FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR MÁQUINAS ASÍNCRONAS: 1) 3) 1HP = 745,7 W Diagrama de Pérdidas de Potencia: Relaciones Básicas: Velocidad de sincronismo f [Hz]: frecuencia P: número de polos *subíndice “s” - sincronismo Deslizamiento N° Polos 2 4 6 8 10 [rpm] 3600 1800 1200 900 720 60 Hz [rad/s] 376.9911 188.4956 125.6637 94.2478 75.3982 [rpm] 3000 1500 1000 750 600 50 Hz [rad/s] 314.1593 157.0796 104.7198 78.5398 62.8319 ( ) Valor del R en el motor a Tem. de trabajo Frecuencia del rotor 2) Circuito Equivalente Exacto: Si los valores de Rfe y Xm son muy cercanos seguramente están en serie Potencia entrada Potencia desarrollada Potencia útil Pérdidas en el fierro El prima, indica que la Resistencia del rotor se ha reflejado al estator Potencia en el entre hierro Pérdida por efecto Joule Todas las potencias son totales, es decir trifásicas √ * Para nosotros: m1=m2 [ ] [ [ ] ] [ ] 1 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 4) Circuito Equivalente Aproximado: (Pn > 10 kW) (Se considera V1 V2) 6) Formula de KLOSS: Este método sirve cuando trabajamos en la zona lineal, de bajo deslizamiento. (Despreciando la resistencia del estator) Las siguientes formulas se desarrollan para este circuito.V1 es voltaje de Fase. Relación Torque Nominal- Torque de Arranque: ( [ ] [ Torque mecánico ] Según la fórmula del profe ( ) 5) 7) [ ] √ √ Si añadimos una resistencia para mover el torque máximo, se cumple por simple división que: ) ( ) ( ) ( ) PRUEBAS Y ENSAYOS: Jaula de Ardilla NEMA X1/Xcc X2/Xcc A 0.5 0.5 B 0.4 0.6 C 0.3 0.7 D 0.5 0.5 Rotor Bobinado X1/Xcc X2/Xcc 0.5 0.5 Si no indican la clase asumir CLASE A En Arranque: En Vacío: (Torque útil = 0) 2 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR a. ROTOR BLOQUEADO: (S = 1) 8) TIPOS DE ARRANQUE a. Relación del torque de arranque con autotransformador y el torque de arranque directo Arranque por Autotransformador con autotransformador en conexión directa X: fracción de V b. Arranque Directo *Para determinar los R se debe medir la resistencia y para los X según corresponda. El voltaje es bajo y se desprecia el núcleo. b. ENSAYO DE VACÍO: (S = 0) √ Donde: V1: Tensión de fase de la red. Ia: Corriente de Arranque en directo. Zcc: Impedancia de cortocircuito del motor. c. Arranque en tensión reducida d. Conmutación Estrella-Triangulo Relación de Torques 3 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 9) GRAFICOS 4 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 3) Diagrama Fasorial: Considerando los ángulos como positivos en el sentido dado para generador síncrono. MÁQUINAS SÍNCRONAS: Armadura: Campo: Estator Rotor (Inducido) (Inductor) ⃑ 1) Relaciones Básicas: Velocidad de sincronismo f [Hz]: frecuencia P: número de polos *subíndice “s” - sincronismo Deslizamiento N° Polos 2 4 6 8 10 [rpm] 3600 1800 1200 900 720 60 Hz [rad/s] 376.9911 188.4956 125.6637 94.2478 75.3982 [rpm] 3000 1500 1000 750 600 50 Hz [rad/s] 314.1593 157.0796 104.7198 78.5398 62.8319 ( ) Valor del R en el motor a Tem. de trabajo [ ] [ ] Frecuencia del rotor 2) Circuito Equivalente para Generador Síncrono: En caso de ser motor la dirección *Si la potencia reactiva sale negativa entonces está absorbiendo de la red Delta es el ángulo de Potencia de Ia sería en sentido contrario Los voltajes y corrientes son de Fase para los siguientes análisis. Potencia desarrollada para polos salientes: [ ] ( ) Donde: Xd: en el eje directo Xq: en cuadratura Regulación de Voltaje: 5 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 4) Reactancia Síncrona: La curva de Ea vs If se inclinara por efecto de la saturación en el núcleo 5) Potencia para ( If=cte ): Si mantenemos la excitación contante y queremos variar la potencia esta genera una curva de radio Ea=cte Pero si extrapolamos la curva de corto circuito podemos hallar la Xs 6) Potencia Activa Constante 6 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 7) Diagramas Fasoriales Interesantes: 9) Curvas V para distintas Potencias: 8) 10) Diagrama de Potencias: 7 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 2) Curva de Magnetización: MÁQUINAS DC: Armadura: Campo: Rotor Estator (Inducido) (Inductor) *Se puede observar que el flujo magnético es aproximadamente lineal en cierto tramo *Debe notarse que primero los nombres están al revés de la máquina síncrona *Como estamos hablando de un circuito DC no hay impedancias y las bobinas que se muestren serán resistencias. Lo negrito son los carbones. Ea es un voltaje. 1) Circuitos Equivalentes: La corriente que pase por las bobinas es la corriente de inducción ( If ) 3) Torque Velocidad: Cuando se arranca Ea se puede considerar corto circuitado y es por ello que se eleva tanto la corriente e incluso se puede embalar si hay una perdida de flujo magnetico 8 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR 4) FORMULAS: *Si despreciamos el efecto de saturación y histéresis en el material podemos decir que la corriente de campo (excitación) será proporcional al flujo magnético Regulación de Voltaje: Regulación de Velocidad: En Arranque: En Vacío: Perdida de Voltaje en las escobillas Grafito Metal-grafito 2.0 V 0.5 V 9 de 10 FORMULARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 12 de julio de 2013 TIVNATOR para el tiempo de aceleración mínimo. SELECCIÓN DE MOTOR: 4) Optimo Esta parte se seleccionan motores asíncronos según catálogo Para encontrar el valor óptimo de ecuación: 1) Relaciones Básicas: de la máquina, usamos la siguiente √ 2) Inercia Del Motor: 3) Tipos de Cargas: Este valor nos permitirá obtener el tiempo de aceleración mínimo para llegar desde Para el tiempo de aceleración mínimo para la máquina, para llegar a cualquier deslizamiento s desde el inicio, el valor óptimo de S viene dado por, con . Entonces: √ Por lo cual la fórmula para calcular el tiempo de aceleración mínimo: [ ( )] 10 de 10
