lunes, 12 de octubre de 2009
Algunas fotos de la conversion Delta - Estrella con motor trifasico
En la siguiente imagen se observan los bombillos conectados en serie, esta conexión se encuentra en la configuración Delta, y el sistema esta desbalanceado un 20% en cada fase.
A continuación observamos los bombillos conectados en serie, esta conexión se encuentra en la configuración estrella, y el voltaje que le esta entrando al motor es mínimo.
En la siguiente imagen se aprecia la conexión de dos cargas. Cada carga esta conectada en serie a una fase distinta, esto con el fin de poder desbalancear una fase y así, provocar que el voltaje que llega al motor solo sea del 80%.
Practica
LABORATORIO DE POTENCIA ELÉCTRICA
1. Reconocer las ventajas y desventajas de las conexiones delta y estrella.
Rta//
Conexión En Estrella
Ventajas
1. Intensidad más pequeña.
2. Diámetro de los hilos menor.
3. Peso menor.
4. Pérdidas por efecto joule menores.
5. Coste menor de las líneas al presentar menor diámetro.
6. Con una sola línea obtenemos dos tensiones, la de línea y la de fase.
Inconvenientes
1. Aisladores más grandes
2. Más tensión de línea.
3. Tres fases más neutro, más hilos.
Conexión En Triángulo
Ventajas
1. Los aislantes son más pequeños.
2. Ahorro económico.
3. Basta con tres hilos, ahorro de un hilo.
4. Menos tensión de línea. Inconvenientes
1. Intensidad mayor en la línea.
2. Diámetro de los hilos mayor, debido a la mayor intensidad.
3. Peso mayor, al tener que pasar más intensidad.
4. Más caras las líneas por presentar pesos mayores los cables.
5. Pérdidas por efecto joule mayores.
Resulta interesante en la distribución de baja o media tensión la conexión estrella, mientras que para los suministros a grandes distancias la conexión triángulo se impone.
2. Consultar porque es necesario hacer la conmutación de delta a estrella o viceversa, en el encendido de un motor (reportar fuentes bibliográficas).
Rta//
Conexión DELTA-DELTA.
Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas de alumbrado pequeñas y cargas trifásica simultáneamente. Para esto se puede localizar una derivación o Tap en el punto medio del devanado secundario de uno de los transformadores conectándose a tierra y se conecta también al neutro del secundario. De esta manera, las cargas monofásicas se conectan entre los conductores de fase y neutro, por lo tanto, el transformador con la derivación en el punto medio toma dos terceras partes de la carga monofásica y una tercera parte de la carga trifásica. Los otros dos transformadores cada uno toma un tercio de las cargas monofásicas y trifásicas.
Para poder cargar al banco trifásico en forma balanceada, se deben cumplir con las siguientes condiciones:
1. todos los transformadores deben tener idéntica relación de transformación.
2. Todos los transformadores deben tener el mismo valor de impedancia.
3. Todos los transformadores deben conectar en el mismo tap o derivación.
Conexión delta abierta-DELTA ABIERTA.
La conexión delta-delta representa en cierto modo la más flexible de las conexiones trifásicas. Una de las ventajas de esta conexión, es que si uno de los transformadores se daña o se retira de servicio, los otros dos pueden continuar operando en la llamada conexión “delta-abierta” o “V”. Con esta conexión se suministra aproximadamente el 58% de la potencia que entrega un banco en conexión delta-delta.
En la conexión delta abierta, las impedancias de los transformadores no necesitan ser iguales necesariamente, aunque esta situación es preferible cuando es necesario cerrar la delta con un tercer transformador.
Conexión ESTRELLA-DELTA.
Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas trifásicas grandes de un sistema trifásico de alimentación conectado en estrella. Tiene la limitante de que para alimentar cargas monofásicas y trifásicas en forma simultánea, no dispone del neutro.
Por otra parte, tiene la ventaja relativa de que la impedancia de los tres transformadores no necesita ser la misma en esta conexión.
Las relaciones entre corrientes y voltajes de fase de línea a línea para la conexión estrella delta, son las mimas que se tienen en la conexión delta-estrella estudiada en el párrafo anterior.
Conexión ESTRELLA-ESTRELLA.
Esta conexión se usa cuando se requiere alimentar grandes cargas monofásicas en forma simultánea, con cargas trifásicas. También se usa sólo si el neutro del primario se puede conectar sólidamente al neutro de la fuente de alimentación ya sea con un neutro común o a través de tierra. Cuando los neutros de ambos lados del banco de transformadores no se unen, el voltaje de línea a neutro tiende a distorsionarse (no es senoidal). La conexión estrella-estrella, se puede usar también sin unir los neutros, a condición de que cada transformador tenga un tercer devanado que se conoce como “devanado terciario”. Este devanado terciario está siempre conectado en delta.
NOTA: Según nuestras investigaciones es recomendable poner a funcionar el motor en una configuración de conexión estrella, pues gracias a esta conexión la corriente que fluirá en el sistema eléctrico en el instante del encendido del motor será muy aproximada a la corriente y voltaje nominal del motor, luego de esto es podemos realizar la conexión delta correspondiente la cual no hará que acorte la vida del motor.
Si relizamos un procedimiento diferente las caídas de tensión e intensidad de corriente serán aproximadamente de 6 a 1, pues dicho motor se estará pidiendo demasiada corriente en el arranque del mismo.
3. Consultar las características técnicas fundamentales de un motor.
Rta//
MOTOR TRIFÁSICO.
Dentro de los motores de corriente alterna, nos encontramos la clasificación de los motores trifásicos, asíncronos y síncronos.
No hay que olvidar que los motores bifásicos y monofásicos, también son de corriente alterna.
Los motores trifásicos tienen ciertas características comunes:
En relación con su tensión, estos motores cuando su utilidad es industrial suelen ser de 230 V y 400 V, para máquinas de pequeña y mediana potencia, siendo considerados de baja tensión. No sobrepasan los 600 KW a 1500 r.p.m.
Los motores de mayor tensión, de 500, 3000, 5000, 10000 y 15000 V son dedicados para grandes potencias y los consideramos como motores de alta tensión.
Los motores que admiten las conexiones estrella y triángulo, son alimentados por dos tensiones diferentes, 230 V y 400 V, siendo especificado en su placa de características.
Respecto a su frecuencia tenemos que decir que en Europa se utilizan los 50 Hz, mientras que en América se utilizan los 60 Hz.
Aunque la frecuencia de red tenga fluctuaciones, siempre que no superen el 1%, el motor rendirá perfectamente. Mayores fluctuaciones afectará directamente sobre el rendimiento de su potencia. De hecho, para variar la velocidad de esta clase de motores se manipula la frecuencia.
Con respecto a la velocidad los motores trifásicos son construidos para velocidades determinadas que corresponden directamente con las polaridades del bobinado y la frecuencia de la red.
Respecto a la intensidad, el motor trifásico absorbe de la red la intensidad que necesita, dependiendo siempre de la fase en que se encuentre. Por ésta razón existen diferentes modos de arranques, para ahorrar energía y preservar el motor.
En sobrecarga pueden asumir un incremento de la intensidad de hasta 1.5 la intensidad nominal sin sufrir ningún daño durante dos minutos.
También se tienen que tener en cuenta las pérdidas que tienen los motores trifásicos, sus causas son varias. El rendimiento de los motores de calculan en sus valores nominales, que son los indicados en las placas de características. Presentan pérdidas de entrehierro, por rozamiento, por temperatura y en el circuito magnético.
Los rotores de jaula de ardilla (con rotor en cortocircuito) son los más usados por su precio y su arranque. En cambio, los motores de rotor bobinado o también llamados de anillos rozantes necesitan ser arrancados con resistencias rotóricas, lo que incrementa su precio y su complejidad.
Los motores de rotor cortocircuitado no llevan escobillas, pero si las llevan los que son de colector y de rotor bobinado.
Practica
LABORATORIO DE POTENCIA ELÉCTRICA
1. Reconocer las ventajas y desventajas de las conexiones delta y estrella.
Rta//
Conexión En Estrella
Ventajas
1. Intensidad más pequeña.
2. Diámetro de los hilos menor.
3. Peso menor.
4. Pérdidas por efecto joule menores.
5. Coste menor de las líneas al presentar menor diámetro.
6. Con una sola línea obtenemos dos tensiones, la de línea y la de fase.
Inconvenientes
1. Aisladores más grandes
2. Más tensión de línea.
3. Tres fases más neutro, más hilos.
Conexión En Triángulo
Ventajas
1. Los aislantes son más pequeños.
2. Ahorro económico.
3. Basta con tres hilos, ahorro de un hilo.
4. Menos tensión de línea. Inconvenientes
1. Intensidad mayor en la línea.
2. Diámetro de los hilos mayor, debido a la mayor intensidad.
3. Peso mayor, al tener que pasar más intensidad.
4. Más caras las líneas por presentar pesos mayores los cables.
5. Pérdidas por efecto joule mayores.
Resulta interesante en la distribución de baja o media tensión la conexión estrella, mientras que para los suministros a grandes distancias la conexión triángulo se impone.
2. Consultar porque es necesario hacer la conmutación de delta a estrella o viceversa, en el encendido de un motor (reportar fuentes bibliográficas).
Rta//
Conexión DELTA-DELTA.
Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas de alumbrado pequeñas y cargas trifásica simultáneamente. Para esto se puede localizar una derivación o Tap en el punto medio del devanado secundario de uno de los transformadores conectándose a tierra y se conecta también al neutro del secundario. De esta manera, las cargas monofásicas se conectan entre los conductores de fase y neutro, por lo tanto, el transformador con la derivación en el punto medio toma dos terceras partes de la carga monofásica y una tercera parte de la carga trifásica. Los otros dos transformadores cada uno toma un tercio de las cargas monofásicas y trifásicas.
Para poder cargar al banco trifásico en forma balanceada, se deben cumplir con las siguientes condiciones:
1. todos los transformadores deben tener idéntica relación de transformación.
2. Todos los transformadores deben tener el mismo valor de impedancia.
3. Todos los transformadores deben conectar en el mismo tap o derivación.
Conexión delta abierta-DELTA ABIERTA.
La conexión delta-delta representa en cierto modo la más flexible de las conexiones trifásicas. Una de las ventajas de esta conexión, es que si uno de los transformadores se daña o se retira de servicio, los otros dos pueden continuar operando en la llamada conexión “delta-abierta” o “V”. Con esta conexión se suministra aproximadamente el 58% de la potencia que entrega un banco en conexión delta-delta.
En la conexión delta abierta, las impedancias de los transformadores no necesitan ser iguales necesariamente, aunque esta situación es preferible cuando es necesario cerrar la delta con un tercer transformador.
Conexión ESTRELLA-DELTA.
Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas trifásicas grandes de un sistema trifásico de alimentación conectado en estrella. Tiene la limitante de que para alimentar cargas monofásicas y trifásicas en forma simultánea, no dispone del neutro.
Por otra parte, tiene la ventaja relativa de que la impedancia de los tres transformadores no necesita ser la misma en esta conexión.
Las relaciones entre corrientes y voltajes de fase de línea a línea para la conexión estrella delta, son las mimas que se tienen en la conexión delta-estrella estudiada en el párrafo anterior.
Conexión ESTRELLA-ESTRELLA.
Esta conexión se usa cuando se requiere alimentar grandes cargas monofásicas en forma simultánea, con cargas trifásicas. También se usa sólo si el neutro del primario se puede conectar sólidamente al neutro de la fuente de alimentación ya sea con un neutro común o a través de tierra. Cuando los neutros de ambos lados del banco de transformadores no se unen, el voltaje de línea a neutro tiende a distorsionarse (no es senoidal). La conexión estrella-estrella, se puede usar también sin unir los neutros, a condición de que cada transformador tenga un tercer devanado que se conoce como “devanado terciario”. Este devanado terciario está siempre conectado en delta.
NOTA: Según nuestras investigaciones es recomendable poner a funcionar el motor en una configuración de conexión estrella, pues gracias a esta conexión la corriente que fluirá en el sistema eléctrico en el instante del encendido del motor será muy aproximada a la corriente y voltaje nominal del motor, luego de esto es podemos realizar la conexión delta correspondiente la cual no hará que acorte la vida del motor.
Si relizamos un procedimiento diferente las caídas de tensión e intensidad de corriente serán aproximadamente de 6 a 1, pues dicho motor se estará pidiendo demasiada corriente en el arranque del mismo.
3. Consultar las características técnicas fundamentales de un motor.
Rta//
MOTOR TRIFÁSICO.
Dentro de los motores de corriente alterna, nos encontramos la clasificación de los motores trifásicos, asíncronos y síncronos.
No hay que olvidar que los motores bifásicos y monofásicos, también son de corriente alterna.
Los motores trifásicos tienen ciertas características comunes:
En relación con su tensión, estos motores cuando su utilidad es industrial suelen ser de 230 V y 400 V, para máquinas de pequeña y mediana potencia, siendo considerados de baja tensión. No sobrepasan los 600 KW a 1500 r.p.m.
Los motores de mayor tensión, de 500, 3000, 5000, 10000 y 15000 V son dedicados para grandes potencias y los consideramos como motores de alta tensión.
Los motores que admiten las conexiones estrella y triángulo, son alimentados por dos tensiones diferentes, 230 V y 400 V, siendo especificado en su placa de características.
Respecto a su frecuencia tenemos que decir que en Europa se utilizan los 50 Hz, mientras que en América se utilizan los 60 Hz.
Aunque la frecuencia de red tenga fluctuaciones, siempre que no superen el 1%, el motor rendirá perfectamente. Mayores fluctuaciones afectará directamente sobre el rendimiento de su potencia. De hecho, para variar la velocidad de esta clase de motores se manipula la frecuencia.
Con respecto a la velocidad los motores trifásicos son construidos para velocidades determinadas que corresponden directamente con las polaridades del bobinado y la frecuencia de la red.
Respecto a la intensidad, el motor trifásico absorbe de la red la intensidad que necesita, dependiendo siempre de la fase en que se encuentre. Por ésta razón existen diferentes modos de arranques, para ahorrar energía y preservar el motor.
En sobrecarga pueden asumir un incremento de la intensidad de hasta 1.5 la intensidad nominal sin sufrir ningún daño durante dos minutos.
También se tienen que tener en cuenta las pérdidas que tienen los motores trifásicos, sus causas son varias. El rendimiento de los motores de calculan en sus valores nominales, que son los indicados en las placas de características. Presentan pérdidas de entrehierro, por rozamiento, por temperatura y en el circuito magnético.
Los rotores de jaula de ardilla (con rotor en cortocircuito) son los más usados por su precio y su arranque. En cambio, los motores de rotor bobinado o también llamados de anillos rozantes necesitan ser arrancados con resistencias rotóricas, lo que incrementa su precio y su complejidad.
Los motores de rotor cortocircuitado no llevan escobillas, pero si las llevan los que son de colector y de rotor bobinado.
Ventajas
1. Intensidad más pequeña.
2. Diámetro de los hilos menor.
3. Peso menor.
4. Pérdidas por efecto joule menores.
5. Coste menor de las líneas al presentar menor diámetro.
6. Con una sola línea obtenemos dos tensiones, la de línea y la de fase.
Inconvenientes
1. Aisladores más grandes
2. Más tensión de línea.
3. Tres fases más neutro, más hilos.
Conexión En Triángulo
Ventajas
1. Los aislantes son más pequeños.
2. Ahorro económico.
3. Basta con tres hilos, ahorro de un hilo.
4. Menos tensión de línea. Inconvenientes
1. Intensidad mayor en la línea.
2. Diámetro de los hilos mayor, debido a la mayor intensidad.
3. Peso mayor, al tener que pasar más intensidad.
4. Más caras las líneas por presentar pesos mayores los cables.
5. Pérdidas por efecto joule mayores.
Resulta interesante en la distribución de baja o media tensión la conexión estrella, mientras que para los suministros a grandes distancias la conexión triángulo se impone.
Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas de alumbrado pequeñas y cargas trifásica simultáneamente. Para esto se puede localizar una derivación o Tap en el punto medio del devanado secundario de uno de los transformadores conectándose a tierra y se conecta también al neutro del secundario. De esta manera, las cargas monofásicas se conectan entre los conductores de fase y neutro, por lo tanto, el transformador con la derivación en el punto medio toma dos terceras partes de la carga monofásica y una tercera parte de la carga trifásica. Los otros dos transformadores cada uno toma un tercio de las cargas monofásicas y trifásicas.
2. Todos los transformadores deben tener el mismo valor de impedancia.
3. Todos los transformadores deben conectar en el mismo tap o derivación.
La conexión delta-delta representa en cierto modo la más flexible de las conexiones trifásicas. Una de las ventajas de esta conexión, es que si uno de los transformadores se daña o se retira de servicio, los otros dos pueden continuar operando en la llamada conexión “delta-abierta” o “V”. Con esta conexión se suministra aproximadamente el 58% de la potencia que entrega un banco en conexión delta-delta.
Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas trifásicas grandes de un sistema trifásico de alimentación conectado en estrella. Tiene la limitante de que para alimentar cargas monofásicas y trifásicas en forma simultánea, no dispone del neutro.
Esta conexión se usa cuando se requiere alimentar grandes cargas monofásicas en forma simultánea, con cargas trifásicas. También se usa sólo si el neutro del primario se puede conectar sólidamente al neutro de la fuente de alimentación ya sea con un neutro común o a través de tierra. Cuando los neutros de ambos lados del banco de transformadores no se unen, el voltaje de línea a neutro tiende a distorsionarse (no es senoidal). La conexión estrella-estrella, se puede usar también sin unir los neutros, a condición de que cada transformador tenga un tercer devanado que se conoce como “devanado terciario”. Este devanado terciario está siempre conectado en delta.
No hay que olvidar que los motores bifásicos y monofásicos, también son de corriente alterna.
Los motores trifásicos tienen ciertas características comunes:
En relación con su tensión, estos motores cuando su utilidad es industrial suelen ser de 230 V y 400 V, para máquinas de pequeña y mediana potencia, siendo considerados de baja tensión. No sobrepasan los 600 KW a 1500 r.p.m.
Los motores de mayor tensión, de 500, 3000, 5000, 10000 y 15000 V son dedicados para grandes potencias y los consideramos como motores de alta tensión.
Los motores que admiten las conexiones estrella y triángulo, son alimentados por dos tensiones diferentes, 230 V y 400 V, siendo especificado en su placa de características.
Respecto a su frecuencia tenemos que decir que en Europa se utilizan los 50 Hz, mientras que en América se utilizan los 60 Hz.
Aunque la frecuencia de red tenga fluctuaciones, siempre que no superen el 1%, el motor rendirá perfectamente. Mayores fluctuaciones afectará directamente sobre el rendimiento de su potencia. De hecho, para variar la velocidad de esta clase de motores se manipula la frecuencia.
Con respecto a la velocidad los motores trifásicos son construidos para velocidades determinadas que corresponden directamente con las polaridades del bobinado y la frecuencia de la red.
Respecto a la intensidad, el motor trifásico absorbe de la red la intensidad que necesita, dependiendo siempre de la fase en que se encuentre. Por ésta razón existen diferentes modos de arranques, para ahorrar energía y preservar el motor.
En sobrecarga pueden asumir un incremento de la intensidad de hasta 1.5 la intensidad nominal sin sufrir ningún daño durante dos minutos.
También se tienen que tener en cuenta las pérdidas que tienen los motores trifásicos, sus causas son varias. El rendimiento de los motores de calculan en sus valores nominales, que son los indicados en las placas de características. Presentan pérdidas de entrehierro, por rozamiento, por temperatura y en el circuito magnético.
Los rotores de jaula de ardilla (con rotor en cortocircuito) son los más usados por su precio y su arranque. En cambio, los motores de rotor bobinado o también llamados de anillos rozantes necesitan ser arrancados con resistencias rotóricas, lo que incrementa su precio y su complejidad.
Los motores de rotor cortocircuitado no llevan escobillas, pero si las llevan los que son de colector y de rotor bobinado.
jueves, 20 de agosto de 2009
Materiales:
2 cuchillas de 30 A
4 tacos de 20 A
4 Fusibles de 15 A
2 Borneras de cuatro entradas cada una
4 borneras de 12 entradas cada una
6 Rosetas para bombillos
6 Bombillos de 200 W – 220 V
Cálculos del protoboard de Potencia Eléctrica:
Para el diseño de este protoboard se utilizo una tabla cuyas dimensiones son 35 cm de ancho y 85 cm de largo. La repartición de este protoboard fue: En la sección de control fue repartida una longitud de 46 cm de largo, obteniendo en la sección de la parte derecha un espacio de 39 cm la cual esta designada para implementar una fuente de voltaje y un motor de ¼ de caballo.
El alambre utilizado en este protoboard es de calibre 10 AWG.
Elección del alambre calibre 10 AWG:
Los elementos que consumirán potencia serán los 6 bombillos de 200 W – 220 V y el motor de ¼ de caballo.
Para conocer el valor de la potencia del motor de ¼ de caballo, sabemos que:
Un motor de un caballo de fuerza = 749 W
½ Motor de caballo de fuerza = 374.5 W
¼ Motor de caballo de fuerza = 187.25 W
Potencia_motor = 187.25 W
Potencia_bombillos = 6*200 W = 1200 W
Potencia_Total= Potencia_motor + Potencia_bombillos
Potencia_Total = 187.25 W + 1200 W
Potencia_Total = 1387.25 W
Ahora podemos hallar aproximadamente la corriente que fluirá por el protoboard por medio de la ecuación P=V*I
Despejando la corriente de la anterior ecuación:
I = P/V
El voltaje es suministrado por nosotros, lo cual el valor de voltaje es de 220 V
I = (1387.25 W)/(220 V)
I = 6.3 A
Para tener un mejor rendimiento del sistema suponemos que vamos a trabajar con el motor de 1 caballo de fuerza lo cual la potencia total seria de:
Potencia_motor = 749 W
Potencia_bombillos = 6*200 W = 1200 W
Potencia_Total = Potencia_motor + Potencia_bombillos
Potencia_total = 749 W + 1200 W
Potencia_total = 1949 W
Ahora podemos hallar aproximadamente la corriente que fluirá por el protoboard por medio de la ecuación P=V*I
Despejando la corriente de la anterior ecuación:
I = P/V
El voltaje es suministrado por nosotros, lo cual el valor de voltaje es de 220 V
I = (1949 W)/(220 V)
I = 8.85 A
Por tanto la corriente máxima hasta el momento es de 8.85 A, si suponemos que añadimos elementos al protoboard que aumentaran la corriente en 4 A por máximo tenemos que la corriente será de 12.85 A.
Por tanto elegimos el alambre calibre 10 puesto que soporta una intensidad de corriente de 15 A.
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