Electrotecnia Industrial CODIGO: EM4010
LABORATORIO Nº 06 SIMULACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRICOS
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A lumnos : Grupo S emestre emes tre Fecha de entreg entreg a
Taipe Supho Miguel Angel Villasane roque Jhonatan Ari Flores Joel : “ A “ Profesor: : III Marcos Marc os A rc o : 21 11 17
Hora:
15:05
Nota:
Simulación de Circuitos Eléctricos I.
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OBJETIVOS:
Realizar Simulación de circuitos en CADE SIMU
Diseñar y optimizar sistemas eléctricos.
Elaborar esquemas eléctricos.
II.
EQUIPOS Y MATERIALES :
III.
Computadoras PC Software de simulación CADE SIMU
ACTIVIDAD : 1.-Diseñar y simular esquemas de conexiones. 2.-Realizar las observaciones del caso
IV.
SEGURIDAD EN LA EJECUCIÓN DEL LABORATORIO
Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a las tarjetas
Antes de utilizar el multímetro, asegurarse que está en el rango y magnitud eléctrica adecuada.
Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados
Advertencia: ¡En este laboratorio se manejan instrumentos de delicada naturaleza, tenga cuidado al manipularnos y al hacer las conexiones para no dañarlos, si tiene alguna duda sobre el particular, consulte con el profesor!
ANÁLISIS DE TRABAJ O SEGURO (ATS) TAREA:
ALUMNOS (Apellidos y Nombres)
A M R I F
Marcos Arco
DOCENTE:
A H C E F
Simulacion de arranque de motor
LABORATORIO
AMBIENTE:
TALLER
SESIÓN N°
11
17
MES
AÑO
EQUIPO DE TRABAJO
1.
Taipe Supho Miguel
A M R I F
4.
A M R I F
2.
Villasante Roque Jhonatan
A M R I F
5.
A M R I F
Ari Flores Joel
A M R I F
6.
A M R I F
3.
21 DIA
S im u la c
CARACTERÍSTI CAS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:
ió n d e C ir c u it
OTROS RIESGOS
PASOS DE LA TAREA
(ESPECIFICAR PARA
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MEDIDAS DE CONTROL
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CADA PASO)
1 Ingreso al laboratorio
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2 Prender la CPU
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3 Ingresar al programa 4 Realizar las simulaciones 5 6 P
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Simulación de Circuitos Eléctricos V.
PROCEDIMIENTO:
ESTUDIE Y ANALICE EL SOFTWARE DE SIMULACIÓN ELECTRICA Y DESARROLLE LOS SIGUIENTES CIRCUITOS. 1.- ACCIONAMIENTO DE LUZ PILOTO
(a)
(b)
(c)
7
0
1
-
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Simulación de Circuitos Eléctricos V.
PROCEDIMIENTO:
ESTUDIE Y ANALICE EL SOFTWARE DE SIMULACIÓN ELECTRICA Y DESARROLLE LOS SIGUIENTES CIRCUITOS. 1.- ACCIONAMIENTO DE LUZ PILOTO
(a)
(b)
(c)
2.- INVERSION DE GIRO MOTOR DC
Conecte el motor DC a través del pulsador a la alimentación para comprobar el funcionamiento del motor. Invierta las conexiones para comprobar que se invierte el giro.
(d) Cambio de giro del motor DC invirtiendo polaridad de la fuente
Simulación de Circuitos Eléctricos
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3.- ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR TRIFASICO
Circuito de Fuerza
Circuito de Mando
4.- ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR TRIFASICO CON LUZ INDICADORA DE MARCHA Y PARO
Simulación de Circuitos Eléctricos 5.- ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO CON INVERSIÓN DE GIRO
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VI.
CUESTIONARIO
1.
¿Cómo selecciona un interruptor termomagnetico?
I=W/V I= Corriente que circula por el circuito y también es la capacidad del interruptor en Amperes. W=Potencia o carga que disipara la carga en Watts. V=Voltaje necesario para que la carga funcione. Es decir si tienes una carga de 1300 Watts y suponiendo que tienes un voltaje de 127V en la red, tendrás una corriente de 10.23 Amperes en tu circuito, entonces debes elegir el interruptor estándar superior más cercano a esta corriente que calculaste. Los estándares en Estados Unidos son los siguientes 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A and 100 A por lo que el estándar superior más cercano es 13A, este es el valor que debes elegir para tu interruptor termomagnetico. Debes investigar los estándares en tu país y de igual modo elegir el estándar superior más cercano. 2.
¿Cómo selecciona un interruptor diferencial?
Un diferencial no se debe seleccionar, ya que su funcionamiento no esta basado en tensión ni consumo. Los diferenciales para viviendas vienen normalmente con "contactos" que soportan hasta 40A. Si el consumo total fuera superior bastaría dividirlo sobre dos o más diferenciales para proteger distintos ramales. 3.
¿Cómo selecciona un guarda motor?
Lo primero que debes conocer son los datos del motor que se desea proteger. Los datos básicos son: Potencia, Tensión, Factor de Servicio y Letra código en el caso de m otores fabricados bajo normas NEMA. Para el caso de motores IEC, debes conocer kW, factor de potencia, tensión y factor de diseño Determinas la corriente nominal del motor. Asume aproximadamente 6 veces la corriente de arranque (De manera precisa esta se determina en base a la letra código. Caso NEMA). Y con ello vas a un catálogo de cualquier fabricante reconocido. Por ejemplo Allen Bradley / Schneider / Kloner-Moeller, etc. Este esquema de selección aplica para motores monofásicos o trifásicos desde potencias fraccionarias hasta un máximo de 1-1/2 hp Para motores de mayor tamaño, asumiendo que uses un arranque a plena tensión mediante arrancador de tipo combinación. Determinas la corriente nominal del motor, determinas la corriente de arranque, deberías conocer el nivel de CC en el lugar de instalación del controlador del motor. Seleccionas la protección contra CC (un interruptor solo magnético), seleccionas el tamaño del contactor (en base a los HP del motor y la tensión de servicio), seleccionas el valor del relé de sobrecarga (existen tres clases Clase 10, 20 y 30). La selección se hace en factores de ajuste por
sobrecarga del 115% en motores con factor de servicio 1 y hasta 1,25% para motores con factor de servicio 1,15. (Te dejo de tarea que averigües el tema de las clases de relés de sobrecarga). Con el relé de sobrecarga se debe tener cuidado en el tipo de relé seleccionado. Estos pueden ser de accionamiento bimetálico o de tipo electrónicos. El cuidado se debe tener en la compensación por temperatura ambiental y humedad. Los bimetálicos, son baratos pero muy imprecisos en su operación cuando no se logra m anejar bien el tema de la compensación de temperatura y humedad. El estado del arte es el uso de relés electrónicos de sobrecarga. Se basan en pequeños TC para sus mediciones y viene auto compensados por temperatura. Su limitación. Deben instalarse en ambientes con humedad y temperaturas controladas para preservar su vida útil.
4.
¿Cómo selecciona un contactor?
Para seleccionar un contactor eléctrico de acuerdo con su aplicación, debemos atender a dos conceptos fundamentales: la vida útil de sus contactos y la categoría del empleo deseado. Vida útil de los contactos del contactor
La vida útil de los contactos es el tiempo, en función del número de maniobras que efectúa el contactor, durante el cual los contactos conservan las condiciones mínimas de funcionamiento. En los de corriente alterna, depende de la corriente de conexión y de si las cargas son de tipo óhmico o inductivo; normalmente suelen ser de un m illón de maniobras, pero dependerá siempre de la marca empleada. Los fabricantes nos ofrecen en sus catálogos las características propias de cada uno de ellos. Categoría de empleo del contactor
La categoría de empleo es una forma de relacionar cada tipo de contactor con la aplicación más adecuada para la cual ha sido diseñado, puesto que no tiene nada que ver un contactor destinado a controlar un motor de corriente alterna, con otro destinado a un m otor de corriente continua. La categoría de empleo tiene en cuenta el valor de las corrientes que el contactor debe establecer o cortar durante las maniobras en carga. La categoría de empleo de un contactor depende de: La naturaleza del circuito controlado: motor de jaula, de anillos, resistencias de calefacción, alumbrado, etc.
Las condiciones en las cuales se efectúan los cortes: motor lanzado o en reposo.
Las categorías más usuales para corriente alterna son las siguientes:
Categoría AC1: se aplica a todos los aparatos de utilización en corriente alterna donde el factor de potencia sea, al menos, igual a 0,95. Aplicaciones usuales tales como: receptores de calefacción y líneas de distribución.
Categoría AC ´2: concierne a los motores de anillos, el corte de corriente se produce a motor lanzado. Al cierre, el contactor establece la corriente de arranque, superior a 2,5 veces la intensidad nominal del motor. El valor exacto está en función de la resistencia del circuito rotórico.
A la apertura, el contactor corta la corriente nominal del motor. La tensión que aparece en sus bornes está en función de la fuerza contra electromotriz del motor. Aplicaciones usuales tales como: motores de anillos rozantes.
Categoría AC2: esta categoría se refiere al arranque, al frenado contracorriente, así como a la marcha por impulsos de los motores de anillos, Cos q> = 0,3 a 0,7.
Al cierre, el contactor establece la corriente de arranque, cerca de dos veces la intensidad nominal del motor. A la apertura, debe cortar la corriente nominal con una tensión inferior o igual a la tensión de la red, tensión tanto más elevada cuanto más débil es la velocidad del motor, con lo cual la fuerza contraelectromotriz es poco elevada.
Categoría AC3: se refiere a los motores de jaula cuyo corte se efectúa a motor lanzado.
Al cierre, el contactor establece la corriente de arranque, que es de 5 a 7 veces la intensidad nominal del motor. A la apertura, corta la corriente nominal absorbida por el motor; en este momento, la tensión en las bornas de sus polos es igualmente del orden del 20 % de la tensión de la red. Aplicaciones usuales tales como: todos los motores de jaula de ardilla corrientes, ascensores, escaleras mecánicas, compresores, etc.
Categoría AC4: esta categoría se refiere al arranque, al frenado por contra-corriente y a l a marcha por impulsos de los motores de jaula.
Al cierre, el contactor establece la corriente de arranque, que es de 5 a 7 veces la intensidad nominal del motor. A la apertura, corta esa misma intensidad nominal a una tensión tanto más elevada cuanto más débil es la velocidad del motor. Esta tensión puede ser igual a la de la red. Aplicaciones usuales tales como: trefiladoras, metalurgia, elevación, etc. Para corriente continua, las categorías más usuales son:
Categoría DC1: se aplica a todos los aparatos que utilizan corriente continua cuya constante de tiempo (L/R) es igual o inferior a un milisegundo.
La constante de tiempo es la relación existente entre la autoinducción de una bobina y la resistencia del circuito, medido en segundos.
Categoría DC3: se refiere al arranque y frenado en contracorriente, así como a la marcha por impulsos de los motores shunt cuya constante de tiempo sea igual a dos milisegundos.
Al cierre, el contactor establece la corriente de arranque, cerca de 2,5 veces la intensidad nominal del motor. A la apertura, debe cortar esa misma intensidad nominal a una tensión tanto más elevada cuanto más débil es la velocidad del motor. De esta forma, su fuerza contra-electromotriz es poco elevada.
Categoría DC5: se refiere al arranque y frenado en contracorriente, así como a la marcha por impulsos de los motores serie, cuya constante de tiempo sea menor o igual a 7,5 milisegundos.
5.
¿Cómo selecciona un relé térmico?
Tensión nominal: 220V Potencia absorbida: 6KW Factor de potencia: inductivo 0,95 Tiempo máximo de sobre intensidad a 7,2 Ir: 16 segundo Receptor trifásico
Primero calculamos la intensidad I = P/(√3*U*cos φ = 6000W/(√3*220*0,95) = 16,57A como bien ha dicho J.A. Por tanto mirando las clases de relés térmicos y tiempos de disparos el relé que hay que escoger es Clase 20 que para 7,2 Ir dispara entre 6-20 segundo es decir dentro de los 16 segundos que me decían. Después de esto mirando el margen de corriente de servicio para relés tipo 20A el margen Ir a escoger es entre 12 y 18 pues nos dio 16,57A
OBSERVACIONES
Se observó que al repetirse el nombre en dos contactores normalmente abiertos con diferente función, estos se accionan al mismo tiempo por error del programa
Se observó que al sobreponerse lo conductores o cables la energía no circula y al dar STAR el diagrama no simula correctamente.
Se observó que es necesario tener conocimiento previo acerca de los accesorios de un tablero eléctrico para evitar confusiones en el armado del circuito
Se observó que para simular la función de un motor trifásico de marcha y contramarcha es suficiente intercambiar dos polos.
Se observó que los contactores normalmente abiertos o cualquier dispositivo del tablero electrónico al recibir la energía eléctrica (de salida) tienen numeración del 2- 4 –6 (generalmente números pares)
.
Se observó que los contactores normalmente abiertos o cualquier dispositivo del tablero electrónico al recibir la energía eléctrica (de entrada) tienen numeración del 1 - 3 – 5(generalmente números impares).
CONCLUCIONES
Se concluyó que los nombres de cada dispositivo electrónico depositado en el diagrama deben ser variados para evitar errores del programa
Se concluyó que para comprobar el funcionamiento correcto del circuito eléctrico simulando con el programa Cade Simu.
Se concluyó que el simulador mejora el entendimiento del funcionamiento de los circuitos realizados.
Se concluyó que los circuitos de los tableros de distribución necesitan componentes de seguridad.
Se concluyó que las para prevenir accidentes operacionales al momento de arranque de todo circuito se realiza su propia simulación.
APLICACIONES INDUSTRIALES Simulador industrial autoSIM-200 Este simulador autoSIM-200 se podrán realizar simulaciones dinámicas, multicolor, de circuitos neumáticos, electro neumáticos, hidráulicos, electrohidráulicos, eléctricos y electrónicos. Además, es posible realizar modelos matemáticos de sistemas y adquirir y tratar señales eléctricas (instrumentación). La visualización de las categorías de componentes de las librerías se realiza a través de menús desplegables, mostrando individualmente el símbolo normalizado. Incluye válvulas neumáticas e hidráulicas convencionales y proporcionales. AutoSIM-200 permite la interconexión de diferentes bloques (PLC Virtual, modelos 2D, 3D, etc.). Programación AutoSIM-200 permite la creación de diagramas Grafcet, Ladder, Logigramme (puertas lógicas) y bloques de función con texto estructurado. Al ejecutar la simulación es posible monitorizar y controlar la aplicación realizada paso a paso. También permite la generación de tablas de símbolos para poder direccionar las variables, así como la creación de temporizadores, contadores, etc. Monitorización y control Mediante autoSIM-200 es posible realizar la monitorización y el control de procesos 3D. A través de una tarjeta de adquisición de datos (SAI2443) se podrá supervisar y controlar entradas y salidas físicas. Este software permite importar modelos en tres dimensiones desde 3D Studio y Solidworks. SMC International Training dispone de aplicaciones de productos de la gama, listas para ser ejecutadas en el sistema (ver apartado Aplicaciones 3D). La comunicación con los equipos físicos reales es posible a través de servidor OPC y de tarjetas E/S. Tarjeta E/S SAI2443 - Interface USB - autoSIM-200 SAI2443 - Interface USB - autoSIM-200
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