Motor Monodasico

CAPÍTULO II

CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS

Datos preliminares del motor monofásico;

* Tensión de Alimentación; 220 / 110 Volt.
* Frecuencia de la Red; 60 Hz.
* Factor de Potencia Mejorado 0,9
* Número de Ranuras; 24 U.
* Número de polos; 02 U.
* Número de Bobinas por Polo; 04 U.
* Longitud Axial; 4,2 / 4,9 cm. 4.55 cm. ≡0,0455 m.
* Diámetro del Núcleo (Rotor o Estator). 6,1 / 6,4 cm. 6,25 cm. ≡ 0,0625 m.

SOLUCIÓN

a. Determinando la potencia aproximada del motor;

* Del Coeficiente de Salida;
Co = 1,11 * 1 -3 * π 2 * k D * ρ e-ENTREH * β MAG
* Por datos del Fabricante;

β MAG = 0,35-0,55 ≡ 0.45 Tesla.
ρe-ENTREH = 5 000 - 15 000 ≡ 10 000 Ampere-Conductor /metro.
k D- = 0,75-0,85 ≡ 0.80

* Reemplazando valores;
Co = 1,11 * 1 -3 * π 2 * 0.80 * 10 000 * 0.45 = 39,438 ≈ 39,44
* La Velocidad de Sincronismo por segundo será;
ω S-S = ω S = 120 * 60 = > ω S-S = 60 [RPS]
60 60 * 2
* La Potencia Aparente se determina por la expresión general;
S Mot ( kVA ) = Co * D 2 *L * ω S-S
S Mot ( kVA ) =39,44*0.06252 * 0.0455 * 60
S Mot ( kVA ) = 0.4205 ≡ 420,5 VA
* La potencia activa en condiciones de diseño; será
El rendimiento η = 0.65
El factor de potencia Cos Ф = 0.65
P = S * Cos Ф * η
P = 420,5 * 0,65 * 0,65
P = 177,661 Watt

b. Determinando el Número de Espiras de Régimen;

Por datos del fabricante;

* La Densidad Magnética; β MAG = 0,35-0,55 T. = > β MAG = 0,45 [T.]* El Factor de Devanado; k D = 0,75 – 0,85 = > k D = 0,80

* El Flujo Magnético se obtiene por;

β MAG = p * Φ = > Φ = β MAG * π*D*L
π*D*L p

Φ = 0,45 * π * 0,0625 * 0,0455 = > Φ = 2,0101 * 10 -3 [Wb]
2
* Las espiras se obtiene por;
N R = V Efic
4,443 * Φ * f * k D
N R = 220 = 513,20 = > N R =514,00 Espiras
4,443 * 2,0101*10-3 * 60 * 0,80
* Para determinar las espiras por polo;
N R-P = N R = 513,20 = 256,6 = > N R-P = 257,00Espiras
p 2
* La Intensidad de Corriente; será
i R = HP * 746 [Amperes]
V EFIC * η * Cos Φ
i R = 177,661 = 1.911 = > i R = 2,0 Amperes
220 * 0,65 * 0,65
* La Intensidad de Corrientemejorada será;
i R = HP * 746 [Amperes]
V EFIC * η * Cos Φ
i R = 177,661 = 0.996 = > i R = 1,0 Amperes
220 * 0,90 * 0,90
* La sección del conductor está dada por (Ventilación Normal);
A R = i R [mm2 ó AWG]
ρ C-CU 0,326 AWG #22
A R = 1,0 = 0,2857 mm 2 { A R = 0,326 AWG #22
3,5 0,258 AWG #2342

c.Determinando el Número de Espiras de Arranque;

* Aplicamos la siguiente expresión;
N A = k * N R * k D-R ; Donde
k D-A
k ; Relación efectivo de las espiras Régimen y Arranque; [ 1,15 – 1,55] = [ 1,35]
k D-R ; Factor de Devanado de Régimen; [ 0,75 – 0,85 o Cálculo] = [ 0,80]
k D-A ; Factor de Devanado de Arranque; [ 0,80 – 0,85] = [ 0,83]
* Para determinar las espiras porpolo;

N A = 1,35 * 514,00 * 0,8 = 668,81 = > N A = 668,00Espiras
0,83
* Para determinar las espiras por polo;
N R-P = N R = 668,81 = 334,4 = > N R-P = 334,00Espiras
p 2
* La sección del conductor está dada por (25 % de la Sección de Régimen);
0,258 AWG #23
A A = 0.25 * 0.326 = 0,0815 mm 2 {0,326-0,0815 = 0.2445A R = 0,326 AWG #23
0,204 AWG #24

d. El valor del Condensador será;

C (μF) = P ( Tg Φ – Tg Φ´)
ω * V EFIC 2
El Ángulo Inicial; Cos Φ = 0,65 => Φ = 49º27’
El Ángulo Final; Cos Φ’ = 0,90 => Φ = 25º50’
La Frecuencia Angular; ω = 2 * π * 60 = 376,99 => ω = 377,0 Rad / s.
Reemplazando valores;
C (μF) = 177,661 ( Tg 49º27’ – Tg...