UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL
1. PORTADA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial “Informe #02”
Título:
Accionamiento de motores con temporización
Carrera:
Electrónica y Comunicaciones
Área Académica:
Física y Electrónica
Línea de Investigación:
Sistemas Electrónicos
Ciclo Académico y paralelo:
Séptimo Electrónica “A”
Alumnos participantes:
Bonilla Mario Chávez Lissette Pérez Vinicio Vargas Adrián Velasteguí Homero
Módulo y Docente:
Control Industrial y PLC’s Ing. Moral es Edwin
Fecha de envió:
28-mayo-2014
Fecha de entrega:
04-mayo-2014
2. INFORME DEL PROYECTO 2.1 Título:
Accionamiento de motores con temporización
2.2 Objetivos: 2.2.1 General:
Realizar el circuito de retardo al encendido de un motor trifásico
2.2.2 Específicos:
Implementar el circuito de control para el accionamiento de un motor trifásico empleando un temporizador.
Implementar el circuito de potencia para el accionamiento de un motor trifásico empleando un temporizador.
Configurar el temporizador en modo retardo al encendido.
Controlar por medio del temporizador el motor trifásico para encenderlo después después de 5 segundos de haber energizado el circuito.
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2.3 Introducción: Los Temporizadores son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamados contactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, de haberse abierto o cerrado su circuito de alimentación. Cuando la tensión de alimentación se aplica a A1/A2, empieza el intervalo de tiempo. Después de pasado el intervalo seleccionado, se activa el relé de salida que permanecerá activado hasta que se interrumpa la alimentación. Con alimentación de 24 V hay que utilizar los terminales A1 y B1.
2.4 Marco Teórico: MOTORES TRIFASICOS Estos motores, disponen en el estator tres devanados, uno por fase. Cada devanado tiene dos terminales, un principio y un final, que salen a la caja de con 6 bornes, los cuales pueden ser interconectados entre sí, por tanto, se puede conectar en delta o en estrella.
Figura 1. Conexión delta (izquierda) y estrella en motor trifásico jaula de ardilla.Fuente: Martín, J. (2008). U1, V1 y W1 son las entradas de las terminales, U2, V2 y W2 son las salidas de las terminales. Se puede apreciar que la conexión delta es una conexión en serie entre las terminales, mientras que en la conexión estrella, las salidas de las terminales se encuentran conectadas en paralelo. En motores, no se conecta a neutro en la conexión de estrella.
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La conexión en delta es para la tensión menor de funcionamiento del motor y la conexión en estrella es para mayor (1.7 veces más). [1] Cortés, M. (2003) menciona que es común que para el arranque, se utilice un conmutador para que el motor arranque en estrella, y a plena carga, cambiarse a delta, esto para reducir la gran corriente de arranque que consume el motor, que puede dañar a equipos paralelos del motor, pero al arrancar con una conexión estrella, se reduce la fuerza de arranque. [2]
CONTACTOR Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada".
¿Cómo trabaja un contactor? A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, tetra polar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías. Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las auto alimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo. Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser: - Por rotación, pivote sobre su eje. - Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas. - Combinación de movimientos, rotación y traslación. Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil.
Constitución de un contactor electromagnético: Contactos principales: Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Están abiertos en reposo.
Contactos auxiliares: Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Están acoplados mecánicamente a los contactos principales y pueden ser abiertos o cerrados.
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Bobina: Elemento que produce una fuerza de atracción (FA) al ser atravesado por una corriente eléctrica. Su tensión de alimentación puede ser de 12, 24 y 220V de corriente alterna, siendo la de 220V la más usual.
Armadura: Parte móvil del contactor. Desplaza los contactos principales y auxiliares por la acción (FA) de la bobina.
Núcleo: Parte fija por la que se cierra el flujo magnético producido por la bobina. Resorte: Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez cesa la fuerza FA. [3]
TEMPORIZADORES ¿Cómo trabaja un temporizador? El elemento fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de contar los pulsos suministrados por algún circuito oscilador, con una base de tiempo estable y conocida. El simple hecho de contar pulsos de una duración fija nos permite medir el tiempo con precisiones asombrosas, determinadas fundamentalmente por la estabilidad del generador de pulsos y por los circuitos electrónicos del contador binario. Sin embargo, un contador útil debe tener más elementos que permitan sacar provecho a ése circuito básico, es por ello que los microcontroladores utilizan un conjunto de circuitos auxiliares para poder manejar, con cierto nivel de libertad, las características básicas del contador binario y convertir el conjunto en un temporizador/contador programable.
QUE ES UN TEMPORIZADOR: Se denomina temporizador al dispositivo mediante el cual podemos regular la conexión o desconexión de un circuito eléctrico durante un tiempo determinado. El temporizador es un tipo de relé auxiliar, pero se diferencia en que sus contactos no cambian de posición instantáneamente.
Tipos de Temporizador
Temporizador a la Conexión
Cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que conmuta los contactos, se denomina Temporizador a la Conexión. Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los bornes de su bobina a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciómetro o regulador frontal del aparato si es electrónico. También se le puede regular mediante un potenciómetro remoto que permita el mando a distancia; este potenciómetro se conecta a los bornes y no puede aplicarse a los relés de los contactos.
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Temporizador a la Desconexión
Cuando el temporizador deja de recibir tensión y al cabo de un tiempo conmuta los contactos, se denomina Temporizador a la Desconexión. Es un relé cuyo contacto de salida conecta instantáneamente al aplicar la tensión de alimentación en los bornes de la bobina. Al quedar sin alimentación, el relé permanece conectado
durante
el
tiempo
ajustado
por
el
potenciómetro
frontal
o
remoto,
desconectándose al final de dicho lapso.
Temporizador Térmico
Actúa por calentamiento de una lámina bimetálica. El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina. Consta de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y está conectado en serie con la lámina bimetálica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lámina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario.
Temporizador Neumático
El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relé. Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.
Temporizador Magnético
Se obtiene ensartando en el núcleo magnético del relé, un tubo de cobre. Este tubo puede tener el espesor de algunos milímetros y rodear al núcleo en toda su longitud, constituyendo una camisa o bien puede ser de un diámetro igual a la base del carrete de la bobina y una longitud limitada, y en este caso se llama manguito; el manguito puede ser fijado delante, en la parte de la armadura, o en la parte opuesta. [4]
2.5 Materiales y Equipos: Materiales Motor trifásico
2 Contactores MC-18/220V
Cable flexible # 10
Pulsador NC
Temporizador OMRON
Pulsador NO
Tabla 1. Materiales para el circuito de inversión de giro de un motor trifásico
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Equipo Multímetro
Simulador CadeSimu
Computador
Contadora
Pinza
Destornilladores plano y estrella
Pelador de cable
Fuente Trifásica
Tabla 2. Equipo para el circuito de inversión de giro de un motor trifásico
2.6 Diagrama y Esquema: 2.6.1 Diseñar en CadeSimu el plano de control retardo al encendido
Figura 2. Plano de Control retardo al encendido
2.6.2 Diseñar en CadeSimu el circuito de potencia para retardo al encendido
Figura 3. Plano de Potencia retardo al encendido
2.7 Procedimiento y desarrollo: CIRCUITO DE CONTROL
Conectar a la línea L1 una botonera NC que servirá para quitar la energía al circuito
Conectar en seria a la botonera NC una botonera NO que servirá para enclavar al contactor K1
Conectar en serie a la botonera NO el contacto A1 de la bobina de K1
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Conectar A2 de la bobina de K1 a la línea L2
Conectar paralelo a la botonera NO un contacto NO del K1
Conectar paralelo a la bobina de K1 la bobina de T1 un termporizador
Conectar a la línea L1 un contacto TNO de T1 este se accionara cuando haya transcurrido el tiempo establecido en el temporizador
Conectar en serie al contacto TNO la bobina de k2, A1
Conectar A2 de K2 a la línea L2
K2 sera el contactor que accionara el motor, este circuito esta configurado con retardo al encendido teniendo en cuenta que se puede variar esta configuración con tan solo modificar los modos de funcionamiento del temporizador
CIRCUITO DE FUERZA
Conectar las líneas L1 L2 L3 a los contactos de K2, R S T
Conectar la salida de K2, U V W a las líneas del motor U V W
2.7.1 Circuito de control:
Figura 4. Plano primera parte del circuito de control
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Figura 5. Plano segunda parte circuito de control
2.7.2 Circuito de potencia:
Conectar las líneas L1 L2 L3 a los contactos de K2, R S T
Conectar la salida de K2, U V W a las líneas del motor U V W
Figura 6. Plano circuito de potencia
2.8 Discusión y Resultados:
Se practicó el uso de un temporizador con retardo al encendido, y se accionó el motor luego de 5 segundos.
2.9 Conclusiones:
El circuito de control utilizando el temporizador permite con control autónomo del retardo al encender un motor trifásico.
Los temporizadores se pueden prefijar para dar un retardo en su funcionamiento ya sea en segundos, minutos y horas, permitiendo además establecer valores de fracciones de tiempo exactos.
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El temporizador de la marca Omron posee varios tipos de trabajo como son el retardo al encendido, apagado, en impulso e impulso continuo.
El temporizador en modo retardo al encendido espera un tiempo establecido para cerrar el circuito, después de haber sido energizada su bobina.
2.10
Recomendaciones:
Probar el circuito de control antes de conectar el circuito de potencia a las líneas de fases r, s, t.
Antes de probar el circuito de potencia se debe medir la diferencia de potencial entre cada una de las líneas de fases, asegurándonos que exista el mismo nivel de voltaje.
Antes de conectar el motor trifásico a la red, se debe verificar cuanto voltaje posee la red, para de esta forma optar por una configuración estrella o triangulo adecuada, acorde a las especificaciones del motor.
Utilizar de manera correcta la simbología de cada elemento para la realización de los planos.
2.11
Referencias bibliográficas:
1. Martín, C. (2008) “Automatismos industriales”, México, Editorial Editex. 2. Cortes, Manuel. (2003), “Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas”, España, Editorial Reverté. 3. Molina, Franklin (2005 -2008) Electromecanica.com: Contactor, Chile. Disponible en: http://www.profesormolina.com.ar/electromec/contactor.htm 4. Vega Daniel. (24 de mayo del 2011) “Clases de Temporizadores” Disponible en : http://danivegaa.blogspot.com/2011/05/clases-de-temporizadores.html
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2.12
Anexos
Figura 7. Destornilladores estrella y plano
Figura 8. Botoneras o pulsadores NA y NC
Figura 9. Temporizador plano
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Figura 10. Toma de corriente Trifásico
Figura 11. Motor Trifásico
Figura 12. Circuito con retardo al encendido
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Figura 13. Circuito retardo al encendido funcionando
