Manual de Maquinas Electricas Nov 13

MANUAL DE PRACTICAS Y REACTIVOS DE MAQUINAS ELÉCTRICAS

Ing. J. Gerardo Ortega Zertuche I.- Transformadores. II.- Motores Eléctricos. III.- Elementos de control y protección de motores eléctricos

ACADEMIA DE MAQUINAS ELÉCTRICAS 24/11/2013

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO

Programa Educativ Educ ativo o de Mantenimiento Mante nimiento Industrial

INTRODUCCIÓN El principio de de funcionamiento funcionamiento de las máquinas máquinas eléctricas, eléctricas, se basa en en que si situamos situamos un conductor conductor dentro de un campo magnético (dos imanes enfrentados) y éste se mueve, se induce una corriente eléctrica variable dentro del conductor. Si este conductor es una espira y la hacemos moverse dentro del campo magnético por medios mecánicos, se va a inducir en la espira una corriente eléctrica variable que depende de la intensidad de flujo magnético que atraviesa la espira en cada momento (generador). Si por el contrario hacemos circular una corriente eléctrica variable por la espira, en ésta se produce un movimiento circular (motor).

La relación entre la electricidad electricidad y el magnetismo se aprovecha aprovecha en numerosas numerosas máquinas para obtener un efecto útil: producción de movimiento a partir de la electricidad y generación de energía eléctrica a partir de la energía mecánica.

Las máquinas eléctricas eléctricas juegan hoy en día un papel fundamental en nuestras vidas, desde las grandes máquinas que se encuentran en muchas fabricas industriales industriales hasta aplicaciones aplicaciones en nuestra casa, las máquinas eléctricas se han hecho imprescindibles en los tiempos actuales, han experimentado rápidos y espectaculares avances en lo que respecta a nuevos tipos, potencias y exigencias constructivas y funcionales, a la par de esta evolución también se ha hecho más complejo su control y protección.

Considerando lo anterior, el presente trabajo pretende ser un complemento y herramienta didáctica como apoyo en la impartición de la asignatura de “Maquinas Eléctricas” , orientado a facilitar el aprendizaje aprendizaje de los conceptos conceptos que describen describen la forma en cómo operan los transformadores, motores y sus elementos de control,, así como comprobar prácticamente las pruebas relacionadas relacionadas a su mantenimiento. mantenimiento.

Este material no es limitativo y está desarrollado desarrollado tomando en cuenta que el aprendizaje se debe basar en una actitud protagónica del alumno, adquiriendo y haciendo propios los conocimientos, para el docente el compromiso es imprimir una dinámica apoyada en la imaginación, con la cual se pueden pueden realizar variantes al implementar implementar las prácticas prácticas y reactivos reactivos que aquí se proponen. proponen.

HOJA DE ASIGNATURA CON DESGLOSE DE UNIDADES TEMÁTICAS 1. Nombre de la asignatura

Máquinas eléctricas Supervisar el reemplazo o fabricación de partes de los sistemas electromecánicos en maquinaria, equipo y redes de distribución industrial, empleado normas, para mantener en óptimas condiciones los sistemas.

2. Competencias

Cuarto

3. Cuatrimestre 4. Horas Prácticas

64

5. Horas Teóricas

26

6. Horas Totales

90

7. Horas Totales por Semana Cuatrimestre

6

8. Objetivo de la Asignatura

El alumno diagnosticará situaciones de falla, mediante el análisis de las condiciones de funcionamiento de las máquinas eléctricas empleadas en la industria, para garantizar su operación, de acuerdo con la normatividad y especificaciones del fabricante.

Horas Unidades Temáticas Prácticas

Teóricas

Totales

8

4

12

I.

Transformadores

II.

Motores

24

11

35

III.

Elementos de control y protección de motores eléctricos

32

11

43

64

26

90

Totales UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática 2. Objetivo

1. Unidad Temática 2. Objetivo

I. Transformadores El alumno interpretará el funcionamiento de los transformadores y autotransformadores, mediante pruebas de operación y actividades del programa de mantenimiento, para corregir posibles fallas de los elementos que forman parte de estos equipos. II. Motores El alumno diagnosticará el funcionamiento de los motores eléctricos, mediante pruebas de operación y actividades del programa de mantenimiento, para prevenir posibles fallas de los componentes de estos equipos, y documentar las acciones realizadas

CONTENIDO Y TEMAS: eléctricas para los diferentes tipos de transformadores. EC TORES: Aplicación de conceptos y cálculo de variables eléctricas para los diferentes tipos de motores eléctricos. EC motores eléctricos. EC de los parámetros electro-mecánicos de transformadores y motores eléctricos a partir de los datos de placa. EC Realizar el arreglo (conexiones) transformador de control y de un motor eléctrico. EP

de las terminales de un

CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN POR CONOCIMIENTOS: UNIDAD I y II TEMA DEL REACTIVO TRANSFORMADORES:

Aplicación de conceptos y cálculo de variables eléctricas para los diferentes tipos de transformadores. EC MOTORES:

Aplicación de conceptos y cálculo de variables eléctricas para los diferentes tipos de motores eléctricos. EC PARTES:

Identificación de partes de los diferentes tipos de transformadores y motores eléctricos. EC

# TOTAL DE REACTIVOS

MÍNIMO PARA COMPETENTE

10

8

10

8

7

5

PLACAS:

Obtención de los parámetros electro-mecánicos de 7 5 transformadores y motores eléctricos a partir de los datos de placa. EC CRITERIOS: Se considera autónomo (AU) cuando el sustentante acierta el # total de los reactivos y satisfactorio al cubrir el mínimo (SA) para la competencia, un resultado intermedio se considera destacado (DE), esto se aplica en todos los tipos de evaluación. OBSERVACIONES PARA SU USO: ►Los reactivos consisten en seleccionar la respuesta correcta de varias opciones, para evitar que el

sustentante trate de adivinar, por cada respuesta incorrecta el mínimo de reactivos correcta para declarar la competencia aumentara una unidad. ►Los reactivos, TRANSFORMADORES y MOTORES, consisten en seleccionar la respuesta correcta de tres

posibles opciones. ►Los reactivos de PARTES, consisten en relacionar una imagen con una tabla que contiene una lista partes

de transformadores y motores.

►Los reactivos de PLACAS, consiste en obtener las especificaciones solicitadas a partir de una placa de

datos de un motor y/o transformador.

CRITERI CRITERIOS OS PARA PARA LA EVALUAC EVALUACII N POR PRODUCTO PRODUCTO:: UNIDA UNIDAD D I y II LA EVALUAC EVALUACII N PRACTICA SE DIVIDIRÁ DIVIDIRÁ EN DOS PARTES: APARTAD APARTADO O 1 .- .- Consiste en realizar arreglos de las terminales de un transformador de control cuya relación de transformación nominal es de 440-220/115Vac y comprobar su adecuada operación para cualquiera otra relación de transformación que se le solicite en un tiempo no mayor a 10 min. (SA), menor a 8min. (DE), menor a 5min.(AU): Ejem.- 220/335 Vac: 555/115 Vac: 127/63.5Vac: etc. APARTAD APARTADO O 2 .- Consiste .- Consiste en realizar un de los cuatro arreglos de las terminales y comprobar la adecuada operación balanceando un motor trifásico de 6 o 9 hilos tipo jaula de ardilla, para una tensión mayor o menor, cualquiera que se le solicite en un tiempo no mayor a 20 min. (SA), menor a 16min. (DE), menor a 10min.(AU)

Práctica 1: CONFIGURACIONES TRIFÁSICAS Asignatura: MAQUINAS ELÉCTRICAS Unidad temática: I No. de participantes recomendados: 6 Duración: 3Hra. Lugar: Lab. 4 EE Área 5 Aprobó: Ing. Pablo S. Espinoza A. Revisión: Fecha:

Hoja: 1 de 3 Fecha: 2/MAYO/05 Elaboró: J. Gerardo Ortega Z. Revisó: 0 1 2 3 4 5

Objetivo de la práctica: El alumno identificara las conexiones típicas utilizadas en los circuitos trifásicos así como las relaciones d e tensión e intensidad de línea y fase, especialmente en configuraciones estrella balanceada y no balanceada con neutro flotante y aterrizado. Fundamentos Teóricos: Los sistemas trifásicos s conectan por lo general en una configuración delta y estrella, cada una de estas conexiones tienen características bien definidas de voltaje y corriente así como de impedancia, las designaciones de delta y estrella se derivan del método de conexión. En algunos casos, los circuitos trifásicos son simétricos, se componen de tres ramas idénticas y cada una de ellas tiene la misma impedancia, por lo tanto cada una de las ramas se puede tratar como si fueran un circuito monofásico. Existen circuitos trifásicos no simétricos o mejor conocidos como circuitos trifásicos no balaceados, son más difíciles de manejar y representan un problema para la mayoría de las cargas donde se aplican. Descripción de la práctica: La práctica consiste en simular un circuito delta y estrella, utilizando 3 focos incandescentes, medir y obtener la relación entre la tensión y corriente tanto de línea como en cada carga, así como observar el comportamiento de estas variables en un circuito balanceado no balaceado. Material: 3 sockets (bases) con sus terminales alambradas (20cm) con conductor calibre #12, montados en una tabla. 4 focos incandescentes: 3 de 100w y 1 de 60W. 1 Amperímetro de gancho. 1 Pinzas de punta y corte. 1 Cinta de aislar plástica. 1 fuente ajustable de 0 a 220Vac de línea a línea Requisitos: Los alumnos deberán tener conocimiento previo del manejo del amperímetro de gancho y observar las reglas de seguridad. Procedimiento:

1. Conectar los focos de 100 100 W en configuración delta como muestra la siguiente figura: VL3

VL2 VF VLL

VL=VF IF1

VL1

IL=√3xIF

IL1

2. 3. 4. 5.

Alimente una tensión no mayor a 127 Vac de línea a línea. Mida la tensión en paralelo paralelo con cada cada foco y compare contra contra la alimentación. alimentación. Mida la intensidad en cada cada foco y de cada línea, línea, compare los valores obtenidos. Obtenga sus conclusiones.

6. Conectar los focos de 100 W en configuración configuración estrella, sin aterrizar el neutro neutro ( neutro flotante), flotante), como muestra la siguiente figura. VL3 VL2

VF

VLL

VL= 3xVF N

VL1 IL1

IF1

7. Alimente una una tensión de 220 Vac de línea a línea. 8. Repita los pasos 3, 4 y 5 9. Repita los pasos 6, 6, 7 y 8, cambiando uno de los focos de 100 W por uno de 60 W. 10. Repita los pasos 6, 7 y 8, cambiando uno de los focos de 100 W por uno de 60 W y aterrizando el neutro de la estrella. ALIMENTACIÓN 220/440 Vac

GUARDA MOTOR

TERMINALES SALIDA

Cuestionario: 1. ¿Cual es la ventaja del neutro aterrizado? 2. ¿Mencione 2 ejemplos típicos de elementos que operan como un circuito balanceado? 3. ¿Cuanta corriente debe fluir por el neutro de la estrella en un circuito balanceado? 4. Si se cuenta con una tensión trifásica de 440 Vac, ¿como deberán conectarse los focos para que estos operen a su capacidad nominal? SISTEMAS TRIFÁSICOS: La secuencia y rotación de fases.: Nos referimos al orden en que están colocadas las fases una una con respecto a la otra, es importante conocer conocer la secuencia de fases fases porque de ello dependerá el sentido de giro de un motor, con este ejemplo se puede deducir que solo existen dos secuencias. Como se puede observar en el siguiente grafico, el orden en que se presentan las líneas es el siguiente:

A B C A B C A B C, por lo tanto la secuencia seria ABC, el orden se puede leer en cualquier instante de tiempo y la línea A seria después de C y antes de B, si esto no cambia la secuencia tampoco, pero podemos tener tres rotaciones: rotaciones: A B C, B C A, C A B A C B A C B A C B, por lo tanto la secuencia seria ACB, el orden se puede leer en cualquier instante de tiempo y la línea A seria después de B y antes de C, si esto no cambia la secuencia tampoco, pero podemos tener tres rotaciones: rotaciones: A C B, B A C, C B A ROTACIÓN DE LÍNEAS: Sirve para balancear eléctricamente a un motor eléctrico trifásico. Práctica 2: REGULACIÓN, EFICIENCIA EFICIENCIA Y FACTOR DE POTENCIA EN TRANSFORMADORES Asignatura: Maquinas Eléctricas Eléctricas Hoja: 1 de 4 Unidad temática: I Fecha: 30/Jul./12 No. de participantes recomendados: 5 Elaboró: J. Gerardo Ortega Zertuche Duración: 2Hrs. 2Hrs. Lugar: Lab. 4 EE Área 5 5 Revisó: Aprobó: Revisión: 0 1 2 3 4 5 Fecha: Objetivo de la práctica: Que el alumno pueda caracterizar el comportamiento de las variables eléctricas de un transformador trifásico tipo seco asociadas a los conceptos de Factor de potencia, regulación y eficiencia, a la vez que observe la caída de tensión producida por el arranque ar ranque de un motor eléctrico. Fundamentos Teóricos:

Cuando se energiza el devanado primario de un transformador por medio de una fuente de c.a., se establece un flujo magnético alterno en el núcleo del transformador. Este flujo conecta las vueltas de cada devanado del transformador induciendo así un voltaje de c.a. en ellos.

La eficiencia de cualquier maquina se refiera a la capacidad de transformar o transmitir la potencia eficaz de la entrada hacia la salida, se determina, usando la relación de la potencia real de salida a la potencia real de entrada: % de eficiencia = (Pout / Pin) X 100 La Regulación es la capacidad del equipo de mantener la tensión constante independientemente de la carga conectada, todas las fuentes presentan una resistencia interna la cual al conectar una carga se produce una caída de tensión en el interior de la fuente. % de regulación: Regulación = ( Vpc – Vo ) / Vpc El Factor de Potencia es la relación de la potencia real y la aparente entregada por la fuente, esto nos indica la energía reactiva almacenada en los campos magnéticos: F.P. = P / S = kW / kVA Descripción de la práctica: La practica consiste en recabara los valores de las variables que se generan al operar o interactuar las cargas eléctricas, a partir del análisis de la información se obtienen las conclusiones. Los datos se documentan en la tabla anexa, se sugiere completar en su totalidad la información y al termino realizar el análisis. Material: 1 Banco de pruebas para análisis de transformadores. 1 Analizador de calidad de la energía Fluke 43b (o semejante) Requisitos: Se recomienda realizar esta práctica a manera de un foro de discusión, organizar al grupo en equipos de trabajo (cuatro), establezca una dinámica tal que se fomente la capacidad de análisis y el logro de conclusiones razonadas que den cumplimiento a los objetivos de la practica. Procedimiento: Se describe a continuación. Cuestionario: 1. ¿Cuál es la relación de transformación de los transformadores monofásicos utilizados en esta práctica? 2. ¿A qué se debe que la tensión en el secundario al vació sea mayor que con carga? 3. ¿De qué depende el factor de potencia obtenido en el secundario de un transformador? 4. ¿De qué depende el factor de potencia obtenido en el primario de un transformador? 5. ¿Cómo se comporto la eficiencia en relación a su utilización? Consideraciones generales:

El equipo se debe conectar a una tensión de 440Vac, razón por la cual se debe poner cuidado en su manipulación, y restringir su uso a lo que limita esta práctica. En su interior contiene elementos que se quedan cargados con tensiones peligrosas, lo cual implica que una vez que se desconecta se debe dejar descansar 15 minutos antes de manipular su interior. Proceda a realizar las mediciones solicitadas en la tabla 1 siguiendo el procedimiento que a continuación se describe:

1

Conectar al equipo de medición la pinza aperimétrica y l as terminales tipo banana para la tensión

2

El banco cuenta con un contacto dúplex, conecte allí el eliminador del equipo Fluke 43b

3

Instale la pinza amperimetrica del lado que desea realizar las mediciones (220/440Vac)

4

Instale las terminales tipo banana del la do que desea realizar las mediciones (220/440Vac)

5

Encienda el Fluke 43b y seleccione en el menú la opción deseada: potencia, configuración del equipo, volmetro - ampermetro, armónicos, etc.

6

Utilizando los interruptores cola de rata activar la carga o cargas eléctricas para su medición, obtenga la información solici tada en la tabla 2. OBSERVACIONES

> NUNCA DESCONECTE LA PINZA DEL FLUKE 43B CUANDO ESTE MIDIENDO, PRIMERO QUITE LA PINZA DEL BANCO. > Si las mediciones no son coherentes, es necesario ajustar le relación de medición de las sondas (pinza amperímetro y terminales banana), busque en la opción "Configuración de equipo" del menú, verifique con el volmetro y amperímetro (Menú) cual sonda ajustar. > Si alg una lectura se muestra negativa, puede ser que la pinza amperimetrica se encuentra al revés . > Para evitar una concentración de calor excesiva dentro del banco, generado por las resistencias calefactoras o l os focos i ncandescentes, encienda el ventilador externo.

En las siguientes dos imágenes se muestran ejemplos de acceso al menú de potencia y de la configuración del equipo, en la primera pantalla se observan las mediciones eléctricas referentes a la potencia, mientras en la segunda se puede modificar el idioma así como la relación de mediciones de las sondas. 1

2

3

1 Terminales banana para medicion de tension. 2 Conexión para pinza amperimetrica

7

3 Puerto optico para conexión a PC 6

5

4 Interruptor de encendido. 5 Boton para acceso a menu de opciones 6 Flechas para desplazamiento sobre las opciones del

4

7 Teclas de acceso y activacion de las opciones del me

MAQUINAS ELÉCTRICAS

TABLA 1 ANALISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR TRIFASICO: EFICIENCIA, REGULACION Y FACTOR DE POTENCIA

Vp

Tension del primario

Vs

Tension del secundario

VAR

Potencia reactiva

F.P.

Factor de potencia

AMP.

W

VALORES AL VACIO:

Vp

PARAMETRIZACION DE LAS CARGAS ELECTRICAS FOCOS RESISTENCIAS CAPACITORES MOTOR (F) (R) (C) (M)

W ᶯ

VA

Potencia activa

VA

Potencia aparente

Eficiencia

Reg

Regulacion

VAR

F.P.

Vs

COMBINACION DE CARGAS ELECTRICAS C+M

R+M

F+M

F+R+C

V AMP . W VA VAR F.P. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. PRIM. SECUN. (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac) (440Vac) (220Vac)

ᶯ Reg

PUNTOS A ANALIZAR: A partir de la información obtenida y en una dinámica de discusión, obtenga conclusiones sobre los siguientes puntos. La relación entre la carga instalada y la eficiencia.

El comportamiento del factor de potencia en el primario y secundario asociado al tipo de carga

La relación entre la carga instalada y la regulación.

El comportamiento del factor de potencia en el primario y secundario asociado a la disponibilidad.

La caída de tensión asociada al tipo de carga

- 11 -/99


Práctica 2: ARREGLOS DE TRANSFORMADORES MONOF SICOS Asignatura: Maquinas Eléctricas Hoja: 1 de 3 Unidad temática: I Fecha: 6/May./12 No. de participantes recomendados: 5 Elaboró: J. Gerardo Ortega Z. Duración: 10Hrs. Lugar: Lab. 4 EE Área 5 Revisó: Aprobó: Revisión: 0 1 2 3 4 5 Fecha: Objetivo de la práctica: 1. Identificar los diferentes tipos de transformadores. 2. Determinar la polaridad de los devanados de transformadores 3. Aprender como se conectan los devanados de transformador en serie aditiva y sustractiva 4. Conocer los efectos al ajustar los TAPS (derivaciones) en trasformadores trifásicos. Fundamentos Teóricos: Un circuito eléctrico dedicado al control de motores eléctricos, se divide en dos partes, la etapa de potencia y la de control, el elemento de enlace entre las dos sesiones esta a cargo del transformador de control, cuya función es adecuar la tensión de potencia a niveles que requieren los elementos de control: Relevadores, contactores, temporizadores, lámparas, etc. Generalmente este tipo de transformadores se compone de mas de dos devanados (embobionados), esto permite realizar arreglos entre las terminales, para poder operar a d iferentes tensiones.

Descripción de la práctica: El alumno identificara las terminales de un transformador y su polaridad para así realizar las conexiones necesarias para operarlo en condiciones diferentes de tensión. Material: 5 Transformador Monofásico de 3 devanados (220, 220 y 115 Vac) 5 Multimetros 50 Juegos puntas con terminación banana Requisitos: Se recomienda realizar esta práctica en dos sesiones: Realizar la practica en forma demostrativa para que en la segunda sesión los alumnos practique el procedimiento. Procedimiento:

J. GERARDO ORTEGA ZERTUCHE

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1. Usando los datos de placa, identificar las terminales y su tensión de operación del transformador:

2. Considere que todas las terminales del transformador están revueltas y no corresponden a los datos de placa, identifique principios y finales de cada bobina y diferencie las bobinas de alta y baja mediante la medición de resistencia, entre mayor es la resistencia mayor es la tensión de operación. Bajo este criterio asigne la identificación de cada bobina; H1-H2, H3-H4 y X1-X2

3. Para la identificación de las polaridades de cada bobina, asigne a cada terminal una identificación supuesta, respetando los siguientes criterios; las H son para las terminales de alta y las X para las de baja, interconecte en serie una bobina de alta con la de baja, realice las conexiones tal y como se muestra en la siguiente imagen:

4. Conecte el transformador a una tensión de 220Vac y coloque un multimetro al final de la serie en la modalidad de volmetro AC, tal y como se muestra en la imagen, la polaridad de las bobinas se determina aplicando el siguiente criterio; si la tensión mostrada por el multimetro es mayor a la de la fuente de alimentación (220Vac), significa que las dos bobinas se están sumando y por lo tanto, H2 y X2 son de polaridades contrarias al igual que H1 y X1, tal y como seria con unas pilas, en caso de que la tensión del multimetro sea menor a 220Vac, las bobinas se están restando y por lo tanto, H2 y X2 tienen la misma polaridad al igual que H1 y X1. 5. Este mismo procedimiento se realiza para identificar la polaridad de la bobina faltante, corrija las identificaciones supuestas de las terminales, aplicando el siguiente criterio; los nones tienen la misma polaridad entres si; H1, H3 y X1, este mismo criterio se emplea para las otras terminales; H2,H4 y X2.


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6. Una vez identificadas las terminales del transformador, realice las conexiones necesarias para los siguientes tipos de transformadores: Elevador, reductor, de pulsos, de acoplamiento. Con las siguientes relaciones de transformación: 440/115Vac, 220/115Vac, 220/105Vac, 220/555Vac, 440/555Vac, etc. Cuestionario: 1.- ¿ Cual es la relación de transformación de los transformadores monofásicos utili zados en esta practica? 2.- ¿Cual es la diferencia entre un autotransformador y un transformador? 3.- Por que en una relación de transformación de 220/115Vac, se utilizan las dos bobinas de 220Vac.

Práctica 3: Motor de CC Asignatura: Maquinas Eléctricas Unidad temática: II No. de participantes recomendados: 6 Duración: 3Hrs. Lugar: Lab. 4 EE rea 5 Aprobó: Revisión: Fecha:

Hoja: 1 de 3 Fecha: 20/May./05 Elaboró: J. Gerardo Ortega Z. Revisó: 0 1 2 3 4 5

Objetivo de la práctica: 1. Identificar las parte de un motor de CC 2. Conocer las diferencias físicas y operacionales entre los diferentes tipos de motores CC 3. Saber interpretar los datos de placa de un motor CC 4. Aprender a conectar los devanados de armadura y campo en un motor CC tipo shunt 5. Conocer el comportamiento de la velocidad de un motor de CD tipo shunt en función de las tensiones de campo y armadura 6. Manejar el cambio de rotación en un motor CC tipo shunt 7. Conocer el uso de un motor CC tipo shunt en su modalidad de generador así como el uso del freno dinámico. Fundamentos Teóricos:


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Motores-CC (Motores de Corriente Continua) El funcionamiento se basa en la interacción entre el campo magnético del imán permanente y el generado por las bobinas, ya sea una atracción o una repulsión hacen que el eje del motor comience Cuando una bobina es recorrida por la corriente eléctrica, esta genera un campo magnético, este tiene una orientación es decir dos polos un polo NORTE y un polo SUR, la pregunta es, si el núcleo de la bobina es de un material ferromagnético los polos en este material se verían así: Estos polos pueden ser invertidos fácilmente con sólo cambiar la polaridad de la bobina, por otro lado al núcleo de las bobinas las convierte en un electroimán, ahora bien, cargas opuestas o polos opuestos se atraen y cargas del mismo signo o polos del mismo signo se repelen, esto hace que el eje del motor gire produciendo un determinado torque. TIPOS DE MOTORES CC Motores en paralelo.- Los devanados del campo se ,conectan en paralelo a través de la bobina de la armadura y la intensidad del campo es independiente de la corriente de la armadura. La velocidad del motor en paralelo sólo varía ligeramente con los cambios en la carga; el par de arranques es menor que el de los otros de motores de CD. Motores con excitación en derivación. Los motores de este tipo pueden suministrar velocidad constante en cualquier posición del control y una gama amplia de velocidades que pueden controlarse por el campo . La mayoría se operan mediante suministros de potencia de voltaje ajustable; por lo tanto no necesitan dispositivos auxiliares de arranque. Motores de excitación en serie. En estos motores el flujo de campo es creado por bobinas que están eléctricamente en serie con la armadura. Cuando arranque la corriente, y en consecuencia el campo magnético están a valores máximos, y producen un gran par de torsión de arranque; conforme el motor adquiere velocidad la corriente se reduce, el flujo de campo también se vuelve menor, sin carga externa en el eje, el flujo de campo cae hasta cerca de cero y la velocidad del motor comienza a ser peligrosamente alta. Por esta razón los motores con excitación en serie sólo deben usarse cuando la carga está directamente conectada o engranada al eje. Motores con excitación compuesta (compound). Son motores que combinan ambos campos, en serie y en derivación . La desventaja del motor en serie respecto al aumento en exceso de la velocidad con cargas ligeras, se evita, ya que hay tan poca corriente en el campo en serie cuando no hay carga, que la velocidad queda determinada por el campo en derivación. Motores de imán permanente. Estos motores tienen campos suministrados por imanes permanentes. Estos motores tienen grandes ventajas sobre los tipos de devanado de campo. No se necesitan suministros de potencia de excitación ni el alambrado asociado, y se mejora la confiabilidad. La eficiencia y el enfriamiento también se mejoran por la eliminación de las pérdidas de potencia asociadas con un campo excitado. Descripción de la práctica: El alumno identificara las partes y los datos de placa de un motor de CC, en función de lo anterior se conectara el motor, variando alguno de los valores nominales y observando sus efectos. Material: Fuentes de alta y baja potencia así como volmetro, amperímetro y wattmetro de los bancos ECODIME 1 Motor de CC tipo shunt. 3 Focos de 100 W c/u con socket.(alambrados) puntas con terminación banana 1 Multimetro Digital 1 Cronometro digital Requisitos: Observar los aspectos de seguridad poniendo atención en las conexiones del devanado de campo del motor y las guardas. Procedimiento:


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1. Identifique los datos de placa del motor de CC tipo shunt así como las terminales del devanado de campo y armadura. 2. Conecte el motor de acuerdo a la figura, las terminales asignadas a las fuentes se conecten de acuerdo a los pasos 3, 4 y 5. 3. Asegúrese de que la fuente de baja potencia se encuentre en su valor mas bajo ( 0 volts), conecte el devanado de campo a esta fuente y proceda a ajustar el valor de la corriente de acuerdo a los datos de placa, ASEGÚRESE DE NO DESCONECTAR NI APAGAR ESTA FUENTE AL CONECTAR LA TENSIÓN DE ARMADURA. 4. CON EL DEVANADO DE CAMPO ENERGIZADO, proceda a conectar el devanado de armadura a la fuente de mayor potencia, asegúrese de que la fuente se encuentre en su mínimo valor (0 volts). 5. Incremente el valor de la tensión de armadura, cuidando no rebasar los datos de placa de tensión velocidad y amperaje, observe y compare las variaciones de los parámetros anteriormente mencionados conforme se incrementa la tensión de armadura. 6. Estabilice la velocidad del motor a un valor cercano al nominal y proceda a aumentar y disminuir ligeramente el valor de la tensión de campo, observe el comportamiento de la velocidad y compárela contra el punto anterior, regrese el valor de la corriente de armadura a su valor inicial. 7. Apague la fuente que alimenta la tensión de armadura (NO LA DE CAMPO) espere hasta que el motor se detenga totalmente, intercambie las terminales del devanado de armadura y observe en ambos casos el sentido de rotación. 8. Nuevamente apague la fuente que alimenta la tensión de armadura, espere que el motor se detenga totalmente y apague la fuente que alimenta la tensión de campo ( NO MODIFIQUE SU AJUSTE), intercambie las terminales del devanado de campo, energice el devanado de campo y después el de la armadura, observe el sentido de rotación. 9. Ajuste la tensión de armadura a 130 Vcc, espere a que se estabilice su velocidad, apague la fuente que alimenta la tensión de armadura (NO LA DE CAMPO) y utilizando un cronometro tome el tiempo que le toma al motor detenerse totalmente. 10. Repita el paso anterior pero antes de apagar la fuente conecte en paralelo con el devanado de armadura 3 focos de 100 W c/u, compare los tiempos de frenado. Cuestionario: 1. ¿Que es un circuito “H” y como funciona? 2. ¿Cual es el efecto al desconectar el devanado de campo en un motor CC tipo shunt, en plena operación? 3. ¿Como se logra el cambio en el sentido de rotación de un motor CC tipo PM? 4. ¿Que pasa con el sentido de rotación al intercambiar la polaridad de la fuentes de campo y de armadura al mismo tiempo? 5. ¿Cuantos amperes puede entregar como generador, el motor utilizado en esta practica? 6. ¿Cual es el inconveniente al utilizar motor de CC de alta potencia?


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PARTES DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA 

Rotor Constituye la parte móvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga. Está formado por :

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Eje Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector.

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Núcleo Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule.

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Devanado Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado. Colector Denominado también conmutador, está constituído de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas. La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas (llamadas también carbones)

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Estator Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.

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Armazón Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético.


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MAQUINAS ELÉCTRICAS 

Imán permanente Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcaza del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos.



Escobillas Las escobillas están fabricadas se carbón, y poseen una dureza menor que la del colector, para evitar que éste se desgaste rápidamente. Se encuentran albergadas por los portaescobillas. Ambos, escobillas y portaescobillas, se encuentran en una de las tapas del estator. La función de las escobillas es transmitir la tensión y corriente de la fuente de alimentación hacia el colector y, por consiguiente, al bobinado del rotor. La función del portaescobillas es mantener a las escobillas en su posición de contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra el colector. Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser excesiva, la fricción desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto.

Práctica 5: ARREGLOS DE TERMINALES EN MOTORES TRIFÁSICOS DE 6 Y 9 HILOS Asignatura: Maquinas Eléctricas Hoja: 1 de 2 Unidad temática: II Fecha: 29/Nov./00 No. de participantes recomendados: 6 Elaboró: J. Gerardo Ortega Z. Duración: 4Hrs. Lugar: Zona 5 Lab. 4 EE Revisó: Aprobó: Revisión: 0 1 2 3 4 5 Fecha:


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Objetivo de la práctica: Identificar las terminales de motores de 6 y 9 hilos. Aprender a realizar las conexiones típicas en motores de 6 y 9 hilos. Fundamento Teórico: ARREGLOS EN MOTORES TRIF SICOS DE 6 Y 9 HILOS Uno de los motores eléctricos de mas aplicación en la industria es el motor trifásico tipo jaula de ardilla, los mas comunes son los de 6 y 9 hilos, llamados así por el numero de terminales que salen de la caja de conexiones, para cada uno de estos tipos existen arreglos que se realizan a los hilos para permitir que el motor trabaje a dos niveles de tensión (alta y baja tensión), conservando la misma potencia pero variando su corriente. Para trabajar los motores de 6 hilos existen dos formas típicas de interconectar las terminales: delta (triangulo) para baja tensión (BT) y estrella para alta tensión (AT), para los motores de 9 hilos se conectan en estrella serie y estrella paralelo a esta ultima también se le conoce como doble estrella, en las siguientes imágenes se muestran la identificación de las líneas de alimentación y de las terminales comúnmente utilizada en motores europeos de 6 y 9 hilos.

L2

L1 1 U1

V1

W1 U1 V1

W1

W2 U2

V2

Devanados del motor

L3

2

3

Caja de conexiones

A.T.

1 4

Conexión en estrella

4 7

5 8

2 5

6 9 7

U2 U1

V2

W2

Platina de cobre

W1

V1

B.T.

U2

U1

V1

W1

W2 U2

V2

8

L1

Caja de conexiones

9

L2

L3

BT: Conexión en Estrella paralelo

Conexión en triángulo 1

Devan Devanados del motor

W2

V2

AT: Conexión en Estrella serie

3 6

2

3

5

4

8

7

9

1

2

3

7

8

9

4

6

5

6

EQUIVALENCIA ENTRE IDENTIFICADORES DE TERMINALES PARA MOTORES ELÉCTRICOS EUROPEOS Y AMERICANOS MOTOR A 6 HILOS BOBINA

BOBINA

MOTOR A 9 HILOS BOBINA

BOBINA

BOBINA

BOBINA

LINEAS DE TENSION

BOBINA

INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN INICIO INICIO INICIO

A

B

C

EUROPEO

U

X

V

Y

W

Z

U

U1

V

V1

W

W1

U2

V2

W2

R

S

T

AMERICANO

1

4

2

5

3

6

1

4

2

5

3

6

7

8

9

L1

L2

L3

Descripción de la práctica: La dinámica de la práctica se enfocara en que los alumnos practiquen las conexiones típicas de los motores de 6 y 9 hilos a la vez que puedan revisar el buen funcionamiento del motor mediante la revisión del balanceo eléctrico del mismo. Requisitos: Previo a la práctica el profesor hará énfasis a los aspectos de seguridad así como en as señales de una mala conexión.


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Material: Motores de 6 y 9 hilos Amperímetros de gancho Termómetros laser Tacometro Estetoscopio Procedimiento: 1. Se organizara el grupo en equipos (4), se les entregar un motor de 6 y 9 hilos. 2. Se identificaran las terminales y se realizaran las conexiones para alta y baja tensión. 3. Se arrancara el motor revisando para cada caso: la temperatura, el balanceo eléctrico, el ruido mecánico y la velocidad mecánica. 4. Se rotaran líneas y nuevamente se revisara el balanceo eléctrico. 5. Se realiza una prueba de fase caída antes y después de arrancar. 6. Se realiza una prueba de arranque a tensión reducida conectando el motor en alta y alimentándolo en baja, revisar el pico de arranque a tensión plena y a tensión reducida. 7. Se dejara encendido el motor durante 10 minutos, después de este tiempo y sin apagarlo se revisaran nuevamente los parámetros iniciales: temperatura, velocidad mecánica, ruido mecánico, balanceo eléctrico. Cuestionario: Que sucede al arrancar un motor con arreglo de alta con baja tensión y viceversa. Cuáles son los efectos al trabajar un motor con una línea caída Cuáles son los efectos al arrancar un motor con una línea caída


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Página 22

MAQUINAS ELÉCTRICAS P R E G UN TA Y R E S P U E S T A S

#

1

R E A C T IV O S D E T R A N S F O R MA D O R E S

Un transformador cuya relación de transformación es de 440-220/ 110 Vac, se le conecta a una tensión de 110Vac, ¿cuanta tensión se tiene en el secundario? a.-

55 - 27.5 Vac

b.-

220 -110 Vac

c.-

110Vac

Del ejemplo anterior que tipo de transformador es: 2 a.3

Pulsos

b.-

Reductor

c.-

Elevador

Un transformador tiene 4 veces mas espiras (vueltas) en el primario que en el secundario, si alimenta a una tensión de 440Vac, ¿cuanta tensión se tiene en el secundario? a.-

1760 Vac

b.-

440Vac

c.-

110 Vac

Un transformador de 5 kVA alimenta una carga de .1 kVA, como es el F.P. en el primario del transformador:

4 a.-

Aproximado al 20%

b.-

Aproximado al 90%

c.-

Aproximado al nominal

Las terminales de alta de un transformado trifásico se identifican con las letras 5 a.-

U-V-W

b.-

H1-H2-H3

c.-

X0-X1-X2-X3

Las terminales de baja de un transformado trifásico se identifican con las letras 6 a.-

U-V-W

b.-

H1-H2-H3

c.-

X0-X1-X2-X3

Cual es la configuración eléctrica típica utilizada en transformadores de distribución 7 a.8

Y-Y

b.-

Δ-Y

c.-

Y-Δ

Un transformador con derivación central tiene una relación de transformación es 127 / 24 Vac, cuanta tensión rms se mide entre las terminales del secundario y la derivación a.-

± 24 Vac

b.-

± 12 Vac

c.-

12 Vac

Se mide una tensión de 234 Vac en un transformador al vació, si la tensión cambia a 218 Vac al conectarse una carga, ¿ Cuanta regulación presenta el transformador ?

9 a.-

6.8

b.-

7.3

c.-

16

Un transformador cuya relación de transformación es de 300/ 300 Vac, tiene 5 pasos de 2.5% c/u para el ajuste del TAP, si recibe una tensión de 315 Vac, cual debe ser la posición del TAP: 10 a.posición 5 b.posición 1 c.posición 3 Un transformador de control alimenta una carga de .05kVA a 110Vac, determinar la corriente del secundario:

11 a.12

1.1 Amp.

b.-

.45 Amp.

c.-

4.5 Amp.

Un transformador cuya relación de transformación es de 440/ 220 Vac alimenta a una carga de 1.5 Amp., cuanta corriente se tiene en el primario: a.-

3 Amp.


b.-

.75 Amp.

c.-

1.5 Amp.

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#


En un trasformador elevador la tensión del primario siempre es: 1 a.2

Mayo a la del secundario

b.-

menor al secundario

c.-

Igual al del secundario

Si a un transformador de potencia se le conecta una carga de 1kVA y después se le triplica, la tensión del secundario: a.-

Aumenta un tercio

b.-

Disminuye un poco

c.-

Disminuye un tercio.

La función del aceite en un transformador de potencia es: 3 a.-

Lubricar los herrajes para evitar oxidación del núcleo

b.-

Lubricar las partes móviles de c.los devanados.

Refrigerar al transformador

Un trasformador de corriente es aquel que: 4 a.-

trabaja con muy poca corriente b.- trabaja con corriente continua c.- es un amperímetro de gancho en el primario.

Un transformador de 5 kVA alimenta una carga de .1 kVA, como es el F.P. en el secundario: 5 a.6

Aproximado al 20%

b.-

Aproximado al 90%

c.-

El mismo que el de la carga

Un transformador con una relación de transformación de 13200 / 220-127 Vac, recibe una tensión de 13800 V, cuanta tensión se tiene en el secundario.: a.-

220 – 127 V

b.-

210 – 121 V

c.-

230-132 V

Considerando el caso anterior, para mantener la tensión en 220 –127 V se debe:

7 a.-

aumentar la vueltas del primario

b.-

aumentar las vueltas del secundario

c.-

disminuir las vueltas del primario.

Cual es la frecuencia típica de operación en el secundario de un transformador trifásico de potencia: 8 a.9

60 Hz.

b.-

120 Hz.

c.-

180 Hz.

Un TC tiene una relación de transformación de 600 / 5A, si el TC se conecta a una línea por donde circula una corriente de 450 A a 13500 Vac, ¿ Cuanta lectura mostrar el TC ? a.-

3.75 Amp.

b.-

13.5 kV

c.-

112.5 V

¿ Cual es la función del X0 ? 10

Aterrizar al tanque del Hacer de neutro para alimentar b.c.- Regular la tensión del primario transformador cargas monofasicas Un TP tiene una relación de transformación de 14000 / 220, si el TP se conecta a una línea por donde circula una corriente de 450 A a 13500 Vac, ¿ Cuanta lectura mostrar el TP ?

a.11

a.-

7.07 Amp.

b.-

13.5 kV

c.-

212.1 V

Un transformador 3Ф alimenta una carga que demanda 11 kW, si la eficiencia del transformador es de

90%, ¿ Cuanta potencia demanda el transformador ?

12 a.-

12.22 kW


b.-

9.9 kW

c.-

11 kW

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# 1


Un transformador con una relación de transformación de 220 V / 36-18 V, recibe una tensión de 110 V, cuanta tensión se tiene en el secundario.: a.-

2

36 – 18 V

b.-

127- 63.5 V

c.-

18 - 9 V

Un transformador de distribución suministra tensión a un servicio del tipo domestico, ¿como es la configuración de la carga que alimenta? Estrella balanceada con neutro Estrella desbalanceada con Estrella desbalanceada con a.b.c.aterrizado neutro aterrizado neutro flotante ¿ Cual es la eficiencia nominal típica de un transformador de potencia ?

3 a.-

Aprox. el 20%

b.-

75% Máximo

c.-

Mayor al 90%

Un transformador de pulsos es aquel que: 4 a.-

Cambia la frecuencia de la línea.

b.-

Genera un pulso cada determinado tiempo

c.-

Trabaja con C.C.

En un diagrama eléctrico como se representa la polaridad de un t ransformador de AC 5

Colocando en los extremos de Colocando en los extremos de Las terminales con las letras X b.c.la bobina + y – la bobina un punto negro. yH Gráficamente como se identifican las terminales de alta con la misma polaridad en un transformador de control de 440 - 220 / 110 Vac

a.6

a.7

H1 y H2

b.-

H3 y H4

c.-

H1 y H3

Cual es la In que puede entregar un transformador de potencia trifásico de 300kVA si su relación de transformación es de 13.2 / .22 . 127 kV a.-

2359 Amp.

b.-

788 Amp.

c.-

1363 Amp.

Cual es la característica de un autotransformador 8

Cuenta con múltiples devanados Cual debe ser la capacidad de un transformador de distribución que debe alimentar a una carga trifásica de 55kW a un F.P. de .85

a.- Solo cuenta con un devanado b.9 a.10

75 kVA

b.-

Eleva la tensión

c.-

45 kVA

c.-

60 kVA

Cual debe ser la capacidad de un transformador de control que debe alimentar 3 arrancadores que demandan .5 Amps. c/u a 110 Vac a.-

.5kVA

b.-

.25kVA

c.-

.05kVA

Que se busca en una inspección visual de un transformador trifásico tipo pedestal 11 a.-

Continuidad en los devanados b.de alta y baja

Contenido de humedad en el aceite

c.-

Revisión de nubes de aceite

El calibre del conductor eléctrico que alimenta el lado de alta de un transformador tipo poste es: 12 a.-

mas grande que el de baja


b.-

mas pequeño que el de baja

c.-

igual que el de baja

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MAQUINAS ELÉCTRICAS P R E G U NT A Y R E S P UE S T A S

# 1

R E A C T IV O S D E MO TO R E S E L E C T R I C O S

En un motor de CC de imanes permanentes el sentido de rotación permanece igual si la polaridad de la tensión de campo: a.-

Se cambia

b.-

Permanece igual

c.-

No se puede.

En un motor 3F tipo jaula de ardilla la IL aumenta varias veces sobre la nominal cuando: 2 a.- Se arranca a tensión reducida b.-

Cuando se trabaja con carga

c.-

Se arranca a tensión plena

Un motor de 3F tipo jaula de ardilla con una potencia de 15HP, trabaja a 3HP su F.P. es : 3 a.-

bajo

b.-

alto

c.-

un poco menor al de plena carga

Complete los datos de placa del motor 3F jaula de ardilla: 220 / 440 V, 36 / A. 4 a.-

36 A

b.-

72 A

c.-

18 A

El sentido de rotación se mantiene igual en un motor de 3F tipo jaula de ardilla: 5 a.-

Si la secuencia es CBA y se cambia BCA

b.-

Si la secuencia es ABC y se cambia BCA

c.-

Si la secuencia es CAB y se cambia a BAC

A un motor 3F tipo jaula de ardilla la velocidad mecánica se le controla modificando: 6 a.-

la corriente del rotor

b.-

la frecuencia de la línea

c.-

la corriente de línea

Un motor 3Fpresenta los siguientes datos de p laca, 440VL, 15 HP, F.P. .86, Efic. ( η ) 92%, cuanto vale

la In.

7 a.-

37 Amp.

b.-

9.2Amp.

c.-

18.5 Amp.

Considerando el caso anterior cuanto vale l a potencia eléctrica eficaz 8 a.-

15 HP

b.-

11.1 kW

c.-

12.1 kW

La velocidad sincrónica es 9 a.- mayor a la velocidad mecánica b.- menor a la velocidad mecánica c.- igual a la velocidad mecánica

La velocidad del motor CC de imanes permanentes se puede aumentar al: 10 a.- disminuir la tensión de campo b.- aumentar la tensión de campo c.-

aumentar la tensión de armadura

En un motor de CC tipo shunt el sentido de rotación se cambia 11 a.-

Al intercambiar la línea y neutro de la armadura.

b.-

Al intercambiar las terminales Al intercambiar las terminales c.de armadura o campo. de armadura y campo.

Un motor de 3F tipo jaula de ardilla con una potencia de 15HP, demanda 746 W, su F.P. es : 12 a.-

muy por debajo del nominal.


b.-

por arriba del nominal

c.-

un poco menor al de plena carga

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#


Un motor universal es aquel que puede: 1 a.-

trabajar con CC o CA

b.-

mover cargas mecánicas de cualquier tipo

c.-

trabajar con tensión de 50 y 60 Hz.

Un motor de pasos es aquel que: 2 a.-

trabaja con CC o CA

b.- trabaja a base de pulsos de CA c.-

trabaja a base de pulsos de CC

Un motor con capacitor permanente 3 a.-

tiene un alto par de arranque

b.- tiene un bajo par de arranque c.-

utiliza interruptor centrifugo

Un motor de arranque por capacitor 4 a.- filtra la CA y la convierte a CC b.- tiene un bajo par de arranque c.-

utiliza interruptor centrifugo

Un motor de polos sombreados tiene la característica de ser: 5 a.6 a.-

Económico pero poco eficiente y con bajo F.P. Cual es la capacidad de un transformador que alimenta a un motor de 100 HP trifásicos con una eficiencia del 77% y un F.P. del 85% Caro pero muy eficiente

200kVA

b.- Económico y de muy buen F.P. c.-

b.-

112.5kVA

c.-

75kVA

El interruptor centrifugo en un motor de arranque por capacitor tiene la función: 7 a.-

de conmutar el devanado auxiliar

b.-

de conmutar el devanado de arranque.

c.-

de conmutar el devanado de arranque y principal

El condensador de un motor con capacitor permanente conecta 8 a.-

Al devanado de arranque

b.-

Al devanado de trabajo

c.-

Al devanado auxiliar

Al arrancar a tensión reducida un motor 3F tipo jaula de ardilla: 9 a.-

se disminuye el par

b.-

la IL se mantiene cte.

c.- la velocidad se mantiene baja

Al arrancar a tensión reducida un motor 3F tipo jaula de ardilla: 10 a.-

se disminuye la corriente de arranque

b.-

la IL se mantiene cte.

c.- la velocidad se mantiene baja

Al aplicar voltaje a un motor 3F tipo jaula de ardilla se genera un campo giratorio en: 11 a.-

el rotor

b.-

la armadura

c.-

el estator

La velocidad del motor shunt se puede disminuir al:12 a.-

aumentar la tensión de armadura


b.- aumentar la tensión de campo c.-

No se puede

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#


El sentido de rotación cambia en un motor de 3F tipo jaula de ardilla 1 a.-

Si la secuencia de las líneas es ACB y se cambia BAC

b.-

Si la secuencia de líneas es ABC y se cambia CBA

c.-

Si la secuencia de línea es CAB y se cambia a ABC

En un motor 3F tipo jaula de ardilla la IL aumenta varias veces sobre la nominal cuando: 2 a.- Se arranca a tensión reducida b.-

Cuando se trabaja con carga

c.-

Se arranca a tensión plena

Con que tipo de tensión opera un motor sincrónico: 3 a.-

con CD

b.-

con CA

c.- con CA y CD al mismo tiempo

Una línea caída en un motor 3F tipo jaula de ardilla provoca: 4 a.-

Se detiene el motor

b.-

Desabalanceo de líneas.

c.-

Vibración excesiva

Como se mejora el balanceo de las líneas en un motor 3F tipo jaula de ardilla 5 a.-

Cambiando la líneas: de ABC a Cambiando la líneas: de ABC a Cambiando la líneas: de CAB a b.c.BCA BAC BAC

La velocidad sincrónica de un motor depende de: 6 a.-

La carga mecánica

b.- La corriente y tensión de línea c.-

De los Hz. de la línea

En un motor de CC tipo shunt la corriente de armadura aumenta 7 a.- al aumentar la carga mecánica b.- al disminuir la carga mecánica c.-

no aumenta, permanece constante

Un motor de CC de PM varia su velocidad con 8 a.-

la frecuencia

b.-

la tensión de campo

c.-

tensión de armadura

c.-

Frenar al motor con un embrague eléctrico

En que consiste Freno dinámico 9 a.-

Utilizar al motor para producir b.energía eléctrica

Frenar al motor al conectar una carga mecánica

En que le afecta a un motor de CC tipo shunt el desconectarle el devanado de campo 10 a.-

Disminuye su velocidad

b.-

Se detiene el motor

c.-

Aumenta su velocidad

En que le afecta a un motor de CC de PM el desconectarle el devanado de campo 11 a.-


b.-

Se detiene el motor

c.-

No se puede

En que le afecta a un motor de CC tipo shunt el desconectarle el devanado de armadura 12 a.-



b.-

Se detiene el motor

c.-

Aumenta su velocidad

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#


Cual es la finalidad de rotar las líneas a un motor eléctrico 1 a.-

Cambiar el nivel de tensión de b.trabajo del motor

Disminuir la diferencia entre las corrientes de línea

c.-

Cambiar el sentido de rotación del motor

Determinar la In de un motor trifásico, considere los siguientes datos: 5HP, η = 88%, F.P. = 82%, 220

VLL

2 a.-

13.5 Amp.

b.-

23.5 Amp.

c.-

31.5 Amp.

Cual es la ventaja de trabajar un motor a tensión mayor sobre la menor 3

Menos corriente, menor calibre b.Mayor potencia del motor c.Mayor velocidad del conductor Un motor cuya corriente nominal es de 36 Amp., tiene un F.S. del 1.2, ¿ Cual es la corriente máxima del motor ? a.-

4

a.5

7

8

b.-

30 Amp.

c.-

43.2 Amp.

Determinar el % desbalanceo de un motor trifásico que presenta las siguientes corriente de línea: I A = 15.9 A., IB = 15.7 A., IC = 15.3 A. a.-

6

36 Amp.

3.77%

b.-

3.92%

c.-

0.96%

Un motor 3F de 9 hilos se conecta en una configuración estrella serie a una tensión de 220 Vac, ¿como será el comportamiento del motor ? La corriente de arranque es En un corto tiempo se quema a.Trabaja normalmente b.c.menor a lo normal el embobinado Un motor 3F de 9 hilos se conecta en una configuración estrella paralelo a una tensión de 440 Vac, ¿como será el comportamiento del motor ? La corriente de arranque es En un corto tiempo se quema a.Trabaja normalmente b.c.menor a lo normal el embobinado Un motor de 15 HP nominales se trabaja al vació, si la I L es de 5 Amp. y el VL es de 220 V, cuanto vale la potencia aparente del motor a.-

1.9 kVA

b.-

11.1kVA

c.-

1.1kVA

¿ Que se provoca al arrancar motores mayores de 40 HP directamente conectados a las líneas ? 9

Una mayor potencia a la Una caída de tensión en las Cobro por la demanda de b.c.nominal del motor líneas energía al arranque Un motor trifásico de 6 hilos se conecta en delta y después se cambia a estrella, ¿ en cual de las dos configuraciones se logra la mayor potencia mecánica ? a.-

10

a.-

Delta

b.-

Estrella

c.-

Se mantiene igual

Cual es la desventaja de trabajar un motor a tensión mayor sobre la menor 11 a.- La disponibilidad de la tensión b.-

Ninguna

c.-

Menos corriente, menor calibre del conductor

¿ Como se expresa la potencia en un motor europeo y en un americano ? 12 a.-

El Americano en KW y el europeo en HP


b.-

El Americano en HP y el europeo en KW

c.-

Igual

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RELACIONE CADA UNO DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS CON LAS IMÁGENES Y LA SIMBOLOGÍA Puede ser que algún elemento tenga mas de una o ninguna respuesta. IDENTIFICACIÓN DE TIPOS DE MOTORES Y TRANSFORMADORES 1►

TC

8►

2►

TP

9►

3►

AUTOTRANSFORMADOR

10►

4►

TRANSFORMADOR DE POTENCIA

11►

5► 6► 7►

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN 12► TIPO POSTE TRANSFORMADOR DE CONTROL

13►

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN 14► TIPO PEDESTAL


MOTOR JAULA DE ARDILLA MOTOR CON CAPACITOR PERMANENTE MOTOR DE ARRANQUE POR CAPACITOR MOTOR A PASOS MOTOR DC MOTOR UNIVERSAL MOTOR DE POLOS SOMBREADOS

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IDENTIFIQUE CADA UNO DE LAS SIGUIENTES PARTES EN LAS FIGURAS Puede ser que algún elemento tenga mas de una o ninguna respuesta IDENTIFICACIÓN DE PARTES DE TRANSFORMADORES

IDENTIFICACIÓN DE PARTES DE MOTORES

1►

BOQUILLAS DE ALTA

1►

ROTOR

9►

VENTILADOR

2►

BOQUILLAS DE BAJA

2►

ARMADURA

10►

CAJA DE CONEXIONES

3►

CAMBIADOR DEL TAP

3►

CARCAZA

11►

CONMUTADOR

4►

PLACA DE DATOS

4►

ESTATOR

12►

PORTA ESCOBILLAS

5►

TERMINAL PARA CONEXIÓN DE TIERRA DE SERVICIO

5►

BALERO DELANTERO

13►

CARBONES

6►

TERMINAL DE NEUTRO

6►

TAPA DELANTERA

14►

BALERO TRASERO

7►

RADIADOR

7►

TAPA TRASERA

15►

EMBOBINADO DE CAMPO

8►

LLAVE PARA MUESTRA DE ACEITE

8►

TAPA DE PROTECCIÓN

16►

IMANES PERMANENTES


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MAQUINAS ELÉCTRICAS OBTENGA LOS DATOS DE PLACA SIGUIENTES: Puede ser que algún elemento tenga mas de una o ninguna respuesta. IDENTIFICACIÓN DE DATOS DE PLACA DE TRANSFORMADORES 1► 2► 3► 4► 5►

POTENCIA NOMINAL TENSIÓN NOMINAL DEL PRIMARIO TENSIÓN NOMINAL DEL SECUNDARIO INTENSIDAD NOMINAL EN PRIMARIO INTENSIDAD NOMINAL EN SECUNDARIO

IDENTIFICACIÓN DE DATOS DE PLACA DE MOTORES

8►

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

1►

VELOCIDAD MECÁNICA A 50 Hz

8►

TENSIÓN NOMINAL PARA BAJA

9►

FACTOR DE POTENCIA

2►

FACTOR DE POTENCIA

9►

TENSIÓN NOMINAL PARA ALTA

3►

TENSIÓN PARA CAMPO

10►

NUMERO DE HILOS

4►

TENSIÓN PARA ARMADURA

11►

INTENSIDAD NOMINAL EN BAJA

10► 11►

CONEXIONES DEL TAP PARA ALTA CONEXIONES DEL TAP PARA BAJA

12►

EFICIENCIA NOMINAL

5►

EFICIENCIA

12►

INTENSIDAD NOMINAL EN ALTA

6►

IMPEDANCIA

13►

FRECUENCIA DE OPERACIÓN

6►

VELOCIDAD MECÁNICA A 60 Hz

13►

FACTOR DE SERVICIO

7►

REGULACIÓN NOMINAL

14►

CONEXIONES DEL TAP PARA TENSIÓN NOMINAL

7►

POTENCIA MECÁNICA

14►

ARMAZÓN


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MAQUINAS ELÉCTRICAS CONEXIONES TIPICAS PARA TRASFORMADORES DE CONTROL H1 X1 L1

BAJA TENSION

H2

Carga

L3 H3

Arreglo: 220/110 Vac

X2

L2 H4

H1 X1 L1

ALTA TENSION

H2 L3

H3 L2

Carga

Arreglo: 440/110 Vac

X2

H4

Elaboró: Ing. J. Gerardo Ortega Zertuche

Aprobó: Academia de Maquinas Electricas

Prof. de la Asignatura

CONEXIÓN DE MOTORES (6 y 9 HILOS)

Ejemplos de motores trifásicos de 6 y 9 hilos


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CONEXIÓN DE MOTORES (6 HILOS) U1

V1

1 U1

V1

2 U2 U2 U1

V2 V1

Conexión en estrella Pletina de cobre

1 V1

2 U2 V2

V2

2

U1

U2

1

Caja de conexiones

2

1

V2

Conexión en triángulo

Devanados del motor

Cajas de terminales Catálogos comerciales


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1. Unidad Temática

III. Elementos de control y protección de motores eléctricos

2. Objetivo

El alumno interpretará el funcionamiento de motores con diferentes tipos de circuitos de control, usando simbología y diagramas, para relacionar e identificar fallas inherentes al control eléctrico. CONTENIDO Y TEMAS:

ELEMENTOS Y SIMBOLOGIA: Identificacion de simbologia y elementos de

control de motores electricos. EC

DISEÑO Y SELECCIÓN  FUNCIONES BASICAS: Diseño de un diagrama de control para un motor electrico que realize las funciones basicas solicitadas en cada caso. EC FUNCIONES COMPLEMENTARIAS: Diseño de un diagrama de control para un motor electrico que realize las funciones complementarias solicitadas en cada caso. EC IDENTIFICADORES: Aplicar los identificadores utilizados en los diagramas de

control de motores

SELECCI

N: Seleccionar apartir de una hoja de especificaciones el numero de parte de un contactor y su proteccion usando como referencia los datos de un motor electrico. EC  ARMAR Y DETECCION DE FALLAS: Implementacion de un circuito de control para un motor electrico y detectar y corregir una falla. EP CRITERIOS PARA LA EVALUACION POR CONOCIMIENTOS: UNIDAD III La evidencia de conocimiento se obtiene a partir de los resutados obtenidos de aplicar los siguientes reactivos: TEMAS DEL REACTIVO ELEMENTOS

Y SIMBOLOGIA: Identifica los elementos de control basico a partir de su construcción y/o aplicación. EC (6 REACTIVOS)

6 (AU)

5 (DE)

4 (SA)

LISTA DE COTEJO

AU

DE

SA

X

X

X

X

X

X

X

X

X/2

X

X/2

X/2

SELECCION:

Utiliza criterios en el uso de catálogos para la selección de elementos de un tablero de control y protección. EC  FUNCIONES BASICAS: Elabora el diagrama de un circuito de control y fuerza para un motor eléctrico, para que realice las funciones basicas. EC  FUNCIONES COMPLEMENTARIAS: Aplica en el diagrama de FUNCIONES BASICAS los elementos necesarios para que realice funciones complementarias. EC  IDENTIFICADORES: Utiliza los identificadores basicos en los diagramas de control. EC

CRITERIOS Y OBSERVACIONES PARA SU USO: ►Los reactivos de ELEMENTOS Y SIMBOLOGIA consisten en seleccionar la respuesta correcta de varias opciones, para evitar que el sustentante trate de adivinar, por cada respuesta incorrecta el minimo de reactivos correctos para declarar la competencia aumen ►El diagrama del circuito de la lista de cotejo no se revisara si presentara cualquiera de las siguientes condiciones: x

Corto circuito.

x

No realize la funcion basica.

x

No tenga ningun identificador completo.

x

Utilize mas o menos de los elementos disponibles para cada diseño.

x

Respuestas poco claras o confusas.(Limpieza y orden)

x

No utilize la simbologia normativa para cada elemento.

►El reactivo de SELECCIÓN de la lista de cotejo debera tener la justificacion teorica.


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SIMBOLOGÍA Y ELEMENTOS DE CONTROL ELÉCTRICO


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RELACIONE CADA UNO DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS CON LAS FIGURAS Y LA SIMBOLOGÍA Una respuesta Incorrecta incrementa e l minimo pa ra la competencia, puede ser que algun e lemento tenga ma s de una o ninguna respuesta. 1► ARRANCADOR TIPO AMERICANO

9►

BOTÓN SELECTOR

17►

ARRANCADOR MANUAL

25►

TEMPORIZADOR NEU MÁTICO

BALIZA (TORRETA)

26►

REVERSIBLE

27►

GUARDA MOTOR

28►

CONTACTO NC

29►

CONTACTO CON REATRDO DE APERURA

2►

BLOQUE DE CONTACTOS AUXILIARES FRONTALES

10►

CONTACTO CON REATRDO AL CIERRE

18►

3►

CONTACTOR

11►

CONTACTO NA

19►

4►

INTERRUPTOR LIMITE

12►

PUSH BOTTON C/LÁMPARA

20►

5►

RELEVADOR D E CONTROL

13►

LAMPARA PILOTO

21►

6►

PUSH BOTTON S/LÁMPARA

14►

7► 8►

RELEVADOR MINIATURA (UNIVERSAL) INTERRUPTOR CEN TRIFUGO BIDIRECCIONAL


INTERRUPTOR ROTATORIO CONMUTADOR DE LEVA)

(

22►

BLOQUE DE CONTACTOS AUXILIARES LATERALES BOTÓN DE PARO DE EMERGENCIA ESTACION DE BOTONES (BOTONERA)

RELEVADOR D E SOBRECARGA 30►

AUTOTRANSFORMADOR

15►

DELAY TIMER RELAY

23►

BORNERA (CLEMAS)

31►

ARRANCADOR TIPO EUROPEO

16►

INTERRUPTOR DE NIVEL

24►

INTERRUPTOR DE TEMPERATURA

32►

INTERRUPTOR DE PEDAL

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CR

TDO

TDC G


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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO VOLUNTAD . CONOCIMIENTO . SERVICIO

CARRERA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL QUERÉTARO, QRO. A 8 DE MAYO DEL 2007 EVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS: DISEÑO Y SELECCIÓN NOMBRE DEL ALUMNO:_______________________________________________ GRUPO: __________

Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a) F unciones básicas: Circuito de arranque y paro para el motor # 1, con la opción de detenerlo desde dos puntos distintos, además deberá contar con lámparas piloto que indiquen que:

► Color rojo, Encender cuando el motor está operando. ► Color verde, Encender cuando el motor está parado. ► Color amarillo, Encender cuando la protección de sobre carga se disparo. b)

F unciones complementarias: El

circuito de control deberá tener la opción de pulsación

momentánea ( paso a paso) así como incluir un botón de paro de emergencia. c)

I dentifi cadores de diagramas: Incluir

el diagrama tanto de potencia como de control

utilizando simbología americana así como los identificadores de:

► Ubicación de los contactos auxiliares. ► Hilos. ► Líneas. d) Selección: Utilizando las hojas de selección anexas, se deberá determinar el numero de parte del

► Contactor. ► Relevador de sobre carga.

DATOS DE L MOTOR # 1 POTENCIA TENSION

3 HP 220 V

CORRIENTE F.S.

7.2 AMP. 1.0

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del cir cuito) PB1: Push Button PB2: Push Button PB3: Push Button PB4: Push Button completo, 1 NA LP1: Lámpara piloto Verde Incandescente a110 V OL: Relevador de sobre carga

completo, 1 NC LP2: Lámpara piloto Roja Incandescente a110 V T: Transformador de control: 440-220/110V


completo, 1 NC, 1 NA LP3: Lámpara piloto Amarilla Incandescente a110 V

completo, 1 NC EB1: Botón tipo Hongo 1 NA, 1 NC

M1: Contactor

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EVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS: DISEÑO Y SELECCIÓN NOMBRE DEL ALUMNO:_______________________________________________ GRUPO: __________

Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a. F unciones básicas: Circuito para la operación de una motobomba trifásica dedicada al llenado de un tinaco, con la opción de arranque y paro en automático y manual, para el control manual se requiere que el arranque se realice al accionar dos botones al mismo tiempo, la operación automática la realizaran interruptores limites controlados por flotadores, además deberá contar con lámparas piloto que indiquen que: ►

Color rojo, Encender cuando la motobomba está operando.

►

Color verde, Encender cuando la motobomba esta parada.

►

Color amarillo, Encender cuando la protección de sobre carga se disparo.

b. F unciones

complementarias: El circuito de control deberá operar solo si existe agua en la cisterna, en

caso contrario indicar con lámpara la ausencia de agua así como incluir un botón de paro de emergencia. c. I dentificadores

de diagramas:

Incluir el diagrama tanto de potencia como de control utilizando

simbología americana así como los identificadores de:

►

Ubicación de los contactos auxiliares.

► Hilos. ► Líneas. d. Selección: Utilizando las hojas de selección anexas y considerando los datos de operación del motor, se deberá determinar el número de parte del

►

Contactor.

► Relevador de sobre carga.

DATOS DE L MOTOR # 1 POTENCIA TENSI N

CORRIENTE F.S.

15 HP 440 V

17 AMP. 1.2

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del cir cuito) PB1: Push Button PB3: Push Button EB1: Botón tipo Hongo LP4: Lámpara piloto completo, 1 NA PB2: Push Button completo, 1 NA LP1: Lámpara piloto Verde Incandescente a110 V

complete , 1 NC

1 NA, 1 NC

Blanca Incandescente a110 V

LP2: Lámpara piloto


Roja Incandescente a110 V

Amarilla Incandescente a110 V

M1: Contactor OL: Relevador de sobre

T: Transformador de

LS1: Interruptor limite

LS2: Interruptor limite

control: 440-220/110V

1 NA, 1 NC

1 NA, 1 NC


carga LS3: Interruptor limite 1 NA, 1 NC

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EVA LUACIÓN DE CONOCIMIENTOS: DISEÑO Y SE LEC CIÓN NOMBRE DEL ALUMNO:_______________________________________________ GRUPO: __________

Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a. F unciones básicas: Circuito para el avance y paro de dos bandas de transporte, cada una de las bandas tendrá su propio motor trifásico para proporcionar el movimiento, el operador tendrá la opción de arranque de dos lugares distintos y el paro será para ambos motores, deberá contar con lámparas piloto que indiquen que: ►

Color rojo, Encender cuando alguna de las bandas de transporte está detenida.

►

Color amarillo, Encender cuando la protección de sobre carga de cualquiera de los dos motores se disparo.

b.

F unciones complementarias: La

segunda banda funcionara después de 10 segundos de haber

arrancado la primera, si alguno de los motores presenta sobre carga el circuito de control detendrá solo al motor sobrecargado.

I dentifi cadores de diagramas: Incluir el diagrama tanto de potencia como de control utilizando

c.

simbología americana así como los identificadores de: ► Ubicación de los contactos auxiliares. ► Hilos. ► Líneas.

Selección:

d.

►

Utilizando las hojas de selección anexas, se deberá determinar el numero de parte del:

Contactor.

► Relevador de sobre carga.

POTENCIA TENSION

DATOS DE LOS MOTORE S 15 HP 440 V

CORRIENTE F.S.

18 AMP. 1.15

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del circuito) PB1: Push Button PB2: Push Button OL1: Relevador de sobre M2: Contactor completo, 1 NA

completo, 1 NC

carga

M1: Contactor con



OL2: Relevador de

temporizador neumatico, 1NA, 1 NC T: Transformador de control: 440-220/110V



sobre carga


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Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a) F unciones básicas: Circuito para el avance y paro de dos bandas de transporte, cada una de las bandas tendrá su propio motor trifásico para proporcionar el movimiento, solamente uno de los motores trabajara a la vez, deberá contar con lámparas piloto que indiquen que:

b)

►

Color rojo, las bandas de transporte 1 y 2 están detenidas

►

Color verde, la banda 1 esta funcionando.

►

Color blanco, la banda 2 esta funcionando.

F unciones complementarias: La

segunda banda solamente funcionara si se accionan al mismo

tiempo dos botones, esto no se aplica a la 1ª banda, la protección de sobre carga solo deberá detener aquel motor que presente la falla.. c)

I dentificadores de diagramas: Incluir

el diagrama tanto de potencia como de control utilizando


d)

Selección: Utilizando las hojas de selección anexas, determinar el numero de parte del:


POTENCIA TENSION

DATOS DE LOS MOTORE S

CORRIENTE F.S.

10 HP 220 V

24 AMP. 1.0

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del circuito) PB1: Push Button PB2: Push Button PB3: Push Button T: Transformador de completo, 1 NA

completo, 1 NC

completo, 1 NA

control: 440-220/110V

SB1: Boton selector de 2 posiciones,






Blanca Incandescente a110 V

OL2: Relevador de sobre

M1: Contactor

M2: Contactor

1 NA, 1 NC OL1: Relevador de sobre carga


carga

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Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a) F unciones básicas: Circuito para el avance, paro y cambio en el sentido de rotación de un motor trifásico, deberá contar con lámparas piloto que indiquen que:

b)

►

Color rojo, Encender cuando el motor gira a la derecha

►

Color verde, Encender cuando el motor gira a la izquierda

►

Color blanco, Encender cuando el motor esta detenido.

F unciones complementarias: El circuito permitirá realizar el cambio de giro después de 5 segundos

esto para evitar cambios bruscos que pudieran dañar al motor. c)




d)

Selección:

Utilizando las hojas de selección anexas, determinar el número de parte del:


POTENCIA TENSI N

DATOS DE LOS MOTORE S 10 HP 440 V

CORRIENTE F.S.

12 AMP. 1.0

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del cir cuito) T: Transformador de PB1: Push Button PB2: Push Button OL: Relevador de control: 440-220/110V

completo, 1 NA

completo, 1 NC

sobre carga

SB1: Botón selector de 2 posiciones,


M1: Contactor con

M2: Contactor con


temporizador neumático, 1NA, 1 NC

temporizador neumático, 1NA, 1 NC

1 NA, 1 NC LP2: Lámpara piloto Verde Incandescente a110 V

LP3: Lámpara piloto Blanca Incandescente a110 V


Los contactores M1 y M2 cuentan con enclavamiento mecánico

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Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a) F unciones básicas: Circuito para el avance, paro y arranque de un motor trifásico a tensión reducida (50% y 100%) utilizando resistencias, deberá contar con lámparas piloto que indiquen que:

b)

►

Color rojo, Encender cuando el motor está operando al 50% de la tensión.

►

Color verde, Encender cuando el motor está operando al 100% de la tensión.

►

Color blanco, Encender cuando el motor está detenido.

F unciones complementarias: El

circuito permitirá realizar el cambio automático a tensión plena

después de 7 segundos, además para el paro, el operador tendrá la posibilidad de hacerlo desde dos puntos distintos, en caso de presentarse sobre carga a tensión plena o a reducida, la protección deberá detener el motor. c)




d)



DATOS DE LOS MOTORE S POTENCIA TENSION

3 HP 220 V

CORRIENTE F.S.

7.2 AMP. 1.0

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del cir cuito) PB1: Push Button PB2: Push Button PB3: Push Button OL1: Relevador de completo, 1 NA

completo, 1 NC

completo, 1 NA

sobre carga

M1: Contactor con




temporizador neumático, 1NA, 1 NC M2: Contactor

Roja Incandescente a110 V OL2: Relevador de sobre carga

Verde Incandescente a110 V

Blanca Incandescente a110 V T: Transformador de control: 440-220/110V


R: 3 Resistencias

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Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a) F unciones básicas: Circuito de arranque y paro desde dos puntos distintos mediante botoneras, para un motor que transmite movimiento a una banda de transporte, el circuito deberá contar con lámparas piloto que indiquen que: 4 PUNTOS

► Color rojo, Encender cuando el motor esta operando. ► Color verde, Encender cuando el motor esta parado. ► Color amarillo, Encender cuando la protección de sobre carga se disparo. b)

F unciones complementarias:

El circuito de control deberá tener la opción de pulsación

momentánea ( paso a paso) así como incluir un botón de paro de emergencia. 4 PUNTOS c)




d)



POTENCIA TENSION

DATOS DE L MOTOR # 1 5 HP 220 V

CORRIENTE F.S.

12 AMP. 1.15

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del cir cuito) EB1: Botón tipo Hongo T: Transformador de BOTONERA “1” BOTONERA “2” PB1: Push Button 1 NA PB2: Push Button 1 NC LP1: Lámpara piloto

PB1: Push Button 1 NA PB2: Push Button 1 NC LP2: Lámpara piloto

Verde Incandescente a110 V



1 NA, 1 NC OL: Relevador de sobre carga LP3: Lámpara piloto Amarilla Incandescente a110 V

control: 440-220/110V

M1: Contactor PB3: Push Button completo, 1 NA, 1 NC

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Diseñar un circuito para el control de un motor eléctrico trifásico que opere bajo las siguientes condiciones: a) F unciones básicas: Circuito de arranque y paro para un motor que transmite movimiento a una banda de transporte, al llegar a la mitad de su recorrido la banda de transporte se detendrá, el circuito deberá contar con lámparas piloto que indiquen que:

► Color rojo, Encender cuando el motor esta operando. ► Color verde, Encender cuando el motor esta parado. ► Color amarillo, Encender cuando la protección de sobre carga se disparo. b)

F unciones complementarias: El circuito

de control deberá poner nuevamente en movimiento la

banda, al cabo de 10 segundos de haberse detenido, se debe incluir un botón de paro de emergencia. c)



simbología americana así como los identificadores de: d) ► Ubicación de los contactos auxiliares. e) ► Hilos. f) g)

► Líneas

Selección: : Utilizando las hojas de selección anexas, determinar el numero de parte del:


POTENCIA TENSION

DATOS DE L MOTOR # 1 5 HP 220 V

CORRIENTE F.S.

12 AMP. 1.15

LI STA DE E LE ME NTOS A UTI LI ZAR (Todos se deberán emplear para el diseño del cir cuito) PB1: Push Button PB2: Push Button EB1: Botón tipo Hongo T: Transformador de completo, 1 NA LS1: Interruptor limite 1 NA, 1 NC LP1: Lámpara piloto Verde Incandescente a110 V

completo, 1 NC CR1: Relevador de control, 2 NA, 2 NC LP2: Lámpara piloto Roja Incandescente a110 V


1 NA, 1 NC OL: Relevador de sobre carga LP3: Lámpara piloto Amarilla Incandescente a110 V

control: 440-220/110V

M1: Contactor con temporizador neumático, 1NA, 1 NC

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RESPUESTA: 

Cada circuito puede ser diseñado de diferentes formas (inciso: a y b).



Los datos de identificación (inciso: c) dependen del diseño.



La selección de los elementos (inciso: d), depende de la hoja de selección utilizada.


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CONTACTORES

RELEVADOR DE SOBRE CARGA

TENSIÓN DE BOBINAS


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Título de la práctica: PROGRAMACI N DE B SICA DE VARIADORES DE VELOCIDAD Asignatura: MAQUINAS EL CTRICAS Hoja: 1 de 5 Fecha: 1/Nov/11 Unidad temática: III No. de participantes recomendados: 6 Elaboró: J. Gerardo Ortega Zertuche Duración: 6Hra. Lugar: Lab. 4 Entre Ejes Revisó: Aprobó: M. en I. J. Víctor Hugo Lara P. Revisión: 0 1 2 3 4 5 Fecha: Objetivo de la práctica: El alumno deberá conocer, diferenciar y realizar los pasos para la programación de los parámetros básicos de un variador de velocidad, identificando las características que aplican para cada uno:  Parametrizar de acuerdo a datos de placa del motor eléctrico.  Rampas de aceleración y desaceleración  Comando externo y por panel.  Reles programables Fundamentos Teóricos: Un variador de frecuencia (siglas VFD, del inglés: Variable Frequency Drive o bien AFD Adjustable Frequency Drive) es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Los variadores de frecuencia operan bajo el principio de que la velocidad síncrona de un motor de corriente alterna (CA) está determinada por la frecuencia de CA suministrada y el número de polos en el estator, de acuerdo con la relación:

Donde RPM = Revoluciones por minuto f = frecuencia de suministro CA (Hertz) p = Número de polos (adimensional)

Descripción de la práctica: El alumno se familiarizara con los aspectos de programación básica de un variador de velocidad así como con aquellos parámetros elementales asociados a su selección. Material: 1 Banco de variador (Allen Bradley) 1 Amperímetro de gancho 6 cables banana largos

Requisitos:


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Conocimientos básicos del control eléctrico. Conocer las medidas y pruebas de seguridad eléctrica. Procedimiento: 1) Respete y siga cuidadosamente las reglas de seguridad, el equipo opera con tension de 440Vac.

2) Identifique las partes y elementos del variador:


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3) De acuerdo a la hoja de especificacion de programacion, identifique, actualize y/o modifique las funciones de programacion para parametrizar el variador: Datos de placa del motor. Tipo de control: por panel o externo Rampa de aceleracion y desaceleracion.   


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4) Observe la conexión fisica del control y comparelo con los siguientes diagramas:


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5) Referenciandose a las siguientes listas, programe las entradas y salidas del variador:


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Parametros de programacion de los reles “R”


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Cuestionario: 1. 2. 3. 4.

Identifique de las borneras las salidas para el realay programable ¿En lugar de Botones sin retención se pueden usar con retención? ¿En que afecta una rampa de aceleración rápida? ¿Qué es el freno dinámico?


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MAQUINAS ELÉCTRICAS A.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES 1

Inhabil itar la opción de reversible

B.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES El control de arranque sera 1 externo El control de velocidad sera 2 externo

Encender lámpara cuando el motor este operando El control de velocidad lo tendrá 3 3 E l paro deberá s er por rampa el panel El control de arranque lo tendrá el Encender lámpara cuando opere 4 4 panel en reversible El paro del panel deberá ser por 5 5 habi li tar la opc ión de revers ibl e rampa La velocidad mínima deberá de La rampa de aceleración se 6 6 ser de 15hz. lograra en 3 seg. La velocidad máxima deberá de La rampa de desaceleración se 7 7 ser de 55hz. lograra en 6 seg. La rampa de aceleración se La velocidad inicial deberá de ser 8 8 lograra en 4 seg. de 40Hz. La rampa de desaceleración se La velocidad máxima deberá de 9 9 lograra en 5 seg. ser de 55hz. La velocidad inicial deberá de ser La velocidad mínima deberá de 10 10 de 30Hz. ser de 15hz. E.- CRITERIOS PARA F.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES PROGRAMACION DE VARIADORES El control de arranque sera El arranque sera mediante 1 1 externo sostenimiento de pushbutton El control de velocidad sera por El control de velocidad lo tendrá 2 2 panel el panel 2

3

El paro d eberá ser por rampa

3

El paro deberá s er por rampa

4

Encender lámpara cuando alcance la velocidad

4

Encender lámpara cuando opere en reversible

5

inhabilitar la opción de reversible

5

habilitar la opción de reversible

La rampa de aceleración se lograra en 2 seg. La rampa de desaceleración se 7 lograra en 5 seg. La velocidad inicial deberá de ser 8 de 30Hz. La velocidad máxima deberá de 9 ser de 50hz. La velocidad mínima deberá de 10 ser de 25hz. 6


La rampa de aceleración se lograra en 3 seg. La rampa de desaceleración se 7 lograra en 6 seg. La velocidad máxima deberá de 8 ser de 50hz. La velocidad mínima deberá de 9 ser de 20hz. Mostrar en display la corriente de 10 salida 6

C.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES La velocidad mínima deberá de 1 ser de 15hz. La velocidad máxima deberá de 2 ser de 55hz. La velocidad inicial deberá de ser 3 de 40Hz. La rampa de desaceleración se 4 lograra en 6 seg. La rampa de aceleración se 5 lograra en 3 seg. 6

habili tar la opción de reversible

Encender lámpara cuando opere en reversible El paro por panel deberá ser por 8 rampa El control de velocidad sera 9 externo El control de arranque sera por 10 panel G.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES Mostrar en display la tension de 1 salida La velocidad mínima deberá de 2 ser de 20hz. La velocidad máxima deberá de 3 ser de 60hz. La rampa de desaceleración se 4 lograra en 6 seg. La rampa de aceleración se 5 lograra en 3 seg. 7

6

habil itar la opción de reversible

7

Encender lámpara cuando opere en reversible

8

El paro deberá ser por rampa

El control de velocidad lo tendra un control externo El arranque sera mediante 10 sostenimiento de pushbutton 9

D.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES La rampa de aceleración se 1 lograra en 2 seg. La rampa de desaceleración se 2 lograra en 5 seg. La velocidad máxima deberá de 3 ser de 50hz. La velocidad mínima deberá de 4 ser de 10hz. Mostrar en display la tension de 5 salida 6 Inhabili tar la opción de reversible 7

Encender lámpara cuando se alcance la velocidad seleccionada

8 El paro deberá ser por rampa El control de velocidad lo tendrá el panel El arranque sera mediante 10 sostenimiento de pushbutton H.- CRITERIOS PARA PROGRAMACION DE VARIADORES El arranque sera mediante 1 sostenimiento de pushbutton El control de velocidad lo tendra 2 un control externo 9

3 El paro deberá ser por rampa 4

Encender lámpara cuando se alcance la velocidad seleccionada

5 Inhabilitar la opción de reversible La rampa de aceleración se lograra en 3 seg. La rampa de desaceleración se 7 lograra en 5 seg. La velocidad máxima deberá de 8 ser de 60hz. La velocidad mínima deberá de 9 ser de 30hz. Mostrar en display la corriente de 10 salida 6

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Manual de Maquinas Electricas Nov 13

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