UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
INFORME N°03
LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS. ML253 - B CURSO:
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GRUPO: TEMA:
MODULO DE ENTRENAMIENTO EN MANIOBRAS ELÉCTRICAS: ARRANQUE MANUAL PARA MOTOR ELÉCTRICO POR INTERRUPTOR, POR PULSADORES E INVERSIN DE GIRO.
ESTUDIANTES:
DOCENTE:
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INDICE
1. OBJETIVOS.................................................................................2 2. INTRODUCION............................................................................3
2.* EL CONTACTOR.....................................................................3 2.2 INTERRUPTORES TERMICOS............................... .................. 2.3 DISUNTORES...................................................................... 2.4 PULSADOR.......................................................................... *$ 2.5 TEMPORI/ADOR.................................................................*$ 3. FUNDAMENTO TEÓRICO............................................................** 4. PROCEDIMIENTO......................................................................*5 5. CONCLUSIONES........................................................................22 6. RECOMENDACIONES.................................................................23 7. BIBLIOGRAFIA..........................................................................23
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1. OBJETIVOS
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Identificar las diferentes partes de los elementos de control. Elaborar circuitos de arranque manuales de motores con interruptor. Elaborar circuitos de potencia y de control para el arranque de motores por pulsadores. Elaborar circuitos de potencia y de control para el arranque de motores con inversión de giro.
2. INTRODUCION. 2.1 EL CONTACTOR
Los elementos de control llamados contactores sirven para controlar el funcionamiento de diversidad de circuitos. Dependerá de la necesidad del usuario, el diseño de algún circuito de control y la utilidad que le dará al mismo. El contactor forma parte de los aparatos de maniobra con poder de corte, se define como un interruptor accionado a distancia por un electroimán.
PARTES DE UN CONTACTOR: L#0 1#&0 1!!1#)&0 %& 6 (#( 0(: C##0#, C!6!( E)&("#78!(, C(#(0.
a) Carcasa. !oporte fabricado de material no conductor "plásticos o baquelitas especiales a base de fibra de vidrio, con el ob#eto de obtener un alto grado de rigide$ el%ctrica&, sobre la cual fi#an todos elementos conductores del contactor.
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'arte E(terna
'arte interna donde se alo#a el núcleo y la bobina
'arte interna donde se alo#a la armadura
b) Circuito elec tromagnético Está compuesto por unos mecanismos cuya finalidad es transformar la energ)a el%ctrica en magnetismo, generando un campo magn%tico muy intenso, el cual a su ve$ dará srcen a un movimiento mecánico. En otros t%rminos se puede decir que es el electroimán del contactor. Está formado por bobina, núcleo, armadura.
c) Bobina.
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Es un arrollamiento de alambre, con un gran número de espiras, que al aplicarse tensión crea un campo magn%tico. El flu#o magn%tico genera un par electromagn%tico superior al par resistente de muelles que separan la armadura del núcleo.
*lgunos aspectos prácticos del mane#o de las bobinas son i.
+n circuito de control consiste, en energi$ar y desenergi$ar la bobina del contactor que se desea que funcione.
ii.
La entrada y salida "principio y final& de la bobina vienen claramente indicadas y grabadas en esta. *ctualmente son muy utili$adas para las entradas *y *-.
iii.
omo lo que realmente interesa en la bobina es la intensidad del cam po magn%tico y no el sentido de las l)neas de fuer$a que genera en ellas, cuando se diseña un esquema las entradas pueden tomarse como salidas o viceversa, tomando el mismo criterio para todas las bobinas del circuito.
) N!cleos. Es una parte metálica de material ferromagn%tico, generalmente en forma de y que se fi#a en la carcasa. !u función es concentrar y aumentar el flu#o magn%tico que genera la bobina. La bobina se coloca en la columna central del núcleo para atraer con mayor eficiencia la armadura.
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e) Armaura. Elemento parecido al núcleo, en cuanto a su construcción, pero que, a diferencia de este no tiene espiras de sombra y es además una parte móvil, cuya función principal es cerrar el circuito magn%tico cuando se energi$a la bobina, ya que en estado de reposo debe de estar separada del núcleo.
") Contactos.
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Los contactos son elementos conductores que tienen por ob#eto establecer o interrumpir el paso de la corriente ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se energice la bobina "contactos instantáneos&.
Contactos #rinci#ales: !on contactos instantáneos cuya función espec)fica es establecer o interrumpir el circuito principal, a trav%s del cual se transporta la corriente desde la red a la carga. 'or la función que reali$an estos contactos son únicamente abiertos. !e tienen contactores capacitados para transportar corrientes desde unos cuantos amperios "/*& 0asta corrientes con intensidades muy elevadas "unos 122*&.
uando un contacto ba#o carga s% desenergi$a se produce una c0ispa, entre el contacto fi#o y el móvil de tal manera que, a pesar de que estos contactos se 0allan separados, el circuito no se interrumpe inmediatamente, sino la corriente sigue pasando durante un
+
breve tiempo a trav%s del aire ioni$ado. omo la c0ispa se produce siempre, los contactos se ubican en una $ona conocida comúnmente como 3cámara antic0ispa4, construida con materiales muy resistentes al calor. ontactos au(iliares !on aquellos contactos cuya función espec)fica es permitir o interrumpir el paso de corriente a las bobinas de los contactores o a los elementos de señali$ación, por lo cual están dimensionados para intensidades d%biles "miliamperios o algunos amperios&. Los contactos au(iliares son contactos instantáneos es decir que actúan tan pronto se energice la bobina. E(isten dos tipos de contactos au(iliares
2.2 INTERRUPTORES TERMICOS
!on elementos automáticos que reaccionan debido a sobre intensidades ligeramente mayores a la nominal, asegurando una descone(ión en un tiempo suficientemente corto para no per#udicar la cone(ión o instalación antes y despu%s asociados con %l. 'ara provocar la descone(ión, se aprovec0a la deformación de una lámina bimetálica, que se curva en función del calor producido por la corriente al pasar a trav%s de ella.
2.3 DISYUNTORES
+n disyuntor, es un aparato capa$ de inter rumpir o abrir un circuito el%ctrico cuando la intensidad de la corriente el%ctrica que por %l circula e(cede de un determinado valor, o en el que se 0a producido un cortocircuito, con el ob#etivo de evitar daños a los equipos el%ctricos. * diferencia de los fusibles, que deben ser reempla$ados tras un único uso, el disyuntor puede ser rearmado una ve$ locali$ado y reparado el problema que 0aya causado su disparo o desactivación automática. Los disyuntores se fabrican de diferentes tamaños y caracter)sticas, lo cual 0ace que sean ampliamente utili$ados en viviendas, industrias y comercios.
2.4 PULSADOR
+n pulsador permite el paso o interrupción de la corriente el%ctrica mientras est% presionado o accionado, y cuando de#a de presionarse este vuelve a su estado srcinal o de reposo.
El ontacto puede ser de dos tipos 5ormalmente errados "565ormal lose& que son los pulsadores de 'aro $ 5ormalmente *biertos "5*6576 5ormal 7pen& que son los pulsadores de 8arc0a. Los pulsadores internamente consta de una lámina conductora que establece el contacto o descone(ión de sus terminales y un muelle o resorte que vuelve a su estado de reposo sea 5 o 5*.
2.5 TEMPORIZADOR
Es un aparato mediante el cual, podemos regular la cone(ión o descone(ión de un circuito el%ctrico pasado un tiempo desde que se le dio dic0a orden. El tempori$ador es un rel% de tipo au(iliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente. Los tempori$adores se pueden clasificar en t%rmicos, neumáticos, de motor s)ncrono y electrónicos.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
La manera más sencilla de arrancar un motor de #aula de ardilla es conectar el estator directamente a la l)nea, en cuyo caso el motor desarrolla durante el arranque el par que señala su caracter)stica par 9 velocidad.
*$
En el instante de cerrar el contactor del estator, el motor desarrolla el má(imo par de arranque y la corriente queda limitada solamente por la impedancia del motor. * medida que el motor acelera, el desli$amiento y la corriente disminuyen 0asta que se alcan$a la velocidad nominal. El tiempo que se necesita para ello depende de la carga impuesta a la máquina, de su inercia y de su fricción. La carga de arranque no afecta al valor de la corriente de arranque sino simple mente a su duración. En cualquier motor de #aula, la corrient e y el par dependen solo del desli$amiento. uando un motor de #aula se conecta directamente a la l)nea en vac)o, según su potencia, puede adquirir la velocidad nominal en un segundo. uando la maquina arranca con carga de poca inercia, el tiempo de arranque del mismo motor podr)a aumentar a : ó 2 segundos. *unque la potencia de la l)nea aumenta y se están desarrollando muc0os arrancadores de ba#a corriente para los motores de #aula, los arrancadores directos se usan cada ve$ más debido a su simplicidad y ba#o precio. *l montar una nueva planta se suele 0acer la instalación el%ctrica a partir de la l)nea de alta tensión, de manera que los motores de #aula se pueden conectar directamente. 'or otra parte, como los motores forman parte de la instalación, se presentan problemas derivados del arranque de las maquinas que se deben estudiar cuidadosamente. Los factores limitativos a considerar son la potencia contratada, la posición de la ca#a de distribución más pró(ima as) como los cables de alimentación y el sistema de protección. ;ambi%n se 0a de estudiar el efecto de la corriente de arranque con ba#o factor de potencia en la tensión de los transformadores y de los alternadores. La sencille$ del arranque directo 0ace posible el arranque con un simple contactor, por lo que suele efectuar rara ve$ mediante arrancador manual. Los arrancadores automáticos comprenden el contactor trifásico con protección de sobrecarga y un dispositivo de protección de sobrecarga de tiempo inverso. El arranque y la parada se efectúan mediante pulsadores montados sobre la ca#a, pudi%ndose tambi%n disponer de control remoto si fuera necesario.
ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES ASINCRONOS
El arranque de motor directo es el m%todo más sencillo para arrancar un motor trifásico as)ncrono. Los devanados del estator están conectados directamente a la red el%ctrica por un proceso de conmutación simple.
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omo resultado de esta aplicación obtendremos altas corrientes de arranque "corriente de sobrecarga& que a su ve$ causan molestas ca)das en la tensión de red. 'or este motivo, las compañ)as el%ctricas suelen limitar la potencia nominal de los motores conectados a la red. Este valor l)mite puede variar de una red a otra. En redes el%ctricas públicas, estas limitaciones por lo general se cumplen cuando en el arranque la potencia aparente del motor trifásico no e(cede de :.-<=* o cuando es de mayor potencia aparente pero la corriente de arranque no e(cede de 12 *. on una tensión de red de >22 = y un arranque ? veces la intensidad nominal, esto corresponde a un motor con una intensidad nominal de @.: * o un motor de >
22C1/2 = pueden arrancarse usando una configuración estrella triangulo. El arranque directo crea un estr%s t%rmico en los devanados del motor y, solo brevemente, fuer$as electrodinámicas momentáneas. on frecuencia, el arranque directo reduce la vida de los devanados de un motor estándar "p.e#. 7peraciones periódicas intermitentes&.
Es%uemaePotencia
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Es%uemaeControl
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ARRAN&UE' PARO E (NERS(*N DE +(RO DE UN ,OTOR TR(-S(CO /AU0A DE ARD(00A 1 ARRAN&UE ,ANUA0. 'ara invertir el giro del motor 0abrá que invertir el giro del campo magn%tico creado por el estator de esta forma el rotor tenderá a seguirlo y girará en sentido contrario. 'ara conseguirlo, basta con invertir un par de fases cualesquiera de la l)nea trifásica de alimentación al motor, lo que en la práctica se reali$a con dos contactores de cone(ión a red. Ci!"i#$ %& P$#&'!i(
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4. PROCEDIMIENTO
Parte (: 3ircuitos de arranque directo de motores as)ncronos ircuito de cone(ión y descone(ión por medio de interruptor4. Paso 2. Identifique las diferentes componentes del circuito de control y de potencia. 5ota Fecuerde que primero debe de reali$ar el ircuito de ontrol y 0acer las pruebas necesarias para luego proceder al ircuito de 'otencia.
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Paso 3. *ccione el interruptor !- de tal manera que %ste quede en la posición , es decir, cerrado.
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*+
Paso 4. *note cuál es el sentido de giro del e#e del motor RPTA: Gira en sentido *nti 0orario. Paso 5. *note el valor de la corriente de arranque por cada fase. IFASE A *.+ A
IFASE B
IFASE C
*.+ A
*.+ A
Paso 6. *note el valor de la corriente de traba#o por cada fase. IFASE A $.5A
IFASE B
IFASE C
$.5A
$.5 A
Paso 7. onecte el motor en delta y anote el valor de la corriente de arranque. IFASE A 3.5 A
IFASE B
IFASE C
3.5 A
3.5 A
Paso 8. *note el valor de la corriente de traba#o por cada fase. IFASE A *. A
IFASE B
IFASE C
*. A
*. A
Paso 9. HEn cuál de las dos cone(iones, consume mayor cantidad de corriente de arranque y de traba#o HEstrella o Delta E(plique. RPTA: !e puede observar en las tablas anteriores que en el arranque directo en Delta consume mayor cantidad de corriente tanto en el arranque como en su operación.
*
Parte ((: 3*rranque, paro e inversión de giro de un motor trifásico #aula de ardilla *rranque manual4. Paso . Implemente el circuito que se muestra en la figura. Nota: Recuere %ue #rimero ebe e reali;ar el Circuito e Control $
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Paso 2=. 'roceda a la prueba del circuito, tomando las consideraciones necesarias para no dañar la máquina. Paso 22. *ccione el pulsador !tart y verifique el sentido de giro del motor
RPTA: El motor gira en sentido Jorario.
2$
Paso 23. *ccione el pulsador I5=. HKu% sucede
RPTA: El sentido de giro del motor cambia a sentido *nti0orario.
2*
5. OBSERBACIONES
!e observó que el tablero del módulo de maniobras el%ctricas no cuenta con rel% t%rmico.
6. CONCLUSIONES
La diferencia que se dio entre la corriente de arranque del motor as)ncrono conectado en estrella y conectado en delta se da básicamente porque en una configuración en estrella la corriente va ser menor "se reduce a CB& debido a que el volta#e queda dividido entre
√3
, mientras que en la configuración delta la
corriente el volta#e es el mismo y la corriente no var)a. La inversión de giro se da al intercambiar dos fases cualesquiera de la l)nea trifásica, esto ocasiona que el campo magn%tico creado por el estator se invierta y as) el rotor le siga y cambie sentido de giro.
7. RECOMENDACIONES
omprobar la continuidad y correcto funcionamiento de los elementos del tablero
de maniobras el%ctricas. Elegir u motor adecuado para poder reali$ar la e(periencia, de preferencia de
potencia ba#a debido a que el tablero no cuenta con rel% t%rmico. olocar un indicador en el e#e del motor para poder apreciar el sentido de giro del motor.
8. BIBLIOGRAFIA
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8K+I5*! ELM;FI*!, Nesús Oraile 8ora. !e(ta edición. 8c. GraP Jill. Ing. Gregorio *guilar, clases de máquinas eléctricas rotativas , -2>.
