Informe de laboratorio n°8
- 1. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR Alumno (os): Condori Laura Abraham Manuel Flores Vera Andrea Allisson Mollapaza Benavente Juan Carlos Grupo : D PROFESORA Nota: Semestre : IV María T. Mendoza Fecha de entrega : 04 06 2017 Hora: MÁQUINAS AC LABORATORIO N°8 “EL MOTOR MONOFASICO DE FASE PARTIDA Y DE DOBLE CONDENSADOR”
- 2. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 2 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D I. OBJETIVOS Observar las curvas de carga del motor monofásico de fase partida. Obtener las curvas de carga del motor monofásico con condensador de arranque y condensador permanente. II. INTRODUCCIÓN TEÓRICA El motor de fase partida es un motor de inducción monofásico con los bobinados de estator, uno principal y uno de arranque, estos están separados por un espacio de 90 grados eléctricos a lo largo del estator, el bobinado auxiliar está diseñado para desconectarse del circuito a una determinada velocidad, la corriente en este bobinado auxiliar adelanta a la corriente del bobinado principal. Si se necesitan tanto el mayor momento de arranque posible como las mejores condiciones de funcionamiento pueden utilizarse de dos condensadores con el bobinado auxiliar. El condensador más grande sólo está presente en el circuito durante el arranque, cuando el motor adquiere velocidad se abre el interruptor centrifugo y sólo queda el condensador permanente en el circuito del bobinado auxiliar. El condensador permanente tiene generalmente entre el 10 y el 20% del tamaño del condensador de arranque. a) b) III. EQUIPOS A UTILIZAR 01 Fuente de alimentación monofásica de 220 VAC. 01 Motor monofásico de fase partida. 01 Motor monofásico de arranque con condensadores y condensador de giro. 01 Freno de polvo magnético. 01 Pinza Amperimétrica. 01 Tacómetro. 01 manguito de acoplamiento. Cables de conexión. 01 FLUKE 43B
- 3. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 3 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D IV. PROCEDIMIENTO Advertencia: ¡En esta etapa se manejarán voltajes peligrosos! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición! Advertencia: Usar lentes de seguridad durante su permanencia en el Taller Advertencia: Usar botas de seguridad durante su permanencia en el Taller 1) Arme el circuito de la figura:
- 4. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 4 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D a) ANOTE LOS DATOS DE PLACA DEL MOTOR: 2) Regular la fuente de alimentación a la tensión nominal del motor, arrancar el motor en vacío. Si los dispositivos de seguridad de la mesa de trabajo se abren, bajar la tensión de alimentación al motor y arrancar nuevamente, una vez que haya arrancado el motor, regular a su tensión nominal. 3) Llenar las siguientes tablas: Valores medidos: M (Nm) 0 0.10 0.20 0.32 0.46 0.51 I (A) 1.7 1.8 1.90 1.99 2.2 2.4 n (RPM) 3570 3562 3553 3540 3524 3507 Cos ϕ 0.36 0.50 0.58 0.64 0.71 0.78 P1 (W) 131 195 234 274 338 408 Valores calculados: P2 (W) 0 37.30 74.41 118.63 169.75 187.3 S (VA) 374 396 418 437.8 484 528 n (%) 0 19.13 31.80 43.30 50.22 45.91 s (%) 4.2 3.9 3.7 3.3 2.9 2.4 a) ¿A CUÁNTO ASCIENDE EL VALOR DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE? La corriente de arranque es de 30 A en el motor de fase partida. b) ¿QUÉ EMPLEA EL MOTOR PARA ABRIR EL CIRCUITO DEL BOBINADO DE ARRANQUE? El bobinado principal una vez que funcione el bobinado de arranque se abre e ingresa el bobinado principal están separados 90°. c) ¿CÓMO SE INVIERTE EL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR MONOFÁSICO DE INDUCCIÓN? Los motores monofásicos de fase partida pueden girar porque en el arranque se conectan como motores bifásicos, el cambio de giro se obtiene modificando la secuencia del bobinado de arranque con respecto al bobinado de trabajo. 370 230 3.1 0.69 3420 60
- 5. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 5 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D 4) GRAFIQUE LOS VALORES QUE SE INDICAN.
- 6. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 6 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D
- 7. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 7 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D 5) Arme el circuito de la figura: a) ANOTE LOS DATOS DE PLACA DEL MOTOR: 40 390 230 1.6 0.69 3400 60 10
- 8. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 8 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D b) ¿DE QUE VALOR SON LOS CONDENSADORES DE ARRANQUE Y PERMANENTE RESPECTIVAMENTE? CONDENSADOR DE ARRANQUE: 40 uF CONDENSADOR DE OPERACION: 10 uF c) ¿QUÉ DISPOSITIVO SE ESTÁ EMPLEANDO PARA ABRIR EL CIRCUITO DEL BOBINADO DE ARRANQUE? Mediante un interruptor centrifugo que al alcanzar el 75% de la velocidad síncrona se abre el bobinado de arranque. 6) REGULAR LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN A LA TENSIÓN NOMINAL DEL MOTOR Y ARRANCAR EL MOTOR EN VACÍO. SI LOS DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD DE LA MESA DE TRABAJO SE ABREN, BAJAR LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN AL MOTOR Y ARRANCAR NUEVAMENTE, UNA VEZ QUE HAYA ARRANCADO EL MOTOR, REGULAR A SU TENSIÓN NOMINAL. 7) LLENAR LAS SIGUIENTES TABLAS: Valores medidos: M (Nm) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 I (A) 1.5 1.58 1.6 1.63 1.67 n (RPM) 3584 3576 3571 3568 3560 Cos ϕ 0.63 0.71 0.75 0.78 0.80 P1 (W) 197 232 247 264 277 Valores calculados: P2 (W) 0 18.72 37.40 56.05 74.56 S (VA) 330 347.6 352 358.6 367.4 n (%) 0 8.07 15.14 21.23 26.92 S (%) 5.1 4.9 4.7 4.6 4.4 d) ¿A CUÁNTO ASCIENDE EL VALOR DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE? La corriente de arranque fue de 18 A gracias al condensador de arranque que tiene el motor. e) ¿CÓMO SE INVIERTE EL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR? Invirtiendo las terminales de línea el motor cambiara de giro, este motor se clasifica como motor invertible. f) ¿QUÉ SEMEJANZAS Y DIFERENCIAS ENCUENTRE EN LA OPERACIÓN Y ARRANQUE DE ESTE MOTOR CON RESPECTO AL ANTERIOR? Que la corriente de arranque del motor de fase partida fue el doble a la de doble condensador ya que el condensador de arranque controla que la corriente no se dispare. El motor fase partida tiene un par arranque bajo y el Doble condensador alto par de arranque.
- 9. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 9 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D 8) GRAFIQUE LOS VALORES QUE SE INDICAN.
- 10. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 10 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D
- 11. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 11 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D V. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (Por lo menos 5 de cada una ellas) OBSERVACIONES Condori Laura Abraham Manuel La corriente de arranque en este motor es creciente. Los condensadores ayudan a disminuir la corriente El FP es proporcional a la potencia. Debemos probar el freno antes de trabaja con nuestro motor para asegurarnos que esta trabajando correctamente y poder trabajar posteriormente Siempre debemos pones la protección del acope para evitar accidentes Esta ocasión utilizaremos el fluke 43B porque nos ayudara a medir la corriente de arranque Debemos trabajar siempre con seguridad sin estar jugando CONCLUSIONES La corriente de arranque en un motor de fase partida es mucho mayor que la corriente de arranque de un motor de doble condensador Los motores de fase partida monofásicos al tener una sola fase de alimentación, no poseen un campo giratorio sino que tienen un campo magnético pulsante la cual se hace difícil que tengan un torque en el arranque por lo que necesita de un bobinado extra para el arranque El bobinado auxiliar hará que se cree una fase ficticia que hará que se cree un campo giratorio para dar par de arranque y así pueda iniciarse el movimiento La desconexión de esta bobina auxiliar es posible por medio de un interruptor centrífugo Este tipo de motores de fase partida se aplica en electrodomésticos del hogar licuadoras batidora extractora aspiradora etc. El motor con condensador es parecido al de fase partida pero al primero se le conecta condensadores en serie a la bobina auxiliar para facilitar el arranque del motor El par de arranque de un motor con condensador es el doble que un motor de fase partida La tensión del condensador se adelanta a la tensión de alimentación c lo cual hay una mayor distancia en el desplazamiento angular entre los devanados auxiliar y principal esto se traduce en un par de arranque del motor CONCLUSIONES Flores Vera Andrea Allisson En ambas experiencias iniciamos con 220 V ya que si encendíamos el motor y luego empezábamos a subir el voltaje, la corriente se iba elevando bruscamente, así que es mejor darle 220 V de golpe y que la corriente solo suba por unos instantes hasta que se estabilice Los condensadores que posee el motor de doble condensador tienen como función hacer que la corriente no se eleve tanto cuando se enciende el motor El condensador más grande sólo funciona en el circuito hasta que el motor adquiere velocidad luego se abre el interruptor centrífugo y sólo queda el condensador permanente. El condensador de arranque es el más grande, y el pequeño es el condensador permanente Gracias a los condensadores según nuestra toma de datos obtuvimos alto par de arranque, CONCLUSIONES Mollapaza Benavente Juan Carlos En énfasis el motor de fase partida tiene una corriente de arranque alta. El motor de doble condensador tiene una corriente de arranque inferior gracias a los dos condensadores Se determinó que el control de velocidad de un motor fase partida es difícil porque la velocidad síncrona queda determinado por la frecuencia y el número de polos en el de vanado de marcha En un motor de doble condensador el condensador auxiliar en de 10 a 15 veces más que el devanado de marcha. Al alcanzar el 75% de la velocidad síncrona el interruptor centrífugo ingresa y saca el condensador auxiliar.
- 12. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 12 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D ANEXOS MOTOR DE FASE PARTIDA Como acabamos de ver el motor de fase partida tiene muy poco par de arranque, lo que limita muchísimo su utilización. La solución pasa por mejorar el campo giratorio y para ello las corrientes de los devanados deben ser lo más parecidas posible en el arranque y estar desfasadas en el arranque un valor próximo a 90º (90º sería ideal). Para ello podemos conectar un condensador en serie con el devanado de arranque, de forma que la intensidad de este devanado (IA) adelanta respecto a V y se desfasa mucho con respecto a IP. El par de arranque aumentó notablemente y este motor se llama motor de fase partida con condensador de arranque. Una vez alcanzada la velocidad de régimen, el devanado auxiliar debe desconectarse mediante alguno de los procedimientos que veremos en un apartado posterior. En la siguiente figura puedes ver las curvas de par y la evolución del punto de funcionamiento en un arranque.
- 13. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 13 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D PARTES DEL MOTOR FASE PARTIDA Rotor Se compone de tres partes fundamentales. La primera de ellas es el núcleo, formado por un paquete de láminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética. La segunda es el eje, sobre el cual va ajustado a presión el paquete de chapas. La tercera es el arrollamiento llamado también jaula de ardilla, que consiste en una serie de barras de cobre de gran sección, alojadas en sendas ranuras axiales practicadas en la periferia del núcleo y unidas en cortocircuitos mediante dos gruesos aros de cobre, situados uno a cada extremo del núcleo. En la mayoría de los motores de fase partida el arrollamiento rotorico es de aluminio y esta fundido de una sola pieza. Estator Se compone de un núcleo de chapas de acero con ranuras semi-cerradas, de una pesada carcasa de acero o de fundición dentro de la cual esta introducido a presión el núcleo de chapas, y de dos arrollamientos de hilo de cobre aislado alojados en las ranuras y llamados respectivamente arrollamiento principal o de trabajo y arrollamiento auxiliar o de arranque. En el instante de arranque están conectados uno y otro a la red de alimentación; sin embargo, cuando la velocidad del motor alcanza un valor prefijado el arrollamiento de arranque es desconectado automáticamente de la red por medio de un interruptor centrífugo montado en el interior del motor. Placas térmicas Los escudos o placas térmicas, están fijados a la carcasa del estator por medio de tornillos o pernos; su misión principal es mantener el eje del rotor en posición invariable. Cada escudo tiene un orificio central previsto para alojar el cojinete, sea de bolas o de deslizamiento, donde descansa el extremo correspondiente del eje rotorico. Los dos cojinetes cumplen las siguientes funciones: sostener el peso del rotor, mantener a este exactamente centrado en el interior del estator, permitir el giro del rotor con la mínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozar con el estator.
- 14. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 14 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D Interruptor centrífugo Éste va montado en el interior del motor. Su misión es desconectar el arrollamiento de arranque en cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada. El tipo más corriente consta de dos partes principales, una fija y otra giratoria. La parte fija está situada por lo general en la cara interior del escudo frontal del motor y lleva dos contactos, por lo que su funcionamiento es análogo al de un interruptor unipolar. En algunos motores modernos la parte fija del interruptor está montada en el interior del cuerpo del estator. La parte giratoria va dispuesta sobre el rotor, y el funcionamiento de un interruptor sucede mientras el rotor esta en reposo o girando apoca velocidad, la presión ejercida por la parte móvil del interruptor mantiene estrechamente cerrados los dos contactos de la parte fija. Cuando el rotor alcanza aproximadamente el 75 % de su velocidad de régimen, la parte giratoria cesa de presionar sobre dichos contactos y permite por tanto que se separen, con lo cual el arrollamiento de arranque queda automáticamente desconectado de la red de alimentación. Enjaule o bobinado de jaula de ardilla Se compone de una serie de barras de cobre de gran sección, que van alojadas dentro de las ranuras del paquete de chapas rotorico; dichas barras están soldadas por ambos extremos a gruesos aros de cobre, que las cierran en cortocircuito. La mayoría de los motores de fase partida llevan, sin embargo, un arrollamiento rotórico con barras y aros de aluminio, fundido de una sola pieza. Bobinado del estator 1. Bobinado de trabajo o principal - a base de conductor de cobre grueso aislado, dispuesto generalmente en el fondo de las ranuras estatoricas 2. Bobinado de arranque o auxiliar - a base de conductor de cobre fino aislado, situado normalmente encima del arrollamiento de trabajo. Ambos arrollamientos están unidos en paralelo. Motor con dos condensadores En aplicaciones más exigentes, en las cuales el par de arranque debe ser mayor, el condensador deberá tener más capacidad para que el par de arranque sea el suficiente. Esto se puede conseguir con dos condensadores: Un condensador permanente siempre conectado en serie con uno de los devanados. Un condensador de arranque, conectando en paralelo (la capacidad equivalente es la suma de ambos) con el permanente en el momento del arranque, para aumentar la capacidad, y que luego será desconectado. La secuencia de funcionamiento: 1.- Se produce el arranque (punto 0) con ambos condensadores en paralelo (se suman las capacidades) obteniendo alto par de arranque. 2.- Cerca del punto de funcionamiento del motor, se elimina el condensador de arranque (punto 1). 3.- El motor evoluciona hasta el punto 2 solo con el condensador permanente.
- 15. 2015-2 MAQUINAS AC Nro. DD-106 Página 15 de 15 Tema : MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y DOBLE CONDENSADOR Código : Semestre: IV Grupo : D De esta forma se consigue alto par de arranque, establilidad en el par y buen rendimiento. Para eliminar el condensador se utilizan, en función del tipo de motor: Interruptores centrífugos: conforme la velocidad se aproxima a la nominal (un 80 % aprox), abren un contacto desconectando CArranque. Relés de intensidad (típicos de compresores de frío): la bobina del relé se conecta en serie con el devanado principal. Cuando la intensidad se aproxima a la nominal (un 80 % aprox), significa que el motor ya está “lanzado” y el contacto del relé se abre desconectando CArranque.