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LUCAS-NÜLLE Lehr- und Meßgeräte GmbH Siemensstraße 2 D-50170 Kerpen Descripciones de ensayo Máquinas trifásicas de funciones múltiples de 300 W SO5166-9G

02 Motores y Generadores Anillos Rozantes

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Ensayo a equipo mecánico eléctrico.

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  • LUCAS-NLLE Lehr- und Megerte GmbH Siemensstrae 2 D-50170 Kerpen

    Descripciones de ensayo

    Mquinas trifsicas defunciones mltiples

    de 300 W

    SO5166-9G

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Motor trifsico de anillos colectores

    EEM 05

    Mquinas trifsicas de funcionesmltiples de 300 W

    Descripciones de ensayo1 edicin

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  • Mquinas trifsicas de induccin 2 EEM 05

    3

    ndice

    ndice 3

    Seguridad 6Normas a observar 6Indicaciones relativas a la seguridad 6

    Descripcin del sistema 7

    El aparato de control 7

    Registro de las curvas caractersticas del motorcon el PCI 9

    Mquina trifsica asincrnica con anilloscolectores: Arranque, control del n.d.r. einversin del sentido de giro 11

    Introduccin 11Objetivo del ensayo 12Ejercicios 12

    Soluciones Resultados de medicin 12Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 14Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 15Aparatos necesarios 16Esquema elctrico 16

    Hoja de trabajo Resultados de medicin 17

    Mquina trifsica asincrnica con anilloscolectores: Tensin, corriente y frecuencia delrotor 19

    Introduccin 19Objetivo del ensayo 19Ejercicios 20

    Soluciones Resultados de medicin 20Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas 22Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 23Aparatos necesarios 24Esquema elctrico 24

    Hoja de trabajo Resultados de medida 25

    Mquina trifsica asincrnica con anilloscolectores: Comprobar los datos de la placa decaractersticas 27

    Introduccin 27Objetivo del ensayo 28Ejercicios 28

    Soluciones Resultados de medida 28

    Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas 32Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 33Aparatos necesarios 34Esquema elctrico 34

    Hoja de trabajo Resultados de medida 35

    Mquina trifsica asincrnica con anilloscolectores: Curvas caractersticas de aceleracinpara diferentes resistencias de rotor 38

    Introduccin 38Objetivo del ensayo 38Ejercicios: 39

    Soluciones Resultados de medida 39Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 42Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 43Aparatos necesarios 44Esquema elctrico 44

    Hojas de trabajo Resultados de medida 45

    Mquina trifsica asincrnica con anilloscolectores: Curvas caractersticas de carga 48

    Objetivo del ensayo 48Ejercicios 48

    Soluciones Resultados de medida 48Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 50Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 51Lista de piezas 52Esquema elctrico 52

    Hojas de trabajo Resultados de medida 53

    Mquina trifsica sincrnica: Conexin y arranque55Introduccin general 55

    Introduccin 55Ejercicios 56

    Soluciones Resultados de medida 56Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 58Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 59Componentes y aparatos necesarios 60Esquema elctrico 60

    Hojas de trabajo Resultados de medida 61

    Mquina trifsica sincrnica: Servicio reguladorde fase 63

    Introduccin 63Objetivo del ensayo 63

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    4

    Ejercicios 63

    Soluciones - Resulados de medida 63Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 65Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 66Aparatos necesarios 67Esquema elctrico 67

    Hoja de trabajo Resultados de medida 68

    Mquina trifsica sincrnica: Curvascaractersticas de carga 69

    Introduccin 69Objetivo del ensayo 69Ejercicios 69

    Soluciones - Resultados de medida 69Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 71Esquema de instalacin y de cableado, sistemasde cajas 72Componentes y aparatos necesarios 73Esquema elctrico 73

    Hojas de trabajo Resultados de medida 74

    Mquina trifsica sincrnica: Curvascaractersticas en V 76

    Introduccin 76Objetivo del ensayo 76Ejercicios 76

    Soluciones - Resultados de medida 77Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 78Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 79Componentes y aparatos necesarios 80Esquema elctrico 80

    Hojas de trabajo Resultados de medida 81

    Generador trifsico sincrnico: Conexin y ajustede la tensin 82

    Introduccin 82Introduccin en el ensayo 83Objetivo del ensayo 83Ejercicios 83

    Soluciones Resultados de medida 83Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 86Esquema de instalacin y cableado, sistema decajas 87Componentes y aparatos necesarios 88Esquema elctrico 88

    Hojas de trabajo Resultados de medida 89

    Generador trifsico sincrnico: Curvascaractersticas de carga 90

    Introduccin 90Objetivo del ensayo 90Ejercicios 90

    Soluciones Resultados de medida 91Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 92Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 93Aparatos necesarios 94Esquema elctrico 94

    Generador trifsico sincrnico: Sincronizacin ala red con el cicruito de lmparas encendidas /apagadas y el circuito de circulacin 96

    Introduccin 96Objetivo del ensayo 97Ejercicios 97

    Soluciones Resultados de medida 97Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 99Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 100Aparatos necesarios 101Esquemas elctricos 101

    Hojas de trabajo Resultados de medida 102

    Generador trifsico sincrnico: Sincronizacin ala red con frecuencmetro doble, voltmetro dobley sincronoscopio 104

    Introduccin 104Objetivo del ensayo 104Ejercicios 104

    Soluciones Resultados de medida 105Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 108Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 109Aparatos necesarios 110Esquema elctrico 110

    Hojas de trabajo Resultados de medida 111

    Generador trifsico sincrnico: Sincronizacin ala red con frecuencmetro doble, voltmetro dobley voltmetro de tensin cero 114

    Introduccin 114Objetivo del ensayo 114Ejercicios 114

    Soluciones Resultados de medida 115Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 118

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    5

    Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 119Aparatos necesarios 120Esquema elctrico 120

    Hojas de trabajo Resultados de medida 121

    Mquina trifsica asincrnica: Transformadorgiratorio trifsico 124

    Introduccin 124Objetivo del ensayo 124Ejercicios 124

    Soluciones Resultados de medida 125Esquema de instalacin y de cableado, sistemade placas de aprendizaje 127Esquema de instalacin y de cableado, sistemade cajas 128Aparatos necesarios 129Esquema elctrico 129

    Hojas de trabajo Resultados de medida 130

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    6

    Seguridad

    Normas a observar

    Controlar que estn correctamenteapretados o fijados los tornillos moleteadosen el pie del motor y el manguito deacoplamiento (Power-Grip) en el rbol delmotor! Emplear cubiertas de rbol!

    Un servicio excesivamente prolongado delas mquinas con altas cargas conduce a uncalentamiento considerable de las mismas.El caso extremo - parada de la mquina -solamente debe presentarse durante untiempo corto! Todas las mquinas estnequipadas con interruptores trmicos que seactivan al superarse la temperatura deservicio admisible. Estos contactos deconexin sobresalen del dispositivo debornes y se deben unir, en el empleo delfreno de polvo magntico, con loscorrespondientes casquillos en el aparato decontrol (ver las instrucciones de manejo delaparato de control).

    Todos los valores de medida se registraroncon aparatos de medicin habituales (en sumayora de la clase 1,5) con la tensin dered habitual 230/400V +5% -10% 50 Hz ycon mquinas de serie. Los valores demedida registrados se situarn, segn la

    experiencia, en un margen de tolerancia del15%, referido al valor de medida indicado.A ese respecto, observe tambin la normaVDE 0530!Los valores de medida indicados en losensayos con corriente trifsica son valoresde conductor. Los valores de mazo queeventualmente se presentan estnmarcados de forma especial.

    Indicaciones relativas a la seguridad

    Los ensayos se realizan con tensiones altas.Estas tensiones suponen un peligro demuerte! Por lo tanto, compruebe lainstalacin experimental y especialmente lasconexiones elctricas antes de aplicar latensin de alimentacin.

    Los motores de esta clase de potenciadesarrollan un par de giro elevado. Unainstalacin mecnica no conforme a lasnormas (conexin mecnica de motor yfreno) puede ocasionar daos personales ymateriales.

    Emplee las lneas de medicin deseguridad! Todos los aparatos se debenponer a tierra con el conductor de proteccinverde-amarillo!Por lo dems, se remite a las normas VDEvigentes!

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    7

    Descripcin del sistema

    En servicio normal, los motores son cargados por

    mquinas accionadas (p.e. bombas, mquinas

    herramienta etc.), o sea el rbol del motor est

    mecnicamente unido a la mquina accionada.

    En los ensayos descritos en este manual, un freno de

    polvo magntico representa la carga del motor. El

    aparato de control de este freno sirve para la

    determinacin del nmero de revoluciones y del par

    de giro del motor. Permite ajustar de manera estable

    cualquier estado de carga del motor - desde la

    marcha en vaco hasta la parada.

    Si se desea accionar un motor con carga, el rbol del

    motor se debe unir mecnicamente al freno de polvo

    magntico, y el freno se debe conectar elctrica-

    mente al aparato de control.

    Forma de proceder:

    Acoplar mecnicam. el motor y el freno.

    Controlar si el manguito de acoplamiento(Power-Grip) est correctamente fijado.

    Colocar la cubierta de acoplamiento.

    Unir firmemente los pies de la mquina pormedio de tornillos moleteados.

    Conectar elctricamente el aparato decontrol al freno.

    Conectar el freno de polvo magntico a lared (el ventilador empieza a girar).

    Poner en marcha el aparato de control.(Establecer la alimentacin de corrientepor medio de la lnea de aparato en fro enla cara dorsal del aparato!).

    Conectar el contacto trmico del motor pormedio de dos lneas de medicin de 4mmal aparato de control (casquillos motor J).

    Realizar los ajustes bsicos en el aparatode control.

    Aplicar la tensin de alimentacin una vezcomprobadas las conexiones y llevar a cabo elensayo.

    El aparato de control

    Estructura del aparato de control para el freno de polvo magntico

    SO3212-6SCONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER

    APARATO DE CONTROL PARA FRENO DE POLVO MAGNETICO

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    34

    5

    2

    1

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min-1 BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin-1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL nx1 x2 x5

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    TORQUE MPAR DE GIRO M

    REVOLUTIONS n NUMERO DE REVOLUCIONES n

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    8

    1 Set/Start ValuePotencimetro de precisin de 10 marchas para elajuste del valor terico del reguladoropcionalmente par de giro M (0..Mmax) o

    nmero de revoluciones n (0..6000 min-1).Valor de escala 10: Freno descargado(=par remanente / marcha libre)Valor de escala 0: Freno totalmente cargado(=par mximo / parada)

    2 Par de giroInterruptor basculante para la conmutacin decampos de la indicacin del par de giro

    3 Par de giro mximo paraservicio automtico

    Limita el par de giro en servicio automtico para nosobrecargar las mquinas.

    4 Modo Contr.

    Conmutador de modos de servicioM M = constante. Para motores en

    los que el nmero de revolucionessolamente vara poco en estado decarga (comportamiento deconexin en derivacin).p.e.: Motores sincrnicos, motoresasincrnicos solamente hasta elpar de vuelco

    OL Open Loop; servicio sin regular, enel que el freno es excitado sin queel aparato de control mantengaconstante una de las magnitudes(M o n).

    n n = constante. Para motores en losque el nmero de revolucionesdepende en gran medida de lacarga (comportamiento deconexin en serie).p.e.: Motores con par de vuelco(mquinas asincrnicas)

    5 CERO/Nm

    Potencimetro para el ajuste del dispositivo demedida en estado sin carga y para el ajuste del cerode la indicacin del par de giro.

    El ajuste se realiza con el freno conectado y el motoracoplado. El freno debe estar totalmente descargadoy el motor apagado.El ajuste del cero se deber repetir tras elcalentamiento a temperatura de servicio y despus decada serie de medicin!Cuando el motor est conectado, ya se produce,debido a la friccin base del freno, una pequeacarga, o sea un par de giro.

    6 ResetReposicionar un mensaje de averaUn mensaje de avera se presenta si el motor o elfreno se han calentado excesivamente, activndose elcontacto trmico de proteccin del motor. Para evitardaos, el freno y con ello tambin el motor sontotalmente descargados. El piloto que se encuentraencima est encendido. Despus de la refrigeracin,el piloto parpadea. Despus de borrarse el mensajede avera mediante RESET el freno puede volver aaccionarse normalmente.

    7 Nmero de revoluciones

    Interruptor basculante para la conmutacin de

    campos de la indicacin del nmero de revoluciones

    x0,5: 0..1500 min-1 Precisin 3%

    x 1: 0..3000 min-1 "

    x 2: 0..6000 min-1 "

    8 INICIO AUTOM.Botn de inicio para el registro de valores de medida

    9 Motor J

    Casquillos de entrada para la conexin del contacto

    trmico del motor (contacto de reposo). Por lo tanto,

    para la proteccin del motor y del freno, estos

    casquillos se deben conectar en cualquier caso a los

    correspondientes conectores del motor!

    10 BRAKEInterfaz para la unin del aparato de control con elfreno.Todos los dems elementos de unin no tienenimportancia para los ensayos que se van a realizar.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    9

    Por este motivo se remite al manual de instruccionesdel aparato de control.

    Registro de las curvascaractersticas del motorcon el PCI

    Las caractersticas del motor impresas en lassoluciones de muestra de este manual se registraronen su totalidad con el PCI (LM 8912). A continuacinse indicarn brevemente las formas de proceder parael registro de las curvas caractersticas y se darnalgunas indicaciones prcticas. Para descripcionesdetalladas, vanse los correspondientes manuales.

    El PCI es un sistema registrador de valores de medidaque junto con un PC puede registrar y procesarvalores de medida elctricos.En este caso de aplicacin se registran el nmero derevoluciones y el par de giro del motor directamenteen las correspondientes salidas del aparato decontrol. Por razones de seguridad (separacingalvnica!), la corriente y la tensin del motor sealimentan por medio de un amplificador de separacin(LM 6113) en el PCI. El PC se hace cargo de larepresentacin grfica de los valores de medida.Se necesitan el programa WINDOWS (versin 3 osuperior) y el programa de aplicacin de PCI ASMA(SO 4001-6F).

    Forma de proceder:

    Instalar WINDOWS 3 o superior en el PC.

    Instalar el programa ASMA segn el manualde instrucciones.

    Montar el banco de pruebas del motor con elaparato de control y el freno, tal y como seindica arriba.

    Conectar el PCI y el amplificador deseparacin con al cable de unin de 7 polos(correspondientes casquillos en las carasdorsales de los aparatos).

    Conectar el PCI al interfaz serial (COM 1) delordenador. Si desea emplear el interfaz COM2, consulte las correspondientes indicacionesen el manual de ASMA!

    G Procure sobre todo que en el canal B(medicin de corriente) no seasobreexcitado el campo de medicin.Se da el caso de una sobreexcitacincuando los valores de medida ya novaran .

    Instale el siguiente circuito:

    Unin del PCI con el aparato de control

    Los ajustes bsicos del programa ASMA para todoslos ensayos de este manual se encuentran en losdisquetes de programa de ASMA. Los nmeros decaptulo indicados en estos disquetes corresponden alos captulos de este manual.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2EEM 05

    10

    Conexiones del amplificador de separacin

    Regla generalmente vlida: Por medio del canal Ase mide la tensin del motor y por medio del canal Bla corriente del motor.La resistencia en derivacin (shunt) necesaria para elconsumo de corriente deber presentar un valor de250 mW (p.e.: LM 6115) para mquinas de 300 W.

    G Procure que la absorcin de corrientey de tensin se realicen en la mismafase (p.e.: L1) de la lnea dealimentacin del motor. El programaASMA calcula de los valoresmomentneos las diferentesmagnitudes. En otro caso se obtienenresultados de medida errneos!

    G Indicaciones relativas a la mquinamotriz para el generador:El generador es accionado por unamquina de corriente continua enderivacin, cuyo nmero derevoluciones se puede ajustar pormedio de una tensin de inducidovariable.Si no se dispone de unacorrespondiente fuente de tensincontinua, el nmero de revolucionesse puede ajustar por medio de laresistencia de arranque y laresistencia de excitacin. Otraposibilidad es el ajuste del nmero derevoluciones por medio del freno depolvo magntico: (CONTR.-MODE = n ).

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    11

    Mquina trifsica asincrnica conanillos colectores:Arranque, control del n.d.r. einversin del sentido de giro

    Introduccin

    Estructura:

    El estator de la mquina asincrnica est dotadode un devanado trifilar con los extremos dedevanado U1-U2, V1-V2, W1-W2. Los devanadosdel estator se pueden conectar en estrella o entringulo. Mediante la divisin de los devanadosdel estator se puede generar un nmero diferentede pares de polos que son decisivos para elnmero de revoluciones de la mquina.Revoluciones sncronas del campo giratorio:

    nfp11=

    El rotor tambin est dotado de un devanadotrifsico, cuyos principios estn unidos y cuyosextremos estn conducidos hacia fuera por mediode anillos colectores (bornes K, L, M). El devanadodel rotor est conectado en estrella. El entrehierroentre el estator y el rotor se mantiene lo msreducido posible para reducir en la mayor medidaposible las prdidas de entrehierro.

    Funcionamiento:

    a) Anillos colectores sin conectar (abiertos):Al aplicar una tensin a los devanados del estator,se forma un campo giratorio magntico el cualinduce una tensin en los devanados del rotor.Puesto que no circula corriente por el devanadodel rotor (circuito abierto), no se genera unsegundo campo magntico. No hay ninguna accinde fuerzas sobre el rotor por lo que el motor estparado. La tensin existente en este caso en losanillos colectores se llama tensin en estado dereposo del rotor.El motor acta como un transformador en marchaen vaco.

    b) Anillos roz. unidos por medio de resistencias:La tensin inducida en el rotor genera un flujo decorriente. Se forma un campo magntico. Segn laregla de Lenz, este campo magntico aspira acontrarrestar el efecto de la induccin. El resultadoes una accin de fuerzas entre el campomagntico del estator y l del rotor. El motor giraen el sentido del campo giratorio del estator. Con

    un aumento del n.d.r. del rotor, disminuye cada vezms la intensidad y la frecuencia de la tensin delrotor. Sin embargo, el n.d.r. del rotor siempre serinferior a las revoluciones sncronas del campo delestator porque en otro caso no se inducira tensinen el rotor. Tambin es necesario inducir un parpequeo en la mquina en marcha en vaco parasuperar las prdidas internas.Esta diferencia entre el n.d.r. del rotor y el delcampo del estator se denomina disminucin deln.d.r.El proceso descrito presenta ventajas cuando secarga la mquina. Con una carga en aumentodisminuye el n.d.r. del rotor. A causa de ladisminucin del n.d.r. elevada, se induce unatensin alta en el rotor la cual genera una corrientede rotor alta y con ello - como deseado - un par degiro elevado del motor.

    Comportamiento de funcionamiento:

    A los anillos colectores se conectan tresresistencias en serie con el devanado del rotor, lascuales se denominan arrancadores para rotor.Una resistencia alta en el circuito del rotordisminuye la corriente del motor, porque eldevanado del rotor y el del estator actan como untransformador. Al mismo tiempo, se reduce(expresado de manera simplificada) el desfasajeentre la corriente del rotor y la del estator, de formaque suba el par de giro de la mquina. Lossiguientes diagramas muestran la dependencia delpar de giro del n.d.r. y la de la corriente del motordel n.d.r. para diferentes resistencias del rotor.

    El arrancador de rotor permite pues disminuir lacorriente de arranque y aumentar el momento dearranque.Por este motivo, los motores trifsicos con anilloscolectores se emplean frecuentemente en grasde construccin (la alimentacin de corriente casisiempre es mala en los lugares de obras) o engrandes mquinas herramientas. En los motoresgrandes, las escobillas en los anillos colectores selevantan durante el servicio. En este caso eldevanado del rotor se pone en cortocircuito por

    M

    n

    R = 0R = 3*R2R = 5*R2

    n

    R = 0

    R = 3*R2

    R = 5*R2

    I

    R1 = Resistencia del arrancadorR2 = Resistencia del devanado del rotor

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    12

    medio de un dispositivo mecnico para reducir eldesgaste el las escobillas y las prdidas.El n.d.r. del motor tambin se puede modificar,dentro de unos lmites estrechos, mediante elarrancador de rotor. Una resistencia del rotor altada lugar a un nmero de revoluciones bajo (vercurva caracterstica del par de giro - n.d.r.). Sinembargo, esto no es vlido para el n.d.r. del motoren marcha en vaco.

    Peligro!En todos los ensayos se producen altastensiones que implican un peligro demuerte. Por lo tanto, solamente empleelas lneas de medicin de seguridad!Informe a los alumnos sobre los peligrosde las piezas de motor giratorias yprocure que siempre se emplencubiertas de eje y de acoplamiento!

    Objetivo del ensayo

    El estudiante deber:Conectar un motor trifsico asincrnico con rotor

    de anillos colectores y ponerlo en marchacon diferentes resistencias de rotorexternas.

    Medir la corriente en estado de reposo del motorpara diferentes resistencias de arranque.

    Comentar la relacin entre la corriente de reposo yla resistencia de arranque.

    Explicar, cmo se comportan el n.d.r. y la corrientedel estator en funcin del correspondienteescaln de conexin del arrancador.

    Modificar y determinar el sentido de giro del motor.

    Conectar y accionar el motor con circuito inversor.

    Ejercicios

    Conectar el motor

    Mediciones en estado de reposo

    Puesta en servicio e inversin del sentido de giro

    Soluciones Resultadosde medicin

    Elabore la instalacin experimental segn elesquema elctrico.

    Realice los siguientes ajustes en el aparato decontrol:

    Ajustes bsicos

    Ampermetro Campos demedicin

    3 A~

    Aparato decontrol

    Par de giroM

    x 2

    Freno depolvo magn.

    N.d.r n 1500/min

    ModoM=const.

    5 Nm

    Set/Start-Value

    Ajustar de talforma que elmotor alcance elpar de giromx.sin llegar aque se produzcael arranque

    Escaln dearranque

    incialmente 1

    Ponga en marcha el motor. Mida para cadaescaln de arranque la corriente en estado dereposo del motor. Escriba los valores de medidaen la tabla. Comente el resultado de medida.

    Escaln dearranque

    Corriente en in A

    6 2,45 2,154 1,823 1,582 1,361 1,15

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    13

    Debido al efecto transformador entre el

    estator y el rotor, al aumentar las

    resistencias de arranque (o al descender

    el nmero de escaln) disminuye la

    corriente de reposo.

    Se mantendr la instalacin de ensayo arribadescrita.

    Realice los siguientes ajustes en el aparato decontrol:

    AjustesbsicosAmpermetro Campos de

    medicin3 A~

    Aparato decontrol

    Par de giro M x 2

    Freno depolvomagntico

    N.d.r. n 1500/min

    Modo M=const. 2NmSet/Start-Value 10

    Conmutadorde arranque

    Inicialmente 1

    Ponga en marcha el motor. Ajuste en el aparato decontrol un par de giro de2 Nm.Mida para cada escaln de arranque, empezandocon el escaln 1, la corriente de motor y el nmerode revoluciones. Escriba los valores de medida enla tabla.

    (Par de giro constante: 2 Nm)Escaln Corriente I / A N.d.r. n / min-1

    1 0,56 11302 0,56 12203 0,56 12904 0,56 13405 0,56 13906 0,56 1410

    Deduzca de los valores de medida obtenidos larelacin entre la corriente del motor, el nmero derevoluciones y la resistencia (escaln) dearranque.

    Debido al par de giro M constante, la

    corriente de motor permanece igual, a

    pesar de diferentes resistencias de

    arranque. El nmero de revoluciones baja

    al aumentar la resistencia de arranque.

    Elabore la instalacin experimental con unaalimentacin de corriente invertida o interconecteel interruptor inversor del sentido de giro. Losajustes arriba indicados en el aparato de control sedebern mantener. Ajuste sucesivamente laposicin 1 y 2. Indque el correspondiente sentidode giro. Explique cmo se consigue la inversin delsentido de giro.

    Posicin 1: Marcha a derechas

    Posicin 2: Marcha a izquierdas

    Las fases L1 y L2 se intercambian de

    manera que se invierta el campo

    giratorio del estator y con ello el motor

    invierta su sentido de giro.

    En el motor trifsico asincrnico con rotor

    de anillos colectores se invierte el sentido

    de giro como en un rotor de jaula.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    14

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de placas deaprendizaje

    THREE PHASE MAINS SUPPLY 400V~/415V~ DREHSTROMVERSORGUNG 400V~/415V~ SO3212-1B

    L1

    L2

    L3

    N

    L1

    L2

    L3

    N

    D2

    D1

    F2F1

    PE

    SWITCHING ON: TURN KEY CLOCKWEISE,HOLD AND THEN TURN POWER SWITCH LEVER TO ON POSITIONEINSCHALTEN: SCHLSSEL RECHTS DREHEN, FESTHALTEN UND HEBEL AM LEISTUNGSSCHALTER AUF I STELLEN

    SO3213 STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M1 7

    2 63

    45

    MOVING-COIL MULTIMETER DREHSPUL-MULTIMETER SO5127

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V1V0,3V0V=

    0V~

    0A~

    0A=

    3mA 10mA 30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A

    30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A3mA 10mA0,3mA 1mA A=

    A~

    V=

    V~

    SO3212CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    3

    4

    5

    2

    1

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min -1BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin -1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL nx1 x2 x5

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    TORQUE MDREHMOMENT M

    REVOLUTIONS n DREHZAHL n

    SO3212MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE SCHALTER 0,24-0,4A

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    SO3212 CUT-OUT AUSCHALTER 3POLE AUSSCHALTER 3POL.

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    15

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de cajas

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min-1 BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin-1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL n

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    0,5

    11,5

    2

    2,5

    x0,5 x1 x2,5

    SO2662

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    CUT-OUT SWITCH 3 POLE AUSSCHALTER 3POL. SE2661

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE M.- SCHALTER 0,24-0,4A SE2661

    THREE PHASE MAINS SUPPLY DREHSTROMVERSORGUNG SE2661

    L1

    L2

    L3

    N

    PE

    SE2662-9J STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M

    RMS - METEREFFEKTIVWERTM ESSER LM1005

    30A10A 3A 1A0,3A0,1A

    1KV300V100V 30V 10V 3V

    AV RMS AC AC+DC

    0(-) I U

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    16

    Aparatos necesarios

    Sistema placas Sistema cajasSE2662-3W SE2662-3W Mquina trifsica de funciones mltiples 1SO3212-6S SE2661-3R Aparato de control para freno de polvo magnt. 1SE2662-3R SE2662-3R Freno de polvo magntico para aparato de contr. 1SE2662-2B SE2662-2B Cubierta de acoplamiento 1SE2662-2A SE2662-2A Manguito de acoplamiento 1SE2662-2C SE2662-2C Cubierta de final de eje 1SO3212-5C SE2662-2E Arrancador para motor trifsico con rotor de

    anillos colectores1

    Juego de accesorios 1SO3212-1B SE2661-9J Alimentacin de corriente trifsica 380V/16A 1SO3212-1J SE2661-3G Interruptor de seguridad para el motor, 3 polos 1SO3212-1W SE2661-5G Desconectador, de 4 polos 1SO5127-1C LM1001 Multmetro de bobina giratoria 1

    Juego de accesorios 2SO5148-1F SO5148-1F Juego de lneas de medicin de seguridad 1

    LiteraturaSO5151-9P SO5151-9P Mquinas trifsicas de induccin 2, Motores

    trifsicos asincrnicos con rotor de anilloscolectores y mquinas trifsicas sincrnicas

    1

    Esquema elctrico

    L1L2L3PE

    U1 V1 W1

    M

    K L M

    K L M

    A

    S1

    F1

    I> I> I>

    Q1

    U2 V2W2

    Esquema elctrico

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    17

    Hoja de trabajo Resultados de medicin

    Elabore la instalacin experimental segn elesquema elctrico.

    Realice los siguientes ajustes en el aparato decontrol:

    Ajustes bsicos

    Ampermetro Campos demedicin

    3 A~

    Aparato decontrol

    Par de giro M x 2

    Freno de polvomagntico

    N.d.r n 1500/min

    ModoM=const.

    5 Nm

    Set/Start-Value

    Ajustar de talforma que elmotor alcanceel par de giromximo sinllegar a quese produzcael arranque

    Escaln dearranque

    Inicialmente 1

    Ponga en marcha el motor. Mida para cadaescaln de arranque la corriente en estado dereposo del motor. Escriba los valores de medidaen la tabla. Comente el resultado de medida.

    Escaln dearranque

    Corriente en A

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    Se mantendr la instalacin de ensayo arribadescrita.

    Realice los siguientes ajustes en el aparato decontrol:

    AjustesbsicosAmpermetro Campos de

    medicin3 A~

    Aparato decontrol

    Par de giro M x 2

    Freno depolvomagntico

    N.d.r. n 1500/min

    Modo M=const. 2NmSet/Start-Value 10

    Conmutadorde arranque

    Inicialmente 1

    Ponga en marcha el motor. Ajuste en el aparato decontrol un par de giro de2 Nm.Mida para cada escaln de arranque, empezandocon el escaln 1, la corriente de motor y el nmerode revoluciones. Escriba los valores de medida enla tabla.

    (Par de giro constante: 2 Nm)Escaln Corriente I / A N.d.r. n /

    min1

    1

    2

    3

    4

    5

    6

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Arranque, control del n.d.r. e inversin del sentido de giro

    EEM 0501

    18

    Deduzca de los valores de medida obtenidos larelacin entre la corriente del motor, el nmero derevoluciones y la resistencia (escaln) dearranque.

    Elabore la instalacin experimental con unaalimentacin de corriente invertida o interconecteel interruptor invertidor del sentido de giro. Losajustes arriba indicados en el aparato de control sedebern mantener. Ajuste sucesivamente laposicin 1 y 2. Indque el correspondiente sentidode giro. Explique cmo se consigue la inversin delsentido de giro.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    19

    Mquina trifsica asincrnica conanillos colectores:Tensin, corriente y frecuenciadel rotor

    Introduccin

    Los motores trifsicos asincrnicos con rotor deanillos colectores tienen el mismo devanado delestator como las mquinas con rotor de jaula.

    La diferencia reside en el rotor. ste ltimo no estejecutado como jaula en cortocircuito sino que estequipado con devanados trifsicos con el mismonmero de polos como el devanado del estator.

    Los devanados del rotor estn conectados en unextremo en estrella; los extremos libres estnconducidos sobre anillos colectores y se conectanpor medio de escobillas al dispositivo de bornesdel motor (bornes K, L, M).

    Debido al efecto transformador entre el estator y elrotor se genera una tensin en los devanados delestator y del rotor. Cuando los devanados del rotorestn abiertos, no circula corriente y no se generaun campo giratorio del rotor y por lo tanto el motorno arranca.

    En los bornes K,L,M se puede medir la tensin enestado de reposos del rotor (comparar lasindicaciones en la placa de caractersticas delmotor) cuyos valores estn determinados por larespectiva relacin entre los devanados del estatory del rotor.

    Las frecuencias del rotor y del estator sonidnticas.

    Si el circuito del rotor est cerrado se origina, conun par de giro predeterminado, una corriente derotor segn la potencia desarrollada. La frecuenciadel rotor f2 es proporcional a la diferencia entre eln.d.r. del campo giratorio ns y el n.d.r. (del rotor) n,o sea al aumentar el nmero de revoluciones ndisminuye la frecuencia del rotor f2.

    La relacin exacta es:

    f2 = 50Hzns n

    ns

    - = 50 1Hz

    nns

    -

    Para frecuencias de rotor muy bajas (< 1 Hz), laaguja de un ampermetro conectado en el circuitodel rotor oscila segn el reloj de la frecuencia delrotor.

    Para frecuencias de rotor ms altas (> 2 Hz) seajusta, debido a la inercia del mecanismo medidor,una indicacin casi constante.

    En el motor empleado, los devanados del estatorse conectarn en estrella para una tensin deservicio de 400 V (comparar las indicaciones en laplaca de caractersticas del motor).

    Indicaciones relativas a laseguridad especiales

    En todos los ensayos se presentanaltas tensiones que implican unpeligro de muerte. Solamenteemplee lneas de unin deseguridad.Informe a los estudiantes tambinsobre los peligros de las piezasgiratorias del motor y procure quesiempre se utilicen cubiertas de ejey de acoplamiento!

    Objetivo del ensayo

    El estudiante deber:

    Conectar y poner en marcha un motor trifsicoasincrnico con rotor de anillos colectorespara determinar la tensin, la corriente y lafrecuencia del rotor.

    Medir la tensin en estado de reposo del rotor yexplicar por qu el motor no arranca cuandolos bornes K, L, M estn abiertos.

    Calcular la corriente y la frecuencia del rotor paradiferentes pares de giro.

    Interpretar la relacin entre la frecuencia del rotor yel nmero de revoluciones.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    20

    Ejercicios

    Medir la tensin en estado de reposo del rotor

    Determinar la frecuencia de la tensin del rotorpara diferentes disminuciones del n.d.r.

    Soluciones Resultadosde medicin

    Elabore la instalacin experimental segn elesquema elctrico 1.

    Realice los siguientes ajustes en el aparato decontrol:

    Ajustes bsicos 300WVoltmetro Campos de

    medida300 V

    Aparato de control Par de giro M x 2Freno de polvomagntico

    N.d.r. n 1500/min

    Modo M=const. 5 Nm

    Ponga en marcha el motor. Mida la tensin enestado de reposo del rotor. Explique por qu elmotor no arranca aunque no haya un par de carga.

    La tensin en estado de reposo del rotor

    es de 110 V. El motor no puede arrancar,

    porque debido a los devanados abiertos

    del rotor, no circula una corriente del rotor

    y con ello no se genera un campo

    giratorio del rotor.

    Elabore la instalacin experimental segn elesquema elctrico 2. Los ajustes en el aparato decontrol se mantienen.Campo de medida del ampermetro: I = 1 A~

    Ponga en marcha el motor. Ajuste los pares degiro indicados en la tabla. Mida el nmero derevoluciones n. Indque el valor superior e inferiorde la desviacin de la aguja del ampermetro.Determine, contando las oscilaciones de lacorriente del rotor por minuto, la frecuencia delrotor f2.

    Registre al mismo tiempo la frecuencia de lacorriente del rotor con el osciloscopio (conamplificador de separacin).Controle el resultado de medida mediante laecuacin:

    f2 = 50 1Hznns

    -

    ns = Nmero de campo giratorio 1500 min-1

    n = N.d.r. del motor

    Explique la desviacin oscilante de la aguja delampermetro.

    Par de giro M en Nm 0,25Nm (marchaen vaco)

    N.d.r. n en min -1 1470Corriente en mA 470-490N de oscilaciones en min -1 62Frecuencia del rotor f2 medidaen Hz

    1,03

    Frecuencia del rotor f2calculada en Hz

    1

    0.0 0.5 1.0 1.5

    0

    1,5

    3i/A

    -3

    t / s

    Figura: Curso de la corriente del rotor en los anilloscolectores en marcha en vaco

    Esto confirma el resultado en el marco de

    la precisin de medida. Puesto que la

    frecuencia del rotor es baja (

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    21

    arriba y comente la indicacin casi constante delampermetro.

    Par de giro M en Nm 1Nm

    N.d.r. n en min-1 1400

    Corriente I2 en A 1,22mA

    Frecuencia del rotor f2 medida en Hz 3,25

    Frecuencia del rotor f2 calculada enHz

    3,33

    0.0 0.5 1.0 1.5

    0

    1,5

    3

    t /s

    i/A

    -3

    -1,5

    Figura: Curso de la corriente del rotor con carga

    Al descender el nmero de revoluciones naumenta la frecuencia del rotor f2. Parael nmero de oscilaciones relativamentealto (> 3 Hz), el mecanismo medidor esdemasiado inerte para poder oscilarsegn el reloj de la frecuencia del rotor.Se presenta una desviacin de la agujacasi constante. ...............................................

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    22

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de placas

    THREE PHASE MAINS SUPPLY 400V~/415V~ DREHSTROMVERSORGUNG 400V~/415V~ SO3212-1B

    L1

    L2

    L3

    N

    L1

    L2

    L3

    N

    D2

    D1

    F2F1

    PE

    SWITCHING ON: TURN KEY CLOCKWEISE,HOLD AND THEN TURN POWER SWITCH LEVER TO ON POSITIONEINSCHALTEN: SCHLSSEL RECHTS DREHEN, FESTHALTEN UND HEBEL AM LEISTUNGSSCHALTER AUF I STELLEN

    MOVING-COIL MULTIMETER DREHSPUL-MULTIMETER SO5127

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V1V0,3V0V=

    0V~

    0A~

    0A=

    3mA 10mA 30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A

    30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A3mA 10mA0,3mA 1mA A=

    A~

    V=

    V~

    SO3212CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    3

    4

    5

    2

    1

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min -1BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin -1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL nx1 x2 x5

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    TORQUE MDREHMOMENT M

    REVOLUTIONS n DREHZAHL n

    SO3212MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE SCHALTER 0,24-0,4A

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    SO3212 CUT-OUT AUSCHALTER 3POLE AUSSCHALTER 3POL.

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    Esquema elctrico 1

    THREE PHASE MAINS SUPPLY 400V~/415V~ DREHSTROMVERSORGUNG 400V~/415V~ SO3212-1B

    L1

    L2

    L3

    N

    L1

    L2

    L3

    N

    D2D1

    F2F1

    PE

    SWITCHING ON: TURN KEY CLOCKWEISE,HOLD AND THEN TURN POWER SWITCH LEVER TO ON POSITIONEINSCHALTEN: SCHLSSEL RECHTS DREHEN, FESTHALTEN UND HEBEL AM LEISTUNGSSCHALTER AUF I STELLEN

    SO3213 STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M1 7

    2 6

    34

    5

    MOVING-COIL MULTIMETER DREHSPUL-MULTIMETER SO5127

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V1V0,3V0V=

    0V~

    0A~

    0A=

    3mA 10mA 30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A

    30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A3mA 10mA0,3mA 1mA A=

    A~

    V=

    V~

    SO3212CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    3

    4

    5

    2

    1

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min -1BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin -1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL nx1 x2 x5

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    TORQUE MDREHMOMENT M

    REVOLUTIONS n DREHZAHL n

    SO3212MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE SCHALTER 0,24-0,4A

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    SO3212 CUT-OUT AUSCHALTER 3POLE AUSSCHALTER 3POL.

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    POWER

    INPUT

    LM6113

    OUTPUT

    700VAC max

    700VAC max

    700VAC max

    700VAC max

    A

    B

    C

    310301003001000310301003001000310301003001000310301003001000

    RANGE(V) OUTPUT-MODE OFFSET/GAIN

    CHOPNORMAL

    TRIGGER

    AB

    CHOP-F RQUENCY

    HIGHLOW

    A+BAxBD

    +1V

    +1V

    +1V

    +1V

    A/CHOP

    B/TRIG .

    TRENNVERSTRKER

    D

    CH 1

    EXT.Trigger

    Esquema elctrico 2

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    23

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de cajas

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min-1 BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin-1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL n

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    0,5

    11,5

    2

    2,5

    x0,5 x1 x2,5

    SO2662

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    CUT-OUT SWITCH 3 POLE AUSSCHALTER 3POL. SE2661

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE M.- SCHALTER 0,24-0,4A SE2661

    THREE PHASE MAINS SUPPLY DREHSTROMVERSORGUNG SE2661

    L1

    L2

    L3

    N

    PE

    SE2662-9J STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M

    RMS - METEREFFEKTIVW ERTMESSER LM1005

    30A10A 3A 1A0,3A0,1A

    1KV300V100V 30V 10V 3V

    AV RMS AC AC+DC

    0(-) I U

    Esquema elctrico 1

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min-1 BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin-1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL n

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    0,5

    11,5

    2

    2,5

    x0,5 x1 x2,5

    SO2662

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    CUT-OUT SWITCH 3 POLE AUSSCHALTER 3POL. SE2661

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE M.- SCHALTER 0,24-0,4A SE2661

    THREE PHASE MAINS SUPPLY DREHSTROMVERSORGUNG SE2661

    L1

    L2

    L3

    N

    PE

    SE2662-9J STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M

    RMS - METEREFFEKTIVW ERTMESSER LM1005

    30A10A 3A 1A0,3A0,1A

    1KV300V100V 30V 10V 3V

    AV RMS AC AC+DC

    0(-) I U

    CH 1

    EXT.Trigger

    POWER

    INPUT

    LM6113

    OUTPUT

    700VAC max

    700VAC max

    700VAC max

    700VAC max

    A

    B

    C

    310301003001000310301003001000310301003001000310301003001000

    RANGE(V) OUTPUT-MODE OFFSET/GAIN

    CHOPNORMAL

    TRIGGER

    AB

    CHOP-FRQUENCY

    HIGHLOW

    A+BAxBD

    +1V

    +1V

    +1V

    +1V

    A/CHOP

    B/TRIG.

    TRENNVERSTRKER

    D

    Esquema elctrico 2

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    24

    Aparatos necesarios

    Sistema de placas Sistema de cajasSE2662-3W SE2662-3W Mquina trifsica de funciones mltiples 1SO3212-6S SE2661-3R Aparato de control para freno de polvo magnt. 1SE2662-3R SE2662-3R Freno de polvo magntico para aparato de contr. 1SE2662-2B SE2662-2B Cubierta de acoplamiento 1SE2662-2A SE2662-2A Manguito de acoplamiento 1SE2662-2C SE2662-2C Cubierta de eje 1SO3212-2B SE2661-5E Interruptor de inversin del sentido de giro 1SO3212-5C SE2662-2E Arrancador para motor tri. con rotor de anillos colect. 1

    Juego de accesorios 1SO3212-1B SE2661-9J Alimentacin de corriente trifsica 380V/16A 1SO3212-1J SE2661-3G Interruptor de seguridad para el motor, 3 polos 1SO3212-1W SE2661-5G Desconectador, de 4 polos 1SO5127-1C LM1001 Multmetro de bobina giratoria 1SO5124-7K SO5124-7K Cronmetro 1

    Juego de accesorios 2SO5148-1F SO5148-1F Juegos de lneas de medicin de seguridad 1

    Conexin al PCLM8912 LM8912 Interfaz de LN PC/I1 1LM6113 LM6113 Amplificador de separacin de cuatro canales 1LM6119 LM6119 Cable de unin 1LM6115 LM6115 Equipo amperimtrico para corriente de inducido 1SO5126-6V SO5126-6V Lnea de med. de adapt. 4/2mm 100cm blanco 1SO5126-5A SO5126-5A Lnea de medicin 2mm 7,5cm negro 1SO4001-6F SO4001-6F Software ASMA 1SO4001-6A SO4001-6A Software PCI-Talk 1

    LiteraturaSO5151-9P SO5151-9P Mquinas trifsicas de induccin 2, Motores trifsicos

    asincrnicos con rotor de anillos colectores ymquinas trifsicas sincrnicas

    1

    Esquema elctrico

    L1L2L3PE

    U1 V1 W1

    M

    K L M

    K L M

    A

    S1

    F1

    I> I> I>

    Q1

    U2 V2W2

    A

    L1L2L3PE

    U1 V1 W1

    MK L M

    A

    S1

    F1

    I> I> I>

    Q1

    U2 V2W2

    V

    ver esquema elctrico 1 ............esquema electr. 2

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 05*02

    25

    Hoja de trabajo Resultados de medida

    Elabore la instalacin experimental segn elesquema elctrico 1.

    Realice los siguientes ajustes en el aparato decontrol:

    Ajustes bsicos 300WVoltmetro Campos de

    medida300 V

    Aparato de control Par de giro M x 2Freno de polvomagntico

    N.d.r. n 1500/min

    Modo M=const. 5 Nm

    Ponga en marcha el motor. Mida la tensin enestado de reposo del rotor. Explique por qu elmotor no arranca aunque no haya un momento decarga.

    Realice la instalacin experimental segn elesquema elctrico 2. Los ajustes en el aparato decontrol se mantienen.Campo de medida del ampermetro: I = 1 A~

    Ponga en marcha el motor. Ajuste los pares degiro indicados en la tabla. Mida el nmero derevoluciones n. Indque el valor superior e inferiorde la desviacin de la aguja del ampermetro.Determine, contando las oscilaciones de lacorriente del rotor por minuto, la frecuencia delrotor f2.Registre al mismo tiempo la frecuencia de lacorriente del rotor con el osciloscopio (conamplificador de separacin).

    Controle el resultado de medida mediante laecuacin:

    f2 = 50 1Hznns

    -

    ns = Nmero de campo giratorio 1500 min-1

    n = N.d.r. del motor

    Explique la desviacin oscilante de la aguja delampermetro.

    Par de giro M en Nm 0,25Nm (marchaen vaco)

    N.d.r. n en min -1

    Corriente en mAN de oscilaciones en min-1

    Frecuencia del rotor f2 medidaen HzFrecuencia del rotor f2calculada en Hz

    0.0 0.5 1.0 1.5

    0

    1,5

    3i/A

    -3

    t / s

    Figura: Curso de la corriente del rotor en los anilloscolectores en marcha en vaco

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0502

    26

    Ajuste en el aparato de control los valores segn latabla.Mida el n.d.r. n y la corriente del rotor I2Osciloscopie adicionalmente la corriente del rotor.Controle el resultado de medida. Explique ladiferencia con respecto a la frecuencia medidaarriba y comente la indicacin casi constante delampermetro.

    Par de giro M en Nm 1Nm

    N.d.r. n en min-1

    Corriente I2 en A

    Frecuencia del rotor f2 medida en Hz

    Frecuencia del rotor f2 calculada enHz

    0.0 0.5 1.0 1.5

    0

    1,5

    3

    t /s

    i/A

    -3

    -1,5

    Figura: Curso de la corriente del rotor con carga

  • Mquinas trifsicas de induccin 2:Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Comprobacin de los datos de la placa de caractersticas

    EEM 0503

    27

    Mquina trifsica asincrnica conanillos colectores:Comprobar los datos de la placade caractersticas

    Introduccin

    Los datos ms importantes del motor estnindicados en la placa de caractersticas. La placade caractersticas tiene las siguiente estructura:

    Dmot. Nr.U /D 400/230 V 0.83A

    0,27 kW cosj 0,7 / 11360 min-1 50Hz

    UEXC ~107 / -20 V IEXC ~ 1,7 / -4 AIs KL.F IP 20 CA

    CBTipo SE 2662- 3W VDE 0530

    Para poder calcular las tolerancias del motor, stese debe cargar con carga nominal.La potencia desarrollada se calcula de lasiguiente manera:

    P2 = M n9 55,

    El rendimiento es la relacin entre la potenciaefectiva desarrollada y absorbida:

    hPot. = P2 / (U I cos j 3)

    Segn DIN 57 530 parte 1/ VDE 0530, parte 1, nose deben superar en las mquinas elctricas lasvariaciones admisibles.

    Determinacin de la variacin admisible delrendimiento:Para el rendimiento se calcula la variacinadmisible segn VDE 0530 segn la frmula:

    Dh = 0,15 (1- h).

    El factor de potencia indica la relacin entre lapotencia efectiva y la potencia aparente.Debido a la friccin en los cojinetes y la friccin deaire, al calentamiento de devanados y alcalentamiento propio solamente se dispone de unaparte de la potencia efectiva absorbida comopotencia efectiva desarrollada (potencia til).

    Variacin del factor de potencia:Para el factor de potencia se calcula lacorrespondiente variacin segn VDE 0530 con lafrmula:

    D cos j = (1- cos j)/6,como mnimo 0,02, como mximo 0,07. El clculode la disminucin del n.d.r. admisible se realizacon carga nominal y a temperatura de regimen delmotor.

    La disminucin del n.d.r. se clcula con:

    S pot = ns n

    ns-

    100%;

    ns = revoluciones sncronas, n = N.d.r.

    La disminucin del n.d.r. puede variar, segn VDE0530, un 30% de la disminucin del n.d.r.garantizada. Esto se refiere a los motores deinduccin con carga nominal y a temperatura deregimen con una potencia de < 1kW.

    La indicacin de la placa de caractersticas Is Kl.F indica la clase de aislamiento de los devanados.Esta indicacin contiene la siguiente informacin:

    Clase Sustanciasaislantes

    Tratamiento Temperaturalmiteasignada

    F Mica,productosde asbesto yvidrio

    Con impreg-nantes, p.e.siliconas

    155 C

    La indicacin de la placa de caractersticas IP 20tiene el siguiente significado:

    Den. SignificadoLetra indicadora IP International

    ProtectionPrimera cifra, gradode proteccin paraproteccin a pruebade contacto y contracuerpos estraos

    2 Proteccin contraobjetos condimetro superiora 12,5 mm

    Segunda cifra,grado de proteccinpara proteccincontra agua

    0 Sin proteccinespecial

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0503

    28

    Peligro!En todos los ensayos se presentan altastensiones que implican un peligro demuerte. Por lo tanto solamente empleelas lneas de medicin de seguridad!Informe a los estudiantes sobre lospeligros de las piezas giratorias delmotor y procure que siempre se utilicencubiertas de eje y de acoplamiento!

    Objetivo del ensayo

    El estudiante deber:

    Reconocer un motor trifsico asincrnico con rotorde anillos colectores por medio de la placade caractersticas.

    Conectar el motor segn el esquema de loscircuitos amperimtricos y ponerlo enmarcha para registrar los datos nominales.

    Leer los datos de medida solicitados y calcular lasmagnitudes necesarias segn frmulas.

    Comparar los datos de medida y de clculoregistrados con los datos de la placa decaractersticas y explicar las diferencias.

    Ejercicios

    Medir los valores nominales de la mquina

    Comprobar las variaciones de los valores demedida

    Soluciones Resultadosde medida

    Escriba los datos de potencia ms importantes dela placa de caractersticas del motor en su hoja dedatos.

    Los datos ms importantes de la placa decaractersticas del motor trifsico asincrnico son:

    Tensin nominal 400 VCorrientenominal

    0,83 A

    Potencia nominal 270 Wcos j 0,7N.d.r. 1300 min-1

    Para determinar las tolerancias del motor, ste sedebe cargar con carga nominal. Ajuste la carganominal de la siguiente manera:Ponga en marcha el motor. Procure mantener unatensin de la red constante durante el ensayo.Cargue el motor con el freno de polvo magnticode tal forma que se ajuste el nmero derevoluciones indicado en la placa decaractersticas. Mida el correspondiente par de giroM.Calcule la potencia desarrollada

    P2 = M n9 55,

    Compare la potencia calculada con la potencianominal indicada en la placa de caractersticas.Si la potencia calculada es inferior a la potencianominal, aumente la carga en pequea medida.Mida la correspondiente frecuencia giratoria.Calcule la potencia de nuevo.Compare la potencia calculada con la potencianominal indicada en la placa de caractersticas.Repita el ensayo hasta que la potencia calculadacoincida con la potencia nominal del motor.Mida los valores solicitados en la tabla conpotencia nominal. Escrbalos en la tabla:

  • Mquinas trifsicas de induccin 2:Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Comprobacin de los datos de la placa de caractersticas

    EEM 0503

    29

    Datosmedidos

    Indicaciones enla placa decaractersticas

    U/V 395 400

    I/A 0,8 0,83

    cosj 0,75 0,7

    n/min-1 1300 1300

    M/Nm 2 1,9 (cal.)

    P2/W 272,3 270

    h (calculado) 0,66 0,67

    Rendimiento segn datos medidos:

    hreal = P2 / (U I cos j 3) =

    272,3W / (395 V 0,8 A 0,75 3) = 0,66

    Rendimiento segn los datos de laplaca de caractersticas:

    hPot. = P2 / (U I cos j 3) =

    270W / (400 V 0,83 A 0,7 3) = 0,67

    Segn DIN 57 530 parte 1/ VDE 0530 parte 1, nose deben superar en las mquinas elctricas lasvariaciones admisibles.

    Determinar la variacin admisible del rendimiento:Para el rendimiento, la variacin admisible segnVDE 0530 se calcula segn la frmula-0,15 (1- h).

    Calcule la variacin admisible para el rendimiento:Dh adm. = - 0,15 (1 - h Pot.);

    Dh adm. = - 0,15 (1 - 0,67.)= 0,049

    Calcule la variacin real para el rendimiento:Dh real = h real - h Pot. ;

    Dh real =0,66 - 0,67 = 0,01

    Estime si la variacin del rendimiento est dentrode los lmites admisibles segn VDE.

    La variacin del rendimiento est dentro

    de los lmites admisibles segn VDE

    Calcular la variacin admisible del factor depotencia:Para el factor de potencia, la variacin admisiblesegn VDE 0530 se calcula segn la frmula - (1-cos j)/6, como mnimo 0,02, como mximo 0,07(cos j ver placa de caractersticas).

    Calcule la variacin admisible para el factor depotencia

    Dcos j adm. = - (1- cos j Pot.)/6; Dcos j adm. =

    Dcos j adm. = - (1- 0,7.)/6;. = 0,05

    Calcule la variacin real para el factor de potencia

    Dcos j real = cos j real - cos j Pot.;

    Dcos j real = 0,75 - 0,7 = 0,05t

    Estime si la variacin del factor de potencia estdentro de los lmites admisibles segn VDE.

    La variacin del factor de potencia est

    dentro de los lmites admisibles segn

    VDE.

    Determinar la variacin admisible de ladisminucin del n.d.r.:La disminucin del n.d.r. puede variar, segn VDE0530, el +- 30% de la disminucin del n.d.r.garantizada. Esto se refiere a los motores deinduccin con carga nominal y a temperatura deregimen para una potencia de < 1kW.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0503

    30

    Calcule la disminucin del n.d.r. segn los datos dela placa de caractersticas (disminucin del n.d.r.garantizada):

    S Pot = ns n

    ns-

    100%;

    s Pot. = 1500 1360

    1500- n

    100%; = 9,3 %

    la disminucin del n.d.r. real:

    S real = ns

    nmedidons - 100%; s real =

    s Pot. = 1500 1300

    1500- n 100%; = 13 %

    la variacin admisible:

    Ds adm. = s Pot. (0,3); =

    Ds adm. = 13. (0,3) = 3,9%

    la variacin real:

    Ds real = s Pot. - s real ;

    Ds real =9% - 13% = 4 %

    Estime si la variacin de la disminucin del n.d.r.est dentro de los lmites admisibles segn VDE.

    Nota:Debido a fluctuaciones de la red y erroresde medicin es posible que la variacinde la magnitud calculada no est dentrode los lmites admisibles segn VDE

    En la placa de caractersticas figura entre otras

    cosas la indicacin Is KL.F. Qu significa esta

    indicacin?

    Indica la clase de aislamiento de los

    devanados. La indicacin contiene la

    siguiente informacin:

    Clase Sustanciasaislantes

    Tratamiento Temp.lmite

    F Mica,productosde asbestoy de vidrio

    conimpreg-nantes,p.e.siliconas

    155 C

    En la placa de caractersticas figura entre otras laindicacin IP 20. Qu significa esta indicacin?

    Denomi-nacin

    Significado

    Letra indicadora IP InternationalProtection

    Primera cifra,grado deproteccin paraproteccin aprueba decontacto y contraobjetos extraos

    2 Proteccincontra objetoscon un dimetrosuperior a 12,5mm

    Segunda cifra,grado deproteccin paraproteccin contraagua

    0 Sin proteccinespecial

  • Mquinas trifsicas de induccin 2:Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Comprobacin de los datos de la placa de caractersticas

    EEM 0503

    31

    En qu estado de servicio se calcula la variacinadmisible de la disminucin del n.d.r. en un motorasincrnico con rotor de anillos colectores?

    El clculo de la disminucin del n.d.r.

    admisible se realiza con carga nominal y a

    temperatura de regimen del motor.

    Por qu solamente se dispone de una parte de lapotencia efectiva absorbida como potencia efectivadesarrollada (potencia til)?Debido a la friccin en los cojinetes y de

    aire, al calentamiento de devanados y al

    calentamiento propio solamente se

    dispone de una parte de la potencia

    efectiva consumida como potencia

    efectiva desarrollada (potencia til).

    Qu diferencia existe entre el factor de potencia yel rendimiento?

    El factor de potencia indica la relacin

    entre la potencia efectiva y la potencia

    aparente, y el rendimiento indica la

    relacin entre la potencia efectiva

    desarrollada y absorbida.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0503

    32

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de placas

    THREE PHASE MAINS SUPPLY 400V~/415V~ DREHSTROMVERSORGUNG 400V~/415V~ SO3212-1B

    L1

    L2

    L3

    N

    L1

    L2

    L3

    N

    D2D1

    F2F1

    PE

    SWITCHING ON: TURN KEY CLOCKWEISE,HOLD AND THEN TURN POWER SWITCH LEVER TO ON POSITIONEINSCHALTEN: SCHLSSEL RECHTS DREHEN, FESTHALTEN UND HEBEL AM LEISTUNGSSCHALTER AUF I STELLEN

    SO3213 STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M1 7

    2 6

    34

    5

    MOVING-COIL MULTIMETER DREHSPUL-MULTIMETER SO5127

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V1V0,3V0V=

    0V~

    0A~

    0A=

    3mA 10mA 30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A

    30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A3mA 10mA0,3mA 1mA A=

    A~

    V=

    V~

    SO3212CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    3

    4

    5

    2

    1

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min -1BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin -1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL nx1 x2 x5

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    TORQUE MDREHMOMENT M

    REVOLUTIONS n DREHZAHL n

    SO3212MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE SCHALTER 0,24-0,4A

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    SO3212 CUT-OUT AUSCHALTER 3POLE AUSSCHALTER 3POL.

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    ELECTRONIC WATTMETERELEKTRONISCHER LEISTUNGSMESSER SO5127

    I

    0 3V10V30V100V300V1000V

    0,1A0,3A 1A 3A 10A 30A

    0 UA1 UA2

    P/W

    Q/VAR

    U

    I

    0

    I + berstr.berstr. + U

    0

    U

    0,1...30A

    Ri

    PHASE ANGLE (cos j) - METER PHASENWINKEL (cos j) - MESSER SO5127

    0

    U

    I

    0,1 . . .30A

    0

    I

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:Comprobar los datos de la placa de caractersticas

    EEM 0503

    33

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de cajas

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    U M fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min-1 BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin-1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL n

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    0,5

    11,5

    2

    2,5

    x0,5 x1 x2,5

    SO2662

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    CUT-OUT SWITCH 3 POLE AUSSCHALTER 3POL. SE2661

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE M.- SCHALTER 0,24-0,4A SE2661

    THREE PHASE MAINS SUPPLY DREHSTROMVERSORGUNG SE2661

    L1

    L2

    L3

    N

    PE

    SE2662-9J STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M

    RMS - METEREFFEKTIVWERTMESSER LM1005

    30A10A 3A 1A0,3A0,1A

    1KV300V100V 30V 10V 3V

    AV RMS AC AC+DC

    0(-) I U

    CH 1

    EXT.Trigger

    POWER

    INPUT

    LM6113

    OUTPUT

    700VAC max

    700VAC max

    700VAC max

    700VAC max

    A

    B

    C

    310301003001000310301003001000310301003001000310301003001000

    RANGE(V) OUTPUT-MODE OFFSET/GAIN

    CHOPNORMAL

    TRIGGER

    AB

    CHOP-FRQUENCY

    HIGHLOW

    A+BAxBD

    +1V

    +1V

    +1V

    +1V

    A/CHOP

    B/TRIG.

    TRENNVERSTRKER

    D

    ELECTRONIC WATTMETERELEKTRONISCHER LEISTUNGSMESSER

    3V10V30V100V300V1000V

    0,1A0,3A 1A 3A 10A 30A

    P QU I

    0

    U

    0,1...30A

    Ri

    LM1005

    U 0 I

    PHASE ANGLE (cos ) - METER PHASENWINKEL (cos ) - MESSER

    3...1000V

    0

    U

    I 0,1 . . .30A

    LM1020

    U 0 I

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0503

    34

    Aparatos necesariosSistema de placas Sistema de cajasSE2662-3W SE2662-3W Mquina trifsica de funciones mltiples 1SO3212-6S SE2661-3R Aparato de control para freno de polvo magn. 1SE2662-3R SE2662-3R Freno de plovo magntico para aparato de contr. 1SE2662-2B SE2662-2B Cubierta de acoplamiento 1SE2662-2A SE2662-2A Manguito de acoplamiento 1SE2662-2C SE2662-2C Cubierta de eje 1SO3212-5C SE2662-2E Arrancador para motor trifsico con rotor de

    anillos colectores1

    Juego de accesorios 1SO3212-1B SE2661-9J Alimentacin de corriente trifsica 380V/16A 1SO3212-1J SE2661-3G Interruptor de seguridad para el motor, 3 polos 1SO3212-1W SE2661-5G Desconectador, 4 polos 1SO5127-1C LM1001 Multmetro de bobina giratoria 2SO5127-1R LM1010 Vatmetro 1SO5127-1M LM1020 Fasmetro 1

    Juego de accesorios 2SO5148-1F SO5148-1F Juego de lneas de medicin de seguridad 1

    Conexin de PCLM8912 LM8912 Interfaz de LN PC/I1 1LM6113 LM6113 Amplificador de separacin de cuatro canales 1LM6119 LM6119 Cable de unin 1LM6115 LM6115 Ampermetro para corriente del inducido 1SO5126-6V SO5126-6V Lnea de med. de adapt. 4/2mm 100cm blanco 1SO5126-5A SO5126-5A Lnea de medida 2mm 7,5cm negro 1SO4001-6F SO4001-6F Software ASMA 1

    LiteraturaSO5151-9P SO5151-9P Mquinas trifsicas de induccin 2, Motores

    trifsicos asincrnicos con rotor de anilloscolectores y mquinas trifsicas sincrnicas

    1

    Esquema elctrico

    L1L2L3

    U1 V1 W1

    MK L M

    S1

    F1

    KL

    M

    I> I> I>

    Q1

    U2 V2W2

    AV

    cos

    N

    P/Q

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:Comprobar los datos de la placa de caractersticas

    EEM 0503

    35

    Hoja de trabajo Resultados de medida

    Escriba los datos de potencia ms importantes dela placa de caractersticas del motor en su hoja dedatos.

    Los datos ms importantes de la placa decaractersticas del motor trifsico asincrnico son:

    Tensin nominalCorrientenominalPotencia nominalcos jN.d.r.

    Para determinar las tolerancias del motor, ste sedebe cargar con la carga nominal. Ajuste la carganominal de la siguiente manera:Ponga en marcha el motor. Procure mantener unatensin de la red constante durante el ensayo.Cargue el motor con el freno de polvo magnticode tal forma que se ajuste el nmero derevoluciones indicado en la placa decaractersticas. Mida el correspondiente par de giroM.Calcule la potencia desarrollada

    P2 = M n9 55,

    Compare la potencia calculada con la potencianominal indicada en la placa de caractersticas.Si la potencia calculada es inferior a la potencianominal, aumente la carga en pequea medida.Mida la correspondiente frecuencia giratoria.Calcule la potencia de nuevo.Compare la potencia calculada con la potencianominal indicada en la placa de caractersticas.Repita el ensayo hasta que la potencia calculadacoincida con la potencia nominal del motor.Mida los valores solicitados en la tabla a potencianominal. Escrbalos en la tabla:

    Datos medidos Datos de laplaca decaractersticas

    U/V

    I/A

    cosj

    n/min-1

    M/Nm

    P2/W

    h(calculado)

    Rendimiento segn datos medidos:

    Rendimiento segn los datos de laplaca de caractersticas:

    Segn DIN 57 530 parte 1/ VDE 0530, parte 1, nose deben superar en las mquinas elctricas lasvariaciones admisibles.

    Determinar la variacin admisible del rendimiento:Para el rendimiento, la variacin admisible segnVDE 0530 se calcula segn la frmula-0,15 (1- h).

    Calcule la variacin admisible para el rendimiento:Dh adm. = - 0,15 (1 - h Pot.);

    Dh adm. =

    Calcule la variacin real para el rendimiento:Dh real = h real - h Pot. ;

    Dh real =

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Tensin, corriente y frecuencia del rotor

    EEM 0503

    36

    Estime si la variacin del rendimiento est dentrode los lmites admisibles segn VDE.

    Calcular la variacin admisible del factor depotencia:Para el factor de potencia, la variacin admisiblesegn VDE 0530 se calcula segn la frmula - (1-cos j)/6, como mnimo 0,02, como mximo 0,07(cos j ver placa de caractersticas).

    Calcule la variacin admisible para el factor depotencia

    Dcos j adm. = - (1- cos j Pot.)/6; Dcos j adm. =

    Dcos j adm. =

    Calcule la variacin real para el factor de potencia:

    Dcos j real = cos j real - cos j Pot.;

    Dcos j real =

    Estime si la variacin del factor de rendimientoest dentro de los lmites admisibles segn VDE.

    Determinar la variacin admisible de ladisminucin del n.d.r.:La disminucin del n.d.r. puede variar, segn VDE0530, el +- 30% de la disminucin del n.d.r.garantizada. Esto se refiere a los motores deinduccin con carga nominal y a temperatura deregimen para una potencia de < 1kW.

    Calcule la disminucin del n.d.r. segn los datos dela placa de caractersticas (disminucin del n.d.r.garantizada):

    S Pot = ns n

    ns-

    100%;

    s Pot. =

    la disminucin del n.d.r. real:

    S real = nsnmedidons -

    100%; s real =

    s Pot.=

    la variacin admisible:

    Ds adm. = s Pot. (0,3); =

    Ds adm. =

    la variacin real:

    Ds real = s Pot. - s real ;

    Ds real =

    Estime si la variacin de la disminucin del n.d.r.est dentro de los lmites admisibles segn VDE.

    Nota:Debido a fluctuaciones de la red y erroresde medicin es posible que la variacinde la magnitud calculada no est dentrode los lmites admisibles segn VDE

    En la placa de caractersticas figura entre otrascosas la indicacin Is KL.F. Qu significa estaindicacin?

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:Comprobar los datos de la placa de caractersticas

    EEM 0503

    37

    Clase Sustanciasaislantes

    Tratamiento Temp.lmite

    En la placa de caractersticas figura entre otras laindicacin IP 20. Qu significa esta indicacin?

    Denomi-nacin

    Significado

    Letra indicadoraPrimera cifra,grado deproteccin paraproteccin aprueba decontacto y contraobjetos extraosSegunda cifra,grado deproteccin paraproteccin contraagua

    En qu estado de servicio se calcula la variacinadmisible de la disminucin del n.d.r. en un motorasincrnico con rotor de anillos colectores?

    Por qu solamente se dispone de una parte de lapotencia efectiva absorbida como potencia efectivadesarrollada (potencia til)?

    Qu diferencia existe entre el factor de potencia yel rendimiento?

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Curvas caractersticas de aceleracin para diferentes resistencias de rotor

    EEM 0504

    38

    Mquina trifsica asincrnica conanillos colectores:Curvas caractersticas deaceleracin para diferentesresistencias de rotor

    Introduccin

    Los motores trifsicos asicrnicos con rotor deanillos colectores tienen el mismo devanado delestator como las mquinas de rotor de jaula. Ladiferencia reside en el rotor. El rotor est equipadocon devanados trifsicos con el mismo nmero depolos como el devanado del estator.Los devanados rotricos estn conectados enestrella en un extremo, los extremos libres sonconducidos sobre anillos colectores y conectadospor medio de escobillas al dispositivo de bornesdel motor (bornes K, L, M). Los devanadosabiertos ofrecen la posibilidad de conectarresistencias de arranque externas en el circuito delrotor para influir en el comportamiento del motor.As pues cambian p.e. las curvas caractersticasde aceleracin.Como curvas caractersticas de aceleracin de unmotor se denomina la representacin grfica de I,M = f (n). De esta ltima se puede deducir el valordel par de giro M y de la corriente absorbida Idurante la aceleracin una vez alcanzado elnmero de revoluciones n.En los rotores de anillos colectores existe paracada escaln de arranque una curva caractersticaI, M = f (n). Para Ra = 0 (escaln 6), la curva delpar de giro M = f (n) muestra el curso conocido conel par de vuelco pronunciado de un rotor encortocircuito. Al aumentar la resistencia dearranque, disminuye el desfasaje entre tensin ycorriente y el par de vuelco se desplaza endireccin del par de arranque.La corriente mxima circula para la resistencia dearranque dada cuando el motor est parado (n =0). Al aumentar la resistencia de arranque sereduce la corriente de arranque aunque el par dearranque aumenta en parte. Por lo tanto, losrotores de anillos colectores son apropiados, encombinacin con resistencias de arranque, para lareduccin de la corriente de conexin manteniendoal mismo tiempo un par de arranque relativamentegrande.Se debe tener en cuenta que un motor solamentepuede acelerar si el par de carga aplicado desde elexterior no supera el par de giro generado por elmotor.

    Debido a la sobrecarga que se produce, usteddebera dejar enfriarse el motor entre lasdistintas mediciones quitando la cargadurante un tiempo corto.

    Peligro!En todos los ensayos se presentan altastensiones que implican un peligro demuerte. Por lo tanto solamente empleelas lneas de medicin de seguridad!Informe a los estudiantes sobre lospeligros de las piezas giratorias delmotor y procure que siempre se utilicencubiertas de eje y de acoplamiento!

    Objetivo del ensayo

    El estudiante deber:Conectar un arrancador de rotor a un motor

    trifsico asincrnico con rotor de anilloscolectores y ponerlo en marcha para elregistro de curvas caractersticas deaceleracin.

    Registrar las curvas caractersticas de aceleracinpara diferentes resistencias de arranque.

    Representar grficamente las curvas deaceleracin.

    Reconocer y describir las funciones de laresistencia de arranque.

    Comentar cmo se comportan la corriente dereposo y el par de arranque en funcin delescaln de arranque.

    Explicar qu variacin de corriente y de par de girose produce durante la aceleracin del motorcuando se conmutan los escalones dearranque.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Curvas caractersticas de aceleracin para diferentes resistencias de rotor

    EEM 0504

    39

    Ejercicios:

    Registrar las curvas caractersticas de aceleracinpara diferentes resistencias de arranque.

    Interpretar las curvas caractersticas

    Soluciones Resultadosde medida

    Elabore la instalacin experimental segn elesquema elctrico.

    Realice los siguientes ajustes:

    Ajustes bsicos SETPOINT 10.0Aparato de control Modo n=constFreno de polvo N.d.r. n 1500/minmagntico Par de giro 2 NmVoltmetro Campos med. 1000VAmpermetro Campos med. 3AResistencia dearranque

    Escaln 1

    Ponga en marcha el motor. Ajuste en el aparato decontrol los n.d.r. predeterminados en la tablacargando el motor con un par de giro. Empiece conel n.d.r. ms alto (n.d.r. en vaco). Mida el par degiro M y la corriente I. Escriba los valores medidosen la tabla.Conecte la resistencia en los siguientes escalones.

    Quite, tras cada lectura de los valores medidos, elpar de carga por completo durante algunossegundos ( SETPOINT = 10.0) para que el motorpueda refrigerarse algo.

    Escaln 1n en 1/min M en Nm I en A1441 0,1 0,51300 0,83 0,541200 1,31 0,61000 2 0,78800 2,5 0,97600 2,9 1,12400 3,12 1,26200 3,28 1,3860 3,39 1,460 3,06 1,5

    Escaln 2n en 1/min M en Nm I en A1441 0,12 0,511300 1,1 0,581200 1,6 0,681000 2,4 0,9800 2,88 1,12600 3,15 1,3400 3,27 1,46200 3,35 1,5960 3,4 1,680 2,85 1,72

    Escaln 3n en 1/min M en Nm I en A1441 0,1 0,511300 1,5 0,651200 2,13 0,821000 2,85 1,12800 3,15 1,37600 3,25 1,57400 3,25 1,73200 3,21 1,8360 3,12 1,880 2,53 1,89

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Curvas caractersticas de aceleracin para diferentes resistencias de rotor

    EEM 0504

    40

    Escaln 4n en 1/min M en Nm I en A1441 0,1 0,51300 1,8 0,71200 2,4 0,91000 3,03 1,26800 3,18 1,5600 3,15 1,74400 3,04 1,86200 2,9 1,9260 2,8 1,950 2,15 1,96

    Escaln 5n en 1/min M en Nm I en A1441 0,1 0,51300 1,95 0,771200 2,53 0,971000 3,05 1,34800 3,12 1,63600 3 1,8400 2,9 1,88200 2,77 1,9360 2,7 1,960 1,9 1,97

    Escaln 6n en 1/min M en Nm I en A1441 0,1 0,51300 2 0,81200 2,7 11000 3,05 1,4800 3,03 1,7600 2,9 1,85400 2,7 1,93200 2,6 1,9560 2,5 1,960 1,6 1,98

    Represente grficamente las curvascaractersticas de aceleracin I y M = f (n) paracada escaln de arranque.

    Describa el curso de la curva caracterstica delmotor para el escaln de arranque 6 (Ra = 0Ohmios).

    En el escaln de arranque 6 (R = 0

    Ohmios), la curva caracterstica

    M = f (n) presenta el curso tpico

    de un motor asincrnico con

    rotor en cortocircuito.

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400n en 1/min

    0

    1

    2

    3

    4

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400n en 1/min

    0.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    Escaln 1

    Escaln 6

    Escaln 1

    Escaln 6

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Curvas caractersticas de aceleracin para diferentes resistencias de rotor

    EEM 0504

    41

    Indique el n.d.r. en el que el motor haya alcanzadoel par de vuelco en este escaln. Qu valor tieneel par de vuelco?

    Con n = 1000 min-1 el motor alcanza su

    par de vuelco MV = 3 Nm

    Qu influencia tiene la resistencia en el par devuelco?

    Al aumentar la resistencia

    (escaln de arranque inferior) el par de

    de vuelco se desplaza en direccin del

    par de arranque. El desfasaje entre

    tensin y corriente disminuye.

    Indque con qu nmero de revoluciones lacorriente alcanza su mximo.

    La corriente I alcanza su mximo con el

    nmero de revoluciones n = 0 min-1.

    Explique por qu la corriente disminuye alaumentar la resistencia de arranque.

    Puesto que la resistencia de rotor es

    aumentada por la resistencia de

    arranque, la corriente disminuye al

    aumentar la resistencia en el

    secundario (rotor) as como en el primario

    (estator).

    D un ejemplo para la variacin de la corriente ydel par de giro que se produce cuando se conmutadel escaln 2 al escaln 3 para n = 1000 min-1.

    Al conmutar la resistencia de arranque del

    escaln 2 al escaln 3, el par de giro

    vara en 0,45 Nm y la corriente en 0,22 A.

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Curvas caractersticas de aceleracin para diferentes resistencias de rotor

    EEM 0504

    42

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de placas deaprendizaje

    THREE PHASE MAINS SUPPLY 400V~/415V~ DREHSTROMVERSORGUNG 400V~/415V~ SO3212-1B

    L1

    L2

    L3

    N

    L1

    L2

    L3

    N

    D2

    D1

    F2F1

    PE

    SWITCHING ON: TURN KEY CLOCKWEISE,HOLD AND THEN TURN POWER SWITCH LEVER TO ON POSITIONEINSCHALTEN: SCHLSSEL RECHTS DREHEN, FESTHALTEN UND HEBEL AM LEISTUNGSSCHALTER AUF I STELLEN

    SO3213 STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M1 7

    2 6

    34

    5

    MOVING-COIL MULTIMETER DREHSPUL-MULTIMETER SO5127

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V

    3V 10V 30V 100V 300V 1000V1V0,3V0V=

    0V~

    0A~

    0A=

    3mA 10mA 30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A

    30mA 0,1A 0,3A 1A 3A 10A3mA 10mA0,3mA 1mA A=

    A~

    V=

    V~

    SO3212CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    3

    4

    5

    2

    1

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min -1BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin -1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL nx1 x2 x5

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    TORQUE MDREHMOMENT M

    REVOLUTIONS n DREHZAHL n

    SO3212MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE SCHALTER 0,24-0,4A

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    SO3212 CUT-OUT AUSCHALTER 3POLE AUSSCHALTER 3POL.

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    UM f nM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    ELECTRONIC WATTMETERELEKTRONISCHER LEISTUNGSMESSER SO5127

    I

    0 3V10V30V100V300V1000V

    0,1A0,3A 1A 3A 10A 30A

    0 UA1 UA2

    P/W

    Q/VAR

    U

    I

    0

    I + berstr.berstr. + U

    0

    U

    0,1...30A

    Ri

    PHASE ANGLE (cos j) - METER PHASENWINKEL (cos j) - MESSER SO5127

    0

    U

    I

    0,1 . . .30A

    0

    I

  • Mquinas trifsicas de induccin 2Mquina trifsica asincrnica con anillos colectores:

    Curvas caractersticas de aceleracin para diferentes resistencias de rotor

    EEM 0504

    43

    Esquema de instalacin y de cableado, sistema de cajas

    SE2662MAGNETIC POWDER BRAKE MAGNETPULVERBREMSE

    M

    U

    n

    f

    U M fnM

    U1 V1 W1

    W2 U2 V2

    SE2662

    K L M

    U1 V1 W1

    U2 V2 W2

    K L M

    CONTROL UNIT FOR MAGNETIC POWDER BRAKE STEUERGERT FR MAGNETPULVERBREMSE

    SET VALUE/EXT.

    Nm PEN-LIFT

    1V/Nm

    UM Un

    1V/1000min-1 BRAKE

    MOTOR J

    0,8AAUTOM.START

    POWER>J max

    RESETmin-1

    x0,5 x1 x2

    ZERO/Nm

    CONTR.MODE

    M OL n

    Nm

    P

    I

    D

    SET/START VALUE

    0,5

    11,5

    2

    2,5

    x0,5 x1 x2,5

    SO2662

    L1

    L2

    L3

    U

    V

    W

    XL1 7 8 U

    XL2 5 6 V

    XL3 3 4 W

    XN 1 2 N

    10

    CUT-OUT SWITCH 3 POLE AUSSCHALTER 3POL. SE2661

    1

    3

    5

    2

    4

    6

    MOTOR PROTECTION SWITCH 3POLE M.- SCHALTER 0,24-0,4A SE2661

    THREE PHASE MAINS SUPPLY DREHSTROMVERSORGUNG SE2661

    L1

    L2

    L3

    N

    PE

    SE2662-9J STARTER FOR SLIP - RING MOTORANLASSER FR SCHLEIFRINGLUFER

    7 7 7

    K L M

    K L M

    RMS - METEREFFEKTIVWERTMESSER LM1005

    30A10A 3A 1A0,3A0,1A

    1KV300V100V 30V 10V 3V

    AV RMS AC AC+DC

    0(-) I U

    ELECTRONIC WATTMETERELEKTRONISCHER LEISTUNGSMESSER

    3V10V30V100V300V1000V

    0,1A0,3A 1A 3A 10A 30A

    P QU I

    0

    U

    0,1...30A

    Ri

    LM1005

    U 0 I