Guía de Laboratorio Máquinas Eléctricas (Unidad aprendizaje 2) Práctica III, IV y V: Motores eléctricos Fundamentos de la electricidad Industrial I. Presentación En grupos de dos o tres integrantes se realizará un informe sobre el motor. El informe se irá realizando a medida que se vayan realizando las prácticas contenidas en la presente guía de laboratorio. ● Aprendizajes esperados 2.1. Realiza el procedimiento de diagnóstico de fallas en los sistemas eléctricos de máquinas industriales, de acuerdo a especificaciones técnicas de operación y normas de seguridad definidas para el proceso, mediante el análisis de sus argumentos frente a situaciones del ámbito técnico y académico. ● Criterios de evaluación Las actividades de esta guía consideran el siguiente criterio de evaluación: 2.1.1.- Relaciona el principio de funcionamiento de las máquinas eléctricas con la función de sus componentes, de acuerdo a sus aplicaciones en la industria. 2.1.2.- Relaciona las mediciones de variables de las máquinas eléctricas, con la información descrita en su placa característica y parámetros calculados, de acuerdo a su operatividad en los sistemas de máquinas industriales. 2.1.3.- Relaciona los síntomas de falla en sistemas eléctricos de máquinas industriales, con las posibles causas y soluciones, a partir de la comparación entre los parámetros reales y nominales de funcionamiento. 2.1.4.- Expresa opiniones personales que evidencian el uso de opiniones, interpretaciones y valoraciones. 2.1.5.- Diferencia hechos de opiniones, interpretaciones y valoraciones en las argumentaciones. 2.1.6.- Fundamenta cuando se refiere a hechos, opiniones, interpretaciones y valoraciones. II. Instrucciones ➔ Los alumnos leerán la guía completa y seguirán con sumo cuidado las normas de seguridad provistas. ➔ Se realizará el montaje y medición siguiendo cuidadosamente los pasos para el energizado y desenergizado descritos por el docente. ➔ Se realizarán todos los pasos indicados en el informe. Los alumnos tomarán notas y fotografías de todos los pasos que así lo requieran. ➔ El informe completo se enviará al docente, vía correo electrónico a más tardar en la fecha de la evaluación ES4 a la dirección [email protected] III. Materiales Componente Cantidad Componente Cantidad Multitester 1 por grupo Motor trifásico 1 por grupo Clampmeter 1 por grupo Guantes 1 por alumno Cable banano-banano 10 por grupo Antiparra 1 por alumno Cable banano-pelado 10 por grupo Destornillador cruz 1 por grupo Cable perro 6 por grupo Fundamentos de la Electricidad Industrial – SMEI01 Primavera 2018 1 IV. Acciones Seguras Desmontaje y Montaje de equipos: Al realizar la práctica de desmontaje de los equipos se deben tomar las siguientes precauciones: - Antes de comenzar los alumnos deben llevar puestos los equipos de protección (EPP) necesarios para el desmontaje: cotona u overall, zapato de seguridad y guantes. - Se debe asegurar de que el desmontaje se realiza en una mesa limpia y ordena. Los alumnos no deben ocupar la mesa con sus materiales personales, tales como mochilas, poleras, jockeys, zapatos etc. - Se debe tener la precaución de que los materiales, tanto herramientas como equipos, no presenten riesgo de caída. Por tanto se debe trabajar en el centro de la mesa. - Las herramientas utilizadas para el desmontaje deben ser las apropiadas y deben estar en buenas condiciones. - Una vez finalizada la práctica los componentes deben ser montados debidamente y con suma atención, de modo que no presenten riesgos en su traslado y futura manipulación por parte de otros alumnos Conexionado de equipos y medición de variables eléctricas: Al realizar la práctica con energía eléctrica se deben tomar SIEMPRE las siguiente precauciones: - Antes de aproximarse a los equipos, el alumno debe llevar puestos todos los equipos de protección personal (EPP): zapato de seguridad, antiparra, guantes dieléctricos y cotona. - Antes de comenzar a montar, el alumno debe asegurarse de que los equipos eléctricos están totalmente desenergizados. - - Se apagará la fuente de poder mediante el interruptor de esta. - Se chequeará con el multitester si hay tensión entre las fases que se van a utilizar o entre fase y neutro. Antes de energizar el circuito se debe asegurar de que no existe ningún cortocircuito en el montaje eléctrico: - Las fases no pueden están conectadas entre sí mediante un cable. - Ninguna fase puede estar conectada a neutro mediante un cable. - Para realizar cualquier modificación en el circuito el alumno debe primeramente desenergizar el circuito mediante el interruptor de la fuente de poder. - Las bornas del multitester deben estar conectadas ANTES de energizar el circuito. Para realizar una medición distinta se deberá desenergizar el circuito y entonces modificar la conexión de las bornas del multitester. - Para realizar la medición con el multitester, el alumno se debe asegurar de no hacer contacto con ninguna parte de su cuerpo a ningún elemento metálico del circuito eléctrico, de los equipos eléctricos y/o del instrumento de medición (multitester). EL ALUMNO DEBERÁ LLEVAR PUESTOS DEBIDAMENTE TODOS LOS EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP) DESDE EL COMIENZO DE LA PRUEBA HASTA SU FINALIZACIÓN. TODO TIPO DE CONEXIÓN, DESCONEXIÓN, MODIFICACIÓN Y/O MANIPULACIÓN DE CABLES ELÉCTRICOS SE REALIZARÁ CON LA FUENTE DE PODER APAGADA. Fundamentos de la Electricidad Industrial – SMEI01 Primavera 2018 2 V. Prácticas MOTORES ELÉCTRICOS Práctica III: Desmontaje del motor trifásico de jaula de ardilla y/o un motor monofásico. ● Leer e interpretar parámetros eléctricos de la placa característica del motor. (Incluir fotografías) ○ Número de fases ○ Frame (medidas del tamaño del motor) ○ Posición de montaje (IM) ○ Protección IP (protección contra ingreso de elementos extraños, polvo, agua etc.) ○ Tipo de conexión para cada voltaje: Este parámetro nos indica qué tipo de conexión tenemos que realizar para el voltaje que tenemos en planta. Por ejemplo, hay motores que para una tensión de 380V sólo se pueden conectar en estrella. ○ ○ ○ ○ ○ ○ Corriente nominal ■ En estrella, para el voltaje especificado. ■ En triángulo, para el voltaje especificado. Frecuencia eléctrica Potencia nominal ■ Calcular torque ■ Corroborar que la potencia es la misma para las diferentes conexiones y voltajes. Factor de potencia (coseno de phi, relación entre potencia activa, reactiva y aparente) Velocidad nominal ■ Deducir el número de polos Eficiencia energética Se debe indicar cada parámetro en el informe, además de una explicación de lo que significa. Elegir, tambien, otro motor y comparar sus parámetros con el motor anterior. ● Buscar en catálogo curva de par-velocidad del motor. Interpretar significado de la curva. Los motores eléctricos, a diferencia de los de combustión, proveen pleno torque desde el arranque. fuente: https://www.engineeringtoolbox.com/electrical-motors-hp-torque-rpm-d_1503.html Fundamentos de la Electricidad Industrial – SMEI01 Primavera 2018 3 ● ● Desmontar el motor. (Incluir fotografías de los pasos) Investigar sus diferentes partes y su función. ○ Estator: carcasa, devanados etc.. ○ Estator: jaula, núcleo, rodamientos, eje motor, etc... Incluir fotografías, e indicar material de los componentes principales. ● ● ● ● Identificar bornas de conexión. (Incluir fotografías) Investigar diferentes tipos de motores. Investigar el motor monofásico ○ Función del condensador Redactar informe. ○ Escribir texto explicativo del principio de funcionamiento. ○ Dibujar o adjuntar esquema para ilustrar el funcionamiento. ○ Escribir texto explicativo del desmontaje y partes. ○ Adjuntar fotografías. Fundamentos de la Electricidad Industrial – SMEI01 Primavera 2018 4 Práctica IV: Conexión del motor trifásico y medición de variables eléctricas. ● Leer placa de características Identificar los parámetros más importantes para la conexión eléctrica: ○ Tipo de conexión: estrella o triángulo para el voltaje que tenemos en planta. ○ Frecuencia Voltaje en planta Tipo de conexión *los motores son cargas balanceadas (equilibradas) en sus tres fases (todos los devanados son iguales), por lo que no es necesario conectar el neutro en estrella, pues no llevaría ninguna corriente. ES DE SUMA IMPORTANCIA CONECTAR EL MOTOR EN LA CONEXIÓN QUE CORRESPONDE AL VOLTAJE QUE TENEMOS EN PLANTA. DE CONECTARLO EN OTRO MODO, O BIEN LE ESTARÍAMOS APLICANDO UNA SOBRETENSIÓN, O BIEN UNA TENSIÓN INSUFICIENTE. ● ● ● ● Identificar bornas de conexión. Conectar en estrella: ○ Aplicar la tensión que se muestra en placa para la conexión en estrella. ○ Medir corriente sin carga mecánica ○ Calcular potencia consumida sin carga y compararlo con potencia a plena carga. Conexión en triángulo: ○ Aplicar la tensión que se muestra en placa para la conexión en triángulo. (Si no es posible aplicarla usar otro motor). ○ Medir corriente sin carga mecánica. ○ Calcular potencia consumida sin carga y compararlo con potencia a plena carga. Comparar la conexión estrella y triángulo: Realizar una tabla con valores de tensión y corriente en ambas configuraciones. Voltaje de línea (entre fase y fase) Corriente de línea Potencia aparente Estrella Y (wye) Triángulo (delta) Fundamentos de la Electricidad Industrial – SMEI01 Primavera 2018 5 ● Punto opcional (depende de la disponibilidad de equipos) En muchas ocasiones un motor que se conecta en triángulo se puede conectar en estrella en la partida. La tensión en la partida es √3 menor. La corriente también es √3 menor y la potencia es 3 veces menor. Después de la partida se conmuta a triángulo. Conectar un mismo motor en estrella y en triángulo, realizar tabla comparativa. Necesitaremos un motor que pueda alimentarse con 380V en triángulo, o bien una tensión trifásica de 220V (norma americana) Voltaje de línea (entre fase y fase) Voltaje de cada devanado Corriente de cada devanado Potencia aparente Estrella Y (wye) Triángulo (delta) ● Redactar informe. ○ Dibujar esquema eléctrico de la práctica. ○ Escribir texto explicativo. ○ Adjuntar fotografías. ○ Añadir valores obtenidos de variables eléctricas. Práctica V: Diagnóstico de fallas en un motor eléctrico ● Identificar fallas en un motor eléctricos, entre ellas: ○ Fallas eléctricas ■ Falla del devanado del estator ■ Falla de una fase ■ Sobrevoltaje, voltaje insuficiente, sobrecarga, rotor bloqueado ○ Fallas mecánicas ■ Barras de rotor rotas ■ Masas desbalanceadas ■ Falla en rodamientos ■ Rotor bloqueado ○ Causas ambientales referirse a manuales de apoyo provistos por el docente ● ● ● VI. Investigar causas y efectos de las fallas de los motores eléctricos. Indicar las posibles soluciones a las fallas. Aislación de motores electricos: Práctica con Megger (si el tiempo lo permite) Redactar informe ○ Realizar una tabla con tipos de fallas, causas y efectos. ○ Redactar soluciones a estas fallas. ○ Documentar práctica de chequeo de aislación de motores con megger Evaluación de los contenidos del informe (apartado motores, 15 puntos) Para el apartado de motores, en base a las prácticas III, IV y V, los alumnos redactarán un informe donde se evaluarán los siguientes puntos. Principio de funcionamiento, tipos (monofásicos, trifásicos, CC), partes físicas, placa característica, conexionado, medición de variables, pruebas: aislación de motores, diagnóstico de fallas: desmontaje y visualización, participación Principio de funcionamiento, tipos y partes: 5 puntos Lectura de placa, conexionado y medición de variables: 5 puntos Diagnóstico de fallas 10 puntos Participación (apartado final) Fundamentos de la Electricidad Industrial – SMEI01 Primavera 2018 6
