“UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA” FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECANICA, MECANICA - ELECTRICA Y MECATRONICA
“INSTALACION, ARRANQUE ESTRELLA/TRIÁNGULO DEL MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO CON CONTACTORES” ALUMNO: CURSO: PRACTICAS DE MAQUINAS ELECTRICAS II HORARIO: SEMESTRE: VIII AREQUIPA- PERÚ 2013
1. OBJETIVO Elaborar el plano de instalación, realizar el montaje y verificar la correcta operación del arranque estrella/triangulo del motor de inducción trifásico utilizando contactores para su control. Observándose las normas que establece el Código Eléctrico Nacional. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO Cuando un motor se arranca directamente, la intensidad en ese momento es de 5 a 10 veces mayor que a plena carga. Por esta razón cuando los motores tienen potencias grandes, es necesario buscar algún método para reducir esa corriente de pico. A estos procedimientos se los llaman indirecto y entre ellos se encuentra el arranque Estrella – Triangulo, entre otros. Este método es el más utilizado en los motores de media y baja potencia. Este método de arranque se puede aplicar tanto a motores de rotor devanado como a motores de rotor en jaula de ardilla, la única condición que debe de cumplir el motor para que pueda aplicársele este método de arranque es que tenga acceso completo a los devanados del estator.
Y consiste en aplicar en el arranque la tensión nominal del motor en la conexión de triángulo cuando éste está conectado en estrella, con lo que la tensión de alimentación se reduce en √3 y el par de arranque en 1/3. Una vez que el motor ha empezado a girar, se conmuta la conexión de los devanados a triángulo, con lo que se le está aplicando la tensión nominal de alimentación. La corriente de arranque se reduce en 1/√3= 0.6 en relación con la corriente de arranque directo. Tanto la intensidad en el arranque tanto como la obtenida en el paso de estrella a triángulo, son menores que la sobre intensidad que se tendría con un arranque directo. El arranque se hace de forma escalonada en dos tiempos.
SISTEMA DE ARRANQUE ESTRELLA – TRIANGULO
Las características principales para ejecutar el arranque de un motor en configuración estrella-triangulo es que cada una de las bobinas sea independiente y su extremos sean accesibles desde la placa del motor. La secuencia de arranque comienza en configuración estrella. Generando una tensión en cada una de las bobinas de estator
√ 3 veces menor que
la nominal, con una reducción proporcional de la corriente nominal (I n). Una vez que el motor alcanza entre el 70%y 80% de la velocidad nominal, se desconecta el acoplamiento en estrella para realizar la conmutación a configuración triangulo, momento a partir del cual el motor opera en condiciones nominales, sometido a una intensidad pico de muy poca duración, la cual no alcanza el valor pico de 2.5 I n, que alcanzaría si se ejecutara el arranque directo. Sin embargo, este aspecto carece de importancia en la mayoría de los casos, ya que la velocidad nominal se alcanza en pocos segundos. La conmutación estrella-triangulo debe realizarse al alcanzar entre un 70% o 80% de la velocidad nominal, que de producirse antes, la intensidad pico alcanzaría valores muy elevados provocando la parada del motor y con gran probabilidad de daño en los de vanados del mismo.
En la práctica, el tiempo de conmutación está sujeto al par acelerador y a la inercia de las partes con las siguientes limitaciones:
El relé térmico no tolera tiempos prolongados, típicamente un máximo de treinta segundos (30seg). El motor tiene un límite de calentamiento.
3. ELEMENTOS A UTILIZAR
Multimetros Motor asíncronos trifásico Temporizador Contactores Pulsadores
4. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN a. Reconocer e identificar los terminales del motor, elaborar el esquema de conexiones de las bobinas en el crudo de potencia. b. Regular el autotransformador trifásico para proporcionar una tensión de salida de 220 entre líneas para alimentar al circuito de fuerza. c. Elaborar el diagrama completo del circuito de fuerza para ser alimentada desde el autotransformador. Elaborar el diagrama del circuito de control considerando una tensión de alimentación a las bobinas de los contactores y del temporizador de 220V. CIRCUITO DE FUERZA CIRCUITO DE CONTROL
d. Registrar la corriente de arranque y la corriente cuando se produce el cambio de configuración de sus bobinas. I arranque Y Io
9 0.5
I arranque Δ Io
7.3 1.6
5. CUESTIONARIO DE EVALUACION DE LABORATORIO 5.1. Con los datos de placa del motor y los registrados del taller calcular la corriente en la conexión estrella y la corriente en la conexión triangulo. Comparar con los valores medidos. I arranque Y Io
9 0.5
I arranque Δ Io
7.3 1.6
5.2. ¿Qué ventajas ofrece el arranque Estrella/Triángulo respecto a los otros métodos de control de corriente en el arranque? VENTAJAS DE CONEXIÓN ESTRELLA TRIANGULO
Bajos costos de instalación Facilidad de operación Tiene la posibilidad de acceso a las bobinas Tiene la posibilidad de acceso a las bobinas Posee una simple implementación en sus mecanismos
VENTAJAS DE CONEXIÓN TRIANGULO
Los aislantes son más pequeños Ahorro económico Intensidad mayor en la línea Pero mayor, al tener que pasar más intensidad Basta con tres hilos, ahorro de un hilo. Diámetro de los hilos mayor, debido a la mayor intensidad.
VENTAJAS DE CONEXIÓN ESTRELLA
Intensidad más pequeña Diámetro de los hilos menor Peso menor Perdidas por efecto joule menores Coste menor de las líneas al presentar menor diámetro. Con una sola línea obtenemos dos tensiones, la de línea y la de fase.
5.3. ¿Por qué no es recomendable aplicar controladores de estado para la corriente de arranque en los motores de alta potencia?
No se recomienda debido a que posee un controlador muy flexible , la frecuencia que utiliza radica entre los 50 y 60 Hz y solo se aplican a límites entre los 208 V -230V , la forma de salida de salida de este controlador es un conjunto de voltajes trifásicos cuya frecuencia puede variar entre los 0-120Hz y cuyo voltaje puede variar desde 0 hasta un voltaje mayor.
5.4. ¿Por qué las corrientes picos registradas en el arranque estrella/triángulo son los diferentes a las registradas en la inversión de marcha?
Se debe a la forma de conexión utilizada , por ejemplo en el caso de la conexión estrella triangulo , Una vez que el motor alcanza entre el 70%y 80% de la velocidad nominal, se desconecta el acoplamiento en estrella para realizar la conmutación a configuración triangulo, momento a partir del cual el motor opera en condiciones nominales, sometido a una intensidad pico de muy poca duración, la cual no alcanza el valor pico de 2.5 In, que alcanzaría si se ejecutara el arranque directo. Sin embargo, este aspecto carece de importancia en la mayoría de los casos, ya que la velocidad nominal se alcanza en pocos segundos. Y en el caso de la inversión de marcha interviene lo que es el tiempo de aplicación por lo que los valores pico de corrientes son distintos 5.5. Explique las limitaciones de la aplicación del arranque estrella/ triángulo con el fundamento teórico correspondiente.
Este método presenta los siguientes inconvenientes: Disminuye el par de arranque al disminuir la tensión de alimentación en un factor de1/3. El motor se deja de alimentar durante el cambio de la conexión de estrella a triángulo en los devanados del estator. Aumenta el tiempo de arranque. 6. OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES
Al efectuar las aplicaciones de las conexiones estrella triangulo damos una versatilidad en su utilización debido a que existen diversas formas de poder lograr dichas conexiones , en nuestro caso el factor económico ya la facilidad de instalación juegan un papel importante ya que este método resulta ser mucho mas practico para el arranque de motores
Para ejecutar dicha prueba fuente necesario la estructuración completa de un nuevo sistema aplicando contactores, denominado sistema estrella triangulo con contactores, esto para que al efectuar las mediciones sean de manera satisfactoria y evitando posibles errores.
La aplicación de controladores de estado solido en motores de alta potencia no es recomendable debido a que dichos controladores solamente tienen límites en el voltaje y frecuencia , por lo que no resulta ser preciso la aplicación de estos métodos.
Antes de ejecutar nuestro circuito se deberá verificar las conexiones en el sistema de control así como las conexiones en el sistema de arranque, para que así se eviten tener errores de medición e incluso deterioro de algún instrumento a causa de malas conexiones.
Antes de poner en marcha el motor se deberá identificar cada uno de sus terminales al igual que los terminales de los contactores para un correcto funcionamiento en la practica
El uso de las relaciones matematicas para efectuar cálculos de corriente y de tensión deben ser satisfactorias , para que de esta forma se realicen cálculos precisos y puntuales además de considerar los posibles errores generados por la medición (RELATIVO-ABSOLUTO)
7. BIBLIOGRAFÍA http://www-app.etsit.upm.es/departamentos/teat/asignaturas/labingel/arranque%20motor%20asinc%20trifas.pdf http://www.monografias.com/trabajos94/arranque-motoresasincronicos/arranque-motores-asincronicos.shtml http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php? id=15&id_sec=6 http://es.scribd.com/doc/6549920/Arranque-de-Motores-Trifasicos
