Centros de control de motores.
Un Centro de Control de Motores (CCM) es un tablero que alimenta, controla y protege circuitos cuya carga esencialmente consiste en motores y que usa contactores o arrancadores como principales componen c omponentes tes de control. Los CCM se proporcionan con alambrado Clase I o Clase II; con cualquiera de las clases el usuario puede especificar el arreglo físico de las unidades dentro del centro de control de motores (sujeto a los parámetros de diseño). Arrancadores
Los arrancadores son los aparatos de control más sencillos que se pueden emplear para arrancar motores y para protegerlos contra sobrecargas. Existen varios tipos de arrancadores en el mercado: y
Arrancadores Magnéticos a Tensión Plena No Reversible.
Los arrancadores a tensión plena son los aparatos de control más sencillos que se pueden emplear para arrancar motores y para protegerlos contra sobrecargas. Pueden usarse cuando la corriente de arranque del motor no tiene un valor alto para la línea que alimenta el motor y cuando el par de arranque en estas condiciones no es perjudicial a la máquina impulsada por el motor. y
Arrancadores Magnéticos a Tensión Plena Reversible .
Estos arrancadores están diseñados para operar motores de corriente alterna en ambas direcciones, conectan el motor directamente a la línea y pueden usarse cuando el par de arranque del motor no sea demasiado intenso para la línea. Consta de un interlock mecánico-eléctrico que impide a los contactores cerrar simultáneamente. y
Arrancadores Electrónicos de Arranque Suave.
Este tipo de arrancador utiliza la técnica electrónica para generar en primer lugar un arranque suave con limitación de la corriente. Esto se logra reduciendo la tensión en los bornes del motor, lo cual reduce también el par y en consecuencia la corriente de arranque; el resultado: un arranque suave, sin vibraciones y por ende sin desgaste que, además corrige el factor de potencia. El arranque suave se consigue variando la tensión en los bornes del motor, creando una rampa de tensión. El arrancador está equipado con un control de corte de fases gobernado por un microprocesador para el arranque suave. Mediante este control se varía solamente la tensión del motor; el de la frecuencia es y corresponde siempre a la de la red.
Los CCM son utilizados como eslabón de unión entre los equipos de generación y los consumidores finales tales como motores, equipos de climatización, etc. Los CCM ofrecen la ventaja de integrar dentro de un mismo gabinete los sistemas arrancadores de motores de distintas áreas de una planta así como el sistemade distribución de la misma, al utilizar este equipamiento se reducen los costos ya que la líneas de alimentación llegan a un solo lugar (el CCM) y desde allí salen los cables de poder y de control hacia las cargas finales. El número de secciones en un centro de control de motores depende del espacio que tome cada una de sus componentes, de manera que si el diseñador sabe que componentes componentes se incluirán, se puede diseñar el centro de control de motores. El centro de control de motores ofrece las siguientes ventajas: y
Permite que los aparatos de control se alejen a lejen de lugares peligrosos.
y
Permite centralizar al equipo en el lugar más apropiado. apr opiado.
y
Facilita
el mantenimiento y el costo de la instalación es menor.
Para diseñar el centro de control de motores se debe tomar en consideración la siguiente información: Elaborar una lista de los motores que estarán en el CCM indicado para cada motor: y
Potencia en Hp o kW.
y
Voltaje
y
Corriente nominal a plena carga.
y
F orma
y
Si
y
Lámparas de control e indicadoras.
de operación.
de arranque.
tiene movimiento reversible.
Mantenimiento motores eléctricos.
La necesidad de efectuar periódicamente un mantenimientopreventivo predictivo, es una inversión que está plenamente justificada para aquellos motores que, por sus características o régimen de trabajo, puedan ocasionar grandes pérdidas para su empresa
en
caso
de
una
parada
por
avería.
Pero también es evidente que para la realización de este servicio, es imprescindible tener que efectuar unas paradas de producción.
Eltiempo improductivo por maquina parada puede ser importante, especialmente cuando se manipulan máquinas de corriente continua de E.I., etc. a las que se le realizan todas la verificaciones a motor parado. Lo cual significa que para una línea de producción a la que se le realicen diagnosis a varios motores y en la que solamente intervenga uno o dos técnicos, quedará improductiva durante un intervalo muy prolongado de tiempo. El mayor tiempo empleado en efectuar una diagnosis es para las verificaciones a motor parado. Un análisis aproximado para motores de corriente continua de E.I., etc. sería el siguiente:
Verificación
a
motor
Datos de la placa. Inspección visual (colector, escobillas, etc.).
parado
Aislamientos. Resistencias. Temperatura. Extraer protecciones máquina.
Varios
Preparación de herramientas, instrumental, etc.
Verificación
marcha
a motor en
Tensión de inducido. Tensión de excitación. Corriente de inducido. Corriente de excitación.
Velocidad
(rpm).
Análisis de rodamientos. Análisis de vibraciones. Análisis de la taco dinamo. Aproximadamente un 30% de las averías están producidas por problemas mecánicos, rotura de rodamientos, rotura y desgaste de ejes, etc. y que estos a su vez pueden provocar daños muy graves en los bobinados del rotor y del estator. Mantenimiento preventivo. SER VOMOT ORES
A.C« BRUSHLESS.
y
Inspección deentrada del motor y toma de datos en banco de pruebas.
y
Verificación
del elemento de captación (codificador)resolver, sonda hall,
encoder, etc. y
Control de conectores.
y
Análisis de rodamientos, se cambian sistemáticamente.
y
Análisis de vibraciones, equilibrado del rotor si fuese preciso.
y
Control del par del freno.
y
Control de imanes rotor.
y
Limpieza de todas las piezas y accesorios del motor.
y
Control de todas las partes mecánicas del motor, eje, alojamiento de rodamientos, etc.
y
Verificación
del bobinado del estator, si fuera necesario impregnación con
barniz epoxy y secado al horno.
Si
y
Cambio de rodamientos, juntas, tuercas, etc.
y
Montaje motor, ajuste del freno.
y
Pruebas de salida motor, ajuste del codificador.
y
Testen Banco de pruebas.
y
Control final, pintado, embalaje, etc.
llevase ventilación forzada, se le realizaran igualmente todas las operaciones
necesarias para su mantenimiento.
MOTORES A.C. CABEZAL (MÁQUINA HERRAMIENTA). y
Inspección de entrada del motor y toma de datos.
y
Verificación
y
Control de conectores y conexiones
y
Análisis de rodamientos, se cambian sistemáticamente
y
Análisis de vibraciones, equilibrado del rotor si fuese preciso.
y
Limpieza de todas las piezas y accesorios del motor.
y
Control de todas las partes mecánicas del motor, eje, alojamiento de
del elemento de captación
rodamientos, etc. y
Verificación
del bobinado del estator, si fuera necesario impregnación con
barniz epoxy y secado al horno. y
Cambio de rodamientos y juntas.
y
Montaje motor
y
Pruebas de salida motor, verificación / ajuste del elemento de captación
y
Control final, pintado, embalaje, etc.
Al ventilador, se le realizarán igualmente todas las operaciones necesarias para su mantenimiento. Mantenimiento predictivo SER VOMOT ORESA.C«BRUSHLESS . Verificación
a motor parado:
y
Datos de placa.
y
Inspección visual de conectores, caja de bornes, etc.
y
Temperatura.
Verificación
a motor en marcha:
y
Análisis de rodamientos.
y
Análisis de vibraciones.
MOTORES A.C. CABEZAL (máquina herramienta) y
Se
realizaran las mismas operaciones que para los servomotores A.C. Brushless.
Circuitos de control de motores.
Algunos de los factores a considerar son los siguientes:
y
El ARRANQUE DEL MOTOR :
el motor eléctrico se pude arrancar
conectándolo directamente de la línea pero cuidado es muy peligroso y no lo intenten así, esta es la forma de controlar un motor eléctrico, para eso existen medios de control como el dispositivo de arranque (un botón pulsador) y el dispositivo de paro (unbotón pulsador de emergencia) también utilizaremos una bobina en este caso será un contactor o un arrancador magnético cualquiera de los dos está bien. En el arranque los motores eléctricossegún la aplicación su arranque debe ser lento y gradualmente hasta alcanzar su velocidad normal, pero en otros casos no solamente su encendido normal es por eso te digo que depende de la aplicación que se le dé por ejemplo: Un arranque gradual de velocidad puede ser en una turbina de aire o (soplador industrial) para lograr esto en la actualidad se utilizan dispositivos electrónicos de arranque gradual y paro gradual del motor eléctrico, estos dispositivos aumentan la vida del motor de esfuerzos repentinos que se pudieran tener si no se contara con estos dispositivos y son controladores por SCR o controlador rectificador de silicio. y
LA PARADA DEL MOTOR :
Los controladores permiten la detención o paro
de los motores eléctricos en forma normal por la inercia o por la acción de un freno magnético, la parada rápida es vital del controlador esta para casos de emergencia (paro de emergencia). Una de las aplicaciones de los frenos magnéticos. En una grúa de carga tipo industrial, el cual posee un gancho para levantar la carga y ahí se aplica un freno magnético para la detención de la carga, si no se contara con un freno pues la carga se corre hacia abajo y causaría sobrecarga en el motor eléctrico es por eso la aplicación de freno. Una aplicación de paro de emergencia. En la actualidad toda maquinaria ya sea tipo de coser, de manipuladores eléctricos, de prensas hidráulicas etc. poseen un interruptor de paro de emergencia cercas del operador, esto se logra con el fin de detener la maquinaria y equipo lo másrápido posible cuando exista un riesgo en el personal que la opera o en una mala operación de la maquinaria.
y
EL ARRANCADOR MAGNETICO:
Se
utiliza un arrancador magnético para
controles de motores ya sea trifásico, bifásico etc. Para controlar el motor, es decir que lo encienda. Existen de diferentes capacidades y pueden variar desde 1, 3, 5, 10, 15,25 HP (horse power) o más dependiendo de los caballos de potencia del motor es como se escogerá el arrancador a utilizar. Por ejemplo un motor eléctrico de 10 HP se utilizara un arrancador de 15 HP si el motor se enciende constantemente se puede utilizar este 15 HP así logramos que el arrancador no se dañe muy pronto y cuidar la seguridad del operador como el de la maquinaria. Ahora bien ya conocemos los tres dispositivos de arranque de un motor eléctrico los básicos, que son: El arranque del motor (botón pulsador de arranque), la parada del motor (botón pulsador de paro) y el arrancador magnético. Existen dos circuitos de importancia en estos controles, un circuito de control y un circuito de fuerza. y
El circuito de control:
Es donde se controlara el arrancador magnético es un
circuito separado, puede ser de poco voltaje 12, 24,127vac, pero no se mezcla con las conexiones del motor recuerda que es un circuito de control separado del circuito de fuerza. y
El circuito de fuerza: Es
donde se realizan las conexiones del motor
eléctricotrifásico y pueden ser de 220,440vac según el voltaje del motor eléctrico y este circuito no se mezcla con el de control porque se puede ocasionar un corto circuito y daños tanto como personal y en el equipo o maquinaria. y
Diagrama
del
circuito
básico
de
control
Este es un circuito de control de tres alambres como puedes ver esta el símbolo del botón de paro, el símbolo del botón de arranque, el del arrancador magnético, el contacto de sobrecarga S/C y su contacto de retención de la bobina (M). La energíaeléctrica circula por medio del botón de paro de emergencia a través del contacto (M) y hasta ahí llega la energíaeléctrica, como también hasta el botón de arranque pero solo hasta ahí llega, cuando oprimimos el botón de arranque la energíaeléctrica circula por la bobina y el contacto de sobrecarga (s/c) logrando cerrar el circuito activando a la bobina (M) o arrancador magnético, así es que el arrancadormagnético tiene un contacto de retención (M) y cuando se energiza la bobina (M) su contacto de retencióntambién se cierra logrando la retención y ahora si podemos dejar de presionar el botón de arranque y el arrancador está activado. Propósito del controlador
Algunos de los factores a considerarse respecto al controlador, al seleccionarlo e instalarlo, pueden enumerarse como sigue:
1) Arranque: El motor se puede arrancar conectándolo directamente a través de la línea. Sin embargo, la máquina impulsada se puede dañar si se arranca con ese esfuerzo giratorio repentino. El arranque debe hacerse lenta y gradualmente, no sólo para proteger la máquina, sino porque la oleada de corriente de la línea durante el arranque puede ser demasiado grande. La frecuencia del arranque de los motores también comprende el empleo del controlador. 2) Paro: Los controladores permiten el funcionamiento hasta la detención de los motores y también imprimen una acción de freno cuando se debe detener la máquina rápidamente. La parada rápida es una función para casos de emergencia. 3) Inversión
de la rotación:
Se
necesitan controladores para cambiar
automáticamente la dirección de la rotación de 1as máquinas mediante el mando de un operador en una estación de control. La acción de inversión de los controladores es un proceso continuo en muchas aplicaciones industriales. Esta
puede hacerse por medio de estaciones de botones, un interruptor de tambor o un módulo inversor de giro. 4) Marcha: Las velocidades y características de operación deseadas, son, función y propósito directos de los controladores. Éstos protegen a los motores, operadores, máquinas y materiales, mientras funcionan. 5) Control de velocidad: Algunos controladores pueden mantener velocidades muy precisas para propósitos de procesos industriales, pero se necesitan de otro tipo para cambiar las velocidades de los motores por pasos o gradualmente. 6)
Seguridad
del operador: Muchas salvaguardas mecánicas han dado origen a
métodos eléctricos. Los dispositivos piloto de control eléctrico afectan directamente a los controladores al proteger a los operadores de la máquina contra condiciones inseguras. 7) Protección contra daños: Una parte de la función de una máquina automática es la de protegerse a sí misma contra daños, así corno a los materiales manufacturados o elaborados. Por ejemplo, se impiden los atascamientos de los transportadores. Las máquinas se pueden hacer funcionar en reversa, detenerse, trabajar a velocidad lenta o lo que sea necesario para realizar la labor de protección. 8) Mantenimiento de los dispositivos de arranque: Una vez instalados y ajustados adecuada mente, los arrancadores para motor mantendrán el tiempo de arranque, voltajes, corriente y troqué confiables, en beneficio de la máquina impulsada y el sistema de energía. Los fusibles, cortacircuitos e interruptores de desconexión de tamaño apropiado para el arranque, constituyen buenas prácticas de instalación que se rigen por los códigos eléctricos. Diferencia entre un control automático y uno manual
Cuando un circuito se considera manual es debido a que una persona debe iniciar la acción para que el circuito opere, usando más comúnmente las estaciones de botones, en cambio uno automático está diseñado para que el circuito arranque solo y que la persona tenga la comodidad de que éste funcionará sin que el tenga que hacer nada, los dispositivos de control automático pueden ser los interruptores de flotador, de presión o
termostatos y su capacidad de contacto debe ser suficiente para conducir e interrumpir la corriente total del motor.
Diagramas de Control
Este diagrama se llama unifilar por que representa solo una fase de corriente.
Este diagrama se llama bifilar por que representa dos fases de corriente.
Este diagrama se llama trifilar por que representa 3 fases de corriente.
Funci n de un encl
El encl
iento
ient si e para mant ener la conexi n después de pres ionar nuestro
bot n de arranque y a l presionar nuestro bot n de paro se para e l motor y se bota el enclavamiento y el bot n de arranque.
Partes de un circuito de control
Los elementos básicos o más comunes en un c ircu ito de control son seña lados a continuaci n. y
Circuito de fuerza.
Motor tr i ásico Marca: Nema Ti po: Mm. 90-4 Ser ie: Nr-3- 0116 HP. 0.75
R .P.M. 1736 Volts: 220 V Amperes: 1.5/3.0 A
Ciclos: 60Hz Temperatura: 40º C Peso total: 7.80Kg.
Protección.
1) Arrancadores magnéticos: Estos arrancadores limitan la corriente en la etapa de arranque evitando alcanzar corrientes que puedan causar fluctuaciones perjudiciales en la línea de alimentación. Estos arrancadores cuentan con protecciones de sobrecarga y corto circuito en las 3 fases y ofrecen compensación de temperatura ambiente y además cuentan con botonería para arranque y paro, montados en su gabinete. Clase 8501 Tipo P122 I Th2 12ª 660VCA
y
Protección térmica
y
Estación de botones
y
Contactor
El contactor está diseñado para soportar la carga de los motores; es decir, va conectado directamente a la línea, en cambio los relevadores tienen contactos más débiles y no van conectados a las líneas directamente. Los contactores soportan aún más corriente que los relevadores (hasta 7A). Estos a la vez varían de tamaño dependiendo de la carga a alimentar.
2) R elevador de control: 220- 380- 500 V CA 4- 6- 8A
Es una bob ina que enc lava contactos norma lment e abier tos de jando pasar la corr ient e y abre contactos norma lmente cerrados impidiendo el paso de la corr iente. y
Controles automáti cos:
1) R elevador de tiempo: 220- 380- 450 V CA 3- 6- 8A 160Min
Existen dos ti pos de relevadores de tiempo los cua les son los siguientes: y
R elevador de control de tiempo ON DELAY: Este ti po de relevador se usa pr inci pa lmente en circu itos donde se requ iere que la respuesta, una vez que se ha energizado el circu ito, el relevador se retarde en enviar la seña l del
tiempo requer ido en el proceso. y
R elevador de control de tiempo OFF DELAY: Este ti po de relevador de control de tiempo, su pr inci pa l caracter ística, es que retarda la respuesta a los circu itos secundar ios una vez que se ha desenerg izado el circu ito de control.
Consta de un capacitor que es el que almacena dicha energía.
2) Switch-
interruptor de nivel o
de f lotador :
220- 380- 500 V CA 2- 6- 8A
La operaci n de un interruptor de
f lotador se controla
por el movimiento hacia arr i ba o hacia
aba jo, del f lotador
que se coloca en el tanque de agua. E l f lotador abre o c ierra mecánicamente los contactos eléctr icos mediant e una var illa o cadena con un con trapeso. Existen var ios ti pos de int erruptores de f lotador, el capsulado, f lotador con contrapeso y electron ivel: a) Interruptor de f lotador :
b) Interruptor encapsulado: Consta de una esfera me tálica que entra en contact o cuando la presi n decae. c) Electronivel: Es un control electrónico que censa el nivel cuando está lleno, a la mitad y vacío protegiendo a l motor para que la bomba no traba je en vacío.
3)
Switch
o interruptor de presión:
220- 380- 550 VCA 3- 6- 8 A
Los interruptores de presión del tipo industrial están diseñados para cubrir la amplia variedad de requerimientos que se encuentran en el control de máquinas neumáticas o hidráulicas. Estos controles se emplean más comúnmente máquinas ± herramientas, sistemas de lubricación de alta presión, bombas y compresores por motor.
Controles Manuales.
1) Interruptor de tambor: Atrás Clase 2601 Tipo AG-2
Fuera
Adelante
Capacidad máxima Fases
Monofásico
Polifásico
CD. 115-
Volts
115
230
110
220-550
C.P.
1 1/2
2
1 1/2
2
230 1/4
Al presionar Atrás en el interruptor de tambor (de color azul en el diagrama), la terminal 1 del motor trifásico se conectará con línea 1, terminal 2 con línea 2 y terminal 3 con línea 3, al momento de querer invertir el giro del rotor de este, el interruptor de tambor debe de estar en Fuera (color negro en el diagrama), y esperarse un momento dar para Adelante, ya que si no se hace esto se forjará demasiado el rotor y puede ser que se dañe; entonces al dar para adelante se invertirán las fases lo que hará que el rotor gire en otro sentido (color rojo en el diagrama), se conectará la terminal 1 del motor con línea 2, terminal 2 con línea 1 y terminal 3 con línea 3.
2) Estación de botones: 220- 380- 500 V CA 4- 6- 8 A
El propós ito pr inci pa l de la estación de botones es: y
Arranque: El motor se puede arrancar conec tándolo directamente a través de
la línea; sin embargo, la máquina impulsada se puede dañar s i se arranca con este esfuerzo girator io repentino. y
Paro: Los controles permiten el funcionamient o hasta la detención de los mot ores y también impr ime una acción de freno cuando la maquinar ía se debe de parar ráp idamente. La parada rápida es una acc ión vital del contro l para casos de emergenc ia.
y
Invers ión de la rotación: Se necesitan controles para camb iar manua lmente la dirección de la rotación de las máquinas mediante el mando de un operador en una estación de control, la inversión de la rotación en muchos procesos es continuo en var ias aplicaciones industr iales.
Indicadores y
Luces piloto: 110-220 VCA 50/60Hz 1.5W
La función principal de las luces es señalizar que está sucediendo algo: y
Verde:
Indica que el motor está en funcionamiento o buen estado. Relajación. Ç
y
Roja: Indica que el motor se ha detenido o en mal estado. Alarma.
y
Ámbar: Indica precaución o que algo está por suceder.
Ohmetro digital:
Es un instrumento que sirve para medir la resistencia eléctrica (R). medida es el
Ohmio
Su
unidad de
() Hay 2 tipos de óhmetros, el primero, que es el que viene
integrado con el multímetro y el segundo el analógico. Estos tipos de dispositivos no deben trabajar con ningún voltaje y/o amperaje sino podrían llegar a dañarse, Sino se conoce dicha escala, este no se llega a dañar en caso de
no ser la correcta; sin embargo, no marcar ía el valor, entonces se tendr ía que seleccionar bien la esca la para que nos d iera el valor con exactitud. Para medir resistencias a ltas se utilizan los mú lti plos y para medir resistencias pequeñas se usan los submú lti plos.
Megaohms (M ) = 1 000 000 K ilohms (K ) = 1000 Hectohms () = 100 . Este instrumento puede usarse para ver if icar que las terminales tengan continuidad. y
Chicharra:
Generalmente la chicharra a l igual que la luz ro ja indica prevención o a larma; as í
también como que e l motor está parado. Terminales
Son las conductoras de la corr iente y se deben de ver if icar con el multímetro en la escala de Ohms () para saber s i no se encuentran trozadas de un pun to.
