Laboratorio2Anio2019

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DAMIAN
Rectángulo
F.I. – U.N.Ju. - 2019 
Instructores: Ing. H. Villanueva, M.Sc. Ing. Luis E. Ituarte 
Laboratorio 2 
Medición de Motor Asíncrono Trifásico 
 
 
Objetivo: 
 Medir las magnitudes de un motor asíncrono trifásico en un ensayo a vacio 
(Sin carga). Específicamente, los alumnos deberán medir las resistencias de 
los tres bobinados estatóricos, las tensiones de fase, las tensiones de 
línea, las corrientes de fase a vacio, utilizando un motor asíncrono 
trifásico y una pinza voltamperométrica digital. Asimismo, los alumnos 
deberán calcular el factor de potencia con el motor a vacio. Posteriormente, 
los alumnos deberán ilustrar sus mediciones en el Laboratorio de 
Electrotecnia y deberán establecer sus conclusiones en un informe. 
 
Materiales: 
Motor asíncrono trifásico. 
Tablero seccional de prueba de motores. 
 
Instrumentos y su calibración: 
Pinza voltamperométrica digital BRYMEN BM modelo BM 135 en escala 
autoajustable de 0-600 voltios y de 0-1000 amperes de corriente 
alterna. 
 
Procedimiento: 
1. El instructor introduce a los alumnos el objetivo del Laboratorio, 
describe la preparación del motor asíncrono trifásico, pone en marcha 
el mismo desde el tablero seccional, comunica las reglas de seguridad 
para su operación, ejecuta la colocación de las puntas de medición de 
la pinza voltamperométrica y explica el procedimiento de medición de 
tensión de fase y de línea. 
2. Seguidamente, el instructor ejecuta la colocación de la tenaza de la 
pinza voltamperométrica y explica el procedimiento de medición de 
tensión de intensidad en vacio. 
3. A continuación, el instructor desconecta físicamente el motor de la 
línea eléctrica, ejecuta la colocación de las puntas de medición de la 
pinza voltamperométrica, y explica el procedimiento de medición de la 
resistencia de los tres bobinados estatóricos con la pinza 
voltamperométrica, en modo óhmetro. 
4. Los alumnos deben establecer las mediciones de tensión de fase, de 
tensión de línea, de intensidad de fase a vacío, y de las resistencias 
estatóricas conforme a los rangos del instrumento. Los alumnos deberían 
organizarse a si mismos para determinar dichas mediciones. 
5. Los alumnos deben solicitar la pinza voltamperométrica digital y deben 
efectuar las mediciones respectivas. Cada uno de los estudiantes 
debería tener la posibilidad de efectuar dichas mediciones. 
6. Una vez finalizadas las mediciones, los alumnos deben entregar la pinza 
voltamperométrica al instructor en perfectas condiciones. 
 
Análisis: 
 El informe de Laboratorio debe ser entregado en la fecha prevista para su 
evaluación. 
 Asimismo, el informe de Laboratorio debe consistir en una breve 
descripción del procedimiento elegido, de los materiales empleados, y del 
equipamiento utilizado. También, el informe debe presentar el resultado de: 
a) la verificación de continuidad de bobinas y masa del motor, b) las 
mediciones de tensiones de fase, c) las mediciones de tensiones de línea, d) 
las mediciones de intensidad de vacío (Funcionamiento a rotor libre), d) la 
estimación de la intensidad nominal del motor, e) definir el tipo de arranque 
empleado en el funcionamiento del motor, y f) el cálculo del factor de 
potencia del motor a vacío. 
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 Es importante recordar que debido a la existencia del entrehierro entre 
el estator y el rotor, la intensidad de vacío presenta valores típicos entre 
el 30% y el 45% de la intensidad nominal del estator. 
 Finalmente, el informe debe enumerar detalladamente la lista de 
referencias bibliográficas empleadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Objetivos. 
• Enseñar a los alumnos a realizar un ensayo de vacío sobre un motor 
asincrónico trifásico y medir sus magnitudes. 
• Cálculo del factor de potencia en vacío del motor. 
• Calculo de la corriente nominal del motor a través de las corrientes 
de vacío. 
 
Procedimiento. 
 
1. El instructor introduce a los alumnos el objetivo del Laboratorio, 
describe la preparación del motor asíncrono trifásico para funcionar 
en “estrella-estrella”, pone en marcha el mismo desde el tablero 
seccional, comunica las reglas de seguridad para su operación, ejecuta 
la colocación de las puntas de medición del multímetro y explica el 
procedimiento de medición de las bobinas internas del motor. 
 
 
 
2. Seguidamente, el instructor ejecuta la colocación de las puntas de 
medición del multímetro y explica el procedimiento de medición de las 
tensiones de línea, el instructor ejecuta la colocación de la tenaza 
de la pinza voltamperometría y explica el procedimiento de medición de 
intensidad en vacío. 
 
 
3. Los alumnos deben establecer las mediciones de tensión de fase y de 
intensidad de fase a vacío. Los alumnos deberían organizarse a sí 
mismos para determinar dichas mediciones. 
 Intensidad en vacío 
 
4. Por razones de seguridad el instructor realiza la colocación del 
medidor de potencia, explica como realizar la medición y escoge a un 
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alumno/a para leer el valor ofrecido por el instrumento y transmitirlo 
a los demás alumnos. 
 
 
 
5. Una vez finalizadas las mediciones, el instructor abre el circuito 
desde el tablero seccionador y procede al guardado del motor e 
instrumentos utilizados. 
 
Materiales utilizados. 
 
Motor asíncrono trifásico “WEG W22 3Kw 220-380 f50” 
 
 
Tablero seccional de prueba de motores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instrumentos y su calibración: 
 
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 Pinza voltamperométrica digital BRYMEN BM modelo BM 135 en escala 
autoajustable de 0-600 voltios y de 0-1000 amperes de corriente 
alterna. 
 
 
 
Multímetro digital “BAW DT9208A” en configuración para medir continuidad y 
voltímetro en escala 750V. 
 
 
 
Pinza medidora de Potencia “Mic 2090w power meter” en modo RMS y rango KW. 
 
 
 
 
 
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Resultados. 
 
8) Continuidad en los bobinados. 
 
Bobinados Continuidad 
U- neutro artificial R=0 Ω 
V- neutro artificial R=0 Ω 
W- neutro artificial R=0 
 
Verificación de parte activa y masa del motor. 
Bobinados a masa continuidad 
U-Masa R=∞ Ω 
V-Masa R=∞ Ω 
W-Masa R=∞ Ω 
 
b) 
Mediciones de tensiones de fase 
 Tensiones de fase 
U-neutro artificial 218 v 
V-neutro artificial 215 v 
W-neutro artificial 217 v 
 
c) 
Mediciones de tensiones de línea 
 Tensiones de línea 
U-V 377 v 
U-W 379 v 
V-W 376 v 
 
d) 
Mediciones de intensidad de vacío (Funcionamiento a rotor libre). 
 Intensidad de Vacío 
U-neutro artificial 0.89 A 
V-neutro artificial 0.80 A 
W-neutro artificial 0.88 A 
 
e) 
Estimación de la intensidad nominal del motor. 
 
 Para el cálculo de la intensidad nominal del motor, primeramente, se 
calcula un promedio de las corrientes de vacío obtenidas en las mediciones. 
Esto se hace ya que la corriente nominal suministrada por el fabricante del 
motor también es un promedio. 
 
𝐼𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
0.89 A + 0.80 A + 0.88 A
3
= 0,856667 𝐴 
 
 Conociendo que la Corriente de vacío del motor es entre 30% y 45% de la 
corriente nominal entonces se calcula la corriente nominal. Para ello 
tomaremos un intervalo comprendido entre dichos porcentajes. 
 
𝐼𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 =
𝐼𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
0,30
= 2,855557 𝐴 
𝐼𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 =
𝐼𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
0,45
= 1.903704 𝐴 
 
1.903704 𝐴 ≤ 𝐼𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙≤ 2,855557 𝐴 
 
 
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1,11 𝐴 ≤ 𝐼𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝐹𝑎𝑏𝑟𝑖𝑐𝑎𝑛𝑡𝑒 ≤ 2,11 𝐴 
 
 
 
f) El tipo de arranque empleado en el funcionamiento del motor es el tipo 
de arranque directo. Es el que se presenta cuando suministramos 
directamente al motor su tensión nominal. Este tipo de arranque se utiliza 
para motores de pequeña potencia, 4 ó 5 CV, cuando se alimenta directamente 
de la red; en este caso las normas de la Compañía Suministradora 
establecen, por tanto el valor límite de la potencia. 
 
g) Cálculo del factor de potencia del motor a vacío. 
 
 Para poder calcular el factor de potencia se realizo la medición de la 
potencia activa de cada fase, las fases las llamaremos L1 al conectado a U-
NA, L2 al conectado en V-NA y L3 W-NA. 
 
 Potencia activa 
L1 0,005 KW 
L2 0,007 KW 
L3 0,012 KW 
 
Se calcula un promedio de las potencias activas en vacío. 
 
𝑃𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑜 =
0,005 KW + 0,007 KW + 0,012 KW
3
= 0,008 𝐾𝑊 = 8 𝑊 
 
También calculamos un promedio de las tensiones de fase medidas. 
𝑉𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
218 v + 215 v + 217 v
3
= 216,666667 𝑣 
 
 Utilizando la fórmula para calcular la potencia activa de fase 
despejamos el cos(𝜑). 
 
𝑃𝑜 𝑓𝑎𝑠𝑒 = √3
2
∗ 𝑉𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 ∗ 𝐼𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 ∗ cos(𝜑𝑜) 
 
𝑃𝑜 𝑓𝑎𝑠𝑒
√3
2
∗ 𝑉𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 ∗ 𝐼𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
= cos(𝜑𝑜) = 𝐹. 𝑃. 
 
8 𝑤
√3
2
∗ 216,666667 𝑣 ∗ 0,856667 𝐴
= 𝐹. 𝑃. 
 
𝐹. 𝑃. = 0.024884 
 
𝐹. 𝑃.𝐹𝑎𝑏𝑟𝑖𝑐𝑎𝑛𝑡𝑒 = 0.73 
 
Conclusiones 
 
• Se logro el objetivo de que los alumnos aprendan a medir las 
magnitudes de un motor asíncrono trifásico en un ensayo a vacío. En 
particular la medición de continuidad de las bobinas se logró 
identificar que el motor se encontraba en un estado que permite un 
correcto funcionamiento. 
• Se observo como el motor no esta perfectamente balanceado y que 
las tensiones del que suministra el distribuidor no son iguales, lo 
que en motores más grande podría causar inconvenientes. 
• El cálculo teórico de la corriente nominal del motor genero un 
intervalo en el cual el valor suministrado por el fabricante (en la 
placa del motor) se encuentra comprendido. 
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Instructores: Ing. H. Villanueva, M.Sc. Ing. Luis E. Ituarte 
• El factor de potencia calculado de manera teórico resulto muy alejado 
del que es suministrado por el fabricante lo que indica que existen 
errores en los valores empleados para dicho calculo. Estos pueden 
deberse a “falsos contactos” de los terminales de los instrumentos 
con la bornera, una mala calibración de los instrumentos, etc. 
 
Bibliografía. 
 
http://www.uco.es/grupos/giie/cirweb/teoria/tema_08/tema_08_01.pdf 
https://www.totaline.com.ar/wp-content/uploads/2016/08/28-Cat%C3%A1logo-Motores-
Weg.pdf 
https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia 
https://sites.google.com/site/teoriaarranquesmotores/ 
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http://www.uco.es/grupos/giie/cirweb/teoria/tema_08/tema_08_01.pdf
https://www.totaline.com.ar/wp-content/uploads/2016/08/28-Cat%C3%A1logo-Motores-Weg.pdf
https://www.totaline.com.ar/wp-content/uploads/2016/08/28-Cat%C3%A1logo-Motores-Weg.pdf
https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia
https://sites.google.com/site/teoriaarranquesmotores/