Arranque de Motores Practica de Introducción al Diseño Eléctrico
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Arranque de Motores Índice:
Objetivos…………………………………………………………………………………………………….
pág. 2
Fundamento Teórico ………………………………………………………………………………….
pág. 2
Motores…………………………………………………………………………………………………… pág. 2 Partes de un motor eléctrico ………………………………………………………………….… pág. 3 Inversión de Giro……………………………………………………………………………………… pág. 4 Arranque Estrella Triangulo……………………………………………………………………… pág. 4 Conexión Estrella……………………………………………………………………………………… pág. 4 Conexión Triangulo…………………………………………………………………………………… pág. 4 Esquema de potencia…………………………………………………………………………………pág. 5 Esquema de maniobra……………………………………………………………………………… .pág. 5 Explicación de la maniobra…………………………………………………………………… .… pág. 6 Cuestionario……………………………………………………………………………………………………...…pág. 7 Cuestionario y Observaciones……………………………………………………………………………… pág.10 Bibliografía……………………………………………………………………………………………………… pág.10
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Arranque de Motores
ARRANQUE DE MOTORES 1. Objetivo: Realizar los diferentes tipos de arranque de motores eléctricos, especialmente el arranque estrella-triangulo.
2. Fundamento Teórico: Motores: El motor eléctrico es aquel motor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, por medio de la repulsión que presenta un objeto metálico cargado eléctricamente ante un imán permanente. Son máquinas eléctricas rotatorias. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos. Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares como ventiladores, teléfonos y bombas, máquinas herramientas, aparatos electrodomésticos, herramientas eléctricas y unidades de disco, los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de la corriente continua (DC), tal como de baterías, automóviles o rectificadores, o por fuentes de la corriente alterna (AC), tal como de la rejilla de poder, inversores o generadores. Los pequeños motores se pueden encontrar en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones muy estandarizadas y características proporcionan el poder mecánico conveniente al uso industrial. Los más grandes de motores eléctricos se usan para propulsión del barco, compresión de la tubería y aplicaciones de almacenaje bombeado con posiciones que alcanzan 100 megavatios. Los motores eléctricos pueden ser clasificados por tipo de la fuente de la energía eléctrica, construcción interna, aplicación, tipo de la salida de movimiento, etcétera. Los dispositivos como solenoides magnéticos y altavoces que convierten la electricidad en el movimiento, pero no generan el poder mecánico utilizable respectivamente se les refiere como accionadores y transductores. Los motores eléctricos son usados para producir la fuerza lineal o la torsión (rotonda).
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Arranque de Motores
Partes de un motor eléctrico:
Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en la parte móvil (rotor). El circuito magnético de los motores eléctricos de corriente alterna está formado por chapas magnéticas
apiladas
y
aisladas
entre
sí
para
eliminar
el
magnetismo
remanente.
El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor y en forma de
anillo
en
el
estator.
El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda girar libremente, hay que dotarlo de
un
entrehierro
constante.
El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado inductor y se envuelve exteriormente
por
una
pieza
metálica
con
soporte
llamada
carcasa.
El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie para colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobinado) o bien se le incorporan conductores de gran sección soldados a anillos del mismo material en los extremos del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) reciban
similar el
a
nombre
una de
jaula rotor
de
ardilla, de
jaula
de
ahí de
que ardilla.
El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamientos y se saca al exterior para transmitir el movimiento, y lleva acoplado un ventilador para refrigeración. Los extremos de los bobinados se sacan al exterior y se conectan a la placa de bornes.
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Arranque de Motores
Inversión de Giro:
La inversión de giro de un motor, es un circuito que permite cambiar el sentido de giro de un motor. Para conseguir la inversión de giro de un motor asíncrono trifásico, solo es necesario intercambiar la conexión de dos fases fases de las tres que alimentan alimentan al motor. Esto se consigue por medio de los contactores de dos contactores contactores KM1 Y KM2 KM2
Arranque Estrella Triangulo:
Los motores de potencia consumen alta corr iente cuando arrancan. Para disminuir la corriente de arranque se hace funcionar al motor en el arranque, en conexión estrella. Mediante un temporizador después de un tiempo t, el motor pasa a la conexión triangulo. Para ello se necesitan necesitan tres contactores, KM1, KM2 y KM3 El arranque directo de un motor, absorbe elevadas corrientes en el momento de conectarlo a red, equivalente a 2,5 veces el valor de la In (Intensidad Nominal), los cual se traduciría en devanados eléctricamente más robustos, dispositivos de control y protección de mayo rango, alimentadores de mayor capacidad, encareciendo los costos asociados a construcción e instalación de un motor, razón por la cual el sistema de arranque directo no se utiliza en motores de elevada potencia. Especialmente en motores asíncronos, trifásicos, con motor en cortocircuito, se utiliza un sistema de arranque denominado estrella-triangulo.
Conexión Estrella:
Consiste en unir entre sí un terminal de cada bobina del estator y alimentar el otro terminal, para generar una tensión equivalente a la tensión entre fases, dividida por el factor
√ , entre los
terminales de cada bobina.
Conexión Triangulo:
Consiste en conectar en serie las bobinas del estator y aplicar tensión equivalente a la tensión línea-línea.
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Arranque de Motores
Esquema de potencia:
Esquema de maniobra:
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Arranque de Motores El esquema nos explica, empezando desde arriba, que el circuito tiene tres fusibles F3, un relé térmico F2,que se utiliza para proteger el motor, y que tiene 3 contactores KM1, KM2 y KM3. Además, si comparamos los dos esquemas, veremos que el esquema de maniobra incorpora un temporizador KA1 y dos interruptores S1 y S2. Además, en el esquema de maniobra, entre KM2 y
KM3, está representado el enclavamiento mecánico, es el triángulo que une las dos bobinas de los contactores con líneas discontinuas, no es obligatorio dibujarlo, porque un poco más arriba está representado el enclavamiento eléctrico, son los dos contactos que están inmediatamente después de KA1
Explicación de la maniobra: 1. S1 Si pulsamos sobre S1 tenemos la conexión en estrella, porque entran en funcionamiento
KM1, KM2 y KA1. Transcurrido un tiempo, pasamos a la conexión en triángulo por medio del temporizador KA1, se activa KM3 y se desactiva KM2. Recordar, el temporizador debe activarse cuando se alcance el 80% de la velocidad nominal del motor.
2. S2 Es el interruptor de paro. Desconecta a KM1, KM3 y KA1. Se inicia el paro del motor, lleva una inercia
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Arranque de Motores Cuestionario 1. Mencione el tipo de motor m otor utilizado y sus características más importantes. Se utilizó el motor asíncrono trifásico “Jaula de Ardilla”. Características (datos de la placa): 380V, cosΦ = 0.83, I = 6.7A, P = 3kW, f = 1720 rpm.
2. Explique las razones por las que se usa un arranque estrella-triangulo ¿a partir de que potencia recomendaría su uso? La finalidad de esta forma de arranque e s la de reducir la intensidad absorbida por el motor durante el periodo de arranque, e n detrimento de su par. Esta forma de arranque se utiliza en motores que inician su marcha con demanda par resistente inferior nominal. En un arranque directo el par c onseguido equivale a 2 veces el nominal. Características del arranque estrella-triangulo: -
Par de arranque: 33% del par de arranque directo.
-
Tensión de arranque: = UL/√
-
Intensidad de arranque: = IL/√
: Tensión de fase. UL: tensión de línea.
: Intensidad de fase. IL: intensidad de línea.
3. Explique los significados de corriente de arranque, corriente de vacío, c orriente nominal de un motor. Explique sus diferencias.
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Arranque de Motores 4. Explique las diferencias entre las lecturas obtenidas en arranque direct o y estrellatriangulo. Arranque directo Arranque estrella-triangulo 100% 33% Corriente de arranque 4 a 8 In 1.3 a 2.6 In Sobrecarga de línea 0.6 a 1.5 Cn 0.2 a 0.5 Cn Par inicial en el arranque 2 a 3 segundos 3 a 7 segundos Tiempos de arranque Ventajas arranque Directo: -
Arrancador simple y económico.
-
Par de arranque importante.
Desventajas de arranque Directo: -
Punta de corriente muy importante.
-
Arranque brusco.
Ventajas arranque estrella-triangulo: -
Arrancador económico.
-
Buena relación par/corriente.
Desventajas arranque estrella-triangulo: -
Débil par de arranque sin posibilidad de ajuste.
-
Corte de tensión en el cambio de acoplamiento.
5. ¿Qué importancia tiene la regulación del tiempo de cambio de estrella a triangulo en el momento de arranque del motor? Se hace el cambio una vez que el motor haya alcanzado el 80% de su velocidad nominal, nominal, esto se hace para evitar caídas de tensión, calentamiento de la instalación. etc.
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Arranque de Motores c) Finalmente el motor evoluciona en triángulo desde e l punto 3 al 4, donde el motor se estabiliza a la velocidad que corresponda en función del par de carga.
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Arranque de Motores 3. Conclusiones y Observaciones: El motor asincrónico o de inducción es e l tipo de motor de corriente corr iente alterna más popular debido a la simplicidad y facilidad de operación. Un motor de inducción no tiene circ uito separado de campo; en su lugar, depende de la acción de un transformador para inducir voltajes y corrientes en su circuito de campo. En efecto un motor, de inducción es básicamente un transformador rotante y su circ uito equivalente es similar al de un transformador, excepto en lo que respecta a la variación de la velocidad. También cabe destacar, que el motor asincrónico opera normalmente a una velocidad cercana a la sincrónica, pero nunca puede operar a esa velocidad. Siempre debe haber algún movimiento relativo para inducir voltaje en el circuito de campo del motor asincrónico. Por otro lado, en un motor de inducción, el deslizamiento o velocidad al cual ocurre el par máximo puede ser controlado variando la resistencia del rotor . El valor del par máximo es independiente de la resistencia del rotor. Si la resistencia del rotor es alta, disminuye el valor de la velocidad a la cual ocurre el par máximo e incrementa el par de arranque del motor. Las máquinas de inducción se pueden utilizar como generador si hay una fuente de potencia reactiva (capacitores estáticos o una maquina sincrónica) disponible en el sistema de potencia. Un generador de inducción inducción aislado presenta graves problemas problemas de regulación de voltaje, pero cuando opera en paralelo con un gran sistema de potencia, este puede controlar el voltaje de la máquina. Los gener adores de inducción son máquinas pequeñas que se utilizan en fuentes de energía alternativas como molinos de viento o en sistemas de recuperación de energía. Casi todos to dos los generadores grandes en uso son generadores sincrónicos.
4. Bibliografía:
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_eléctrico
http://www.ojocientifico.com/2011/09/29/motor-electrico-como-funciona
http://www.nichese.com/estrella-triangulo.html
https://sites.google.com/site/279motoreselectricos/partes-fundamentales-de-un-motor-