Principios básicos de los motores de corriente alterna FESTO

Principios básicos de losmotores de corriente alterna Manual de trabajo Con CD-ROM L1 N PE CB CA U1 U2 Z1 1500 n = f [M] n I P2 M 1 n Z2 1/min 1300 1200 220 2.2 1100 W A 1000 180 1.8 900 160 1.6 800 140 1.4 700 120 1.2 600 100 1.0 500 80 0.8 400 60 0.6 300 40 0.4 200 20 0.2 100 P2 = f [M] I = f [M] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Nm 1.2 M Festo Didactic 571793 es Referencia: Datos actualizados en: Autores: Redacción: Diseño gráfico: Maquetación: 571793 06/2011 Jürgen Stumpp Frank Ebel Jürgen Stumpp, Thomas Ocker 08/2011, Frank Ebel, Susanne Durz © Festo Didactic GmbH & Co. KG, D-73770 Denkendorf, 2013 Internet: www.festo-didactic.com E-Mail: [email protected] El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar / su sede. El comprador tiene el derecho de utilizar el contenido de la obra con fines de capacitación de los empleados de su empresa, así como el derecho de copiar partes del contenido con el propósito de crear material didáctico propio a utilizar durante los cursos de capacitación de sus empleados localmente en su propia empresa, aunque siempre indicando la fuente. En el caso de escuelas / universidades y centros de formación profesional, el derecho de utilización aquí definido también se aplica a los escolares, participantes en cursos y estudiantes de la institución receptora. En todos los casos se excluye el derecho de publicación, así como la inclusión y utilización en Intranet e Internet o en plataformas LMS y bases de datos (por ejemplo, Moodle), que permitirían el acceso a una cantidad no definida de usuarios que no pertenecen al lugar del comprador. Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado, inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa y explícita de Festo Didactic GmbH & Co. KG. Índice Utilización debida y convenida _____________________________________________________________ V Prólogo ______________________________________________________________________________ VI Introducción ____________________________________________________________________________ VIII Indicaciones de seguridad y utilización ______________________________________________________ IX Equipo didácitco "Principios básicos de los motores de corriente alterna" __________________________X Objetivos didácticos_______________________________________________________________________ XI Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos ___________________________________ XIII Componentes ___________________________________________________________________________ XV Informaciones para el instructor ___________________________________________________________ XVII Estructura de los ejercicios _______________________________________________________________ XVIII Denominación de los componentes ________________________________________________________ XVIII Contenido del CD-ROM ___________________________________________________________________ XIX Ejercicios y soluciones Motores de corriente alterna _________________________________________________________________3 Ejercicio 1: Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) _________________________________________________________5 Ejercicio 2: Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas ______________________________________ 13 Ejercicio 3: Motor monofásico con rotor en cortocircuito: mediciones con el software________________ 23 Motores de corriente continua y motores monofásicos de corriente alterna _________________________ 37 Ejercicio 4: Principios básicos del motor universal ____________________________________________ 39 Ejercicio 5: Motor universal sometido a diversas cargas ________________________________________ 45 Ejercicio 6: Motor universal sometido a diversas cargas: mediciones con el software DriveLab ________ 53 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 III Ejercicios y hojas de trabajo Motores de corriente alterna _________________________________________________________________3 Ejercicio 1: Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) __________________________________________________________5 Ejercicio 2: Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas cargas_________________________________ 13 Ejercicio 3: Motor monofásico con rotor en cortocircuito: mediciones con el software _________________ 23 Motores de corriente continua, motores monofásicos de corriente alterna __________________________ 37 Ejercicio 4: Principios básicos del motor universal ____________________________________________ 39 Ejercicio 5: Motor universal sometido a diversas cargas ________________________________________ 45 Ejercicio 6: Motor universal sometido a diversas cargas: mediciones con el software DriveLab ________ 53 IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 si la utilización del presente conjunto de aparatos se realiza con propósitos que no son de instrucción.Uso apropiado El equipo didáctico "Principios básicos de motores de corriente alterna" deberá utilizarse únicamente cumpliendo las siguientes condiciones:  Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional  Utilización en perfecto estado técnico Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y cumplen las normas de seguridad. por la empresa u organismo que ofrece los cursos y/o por terceros. provocar daños en el sistema. Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor. si se utilizan indebidamente. a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños premeditadamente o de manera culposa. La empresa u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual. KG 571793 V . © Festo Didactic GmbH & Co. El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. es posible que surjan peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o. también. A pesar de ello. En consecuencia. electrónica y actuadores eléctricos.Prólogo El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. es posible trabajar con controles lógicos programables para actuadores neumáticos. hidráulica. por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. sensores. hidráulicos y eléctricos. VI © Festo Didactic GmbH & Co. Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática. electrotecnia. a la par que avanzan los métodos utilizados en el sector didáctico y se introducen nuevas tecnologías en el sector industrial. electrohidráulica. Los equipos didácticos tienen una estructura modular. hidráulica proporcional. Por ejemplo. electroneumática. controles lógicos programables. los equipos didácticos están clasificado según los siguientes criterios:  Conjuntos didácticos de orientación tecnológica  Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación  Automatización de procesos continuos y técnica de regulación  Robótica móvil  Equipos didácticos híbridos El sistema para enseñanza de la técnica de automatización se actualiza y amplía regularmente. KG 571793 . manuales. Seminarios Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional. © Festo Didactic GmbH & Co.  Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos. El «teachware» orientado hacia la práctica. KG 571793 VII .festo. informaciones complementarias y soluciones modelo)  Diccionarios. Fueron concebidos para la utilización en clase. aunque también son apropiados para el estudio autodidacta. publicaciones técnicas (profundizan los temas técnicos)  Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio ilustrativo y activo)  Pósters (para la representación esquematizada de temas técnicos) El software incluye programas para las siguientes aplicaciones:  Programas didácticos digitales (temas de estudio preparados didácticamente. incluye lo siguiente:  Libros técnicos y libros de enseñanza (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de carácter fundamental). aprovechando diversos medios digitalizados)  Software de simulación  Software de visualización  Software para la captación de datos de medición  Software para diseño de proyectos y construcción  Software de programación para controles lógicos programables Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. La selección de componentes de los equipos didácticos y su ejecución se realiza específicamente según los proyectos previstos para cada nivel. ¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual? Envíe un e-mail a: [email protected] los conjuntos didácticos incluyen lo siguiente:  Hardware (equipos técnicos)  Material didáctico  Seminarios Hardware (equipos técnicos) El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. Material didáctico Los medios relacionados con cada tema se clasifican en teachware (material didáctico) y software.com Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión. Se explican la construcción. La teoría necesaria para entender los ejercicios consta en el manual titulado  "Teoría para profesiones del sector eléctrico" (referencia 567297). Para el montaje deben cumplirse las siguientes condiciones técnicas:  Un puesto de laboratorio equipado con un bastidor A4  El conjunto didáctico TP 1410 con sistema de servomotor y freno  Conexión a la red de 230 V AC  Un motor universal  Un motor monofásico con condensador  Componentes para el accionamiento de las máquinas eléctricas  Cables de seguridad de laboratorio Para solucionar las tareas de los 6 ejercicios se necesitan los componentes indluidos en el conjunto TP 1410 y los motores de corriente alterna. Los motores se exponen a situaciones muy diferentes de carga para explotar al máximo sus posibilidades de experimentación. Los motores de corriente alterna están muy presentes en nuestra vida cotidiana. las conexiones y las aplicaciones de estos motores. ya que se utilizan en grandes cantidades en electrodomésticos y en herramientas de mano eléctricas. KG. etc. El sistema constituye una sólida base para la formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. Además. se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (motor universal. VIII © Festo Didactic GmbH & Co. motor con condensador.Introducción El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 .). El equipo didáctico TP 1410 "Sistema de servomotor y freno" aborda los siguientes temas:  Principios básicos de los motores de corriente continua  Principios básicos de los motores de corriente alterna  Principios básicos de los motores trifásicos El manual de trabajo "Principios básicos de motores de corriente alterna" ofrece una introducción al tema de los motores eléctricos con conexión a corriente alterna. © Festo Didactic GmbH & Co.  Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y respete especialmente las respectivas indicaciones de seguridad. Al desconectar los cables.  Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes. Output L1 DC+ L2 L3/N DC- Input PE PE     El termostato del motor siempre deberá conectarse a la entrada "Motor " del banco de pruebas. Las conexiones eléctricas únicamente deberán conectarse y desconectarse sin tensión. KG 571793 IX . Parte eléctrica  Poner en funcionamiento el sistema de servomotor y freno únicamente con un cable adicional de seguridad adicional.  Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán eliminarse de inmediato. Utilizar únicamente cables eléctricos provistos de conectores de seguridad. tire únicamente de los conectores de seguridad. nunca de los cables. Parte mecánica  Incluya todos los componentes necesarios en el bastidor A4.Indicaciones de seguridad y utilización Informaciones generales  Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor. X © Festo Didactic GmbH & Co.Equipo didácitco "Principios básicos de los motores de corriente alterna" Esta parte del conjunto didáctico TP 1410 fue concebido para ofrecer informaciones sobre los fundamentos de motores de corriente alterna. Cada manual de trabajo se entrega con las hojas de ejercicios y de trabajo correspondientes a cada tarea a resolver. KG 571793 . las películas. Estos programas didácticos ofrecen explicaciones exhaustivas sobre los fundamentos de los motores eléctricos. los CD-ROM y DVD. Componentes principales del TP 1410  Puesto de trabajo fijo con bastidor A4  Conjuntos de componentes o componentes individuales (motor universal. motor con condensdor)  Cables de laboratorio de seguridad  Instalaciones de laboratorio completas Material didáctico El material didáctico del equipo didáctico TP 1410 incluye tres manuales de trabajo. El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware. Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. los programas y otros medios didácticos se ofrecen en diversos idiomas. Los manuales de trabajo incluyen las hojas de ejercicios. Los juegos de transparencias. Material didáctico Manuales de trabajo Fundamentos de motores de corriente continua Fundamentos de motores de corriente alterna Fundamentos de motores trifásicos Programas de estudio digitalizados WBT (curso a través de la red) motores eléctricos 1 WBT (curso a través de la red) motores eléctricos 2 Cuadro general de los medios correspondientes al equipo didáctico TP 1410 Software didáctico correspondiente al conjunto TP 1410: programas de estudio "Motores eléctricos 1" y "Motores eléctricos 2". las soluciones y un CD-ROM. Algunos componentes del equipo didáctico TP 1410 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos. Los equipos didácticos de la tecnología de la automatización industrial se actualizan y amplían constantemente. Los contenidos didácticos abordan estos temas de modo sistemático y recurriendo a ejemplos reales. Objetivos didácticos                Principios básicos del funcionamiento de motores monofásicos de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) El estudiante conocerá básicamente el funcionamiento de los motores con condensador. El estudiante conocerá las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab. El estudiante podrá confeccionar un diagrama con las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. incluyendo la bobina principal. El estudiante podrá evaluar el diagrama. El estudiante conocerá los circuitos del motor. El estudiante sabrá efectuar los cálculos necesarios para obtener los valores que faltan en la tabla correspondiente. al grado de eficiencia y al factor de potencia. El estudiante podrá confeccionar un diagrama recurriendo a los valores calculados. El estudiante podrá evaluar las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. KG 571793 XI . el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento. El estudiante conocerá las conexiones a efectuar en el reglón de bornes para giro horario y antihorario del motor. El estudiante podrá realizar los cálculos necesarios para obtener los valores correspondientes a la potencia reactiva. El estudiante sabrá cómo confeccionar el circuito de medición necesario para medir las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. El estudiante podrá poner en funcionamiento el motor eléctrico aplicando diversas cargas. El estudiante conocerá la placa base de conexiones del motor con todas sus denominaciones. El estudiante sabrá cómo controlar el rendimiento característico efectuando mediciones y cálculos con el motor en funcionamiento sin carga y con carga nominal. © Festo Didactic GmbH & Co. la bobina secundaria. El estudiante conocerá la forma de invertir el sentido de giro de un motor universal. El estudiante podrá efectuar los cálculos necesarios para obtener los valores que faltan en la tabla correspondiente. El estudiante sabrá cómo modificar el color y el estilo de las curvas de medición. El estudiante podrá evaluar las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. Utilización del sistema de servomotor y freno y del software DriveLab El estudiante sabrá utilizar el sistema de servomotor y freno y el software DriveLab. El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab. El estudiante conocerá la forma de modificar la velocidad de giro de un motor universal.                        XII Principios básicos de los motores de corriente alterna – Motor universal El estudiante podrá explicar qué es un motor universal. el estudiante sabrá cómo obtener las líneas características del motor sometido a carga y podrá confeccionar la documentación correspondiente. El estudiante sabrá cómo confeccionar el circuito de medición necesario para medir las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. El estudiante sabrá como preparar e iniciar un proceso de medición desde el ordenador. El estudiante sabrá lo que son las resistencias óhmicas del devanado del inducido y del induct or de un motor universal. El estudiante podrá evaluar los valores de resistencia del inducido y del inductor. El estudiante sabrá cómo conectar y poner en funcionamiento los motores con el sistema de servomotor y freno y el software DriveLab. El estudiante conocerá el el significado de los valores que aparecen en la placa de identificación de un motor eléctrico. Utilizando el ordenador. © Festo Didactic GmbH & Co. El estudiante conocerá la interfaz de usuario del software DriveLab. KG 571793 . El estudiante podrá ofrecer ejemplos de aplicaciones de motores universales. El estudiante conocerá el problema que tiene el motor universal al funcionar sin carga. El estudiante podrá confeccionar un diagrama con las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. El estudiante sabrá cómo ajustar la velocidad de giro y el momento de giro desde el ordenador. El estudiante podrá poner en funcionamiento el motor eléctrico aplicando diversas cargas. El estudiante conocerá la construcción del inducido de un motor universal. El estudiante sabrá seleccionar y modificar las magnitudes de medición en los ejes X e Y. la bobina secundaria. © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 XIII . • El estudiante conocerá los circuitos del motor. • • El estudiante sabrá cómo incluir un motor nuevo en la biblioteca de motores. • El estudiante podrá evaluar el diagrama. • El estudiante sabrá cómo confeccionar el circuito de medición necesario para medir las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. • El estudiante podrá conectar y poner en funcionamiento el motor con condensador utilizando el banco de pruebas y el software DriveLab. • El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab. el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento. • El estudiante sabrá cómo controlar el rendimiento característico efectuando mediciones y cálculos con el motor en funcionamiento sin carga y con carga nominal. incluyendo la bobina principal. • El estudiante podrá conectar y poner en funcionamiento el motor universal utilizando el banco de pruebas y el software DriveLab. • El estudiante podrá confeccionar un diagrama recurriendo a los valores calculados. • • El estudiante sabrá como preparar e iniciar un proceso de medición desde el ordenador. • • El estudiante sabrá seleccionar y modificar las magnitudes de medición en los ejes X e Y. • El estudiante podrá confeccionar un diagrama con las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. • El estudiante podrá evaluar las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. • El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab. • El estudiante conocerá las conexiones a efectuar en el reglón de bornes para giro horario y antihorario del motor. • • El estudiante conocerá la interfaz de usuario del software de programación DriveLab. • El estudiante podrá poner en funcionamiento el motor eléctrico aplicando diversas cargas. • El estudiante conocerá la placa base de conexiones del motor con todas sus denominaciones. el estudiante sabrá cómo obtener las líneas características del motor sometido a carga y podrá confeccionar la documentación correspondiente. • • • • Utilizando el ordenador.Atribución de ejercicios en función de objetivos didácticos Ejercicio 1 2 3 4 5 6 Objetivo didáctico El estudiante conocerá básicamente el funcionamiento de los motores con condensador. • El estudiante conocerá las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. • El estudiante podrá realizar los cálculos necesarios para obtener los valores correspondientes a la potencia reactiva. • • El estudiante sabrá cómo modificar el color y el estilo de las curvas de medición. • • El estudiante sabrá cómo ajustar la velocidad de giro y el momento de giro desde el ordenador. • El estudiante sabrá efectuar los cálculos necesarios para obtener los valores que faltan en la tabla correspondiente. al grado de eficiencia y al factor de potencia. KG 571793 . • El estudiante podrá confeccionar un diagrama con las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. • El estudiante conocerá la forma de modificar la velocidad de giro de un motor universal. • El estudiante sabrá cómo confeccionar el circuito de medición necesario para medir las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga.Ejercicio 1 2 3 4 5 6 Objetivo didáctico El estudiante podrá explicar qué es un motor universal. • El estudiante conocerá el el significado de los valores que aparecen en la placa de identificación de un motor eléctrico. • El estudiante conocerá la construcción del inducido de un motor universal. • El estudiante sabrá lo que son las resistencias óhmicas del devanado del inducido y del inductor de un motor universal. • El estudiante conocerá el problema que tiene el motor universal al funcionar sin carga. • El estudiante podrá evaluar los valores de resistencia del inducido y del inductor. • El estudiante podrá efectuar los cálculos necesarios para obtener los valores que faltan en la tabla correspondiente. XIV • © Festo Didactic GmbH & Co. • El estudiante conocerá la forma de invertir el sentido de giro de un motor universal. • El estudiante podrá poner en funcionamiento el motor eléctrico aplicando diversas cargas. • El estudiante podrá ofrecer ejemplos de aplicaciones de motores universales. • El estudiante podrá evaluar las líneas características del funcionamiento del motor sometido a carga. • El estudiante sabrá utilizar el banco de pruebas y el software DriveLab. las conexiones y las aplicciones de motores de corriente alterna. EduTrainer 571815 1 Sistemas de accionamiento de máquinas eléctricas © Festo Didactic GmbH & Co. se necesita adicionalmente el puesto de trabajo de laboratorio (opcionalmente con bastidor A4). Para que los circuitos funcionen. KG 571793 XV . EduTrainer 571814 1 Juego de contactores (técnica de motores) 571816 1 Unidad de control e indicación. una conexión a corriente alterna de 230 V y los sistemas de accionamiento de las máquinas eléctricas. el conjunto didáctico TP 1410 "Sistema de servomotor y freno".Componentes Utilizando los componentes contenidos en el equipo didáctico "Principios básicos de motores eléctricos de corriente alterna" el estudiante adquiere conocimientos sobre la construcción. Equipo didáctico TP 1410 "Sistema de servomotor y freno" Componente Referencia Cantidad Sistema de servomotor y freno 571870 1 Máquinas eléctricas "Principios básicos de los motores de corriente alterna" Componente Referencia Cantidad Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 571871 1 Motor universal 571872 1 Componente Referencia Cantidad Alimentación de corriente trifásica para EduTrainer 571812 1 Fuente de alimentación de 24 V para Edutrainer 571813 1 Tablero de contactores. Símbolos de los componentes Componente Símbolo gráfico Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) M 1 Motor universal M XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 . Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcadas con líneas o con celdas sombreadas en las tablas. Con aprendices/estudiantes del sector de electricidad: aprox. equipos. Componentes El contenido del manual de trabajo y los componentes se corresponden. Con operarios con nivel de capacitación de oficiales o estudiantes de mayor nivel: aprox. 1 día. Las normas En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas: EN 60617-2 hasta EN 60617-8: Símbolos gráficos para esquemas de distribución EN 81346-2: Sistemas industriales. Para solucionar las tareas de los ejercicios 1 hasta 3 se necesita un motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador). Duración aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. KG 571793 XVII . La interacción directa entre la teoría y la práctica segura un rápido y sostenible progreso de los estudios. Especialidades de estudio A continuación se establece una relación entre las especialidades técnicas / profesiones y los temas incluidos en el manual "Principios básicos de motores eléctricos de corriente alterna". principios de estructuración e identificaciones de referencia Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas aparecen en color rojo. Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial. Estas informaciones no aparecen en las hojas de trabajo. Para solucionar las tareas 4 hasta 6 se necesita un motor universal. Los objetivos detallados constan en la lista anterior correspondiente. Sugerencias para las clases Aquí se ofrecen informaciones adicionales sobre cada componente y circuito. 3 días. máquinas y productos industriales.Informaciones para el instructor Objetivos didácticos La meta didáctica general del presente manual de trabajo consiste en que el estudiante conozca los principios básicos del funcionamiento de motores eléctricos de corriente alterna. Los objetivos didácticos concretos e individuales están relacionados con cada ejercicios específico. © Festo Didactic GmbH & Co. … S. S2. K2. Q1. © Festo Didactic GmbH & Co. éstos están numerados correlativamente.. P1. Si un circuito incluye varios componentes iguales.Profesión Tema Electrónico especializado en técnicas de automatización Analizar sistemas electrotécnicos y comprobar las funciones Analizar y adaptar sistemas de control Analizar equipos y comprobar su seguridad Mecatrónico Instalar aparatos eléctricos considerando aspectos de seguridad Analizar flujos de energía y transmisión de datos en módulos eléctricos. Q2. KG 571793 . Dependiendo del componente específico. … F. localizar de fallos y realizar reparaciones Estructura de los ejercicios La estructura metódica es la misma para todos los 6 ejercicios.. … Q. . neumáticos e hidráulicos Crear sistemas parciales de mecatrónica Poner en funcionamiento. K1. P. P2. . se agregan letras de identificación... S1. F2. F1. Los ejercicios están estructurados de la siguiente manera:  Título  Objetivos didácticos  Descripción de la tarea a resolver  Esquema de situación  Finalidad del proyecto  Medios auxiliares  Hojas de ejercicios El manual de trabajo contiene las soluciones de las tareas incluidas en las hojas de trabajo. Relés: Pulsadores y conmutadores: Contactores: Fusibles: Equipos de señales: XVIII K. Denominación de los componentes La denominación de los componentes incluidos en los esquemas se ha establecido conforme a la norma DIN EN 81346-2. Hojas de datos Las hojas de datos de los componentes constan en archivos de formato PDF. Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes respectivos. El CD-ROM del presente equipo didáctico incluye material didáctico complementario. © Festo Didactic GmbH & Co. Estructura del contenido del CD-ROM:  Instrucciones de utilización  Imágenes  Hojas de datos Instrucciones de utilización Instrucciones para la utilización apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didáctico. Imágenes Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. KG 571793 XIX .Contenido del CD-ROM El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. Además. pueden utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos. XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 . motores monofásicos de corriente alterna __________________________ 37 Ejercicio 4 – Principios básicos del motor universal _____________________________________________ 39 Ejercicio 5: Motor universal sometido a diversas cargas _________________________________________ 45 Ejercicio 6: Motor universal sometido a diversas cargas: mediciones con el software DriveLab _________ 53 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 1 .Índice Ejercicios y soluciones Motores de corriente alterna _________________________________________________________________3 Ejercicio 1: Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) __________________________________________________________5 Ejercicio 2: Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas cargas_________________________________ 13 Ejercicio 3: Motor monofásico con rotor en cortocircuito: mediciones con el software _________________ 23 Motores de corriente continua. KG 571793 .2 © Festo Didactic GmbH & Co. Motores de corriente alterna © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 3 . 4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 .  El estudiante conocerá los circuitos del motor. KG 571793 5 . Deberá dejarse constancia documentada de este trabajo de verificación.  El estudiante conocerá las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. la bobina secundaria. incluyendo la bobina principal. el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:  El estudiante conocerá básicamente el funcionamiento de los motores con condensador. se utilizará un motor eléctrico con condensador de arranque y condensador de funcionamiento. el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento.  El estudiante conocerá las conexiones a efectuar en el reglón de bornes para giro horario y antihorario del motor.  El estudiante sabrá cómo controlar el rendimiento característico efectuando mediciones y cálculos con el motor en funcionamiento sin carga y con carga nominal.  El estudiante conocerá la placa base de conexiones del motor con todas sus denominaciones. Descripción de la tarea a resolver Para el funcionamiento de un compresor de aire se dispone únicamente de tensión monofásica alterna de 230 V (L1 y N).Ejercicio 1 Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio. Primero deberá verificarse si el motor disponible es apropiado para este fin. Considerando que el compresor será difícil de poner en funcionamiento. Compresor de aire © Festo Didactic GmbH & Co. Complete las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. 6. 3.       6 Tareas a resolver Describa el funcionamiento del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Complete las denominaciones de la placa base de conexiones del motor eléctrico. KG 571793 . Complete los circuitos del motor. 2. el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento. la bobina secundaria. tablas con datos técnicos Extractos de los catálogos de los fabricantes de los componentes Hojas de datos Manual del sistema de servomotor y freno Internet WBT (curso a través de la red): actuadores eléctricos 1 © Festo Didactic GmbH & Co. 4. incluyendo la bobina principal.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 1. Complete el esquema con función de giro horario y antihorario del motor eléctrico. 5. Efectúe las mediciones y los cálculos necesarios para comprobar los datos que constan en la placa de identificación del motor en funcionamiento sin carga y con carga. Medios auxiliares Libros de texto técnicos. Se trata de la bobina principal con las denominaciones U1 y U2. Esta bobina ocupa 2/3 de las ranuras del estator. Funcionamiento básico del motor con condensador a) Describa la construcción de un motor con condensador. es necesario conectar en serie una capacitancia en relación con la bobina auxiliar. dispuestos en 90° entre sí. KG 571793 7 . Para obtener el desfase entre las dos bobinas y. b) Describa el funcionamiento de un motor con condensador. © Festo Didactic GmbH & Co. La bobina auxiliar con las denominaciones Z1 y Z2 ocupa las demás ranuras. El condensador de arranque se desconecta automáticamente mediante un interruptor centrífugo. se conecta un condensador de arranque en paralelo al condensador de funcionamiento. La capacitancia del condensador de funcionamiento debería seleccionarse de tal manera que no se caliente demasiado el devanado auxiliar. La capacitancia del condensador de funcionamiento debería absorber aproximadamente 1 kvar de potencia reactiva por kilovatio de potencia del motor.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 1. Dependiendo de las condiciones de puesta en funcionamiento. un campo de giro. la bobina auxiliar con el condensdor conectado en serie siempre se mantiene excitada. el motor monofásico puede tener un condensador de arranque y un condensador de funcionamiento. Si las condiciones para la puesta en marcha son difíciles. U1 U2 M 1 Z2 Z1 Motor con condensador – Configuración básica de las dos bobinas El cuerpo del estator contiene dos devanados. En el caso del motor monofásico con condensador de funcionamiento. en consecuencia. c) ¿Qué función tiene el condensador de funcionamiento? Con el condensador CB el motor funciona con menos vibraciones y su nivel de rendimiento es mayor. Placa base del motor – Denomine cada una de las conexiones de la placa base del motor eléctrico con condensador. KG 571793 . conexiones U1 y U2 Z1 Z2 Devanado auxiliar. Para aumentar la capacitancia se conecta en paralelo un condensador de arranque CA. es necesario aumentar también la capacitancia del condensador. El condensador de arranque se desconecta automáticamente mediante un interruptor centrífugo una vez que se puso en marcha el motor. conexiones CB y CB Interruptor centrífugo. De esta manera no se calienta el devanado auxiliar. 2. conexiones CA y CA CB CB Condensador de funcionamiento. conexiones 21 y 22 8 © Festo Didactic GmbH & Co. conexiones Z1 y Z2 Condensador de arranque.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) d) ¿Qué función tiene el condensador de arranque? Con el fin de aumentar el momento de arranque del motor. conexiones 11 y 12 Contro de la temperatura del motor. U1 U2 Devanado principal. incluyendo la bobina principal. la bobina secundria. KG 571793 U2 M 1 n> Z2 Z1 9 . Circuitos del motor con condensador. el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento – Complete los circuitos del motor.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 3. L1 N PE CA CB U1 U2 n> Z2 M 1 Z1 4. L1 L1 N N PE PE U1 Z1 U1 Z1 Z2 U2 Z2 U2 CA CB U1 CA U1 U2 M 1 CB n Z2 Z1 © Festo Didactic GmbH & Co. Conexiones para giro horario y antihorario del motor – Complete el esquema con función de giro horario y antihorario. 1 n> -M1 M 1 n Z2 Z1 Cantidad Identificación Denominación 1 -M1 Motor monofásico con condensador 2 -P1.1 Banco de pruebas. Efectúe el montaje de los circuitos y ponga en funcionamiento el motor. -P2 Multímetro digital 1 -P3 Medidor monofásico de potencia 1 -A1. KG 571793 .Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 5. L1 N PE -P1 V -P2 A -P3 W CB CA U1 U2 -A1. sistema de servomotor y freno Lista de componentes 10 © Festo Didactic GmbH & Co. Circuitos de medición para controlar el rendimiento del motor según sus características indicadas a) Complete las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. Incluya los valores medidos en la columna "Sin carga" de la tabla. Entonces se pone en funcionamiento el motor. 6. Sin carga (reposo) Carga nominal U [V] 228 228 I [A] 1. Incluya los valores medidos en la columna "Carga nominal" de la tabla. al factor de potencia y a la potencia reactiva.63 = 173 var © Festo Didactic GmbH & Co.78 S 274 VA 11 . A continuación se conecta el banco de pruebas.86 P [W] 216 352 n [rpm] 1480 1400 d) Recurriendo a los valores medidos sin carga y con carga nominal que constan en la tabla. pero éste no está conectado al ordenador. – Utilice el motor con condensador de 230 V. calcule los valores correspondientes a la potencia aparente. Sin carga (reposo) La potencia aparente S: S  U  I  228 V  1. KG 571793 P 216 W  = 0. se aplica la carga correspondiente con el banco de pruebas hasta alcanzarse la crga nominal (ver placa con indicación de la potencia). b) Primero se miden los valores con el motor en funcionamiento sin carga.2 1.2 A = 274 VA El factor de potencia cos φ: cos   La potencia reactiva Q: Q  S  sin   274 VA  0. A continuación deberán leerse los valores correspondientes. c) Al efectuar las mediciones con el motor en funcionamiento con carga nominal.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) b) Efectúe el montaje según el esquema. referencia 571872. Control del rendimiento característico mediante mediciones y cálculos a) Para realizar las mediciones debe conectarse el motor al banco de pruebas. 42 Ω IC 1.75 A 1 1  = 24.42 Ω Control de la capacitancia de CB Valores medidos: 12 U = 220 V I = 0.28 Ω  0.83 S 424 VA Control de la capacitancia de CA Valores medidos: U = 230 V I = 1.7 A La reactancia XC: XC  La capacitancia C: C U C 220 V = 314.28 Ω © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 .56 = 237 var P 352 W  = 0.2 μF 2    f  X C 2    50 s-1  131.75 A La reactancia XC: XC  La capacitancia C: C UC 230 V  = 131.86 A = 424 VA El factor de potencia cos φ: cos   La potencia reactiva Q: Q  S  sin   424 VA  0.7 A IC 1 1  = 10.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Carga nominal La potencia aparente S: S  U  I  228 V  1.13 μF -1 2    f  X C 2    50 s  314. Índice Ejercicios y soluciones Motores de corriente alterna _________________________________________________________________3 Ejercicio 1: Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) __________________________________________________________5 Ejercicio 2: Motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) sometido a diversas cargas_________________________________ 13 Ejercicio 3: Motor monofásico con rotor en cortocircuito: mediciones con el software _________________ 23 Motores de corriente continua y motores monofásicos de corriente alterna _________________________ 37 Ejercicio 4 – Principios básicos del motor universal _____________________________________________ 39 Ejercicio 5: Motor universal sometido a diversas cargas _________________________________________ 45 Ejercicio 6: Motor universal sometido a diversas cargas: mediciones con el software DriveLab _________ 53 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 1 . 2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 . KG 571793 3 .Motores de corriente alterna © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 .4 © Festo Didactic GmbH & Co. Deberá dejarse constancia documentada de este trabajo de verificación.  El estudiante conocerá los circuitos del motor.  El estudiante conocerá la placa base de conexiones del motor con todas sus denominaciones. KG 571793 5 . Descripción de la tarea a resolver Para el funcionamiento de un compresor de aire se dispone únicamente de tensión monofásica alterna de 230 V (L1 y N). incluyendo la bobina principal. el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento. se utilizará un motor eléctrico con condensador de arranque y condensador de funcionamiento. Compresor de aire © Festo Didactic GmbH & Co.  El estudiante sabrá cómo controlar el rendimiento característico efectuando mediciones y cálculos con el motor en funcionamiento sin carga y con carga nominal. la bobina secundaria.  El estudiante conocerá las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor.Ejercicio 1 Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio. el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:  El estudiante conocerá básicamente el funcionamiento de los motores con condensador. Considerando que el compresor será difícil de poner en funcionamiento.  El estudiante conocerá las conexiones a efectuar en el reglón de bornes para giro horario y antihorario del motor. Primero deberá verificarse si el motor disponible es apropiado para este fin. Complete el esquema con función de giro horario y antihorario del motor eléctrico. el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento. 6. 5. tablas con datos técnicos Extractos de los catálogos de los fabricantes de los componentes Hojas de datos Manual del sistema de servomotor y freno Internet WBT (curso a través de la red): actuadores eléctricos 1 Nombre: __________________________________  Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. Efectúe las mediciones y los cálculos necesarios para comprobar los datos que constan en la placa de identificación del motor en funcionamiento sin carga y con carga. la bobina secundaria.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 1. Complete las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. Complete los circuitos del motor. incluyendo la bobina principal. 3.       6 Tareas a resolver Describa el funcionamiento del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Complete las denominaciones de la placa base de conexiones del motor eléctrico. 4. Medios auxiliares Libros de texto técnicos. 2. KG 571793 . U1 U2 M 1 Z2 Z1 Motor con condensador – Configuración básica de las dos bobinas b) Describa el funcionamiento de un motor con condensador. KG 571793 Nombre: __________________________________  Datum: ____________ 7 . Funcionamiento básico del motor con condensador a) Describa la construcción de un motor con condensador.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 1. c) ¿Qué función tiene el condensador de funcionamiento? © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 .Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) d) ¿Qué función tiene el condensador de arranque? 2. Placa base del motor – 8 Denomine cada una de las conexiones de la placa base del motor eléctrico con condensador. U1 U2 Z1 Z2 CB CB Nombre: __________________________________  Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 U2 M 1 n Z2 Z1 Nombre: __________________________________  Datum: ____________ 9 . el condensador de arranque y el condensador de funcionamiento – Complete los circuitos del motor. L1 N PE CA CB U1 U2 n Z2 M 1 Z1 4. la bobina secundria. Conexiones para giro horario y antihorario del motor – Complete el esquema con función de giro horario y antihorario. incluyendo la bobina principal. L1 L1 N N PE PE U1 Z1 U1 Z1 Z2 U2 Z2 U2 CA CB U1 U2 M 1 CB CA U1 n Z2 Z1 © Festo Didactic GmbH & Co. Circuitos del motor con condensador.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 3. Circuitos de medición para controlar el rendimiento del motor según sus características indicadas a) Complete las conexiones de medición que deben realizarse para controlar el rendimiento característico del motor. KG 571793 . sistema de servomotor y freno Lista de componentes 10 Nombre: __________________________________  Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. L1 N PE V A W CB CA U1 U2 M 1 n Cantidad Identificación n Z2 Z1 Denominación 1 Motor monofásico con condensador 2 Multímetro digital 1 Medidor monofásico de potencia 1 Banco de pruebas.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) 5. Efectúe el montaje de los circuitos y ponga en funcionamiento el motor. b) Primero se miden los valores con el motor en funcionamiento sin carga. calcule los valores correspondientes a la potencia aparente. © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 Nombre: __________________________________  Datum: ____________ 11 . A continuación deberán leerse los valores correspondientes. A continuación se conecta el banco de pruebas. 6.Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) b) Efectúe el montaje según el esquema. Sin carga (reposo) Carga nominal U [V] I [A] P [W] n [rpm] d) Recurriendo a los valores medidos sin carga y con carga nominal que constan en la tabla. se aplica la carga correspondiente con el banco de pruebas hasta alcanzarse la crga nominal (ver placa con indicación de la potencia). pero éste no está conectado al ordenador. Incluya los valores medidos en la columna "Sin carga" de la tabla. Entonces se pone en funcionamiento el motor. Control del rendimiento característico mediante mediciones y cálculos a) Para realizar las mediciones debe conectarse el motor al banco de pruebas. al factor de potencia y a la potencia reactiva. referencia 571872. c) Al efectuar las mediciones con el motor en funcionamiento con carga nominal. Incluya los valores medidos en la columna "Carga nominal" de la tabla. – Utilice el motor con condensador de 230 V. Ejercicio 1 – Principios básicos del motor monofásico de corriente alterna con rotor en cortocircuito (motor con condensador) Carga nominal Control de la capacitancia de CA Control de la capacitancia de CB 12 Nombre: __________________________________  Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 571793 .