Este documento presenta los objetivos y procedimientos para realizar una sesión experimental sobre un motor de inducción de rotor bobinado (MIRB). Los objetivos incluyen determinar factores que afectan el sentido de giro, medir el deslizamiento bajo diferentes cargas, y obtener las curvas características de la máquina. Se describen las características técnicas del MIRB y equipos de soporte. Los procedimientos incluyen ensayos para medir el sentido de giro, deslizamiento, resistencias del partidor, y obtener curvas

1. Segunda Sesión: Motor de Inducción Rotor Bobinado
Objetivos
• Conocer los factores que determinan el sentido de giro de una MIRB.
• Determinar los factores que definen el deslizamiento en la MIRB, y su efecto en las
corrientes en sus devanados.
• Ensayar distintos tipos de partidores disponibles para la MIRB y determinar las
características de cada uno de ellos y sus efectos en la máquina y la red.
• Obtener las curvas características de la máquina en ensayo.
• Determinar el circuito equivalente y rendimiento de la máquina en ensayo
Equipamiento
A continuación se presentan las características del Motor de inducción de rotor bobinado
(MIRB) y del motor de corriente continua (MCC) con los que se trabajó. Ademas de los
partidores utilizados.
Motor de inducción rotor bobinado (MIRB)
Tabla 2.01: Características de placa MIRB
N° de serie 55857
Fabricante The Macfarlane Eng. Co. Ltd.
Tensión nominal 380 V
Corriente nominal 11.8 A
Potencia nominal 5 kVA
Velocidad nominal 1500 RPM
Frecuencia 50 Hz
Tipo de conexión Estrella
Tabla 2.02: Características constructivas MIRB
N° de polos 4
Estator Trifásico
Rotor Bobinado
Montaje Base metálica fija
Carcasa Abierta de fierro fundido
Ventilación Natural
Sistema de anillos 3 anillos deslizantes en el eje del rotor
Acoplamiento Al eje Mecánico (machón semi elástico)

2. Máquina de corriente continua (MCC)
Tabla 2.03: Características de placa MCC
N° de serie 55856
Fabricante The Macfarlane Eng. Co. Ltd.
Tensión nominal 230 V
Corriente nominal 21.8 A
Potencia nominal 5 Kw
Velocidad nominal 1500 RPM
Tabla 2.04: Características constructivas MCC
Montaje Base metálica fija
Carcasa Semi blindada de fierro fundido
Ventilación Autoventilado
Acoplamiento Al eje Mecánico por machón semi elástico
Partidor Directo
Tabla 2.05: Datos de placa partidor directo.
N° de serie 275064
Marca MWAOOL
Tensión nominal 380 V
Frecuencia 50 Hz
Potencia nominal 7.5 HP
Fases Trifásico
Partidor con Resistencias Rotóricas
Tabla 2.06: Datos de placa partidor con resistencias rotoricas.
Fabricante The electrical apparatus Co. Ltd.
N° de serie L635513
Tensión de línea 380/440 V
Frecuencia 50 Hz
Potencia nominal 7.5 HP
Tipo LCA1SD
Fases Trifásico
Tabla 2.07: Datos de placa resistencias rotoricas.
Fabricante Siemens
N° de serie N-587-5
Tipo K 383-221
Resistencia 3 x 7.5 ohm
Potencia nominal 11 kW
Corriente nominal 24 A

3. Panel de Comando
Presenta las conexiones de los distintos partidores y también la del MIRB y MCC, posee
un multímetro digital ION-7300
Figura 2.01
Se utilizó además instrumentación pedida en pañol y disponible en laboratorio tal como:
variac trifásico.
Banco de resistencias trifásico.
Tacómetro digital
Osciloscopio digital
2 Sondas diferenciales de corriente (fondo escala 20A)
Voltímetros AC (fondo escala 300/600 V)
Sonda diferencial de voltaje
Amperimetros AC 20A

4. Procedimiento
1) Se prepara un set-up experimental que permite hacer girar la MIRB con el fin de
estudiar el comportamiento del sentido de giro del motor para distintas conexiones
de éste con respecto a la red y las diferentes disposiciones de las conexiones de la
resistencia rotórica. Para la implementación de este experimento se montó el
esquema de la figura; en el cual las resistencias externas se encuentran en su
valor máximo y se está aplicando tensión reducida mediante el variac. Se procede
a ver qué sucede al alternar una fase tanto desde la red como en las resistencias
rotoricas.
Figura 2.02
El sentido de giro se observó respecto al giro de operación de la máquina y se tomaron
las siguientes anotaciones
Tabla 2.08: Relación del sentido de giro con la inversión de fases y resistencias
Sec. de fases Sec. Rotoricas Sentido de giro
R-S-T Ra-Rb-Rc Horario
R-S-T Ra-Rc-Rb Horario
S-R-T Ra-Rb-Rc Anti-horario
S-R-T Ra-Rc-Rb Anti-horario
De lo anterior se concluyó que la secuencia de las resistencias rotóricas no influyen en el
sentido de giro, pues este depende del CMR inducido por las corrientes de estator, por lo
tanto el sentido de giro cambiará al invertir una de las fases de la red.
2) Se prepara un set-up con el fin de medir el deslizamiento de la MIRB en las
condiciones de operación en vacío y plena carga. Para esto se alimenta la máquina
a tensión nominal y se aplica carga utilizando la máquina de corriente continua en
el banco de pruebas.

5. Se utiliza un voltímetro para medir el voltaje entregado por la red y el osciloscopio con
sondas de corriente y voltaje para medir la corriente y voltaje en estator y el desfase entre
ellos. También se utiliza un tacómetro para medir la velocidad de giro de la máquina.
Todas estas mediciones se realizan en vacío y en plena carga.
Para medir el desfase se midió corriente de estator en un canal y el voltaje en otro y se
determinó el tiempo de desfase el cual mediante la relación de 360 grados y 20 ms de
periodo de la red (50Hz) se obtuvo el ángulo de desfase de la corriente.
Tabla 2.09: Desfase corriente de estator
Vacío
360/20m= X/5.1
x= 91.8°
Plena carga
360/20m= X/2.6
x=50.4°
Figura 2.03
Corriente y Voltaje de estator vacío
Los datos observados en esta prueba se encuentran en la siguiente tabla:
Tabla 2.10: Datos obtenidos prueba deslizamiento
Carga Tensión de
alimentación
Corriente de
estator
Desfase
corriente de
estator
Velocidad (rpm)
0% 375 V 10.4 A 91.8° 1480
100% 365 V 15.4 A 50.4° 1360
Como se conoce que el motor es de 4 polos, se tiene que su velocidad sincrónica es de
1500rpm, con esta última más las velocidades medidas es sencillo calcular el

6. deslizamiento:
Tabla 2.11: Deslizamiento calculado con velocidades
Carga Deslizamiento
0% 0.0133
100% 0.0933
En los bobinados se inducen tensiones a distintas frecuencias dado que hay un CMR que
gira a la velocidad sincrónica producto de CMR en el entrehierro que gira a la misma
velocidad generados por la circulación de corrientes trifásicas.
Por medio de un sensor de corriente y un osciloscopio se miden las corrientes de estator y
rotor y se observa su periodo para calcular su frecuencia.
El deslizamiento sería entonces:
s= fr/fs
Tabla 2.12: Deslizamiento por medición de desfase de las corrientes de estator y rotor.
Vacío Plena carga
Frecuencia estator 50 Hz 50 Hz
Frecuencia rotor 0.48 Hz 4.50 Hz
Deslizamiento 0.0096 0.0900
Se observa que la frecuencia del estator sin importar el modo de operación es 50 Hz
debido a que corresponde a la frecuencia de la red.
En las mediciones de la tabla II.10 además se observa que al estar en vacío la maquina
primordialmente se comporta como un inductor, debido a que al no tener carga la única
resistencia es la de los bobinados y los conductores.
3) Se examina el partidor con resistencia rotórica agregada y se mide el valor de las
resistencias agregadas en cada una de las etapas.
Figura 2.04: Placa de la conexión interna del partidor con resistencias rotóricas

7. Se midieron las resistencias del partidor con un puente de Wheatstone y se obtuvo que en
cada paso y por fase (viendo conecciones por paso STEP en la placa) las resistencias
agregadas son:
Tabla 2.13: Resistencias rotóricas agregadas
Etapa Resistencia
agregada fase R
Resistencia
agregada fase S
Resistencia
agregada fase T
1 0 0 0
2 6.25 Ω 7.32 Ω 6.12 Ω
3 3.65 Ω 2.21 Ω 3.75 Ω
4 1.15 Ω 2.14 Ω 1.13 Ω
4) Se realizaron las conexiones necesarias para energizar la MIRB a través del partidor con
resistencia rotórica agregada. Y se operó el partidor mientras se registraban mediante el
osciloscopio la corriente y velocidad de la máquina durante su proceso de arranque mediante el
voltaje de armadura de la maquina de corriente continua.
Figura 2.05: Set-up para medición corriente de partida con partidor resistencia rotórica
Figura 2.06: Corriente partida armadura MIRB y voltaje armadura MCC

8. En el canal 1 la corriente de partida se puede notar que es superior a 70A y en el canal 2 el voltaje
de armadura nos dice que la maquina tarda desde estar detenida hasta su velocidad nominal es
1.26 segundos.
5) Se prepara un set-up experimental para obtener las curvas características de la MIRB.
Con la MCC se aplica carga al eje de la MIRB variando desde operación en vacío hasta carga
nominal. Operando con resistencia rotórica mínima se registran los valores de corriente,
potencia, factor de potencia, y eficiencia para los distintos valores de carga.
Luego se repite para resistencia rotótica intermedia (valor justo en el medio) y maxima, se toman
los valores y se grafican las curvas caracteristicas en los tres casos.
Figura 2.07: Set-up para obtencion de curvas características
Tabla 2.14: Mediciones con resistencia rotórica minima
Carga Corriente de
estator
Potencia de
entrada
Factor de
potencia
Velocidad (rpm)
0 kW 3.679 A 0.621 kW -42.11° 1480
1kW 4.588 A 0.746 kW -66.75° 1464
1.5kW 5.206 A 0.952 kW -74.25° 1453
2kW 5.990 A 1.143 kW -78.69° 1441
2.5kW 6.654 A 1.293 kW -82.40° 1434
3kW 7.397 A 1.435 kW -83.87° 1422

9. 3.5kW 8.153 A 1.617 kW -85.64° 1414
4kW 8.941 A 1.794 kW -86.64° 1407
4.5kW 9.692 A 1.949 kW -87.38° 1390
5kW 10.28 A 2.105 kW -87.95° 1384
Tabla 2.15: Mediciones con resistencia rotórica maxima
Carga Corriente de
estator
Potencia de
entrada
Factor de
potencia
Velocidad (rpm)
0 kW 3.462 A 0.269 kW -35.32° 1344
1kW 4.029 A 0.536 kW -59.32° 1087
1.5kW 4.373 A 0.640 kW -65.25° 990.4
2kW 4.658 A 0.723 kW -69.20° 913.1
2.5kW 4.899 A 0.793 kW -72.02° 840.8
3kW 5.119 A 0.852 kW -74.03° 786.4
3.5kW 5.254 A 0.891 kW -75.64° 735.9
4kW 5.494 A 0.936 kW -76.83° 689.1
4.5kW 5.621 A 0.977 kW -77.82° 652.0
5kW 5.794 A 1.019 kW -78.72° 612.1
Tabla 2.16: Mediciones con resistencia rotórica intermedia
Carga Corriente de
estator
Potencia de
entrada
Factor de
potencia
Velocidad (rpm)
0 kW 3.497 A 0.302 kW -38.81° 1401
1kW 4.279 A 0.625 kW -64.61° 1253
1.5kW 4.727 A 0.757 kW -70.92° 1189
2kW 5.212 A 0.892 kW -75.62° 1126
2.5kW 5.621 A 0.998 kW -78.40° 1013
3kW 5.991 A 1.093 kW -80.43° 990.5
3.5kW 6.354 A 1.178 kW -81.73° 981.4

10. 4kW 6.613 A 1.254 kW -82.97° 938.2
4.5kW 7.012 A 1.321 kW -83.87° 902.0
5kW 7.277 A 1.375 kW -84.68° 872.5
Figura 2.08 Curva característica potencia

11. Figura 2.09 Curva característica corriente
Figura 2.10 Curva característica torque

12. Figura 2.11 Curva característica potencia entrada
6) Se prepare un set-up experimental para realizar las pruebas de vacío y rotor bloqueado a fin de
obtener los parámetros del circuito equivalente de la máquina en ensayo. Para el caso de la
prueba de vacío se alimenta la máquina a tensión nominal, sin aplicar carga al eje y para rotor
bloqueado se utiliza el freno mecánico disponible en el banco de prueba para bloquear el
movimiento del rotor. Utilizando un variac trifásico se aplica tensión reducida a los terminales del
estator de la máquina hasta que el valor de corriente en sus devanados alcance el valor
nominal. Además se mide la resistencia en los devanados del MIRB y se toman los siguientes
datos:
Tabla 2.17: Mediciones prueba vacío
Tensión 385.2 V
Corriente 3.654 A
Potencia 0.369 kW
Tabla 2.18: Mediciones prueba rotor bloqueado
Tensión 96.28 V
Corriente 11.7 A
Potencia 1.003 kW
Con el puento de Wheastone se midieron las resistencias del bobinado de la MIRB
conectas en paralelo para obtener un valor promedio el cual fue R=0.62 Ω, esta seria la
resistencia operando bajo corriente DC por lo que para obtener la resistencia AC la
escalamos en 1.1 teniendo R1=0.682 Ω .

13. Figura 2.12 Circuito equivalente rotor bloqueado
La resistencia de rotor bloqueado se determina:
Mientras que la reactancia del estator y el rotor quedan como:
Figura 2.13 Circuito equivalente prueba vacío

14. La resistencia R se calcula como:
Y la inductancia X se obtiene de la siguiente forma:
Finalmente la inductancia y resistencia del fierro se obtienen mediante el equivalente:
Los valores por unidad se obtienen de la siguiente manera:

15. 7) Para medir la razón de vueltas en los devanados se bloquea el rotor y se aplica tensión
reducida en el estator y se mide la tensión inducida en el rotor. Posteriormente se aplica una
tensión reducida al rotor y se mide la inducida en el estator.
Tabla 2.19: Tensión inducida rotor (aplicar tensión a estator)
Tabla 2.20: Tensión inducida estator (aplicar tensión a rotor)
Debido a que el rotor esta bloqueado la maquina se comporta esencialmente como un transformar
entonces para encontrar la razón de vueltas basta con utilizar:
En la primera tabla tenemos que la razón de vueltas es 60/32, 61/32, 63/34 y en la segunda
109/60, 112/64 y 128/70 si promediamos estos valores nos da que:
a = 1.8 ≈ 2