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UPN, PASIÓN POR TRANSFORMAR VIDAS Ing. Msc. Rodolfo Paz Salazar rodolfo.paz@upn.pe INGENIERÍA ELÉCTRICA Y AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL SEMANA 09: MÁQUINAS ELÉCTRICAS Veamos el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=kDoVZmJqG3c Máquinas Eléctricas Reflexiona sobre el video: ¿Que es el factor de potencia? ¿ menciona los criterios para seleccionar un motor? Máquinas Eléctricas Máquinas Eléctricas ¿Que es el factor de potencia? El factor de potencia no tiene unidades. Su valor máximo es uno, cuando el valor de la potencia reactiva es cero. Este caso se da, por ejemplo, cuando tenemos una resistencia pura. En general el factor de potencia es diferente de uno y puede tener dos direcciones: en atraso o en adelanto. Se dice que el factor de potencia está en atraso cuando el ángulo de la corriente es menor que el ángulo de la tensión ¿ menciona los criterios para seleccionar un motor? Máquinas Eléctricas La principal razón para la correcta selección de un motor dentro de una industria es el de que se realice un trabajo de manera óptima sin que nos presente problemas en su funcionamiento en poco tiempo. Tipo de sistema con el que cuenta la empresa Voltaje dentro de las instalaciones de la empresa Frecuencia Condiciones del ambiente de trabajo del motor Carga para mover el motor Velocidad del trabajo del motor Responde: ¿ Que es una máquina eléctrica? ¿Tienes alguna máquina eléctrica en casa? Máquinas Eléctricas ¿ Que es una máquina eléctrica? Es un aparato que tiene la capacidad y funcionalidad de convertir todo tipo energía en energía del tipo eléctrica o viceversa Máquinas Eléctricas ¿Tienes alguna máquina eléctrica en casa? Máquinas Eléctricas Logro de sesión Al finalizar la sesión el estudiante, estará en condiciones de calcular los parámetros de un motor valorando su importancia en las aplicaciones industriales Máquinas Eléctricas Máquinas Eléctricas Motores Eléctricos MOTORES AC MOTORES DC Máquinas Eléctricas Motor eléctrico Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotatorias que transforman la energía eléctrica en energía mecánica. ESTRUCTURA BÁSICA Máquinas Eléctricas ¿Qué tipo de normas debe cumplir el motor? ¿Cuál es la condición de la red eléctrica? ¿Cuál es la carga que el motor va accionar? ¿Cuáles son las características del motor? Selección de motores Criterios de selección Máquinas Eléctricas ¿Qué tipo de normas debe cumplir el motor? Criterios de selección Máquinas Eléctricas ¿Cuál es la condición de la red eléctrica? Criterios de selección Máquinas Eléctricas ¿Cuál es la carga que el motor va accionar? Criterios de selección Máquinas Eléctricas ¿Cuáles son las características del motor? Criterios de selección Algunas de las características técnicas de los motores eléctricos más destacadas tienen que ver con el mecanismo de auto ventilación (estos no necesitan refrigeración), y con el alto rendimiento que proporcionan a la potencia de las máquinas, algo que ha permitido mejorar por completo los tiempos de espera. Otras características de un motor eléctrico son: Potencia Potencia es la cantidad de trabajo entregado por unidad de tiempo Torque El torque es generado por el efecto de la fuerza aplicada sobre un brazo de palanca. Esto es el producto de multiplicar la fuerza por la distancia vertical del eje de rotación; para correas. Velocidad La velocidad sincrónica ns (rpm) de un motor de inducción trifásico se obtiene considerando la frecuencia de la línea f y el número de pares de polos p. Máquinas Eléctricas Placa en el motor eléctrico Cada motor debe contar con una placa de características, fácilmente visible y firmemente sujeta al motor. Máquinas Eléctricas Dentro del universo de motores eléctricos, el motor trifásico de inducción jaula de ardilla, es el que más se usa en el ámbito industrial. Característica: •Bajo costo •Bajo mantenimiento •Fácil de adquirir •Alto grado de protección •Pocos componentes •Robusto •Por carecer de chispas internas, puede instalarse en ambientes de riesgo. •Con el avance de la electrónica de potencia, hoy en día se puede variar la velocidad, llegando incluso a desplazar el motor de corriente continua. El motor eléctrico Máquinas Eléctricas Por norma, todos los motores están diseñados para operar en un ambiente con temperatura no superior a 40 ºC y en una altura no superior a 1000 metros sobre el nivel del mar. La instalación por encima de estas condiciones hará que el motor deba ser operado a una carga menor de la nominal. Las propiedades refrigerantes disminuyen, a mayor altitud, el aire toma una densidad mayor y se tendrá menor flujo de aire. El lugar de instalación Máquinas Eléctricas Es conveniente hacer un estudio de cuál será el momento de inercia, la curva Par- Velocidad de la carga; para definir cómo será el comportamiento dinámico del motor con su máquina de trabajo. Las máquinas como bombas y ventiladores tienen un comportamiento específico diferente de molinos, trituradoras y diferente de bandas transportadoras o de máquinas herramientas o elevadores. En todas estas máquinas, los torques de arranque son diferentes y con toda seguridad, los ciclos de trabajo varían de una instalación a otra. La carga La carga es la que define la potencia y velocidad del motor. Máquinas Eléctricas Las principales características que identifican un red eléctrica son la tensión (voltaje) y frecuencia. En el Perú tensión normalizada es 60 Hz. Por lo usual la red industrial es la trifásica de la cual se puede extraer dos tensiones 400 voltios y 230 voltios. La red Máquinas Eléctricas Uno de los momentos más críticos para el motor, la red y la carga es el arranque. Existen los siguientes tipos de arranque: • Directo. El motor tendrá una corriente de arranque normal y un par de arranque normal. • Estrella-Triángulo. La corriente y el torque se reducen a la tercera parte (hasta tres veces la corriente nominal). • Por Autotransformador. El autotransformador es fabricado para entregar al motor una tensión menor de la nominal (puede estar entre el 30% y el 70% ) dependiendo de la aplicación. • Arranque electrónico suave. En este método, el arrancador alimenta el motor con una tensión reducida y gradualmente aumenta la tensión hasta la tensión de régimen. El arranque Máquinas Eléctricas El procedimiento más utilizado en el arranque de los motores trifásicos, es el estrella triángulo (> a 10 HP) El objetivo es que la red no se desestabilice por las altas corrientes consumidas durante el arranque directo. Arranque Estrella triángulo Máquinas Eléctricas Máquinas Eléctricas Un motor eléctrico es una máquina que transforma potencia eléctrica tomada de la red en potencia energía mecánica en el eje. La potencia eléctrica obedece a la siguiente relación P = √3 * V * I * Cos φ Siendo: P: Potencia en kW V: Voltaje o tensión en voltios I: corriente en amperios Cos φ: Factor de potencia Potencia y eficiencia del motor trifásico Máquinas Eléctricas La potencia mecánica obedece a la siguiente relación P = T * n / 9550 Siendo: P: Potencia en kW T: torque en Nm El torque es la capacidad del motor de hacer girar cargas. Al seleccionar un motor, lo primero que se debe considerar es cuál es la velocidad de rotación y cuál será el torque requerido del motor. Potencia y eficiencia del motor Máquinas Eléctricas Arranque directo de un motor eléctrico usando el software CADE SIMU Máquinas Eléctricas Arranque Estrella Triángulo de un motor eléctrico usando el software CADE SIMU ¿Se te hizo fácil aprender esta sesión? ¿Por qué? ¿Qué aprendieron en esta sesión? Máquinas Eléctricas GRACIAS
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