UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO CICLO 2020-N Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS Fecha de realización de la experiencia: 10/01/2020 DOCENTE: Ing. Hugo F. Llacza Robles TURNO: 91G INTEGRANTES: Rodríguez Trigoso Frank José Quispe Vargas Cesar LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. Cod:072572A Cod:141312 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N INTRODUCCION Los motores eléctricos monofásicos de inducción son una alternativa paralas localidades donde no existe la alimentación trifásica tal como las residencias, oficinas, zonas rurales, etc. Dentro de la variedad de tipos los motores con jaula de ardilla se destacan por su simple fabricación y principalmente por su robustez, confiabilidad y larga vida sin necesidad de un mantenimiento calificado. Los motores monofásicos tienen solo una fase de alimentación, no poseen campo giratorio como en los polifásicos, pero si tienen un campo magnético pulsante, esto impide que se proporcione un torque en el arranque ya que el campo magnético inducido en el rotor está alineado con el campo del estator. Para solucionar el problema del arranque es que se utiliza un bobinado auxiliar que son dimensionados adecuadamente y posicionados de tal forma que se crea una fase ficticia, permitiendo de esta manera la formación de un campo giratorio necesario en la partida. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N MARCO TEORICO ¿QUE ES UN MOTOR MONOFASICO? Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su gran aplicación en electrodomésticos, campo muy amplio en su gama de utilización, al que se suma la motorización, la industria en general y pequeñas máquinas herramienta. Este tipo de motores tiene la particularidad de que pueden funcionar con redes monofásicas, lo que los hace imprescindibles en utilizaciones domésticas. Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes: Motores provistos de bobinado auxiliar de arranque: El motor monofásico con devanado auxiliar de arranque es muy utilizado en los compresores de los frigoríficos que tenemos en nuestras casas. Una de las desventajas de los motores monofásicos es la dificultad de su arranque, su devanado produce un campo magnético alterno que es incapaz de producir el movimiento giratorio que necesita el motor para comenzar a girar, para que puedan comenzar a girar necesitamos que se produzca un campo magnético giratorio, para ello se utiliza un devanado auxiliar de arranque. FUNCIONAMIENTO: En este motor se utilizará un devanado auxiliar que solo se conectará durante el arranque, después funcionará únicamente con el devanado de trabajo. Así conseguiremos crear un campo magnético giratorio, que será la suma de dos campos magnéticos alternos y desfasados entre sí. Esto se produce porque están girados físicamente los devanados, y las corrientes consumidas por los mismos están desfasadas también, por tener distinta reactancia los dos devanados. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N Motores con espira en cortocircuito: Este motor monofásico se llama así por utilizar dos o más espiras en corto para su funcionamiento. CONSTITUCION DEL MOTOR EN CORTO - El Estator: Está formado por un núcleo de chapas magnéticas. Entre la cara del polo tiene incrustadas las espiras en corto circuito, y sobre el núcleo la bobina polar inductora. Ver el diagrama abajo. - El Rotor: Es del tipo de jaula de ardilla. - Espiras de frager: Son espiras de cobre en cortocircuito, colocadas a 180 grados. Este motor tiene un rendimiento muy bajo, por lo tanto, se construyen para potencias muy bajas. Se utiliza en ventiladores pequeños, y se utilizaba mucho en los motores de tocadiscos, etc. CARACTERISTICA DEL MOTOR EN CORTO: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Son motores de baja potencia. Funcionan sólo con corriente alterna. La espira en corto ocupa 1/3 del polo saliente. La posición de la espira determina el sentido de giro del rotor. Las espiras en los polos, guardan un desfase de 180 grados. Generalmente no utiliza sistema de enfriamiento. La velocidad se puede variar, variando la resistencia de la bobina polar. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N Motores universales: Un motor universal puede ser conectado tanto a redes de corriente continua como también alterna. En su construcción sus análogos, los motores serie de corriente continua, pero con la corona polar laminada a fin de reducir las pérdidas de corrientes parásitas. Su velocidad depende de la carga, llegando a alcanzar en vacío velocidades elevadísimas que para ciertos trabajos son inadmisibles; intercalando resistencias con los bobinados, puede gobernarse entre amplios límites, la velocidad, sí bien a costa de pérdidas relativamente elevadas. Cuando haya que contar con períodos de marcha en vacío, a de preverse una resistencia adecuada en paralelo con el inducido, para limitar su velocidad. Se emplea como regulador de la velocidad la combinación de resistencias en serie y en paralelo. La resistencia conectada en paralelo con el rotor atenúa el número de revoluciones de la maquina y la resistencia en serie limita su intensidad. El ejemplo de aplicación de un motor universal a velocidad constante por ejemplo son las máquinas de escribir, puede obtenerse mediante un freno centrífugo que regula automáticamente el número de revoluciones. MOTOR JAULA DE ARDILLA: Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas). Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En efecto el rotor se lleva alrededor el campo magnético, pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N ROTOR JAULA DE ARDILLA A menudo, los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina según las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto según la corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas de regeneración emplean números primos de barras. El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. En estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las láminas finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas que circulan resultantes de las corrientes de Foucault. El material un acero bajo en carbono, pero alto en silicio, con varias veces la resistencia del hierro puro, pérdidas corrientes de Eddy en la reductora adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave con pérdida bajas por histéresis. El mismo diseño básico se utiliza para los motores monofásicos y trifásicos sobre una amplia gama de tamaños. Los rotores para trifásica tienen variaciones en la profundidad y la forma de barras para satisfacer los requerimientos del diseño. Este motor es de gran utilidad en variadores de velocidad. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N RESUMEN DE LA EXPERIENCIA EXPERIENCIA 1: En esta primera parte mediremos la resistencia en las bobinas de trabajo y de arranque según se observa en la siguiente maqueta. Vemos que ya hay un conexionado internamente, así que se le aplicara tensión monofásica directamente. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N La tensión a aplicarse será la nominal e igual a 115 v, según placa. Finalmente, se procederá a tomar las medidas de las resistencias de las bobinas de arranque y trabajo. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N EXPERIENCIA 2: En esta experiencia se trabajo con un motor asíncrono monofásico. Este tipo de motor funciona con un interruptor dentro tal como se describe en la parte teórica. Luego se procedió al conexionado tal como se muestra en la figura. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica CICLO 2020-N DATOS DE LA EXPERIENCIA EXPERIENCIA 1: BOBINA DE ARRANQUE 62.4 Ω BOBINA DE TRABAJO 202 Ω EXPERIENCIA 2: BOBINA DE ARRANQUE 18.8 Ω BOBINA DE TRABAJO 8.6 Ω CONCLUSIONES De los resultados de las resistencias vemos que hay una diferencia lo que implica que un bobinado es mas grueso que el otro. La resistencia del bobinado de trabajo es menor que la resistencia de la bobina de arranque para el motor asíncrono monofásico. RECOMENDACIONES Antes de energizar los motores se debe verificar el estado de las conexiones internas, en nuestro caso el modulo que se uso en la primera experiencia. Reconocer los terminales de las bobinas de trabajo y arranque es necesario para un correcto funcionamiento de la máquina. LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS EXPERIENCIA Nº1. ENCENDIDO DE MOTORES MONOFASICOS.
