UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA MÁQUINAS ELÉCTRICAS II TEMA OPERACIÓN DINÁMICA INTEGRANTES - ARROYO RAMIREZ, Christopher Adrian 1113120094 - BENITES ESPINOZA, Jimmy Frank Andy 1023120709 - FLORES ÁLVAREZ, Alejandro 1023120103 - GAMBOA QUISPE, Geanfranco André 1113120343 - ISIDRO NÚÑEZ, Julio 052491F - TELLO AGUILAR, Víctor Giovany CALLAO – PERÚ 2014 1023120219 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC ÍNDICE RESUMEN 02 OPERACIÓN DINÁMICA 03 NORMAS IEC PARA MÁQUINAS ELÉCTRICAS GIRATORIAS 03 DATOS Y RESULTADOS 04 I. DATOS DEL PROBLEMA 04 1.1. Datos del Motor 1.2. Otros Parámetros 04 04 RESULTADOS 05 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 06 07 07 08 08 II. Datos de placa del motor - Parámetros del Circuito Monofásico Características nominales Características en el arranque Características de torque máximo Características de vacío CONCLUSIONES 09 RECOMENDACIONES 10 BIBLIOGRAFÍA 11 APÉNDICE 12 MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 1 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC RESUMEN El objetivo del presente trabajo es exponer de la manera más precisa posible las características de operación de los motores asíncronos (características en el arranque, características nominales, etc.) al inicio del informe se hace mención de las distintas normas IEC que rigen la construcción, clasificación, características, pruebas realizadas en los motores de la marca WEG. Para una mejor comprensión de las características de operación del motor asignado a nuestro GRUPO N° 2 se halló distintos resultados como son: Características de arranque, torque máximo, características nominales, etc. Dichos resultados se muestran en tablas comparativas, entre resultados hallados teóricamente y resultados obtenidos por medio de una hoja de cálculo en EXCEL. Así mismo se muestran las curvas características del motor asignado, como son la curva de corriente inducida vs velocidad mecánica, Par inducido vs velocidad mecánica y potencia útil vs velocidad mecánica. Dichas graficas nos permiten comprobar los resultados obtenidos en la hoja de cálculo de Excel. Todas estas gráficas fueron obtenidas con el software MATLAB. Todos los cálculos teóricos y las codificaciones para obtener las gráficas en MATLAB son mostrados en el APÉNDICE del presente informe, los cálculos en Excel son adjuntados en el CD. MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 2 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC OPERACIÓN DINÁMICA NORMAS IEC PARA MÁQUINAS ELÉCTRICAS GIRATORIAS El instituto encargado de preparar, revisar y analizar las normas técnicas en la fabricación de motores eléctricos a nivel internacional es la Comisión Electrotécnica Internacional (I.E.C.), con sede en Suiza, y en los Estados Unidos de Norte América lo hace la Asociación de Fabricantes Eléctricos Nacionales (NEMA). A nivel mundial los fabricantes de motores adoptan las normas de marcación de terminales de acuerdo con la normalización vigente en su respectivo país, derivadas principalmente de las normativas I.E.C. y NEMA. Destacándose que en los motores fabricados bajo norma NEMA sus cables de conexión son marcados con números desde el 1 al 12 y los fabricados bajo norma IEC tienen una marcación que combina las letras U, V, W y los números desde el 1 hasta el 6. Los diseños incluyen las tensiones a las cuales podrán ser energizados y cada norma en particular realiza su marcación de terminales de conexión. MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 3 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC DATOS Y RESULTADOS I. DATOS DEL PROBLEMA GRUPO RESULTADO DE LAS PRUEBAS DE VACIO Y ROTOR BLOQUEADO RESULTADO DE LAS PRUEBAS DE VACIO Y ROTOR BLOQUEADO POLOS HP Inom. Io/In Pfe Vcc/Vn Pcu Vn FREQ CONEX Idc Vcc NUM. MARCA N° mm A GRUPO H POLOS HP Inom. Io/In H W Vcc/Vn Pcu W Pfe V FREQ HZ CONEX INTER. Vn A Idc V Vcc TERM. NUM. MARCA 1 N° 250 mm 4 4500 W 14.3 6600 W 440 V 60 HZ Δ INTER. 7.46 A 2 1 3 2 280 250 225 280 2 4 4 2 200 226 18.5 90 110 38 7320 4500 60 87.2 40 7320 1800 200 226 18.5 16.4 14.3 15.5 16.4 8950 460 6600 440 1875 8950 380 460 60 60 Δ Δ 6.2 7.46 4 5 112 250 4 2 7.5 110 23 100 60 Y Δ 14.42 5.2 12 0.91 3 6 WEG 5 6 6 7 250 315 315 200 2 6 6 4 60 60 Δ Δ 5.2 7.5 7.5 4 0.91 0.2858 0.2858 0.2828 6 12 12 WEG WEG 60 60 Δ Δ 4 7.01 7.01 0.2828 0.4423 0.4423 12 6 6 WEG WEG 90 110 A 38 4.8 6.2 0.0648 6 WEG V TERM. 0.17 0.0648 6 WEG 1.31 0.17 6 WEG Datos del problema (Resultados de Pruebas de Vacio y Rotor 112 4 7.5 23 12 689 20.5 Y 14.42 12 3 WEG 225 60 87.2 40 1800 15.5 1249 1875 440 380 60 Δ 4.8 1.31 6 4 3 7 8 1.1. 8 20.5 5060 1249 460 440 14.5 Bloqueado) 12 30 689 2940 100 110 30 200 242 42 200 42 50 242 118 26 200 4 50 118 26 250 2 110 Datos del Motor 36 250 2 110 36 2940 3630 3630 1473 14.5 26.4 26.4 19 1473 3050 3050 19 15.2 15.2 5060 460 9908 440 9908 1345 440 220 1345 460 220 6013 6013 460 Potencia: 200 HP Frecuencia: 60 Hz Polos: 2 Rotación nominal: 3570 rpm (*) Voltaje nominal: 460 V Corriente nominal: 226 A I0 / In: 18.5 Pfe: 7320 W Vcc/Vn: 16.4 Pcu: 8950 W Idc: 6.2 A Vcc: 0.17 V 1.2. Otros Parámetros Conexión delta Nema c Tamb: 20° C Ttrab: 90° C 𝜇=1 𝛼=0.00393 °C-1 MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 4 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 5 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC II. RESULTADOS 2.1. Datos de placa del motor - Parámetros del Circuito Monofásico Tabla N° 1: Datos de placa del motor - Parámetros del Circuito Monofásico MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 6 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC 2.2. Características nominales Tabla N° 2: Características Nominales 2.3. Características en el arranque Tabla N° 3: Características en el arranque MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 7 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC 2.4. Características de torque máximo Tabla N° 4 Características de torque máximo 2.5. Características de vacío Tabla N° 4 Características de Vacio MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 8 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC CONCLUSIONES Se conoció las características de operación del motor asíncrono, encontrándose un especial interés en las características de arranque pues de la tabla N° 3 podemos concluir que el motor durante el arranque requiere por lo menos 10 veces más corriente que en otros casos de una gran corriente tanto en el estator como en el rotor. También podemos concluir de los resultados de la tabla N°3 que durante el arranque la corriente que circula por el núcleo de fe es bastante pequeña en comparación con las corrientes en el estator y rotor. Es por eso que las corrientes en estator y rotor están prácticamente en fase. De los resultados de la tabla N° 4 podemos concluir que, la resistencia del rotor es pequeña cuando el motor utiliza su máximo torque. De los distintos resultados de las tablas (2, 3, 4, 5) se observa que la diferencia entre las corrientes ⃗⃗I1 y ⃗⃗I⃗2 es pequeña, es decir la impedancia del núcleo es más elevada que la impedancia del estator y la impedancia del rotor, esto se puede precisar mejor observando la tabla N°1 de los resultados. Un factor muy importante a tener en cuenta en cálculos posteriores a los de los parámetros del circuito equivalente del motor ,y durante los cálculos para ensayos de vacío , corto circuito, arranque etc.es el que podemos mencionar con respecto al rendimiento según el cual si este parámetro es de un valor por debajo del 50% por sentido común y criterio sea económico y operatividad no sería recomendable la adquisición de mencionado motor para los requerimientos a los cuales se le pretende someter. Cuando varia la NEMA, las gráficas de Torque vs Deslizamiento varían ligeramente por el factor de corrección MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 9 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC RECOMENDACIONES Se recomienda utilizar variadores de velocidad para el encendido de este motor o algún tipo de arranque especial, ya que este puede producir una gran caída de tensión en la fuente de alimentación. MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 10 ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNAC BIBLIOGRAFÍA http://ecatalog.weg.net/TEC_CAT/tech_motor_dat_web.asp www.circuitocinco.com/files/Electrotecnia_5-Motores.pdf http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-motor-de-induccion-trifasico-dealta-y-baja-tension-rotor-de-anillos-11171348-manual-espanol.pdf http://ecatalog.weg.net/tec_cat/tech_motor_sel_web.asp http://www.directindustry.es/prod/weg/motores-electricos-asincronosantideflagrantes-12491-788739.html MAQUINAS ELECTRICAS II - 2014 A Página 11