Colegio Vocacional Monseñor Sanabria

Electrotecnia

Alonso Retana Corrales

Motores Polifásicos de Inducción

Sección 5-10

Motores Polifásicos de Inducción

1. A) Son motores de corriente alterna previstos para ser conectados a redes de

alimentaciones trifásicas o bifásicas.

b)

2. a) Se fabrican desde una fracción de caballo hasta varios miles de caballos de fuerza.

Tienen una característica de velocidad sensiblemente constante y una característica de

par que varía ampliamente según los diseños. Hay algunos que poseen un elevado par

de arranque y otros que lo poseen reducido.

Se emplean para accionar máquinas-herramienta, bombas, montacargas, ventiladores,

grúas, maquinaria elevada, sopladores, etc.

b) Tienen la ventaja de que hay tipos diseñados para que absorban una corriente de

arranque moderada y otros que están previstos para absorber una corriente de

arranque elevada. También los motores trifásicos tienen más potencia.

3. a) Las bobinas alojadas en las ranuras estatóricas están conectadas de modo que

formen tres arrollamientos independientes iguales, llamados fases. Dichos

arrollamientos están distribuidos y unidos entre sí de tal manera que, al aplicar a sus

terminales de tensión de una red de alimentación trifásica, se genera en el interior del

estator un campo magnético giratorio que arrastra el rotor y lo obliga a girar a

determinada velocidad.

b) Posee tres arrollamientos.

c)

4. a) -Toma de datos.

-Extracción de arrollamiento antiguo.

-Aislamiento de ranuras estatóricas.

-Confección de bobinas.

-Colocación de bobinas en las ranura.

-Conexión de bobinas entre sí.

-Verificación eléctrica del nuevo arrollamiento.

-Secado e impregnación.

b) Por que los arrollamientos se ven desgastados.

5. a) -Los que figuran en la placa del motor.

-Número de ranuras estatóricas.

-Número de bobinas.

-Clase de conexión entre bobinas.

-Número de espiras de cada bobina.

-Forma y dimensiones de cada bobina.

-El paso de la bobina.

-Clase de aislamiento empleado en las ranuras.

-Selección del conductor y espesor de su aislamiento.

b)

Potencia (CV) Velocidad (r.p.m) Tensión (V) Corriente (A) Frecuencia Tipo Cifra clave Factor sobrecarga

Temperatura ambiente Modelo Número serie Fases

Número bobinas Número ranuras Conexión

Diámetro conductor Espiras/bobinas Números grupos Bobinas/grupo Número polos Paso bobina

6. a)

b) Tres.

7.

8. a) las ranuras se aíslan con un papel aislante que recubra toda la zona metálica para

evitar el contacto a masa y un posible desgaste del recubrimiento del alambre

b) Están cubiertos por un barniz a base de resina “exproxy” como protección adicional.

9. a) El aislamiento original será reemplazado por otro de igual cavidad y espesor. Es muy

usual el empleo de aislamiento con los bordes doblados para motores de tamaño

pequeño o mediano.

b) El aislamiento con bordes doblados se expende en rollos de anchuras normalizadas.

10. Son bobinas ejecutadas varias a la vez. Se ejecutan varias bobinas

consecutivamente, es decir, sin cortar el conductor.

11. a) Poseen seis lados, sin embargo, en motores mas pequeños es corriente encontrar

bobinas inicialmente rectangulares, dos de cuyos lados han sido ligeramente

doblegados.

b) Los dos lados rectos son los que se alojan en las ranuras, y los dos lados doblados

constituyen las cabezas.

12. Se empieza el encintado por un punto próximo a uno de los terminales y se va

prosiguiendo a lo largo de toda la bobina hasta alcanzar el otro terminal. Hay que

asegurarse de que cada vuelta de cinta quede parcialmente superpuesta sobre la vuelta

anterior, aproximadamente en la mitad del ancho de la cinta. Se encinta entonces el

segundo terminal en una longitud de 2 a 3 cm sobre su manguito, u se continúa con la

bobina hasta alcanzar el primer terminal, que se encintará de forma idéntica al segundo.

Se proseguirá la operación con el resto de la bobina, hasta llegar al punto de partida, y

se asegura bien el extremo con cinta adhesiva. Las bobinas previstas para alojar en

ranuras semicerradas se encintan de forma similar, pero solamente por ambas cabezas;

las partes de cada bobina que deben quedar insertadas en las ranuras (o sea, los lados)

se dejan libres. Estas bobinas también pueden encintarse a mano o bien mediante

máquinas adecuadas.

13. a) Arrollamiento estatórico en doble capa y fases.

b) Conectadas en estrella o en triángulo (delta)

.

14. a) Se obtiene dividiendo el número total de bobinas estatóricas por el número de

polos del motor.

b) 24/2= 12 bobinas por polo.

36/2= 18 bobinas por polo.

48/2= 24 bobinas por polo.

15. a) Determinado número de bobinas contiguas conectadas en serie.

b)

c) Para evitar un cortocircuito.

16. a) Se multiplica el número de polos por el número de fases del motor.

b) 6x3= 18 grupos de bobinas.

8x3= 24 grupos de bobinas.

2x2= 4 grupos de bobinas.

17. Se divide el número total de bobinas del motor por el número de grupos

18. a) 48/12= 4 bobinas por grupo.

b) 36/18= 2 bobinas por grupo.

c) 48/8= 6 bobinas por grupo.

19. a) -Se conectan primero todas las bobinas en grupos.

-Se conectan seguidamente entre sí todos los grupos que pertenecen a la fase A. La

conexión debe efectuarse de manera que por el primer grupo circule la corriente en

sentido de las agujas de un reloj, por el segundo grupo en sentido horario, por el tercero

nuevamente en el sentido horario, etc.

-Se conectan ahora entre sí los grupos de la fase C, exactamente igual que los de la fase

A. El primer grupo libre, perteneciente a la fase B, ha sido “saltado” intencionalmente

con objeto de que la ejecución del conexionado entre grupos pueda ser idéntica para las

tres fases.

-Finalmente, se conectan los grupos de la fase B del mismo modo que se ha procedido

con los de las fases A y C, pero empezando por el segundo de dicha fase, es decir el

quinto a partir del principio.

b) Número de grupos= 4x3= 12

Número de bobinas= 36/12= 3

Número de bobinas por fase= 36/3= 12

Número de bobinas por polo= 36/4= 9

20. a)

21. a)

b) Tienen un mismo neutro (A, B y C), Tienen el sentido opuesto (A, B y C)

22. a) La tres fases están unidas de modo que el final de A coincida con el principio de la

C, el final de la C con el principio de la B, y así sucesivamente.

b) En que en la conexión estrella todos los finales están unidos

23.

24. a)

b) La corriente que sale de A entra en C y la que sale de C entra en B y la que sale de B

vuelve a A.

25.

26.

27. a)

b) Una y otra constan del mismo número de grupos por fase, pero la disposición de los

mismos es tal, que mientras la primera (una rama) no ofrece más que una sola vía al paso

de la corriente, la segunda (dos o mas ramas) presenta dos o mas vías.

28. a) Se empieza por considerar una cualquiera de las líneas o terminales de

alimentación y determinar cuántos grupos de bobinas están unidos a dicha línea. Si no

hay más que un solo grupo, estamos en presencia de una conexión en estrella/serie: es

ésta, en efecto, la única conexión trifásica que cumple tal requisito. Cuando son dos los

grupos de bobinas unidos a cada línea o terminal de alimentación, hay la posibilidad de

que la conexión sea en triángulo/serie o bien en estrella/doble paralelo.

b) Al dibujar un diagrama con objeto de identificar la conexión de un motor, puede

prescindirse eventualmente del número de polos del mismo.

29.

30. a)/b) Si la velocidad del motor es conocida, el problema no tiene dificultad, ya que en

todo motor asíncrono existe una relación bien definida entre el número de polos y el de

revoluciones. Un segundo método consiste en contar el número total de grupos de

bobinas; dividiendo éste por el número de fases, se hallará el número de polos buscado.

c) Si no se conociera la velocidad, serviría para hallarla y para conectar el motor de la

forma correcta.

31. a) Hacer posible el empleo de un mismo motor en localidades con red de suministro

eléctrico a diferente tensión.

b) Son motores que tienen la capacidad de manejar dos tensiones de servicio.

c) Por regla general, la unión conveniente de los terminales exteriores del motor permite

conseguir una conexión en serie de los arrollamientos parciales o una conexión en doble

paralelo de los mismos.

32.

33. a) La conexión corta se caracteriza porque con ella se une siempre el final de un

grupo con el final grupo siguiente, perteneciente a la misma fase y la larga es final con

principio o principio con final.

b)

34. -Diseño: los motores de inducción polifásicos con rotor de jaula de ardilla, de

potencia inferior a una decena de caballos, han sido clasificados en cuatro diseños,

designados por las letras A, B, C y D.

-Tipo: los fabricantes de motores utilizan determinados símbolos para designar

abreviadamente ciertas características constructivas de protección.

-Cifra clave: para motores de potencia inferior a 10CV, esta cifra indica dos dimensiones

externas características del motor: la distancia D entre el eje geométrico del árbol y el

plano inferior de los pies o base de soporte, y la distancia F entre el eje de simetría de la

base del motor y el eje de los taladros de los pies destinados a los espárragos de fijación.

-Servicio: el dato que precede a este concepto indica el tiempo durante el cual el motor

puede funcionar desarrollando su plena potencia, a la tensión y frecuencia especificadas

en su placa de características, sin que su calentamiento exceda del límite señalado en

dicha placa.

-Calentamiento: es el incremento sobre la temperatura ambiente que experimenta el

motor cuando trabaja a su carga nominal.

35. a) Según la definición de la NEMA, se designa así todo motor de inducción o síncrono

concebido de manera que sólo una parte de su arrollamiento primario quede conectada

a la red en el momento del arranque; transcurrido este período inicial, se pone en

servicio el resto de dicho arrollamiento, sea de una vez o bien en fases sucesivas.

b)

36. Se llevan a cavo pruebas de continuidad entre cada uno de los nueve terminales y

todos los demás para averiguar si el motor en cuestión está conectado en estrella o en

triángulo. Si se encuentra cuatro circuitos independientes -tres de dos terminales y uno

de tres terminales- el motor estará conectado en estrella; si sólo se encuentran tres

circuitos de tres terminales cada uno, el motor estará conectado en triángulo.

Si estamos en primer caso:

1. MARQUESE LOS CUATRO CICUITOS.

2. SUPONIENDO EL MOTOR DE 230/460 Y EN BUENAS CONDICIONES. CONÉCTENSE SUS TERMINALES

A UNA RED DE ALIMENTACIÓN TRIFÁSICA A 230V.

3. MEDIR TENSIÓN ENTRE TERMINALES RESTANTES.

4. CONÉCTENSE ENTRE SÍ LOS TERMINALES PROVISIONALMENTE SEÑALADOS Y MIDA TENSIÓN.

5. IDENTIFÍQUENSE POR EL MISMO PROCEDIMIENTO LOS SEIR TERMINALES RESTANTES.

6. COMPRUÉBESE EL RESULTADO FINAL CONECTANDO EL MOTOR PARA FUNCIONAR A LA TENSIÓN

MENOR Y ALIMENTANDO EL MISMO CON UNA RED TRIFÁSICA A DICHA TENSIÓN.

37. a) Depende de su número de polos y de la frecuencia de la red de alimentación.

b) Consiste en substituir la conexión normal entre los grupos de cada fase por otra que

origine la formación de polos consecuentes.

38. Se utilizan en los motores trifásicos ya que gracias a la manera en la que están los

opuestos uno junto a otro gracias al campo magnético el motor empieza a girar.

39.

40. Son grupos con distinto número de bobinas.

41. a) Las bobinas y los grupos de bobinas están conectados en ellos de modo que se

formen dos arrollamientos estatóricos independientes, en vez de tres.

b)

42. Número de grupos de bobinas= número de polos por número de fases y el número de

bobinas por grupo= número de bobinas/grupo de bobinas.

43.

44. Puede llevarse a cabo ejecutando la conexión Scott (o en T), la reconexión trifásica o

bien un nuevo rebobinado. Se una el final de A con el punto medio de B.

45.

46. Consiste en eliminar todas las conexiones entre grupos. Seguidamente se

determinará el número de bobinas de bobinas que deben quedar fuera de servicio, que

en principio es del orden de un 16% del número total de ellas. La cifra obtenida se

redondeará al entero más próximo, superior o inferior, que sea divisible por 3. Las

bobinas se suprimirán equitativamente de las tres fases, y con las restantes se ejecutará

el nuevo devanado trifásico a base de grupos iguales o desiguales.

47. Se debe alimentar a 230V.

48. Una disminución de tensión del 58%.

49. La solución no es muy satisfactoria.

50. A. Calcula paso de las bobinas.

B. Número nuevo de polos/Número primitivos de polos x Número primitivo de espiras.

C. Número primitivo de polos/Número nuevo de polos x sección mayor de primitivo.

D. Se respetará tipo de conexión primaria.

51.

52.

53. Por la rotura del hilo en una bobina o por una conexión floja entre bobinas o entre

grupos.

54. Por medio de lámparas de prueba. Si al tocar el extremos de una fase la lámpara no

se enciende, indica que dicha fase esta interrumpida.

55. El voltaje no va a pasar por esa fase.

56. Realizando pruebas de masa.

57. 1-Fusible fundido.

2-Cojinetes desgastados.

3-Sobrecarga.

4-Fase interrumpida.

5-Barra rotóricas flojas.

6-Conexiones internas erróneas.

58. Rotor se roza contra el estator y la marcha del motor es ruidosa.

59. Cuando se ocupa un motor trifásico de forma económica, cuando no se consiguen

motores trifásicos.

60. 1-Sobrecarga.

2-Cojinetes desgastados o ajustados en exceso.

3-Bobina con cortocircuito.

4-Funcionamiento como monofásico.

5-Barras rotóricas flojas.