen, a este tipode arranque se le conoce como:Arranque por resistencias rotóricas.Para ello es necesario conectar, en serie con las bobinasdel rotor, unas resistencias exteriores que se vaneliminando a medida que el motor va acelerando, hastallegar a cortocircuitar el circuito del rotor, en el momento enque el motor haya alcanzado su velocidad nominal.

MOTOR DE ANILLOS ROZANTES

REPRESENTACIÓN DE LAS RESISTENCIAS ROTÓRICAS


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Para la eliminación de los grupos de resistencias, se emplean contactores accionados portemporizadores, independientemente de la carga controlada por el motor.También es posible accionar estor contactores mediante relés. En este caso, el cierre y laapertura de los mismos, está en función de la tensión o frecuencia rotóricas, factores que sonproporcionales al deslizamiento del rotor, y medibles entre los anillos colectores, a los cuales vanconectadas las resistencias exteriores.Es necesario tener presente, que en este sistema de arranque, no se tiene una reducción de latensión para limitar la corriente pico de arranque, porque el estator se alimenta siempre con latensión total, y que las resistencias se intercalan en serie con el bobinado del rotor, las cuales seirán eliminando progresivamente en dos o más tiempos, de acuerdo con la necesidad.Con este método, la corriente pico de arranque se reduce en función de las resistencias rotóricas,mientras que el par de arranque se incrementa.A medida que la velocidad aumenta, el par decrece, por tanto más rápidamente cuanto mayor seala resistencia en el circuito del rotor.

ARRANQUE POR MEDIO DE RESISTENCIAS ROTÓRICAS


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Tras cada desconexión de un grupo de resistencias, el par y la intensidad toman los valorescorrespondientes en la nueva resistencia rotórica intercalada. Este sistema permite adaptar el pardurante el arranque, así como las corrientes pico, de acuerdo con las necesidades propias de lainstalación.Existen casos especiales, en los cuales las mismas resistencias se emplean para controlar lavelocidad del motor.En estos casos, las resistencias deben dimensionarse para realizar este trabajo, por cuanto elpaso de corriente por ella es mucho más prolongado que en un simple arranque, reduciendo elrendimiento del sistema, por lo cual resulta muy práctico regular la velocidad del motor entrelímites de tiempo muy largo.A. Construcción de arrancadores por resistencias rotóricas:El arrancador está conformado por las resistencias rotóricas, un contactor para conectar el estatora la línea de alimentación, y dos o más contactores y temporizadores para eliminar lasresistencias.El contactor que conecta el estator a la red debe estar calculado para la intensidad nominal,mientras que los contactores que cortocircuitan las resistencias se calculan en función de laintensidad rotórica y del sistema que se adopte para cortocircuitar cada grupo de resistencias.Este sistema permite adaptar el par de arranque y las corrientes pico correspondientes, a lasnecesidades propias de la instalación.Las resistencias pueden irse eliminando, de acuerdo con un tiempo fijo, o en función de la cargaque debe accionar el motor.Se necesitan seis conductores entre el arrancador y el motor.Estos arrancadores se construyen normalmente para máquinas que deben arrancar a plena cargay bajo pedido.La conexión de una resistencia sobre el rotor reducirá su velocidad tanto más, cuanto máselevada sea la resistencia.

VENTAJAS

• Reducción de la intensidad de arranque.• Mejor par de arranque respecto al motorcon rotor en jaula de ardilla.• Permite arranques de mayor duración queel motor con rotor en jaula de ardilla.• Fácil inversión e giro.

INCONVENIENTES

• Motor de costo elevado• Requiere un equipo de resistenciasadecuado al motor.• Mayor mantenimiento a causa de los anillosrozantes.• Mayores dimensiones del motor.

1.06 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL MOTOR ASÍNCRONO CON ROTORBOBINADO:Corriente de arranque: Ia ≤ 2.5 In.Par de arranque: Ma ≤ 2.5 Mn.Tiempo medio del arranque: 3 tiempos, 2.5 s. 4 a 5 tiempos, 5 s.


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.SE MUESTRA UN ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE ANILLOS ROZANTES

1.07 APLICACIÓN DE ESTE ARRANQUE:

Para máquinas de arranque en carga, de arranque progresivo, de arranques poco frecuentes.

CURVA DE INTENSIDAD Y PAR

1.08 FÓRMULAS ELÉCTRICAS PARA EL CÁLCULO DE LOS DIFERENTES ELEMENTOSPARA EL ARRANQUE DEL MOTOR CON ROTOR BOBINADO

1.08.1 INTENSIDAD ROTÓRICA (Ir).Ir = 666 x P Ir = 491 x P1

Ur Ur

Donde:Ur: Tensión rotóricaP: Potencia en kW.


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P1: Potencia en CV1.08.2 RESISTENCIA UNIDA (Ru)

En circuito trifásico.Ru = 333 x P Ru = 245 x P1

Ir2 Ir2

Donde:P: Potencia en kWIr: Intensidad rotóricaP1: Potencia en CV

En un circuito bifásicoRu = 500 X P Ru = 368 X P1

Ir2 Ir2

1.08.3 VALOR DE LA RESISTENCIARtotal = Ru - r

1ª puntaDonde:

Rtotal: Valor de la resistencia por fase.r: Resistencia interna del motor.1ª punta: Punta de intensidad prevista para el arranque.

DOS DIAGRAMAS DISTINTOS PARA EL ARRANQUE DE UN MOTOR DE ANILLOS ROZANTES

1.08.4 VALORES INTERMEDIOS DE LA RESISTENCIA (Rf).

Rf = Ru + r -rPunta

Donde:

Rf: Resistencia por fase para un tiempo.


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Rp: Resistencia total ( 2º tiempo ) o resistencia precedente.Punta: Punta de intensidad deseada para un tiempo determinado.

1.08.5 PUNTA DEL ÚLTIMO TIEMPO (Punta)

Punta = Rp + rr

1.08.6 INTENSIDAD MEDIA (Imedia)

Imedia = Ir + Ip – Ir3

(b)VALORES DE REFERENCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS DE MOTORES EN CONEXIÓN

DAHLANDER. (A) MOTOR CON VELOCIDADES DE NS=1,500/3,000 Min(B) MOTOR CON VELOCIDADES DE NS=750/1,500 Min


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COMPRUEBE LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN, POR MEDIO DE UN MULTÍMETRO


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PARTES DEL MOTOR ANILLOS ROSANTES



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1.09 MEDIDAS DE SEGURIDADA continuación se indican las consideraciones mínimas necesarias para realizar la instalación ymontaje de motores eléctricos trifásicos de tensiones conmutables, polos conmutables y deanillos rozantes. Por tanto, antes de energizar el motor: Utilice la ropa adecuada (guantes de electricista, botas con puntas de acero, lentes protectores,etc.) para evitar cualquier accidente, de tipo eléctrico o mecánico, en el momento del montaje,instalación, y mantenimiento de los motores eléctricos trifásicos. Compruebe (con la ayuda de un multímetro) que las conexiones estén realizadas según losdiagramas indicados. Asegúrese de que las tuercas estén bien apretadas al montar el motor. Cerciórese que el motor esté efectivamente conectado a tierra, para evitar cualquier descargaaccidental por defectos de aislamiento o fallas en la red. Compruebe que los elementos de control tales como: contactores, temporizadores, luces piloto,etc., tengan el tipo (AC o CD), como nivel de tensión (220, 110, 48 ó 24 V) adecuado.Tenga en cuenta, que este tipo de arranques (tensiones conmutables, polos conmutables y deanillos rozantes) no pueden ser realizados en cualquier tipo de motor, ya que deben satisfacerciertas características importantes.

CONEXIÓN DE MOTOR ASÍNCRONO CON ROTOR BOBINADO


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BIBLIOGRAFÍA

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2. Instituto Técnico de Capacitación y Productividad División Técnica – “Departamento de IndustriaInstalación Y Mantenimiento De Motores Eléctricos Trifásicos” Edición 01 Guatemala, agosto de 2002.277pp

3. Fraile Mora, Jesús “Maquinas Eléctricas “(5ª Ed.) S.A. Mcgraw-Hill / Interamericana De España 2003757 pp.

4. M.P. KOSTENKO, L.L. PIOTROVSKI “Maquinas Eléctricas” Editorial MIR /Moscú impreso en la URSSTraducción al español, Editorial MIR, 1975 600 pp.

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http://www.casadellibro.com/libros/fraile-mora-jesus/fraile2mora32jesus

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el motor de inducciÓn trifÁsico rotor devanado

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