Motores eléctricos trifásicos de 12 terminales Los motores eléctricos trifásicos trifásicos asíncronos, fabricados bajo las norma Estadunidenses de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos NEMA ( National Electrical Manufacturers terminales. Association), pueden tener en algunos casos 12 terminales.
Motor trifásico de 12 terminales En los EE.UU., se diseñan para dos tensiones con una relación de 2 a 1. Ejemplo Ejemplo 230/ 460 voltios. voltios. Y dos tipos tipos de conexiones; “Conexiones Tipo Delta “ o “Conexiones Tipo ESTRELLA”, cada tipo puede ser conectado en paralelo (para bajo voltaje) y en serie (para voltaje alto). En potencias bajas (hasta 40 HP) las conexiones mas utilizadas son Estrella, Estrella, en en potencias más altas las conexiones utilizadas sonDelta sonDelta Se puede recurrir a un sistema de identificación de terminales para realizar los diagramas de conexiones cuando no tengamos a la mano los diagramas.
Identificación de terminales
El sistema utilizado como medio para determinar la secuencia de los números de las las terminales de un motor trifásico, trifásico, consiste en dibujar una conexión “Y” invertida con 12 terminales, después
numerar dichas dichas terminales comenzando en exterior con la terminal T1 en la parte superior y siguiendo una espiral hacia la derecha, terminando en el interior.
Sistema para identificar terminales en conexión estrella A partir de aquí se complementa el dibujo, para alto voltaje se hace la conexión estrella serie y para pa ra bajo voltaje una conexión doble estrella.
Conexiones de motor eléctrico en Estrella Esta conexión suele venir en la placa placa de datos o bien en la tapa de la caja de conexiones.
Diagrama de conexiones en estrella para motor 12 terminales
Diagrama de conexiones en delta para motor 12 terminales
Servicio de red eléctrica, monofásica, bifásica y trifásica En México la Comisión Federal de Electricidad (CFE) nos proporciona dos tipos de servicio de alimentación. 1.- red aérea
2.- red subterránea
En cada una proporciona los servicios monofásicos, bifásicos y trifásicos, de voltajes alternos con frecuencia de 60 ciclos/segundo a) monofásico es el que tiene la mayoría de los hogares el llamado servicio a 2 hilos, fase y neutro de 127 volts. b) bifásico, para residencias y pequeños negocios, a 3 hilos. 2 fases y un neutro de 220 volts y 127 volts c) trifásico, para industrias a 4 hilos. 3 fases y un neutro.
Servicios monofásico, bifásico y trifásico Las opciones la determinan las cargas, si por ejemplo es para un taller con motores trifásicos solo tenemos la tercera opción, o si se requiere para aparatos de climatización de 220 volts, el sistema seria el bifásico o trifásico.
Voltajes disponibles Para cada sistema existe un tipo de base para el medidor de energía eléctrica.
Conexión de la base para medidor En los dibujos se identifican los puntos de conexión de los cables para alimentar a las cargas, recordemos que. 1.- los conductores “F” van a los interruptores de protección tipo fusible (interruptor de seguridad) o tipo termomagnético (centro de carga). 2.- el conductor neutro debe conectarse directamente a la carga sin pasar por ningún medio de protección.
Conexión monofásica a cargas
Conexión bifásica a cargas Tiene la ventaja de poder balancear cargas.
Conexión trifásica a cargas Tiene las ventajas alimentar a motor trifásico 220 volts y a un control a 127 volts
TR-7 DIAGRAMA DE CONTRL CON TEMPORIZADORES El siguiente diagrama eléctrico muestra 2 diagramas de control para el funcionamiento de 2 motores trifásicos, en estos diagramas se emplean relevadores de tiempo “TR”
Apagador de escalera Se le llama así a un interruptor de 3 vías, que junto con otro de iguales características se utiliza para controlar una lámpara desde 2 lugares distintos según lo que se requiera. como en el caso de las habitaciones con escalera que requieren iluminen los escalones indistintamente de donde nos encontremos, abajo o arriba de la escaleras. Un apagador de 3 vías cuenta con tres terminales una de ellas es común, Suele identificarse con la letra ”C “, aunque algunos fabricantes emplean otras formas, tornillo mas grande, de otro color con un punto o incluso el signo de mas “+”
Control con interruptor de 3 vías
acción de interruptor de 3 vías
Control de una lámpara con apagadores de escalera
Control con apagadores de escalera El diagrama nos muestra la “forma correcta” de controlar una lámpara desde 2
lugares distintos. El término empleado forma correcta es porque se respetan las normas técnicas y de seguridad la lámpara va conectada al neutro y el control de la línea viva por los apagadores, de manera que si fallara algún apagador no provocara un corto circuito. El circuito se muestra en reposo la lámpara esta apagada (como deben mostrarse los diagramas). Si activamos cualquier apagador permitirá que circule la corriente y encenderá la lámpara
Diagrama de control con apagadores de escalera Accionando cualquier apagador A1 o A2 permitirá que la lampara encienda. Imaginemos 1.- que queremos subir y activamos A1
Encendido de lámpara de circuito de escalera 2.- Estamos arriba y queremos apagar la lámpara activamos A2
Apagado de lámpara en circuito de escalera Quedando el circuito de manera muy similar a la inicial, Conservando la condición de poder volverse a encender la lámpara de cualquiera de los dos lugares.
Estaciones de botones pulsadores para arranque de un motor Las estaciones de botones, son cajas de lamina, aluminio, plástico o hierro fundido, donde van alojados los botones pulsadores, para controlar los motores eléctricos.
ESTACIÓN DE BOTONES Las estaciones de botones son parte solo del circuito de control, por lo que aquí solo mostrare estos circuitos, aclarando que faltaría el circuito de potencia para completar el arranque de motor. Lo más común es que se utilice una sola estación que contengan un botón de arranque (normalmente abierto) y un botón de paro (normalmente cerrado), las estaciones de botones comunes también pueden alojar hasta 3 botones pulsadores, mas de tres buscaríamos cajas de otras dimensiones.
Si bien los diagramas siguientes están representados como diagramas lineales, para cumplir con las normas técnicas, he querido resaltar en las estaciones de botones que. 1. no se hacen uniones de cables encintados y 2. en cada borne solo van 2 cables por lo que su representación también cumple con un diagrama de alambrado. Veamos algunos ejemplos clásicos
ESTACIÓN DE ARRANQUE Y PARO Este control es conocido como un control a tres hilos, ya que solo llegan 3 conductores a la estación de botones.
ESTACIÓN DE ARRANQUE
Y PARO DE EMERGENCIA
CONTROL CON 2 ESTACIONES DE ARRANQUE
CONTROL CON 2 ESTACIONES DE PARO
CONTROL CON ARRANQUE CONDICIONADO A 2 ESTACIONES
ESTACIÓN PARA ARRANQUE POR PULSOS O PARA ARRANQUE CONTINUO
cuando se conectan 2 cables a un borne, los cables se colocan cada uno al lado del tornillo para que el apriete sea mas efectivo y evitar falsos contactos.
CONEXIONES EN BORNES
CIRCUITO DE CONTROL CON INTERRUPTOR DE FLOTADOR MAGNÉTICO MULTIPUNTOS
DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN Nuestro interruptor de flotador magnético de multi-puntos, detecta cuatro niveles, cuenta con 2 Moto-bombas, o
o
La motobomba #1 Tiene 2 velocidades L-1 Velocidad baja y H-1 Velocidad alta La motobomba #2 funcionara solo en velocidad alta H-2 cuando el nivel de flotador llegue al nivel F4
CIRCUITO DE CONTROL #1 CON INTERRUPTOR DE NIVEL Un relevador de control (CR), permite que entre en funcionamiento el sistema al accionar el botón pulsador de marcha.
El líquido que entra al sistema cerrara el interruptor de flotador #1, este servirá de paro cuando en el tanque el nivel del líquido descienda a este nivel. Al continuar entrando líquido el interruptor de flotador #2 energizara el contactar L-1 y la motobomba # 1 funciona a baja velocidad. Al continuar entrando líquido el interruptor de flotador #3 (en la linea 3) des energizará el contactar L-1 y en la linea 5 manda energizar el contactar H-1 y la motobomba # 1 funcionara a alta velocidad hasta que descienda el liquido al nivel 2. Si vuelve a subir el nivel 2 la bomba #1 volverá a funcionar a baja velocidad, repitiendo el ciclo anterior. Si por el contrario sigue subiendo el nivel de 3 al nivel 4 entrara también la segunda bomba funcionando ambas a velocidad alta. como se muestra en la continuación del diagrama de control.
CIRCUITO DE CONTROL #2 CON INTERRUPTOR DE NIVEL Por último no debemos pasar por alto los contactos normalmente cerrados de L-1 Y H-1 esto es un enclava-miento por contactos auxiliares que impide que ambas bobinas funcionen al mismo tiempo y ocurra un corto circuito
CONEXIONES PARA MOTOR ELÉCTRICO DE DOS VELOCIDADES 1.- DOS VELOCIDADES, DOS DEVANADOS El motor de dos devanados está construido de tal manera que en realidad se trata de dos motores Con bobinados independientes en un mismo estator.
Se energiza uno u otro devanado para obtener las velocidades 2.-DOS VELOCIDADES, UN DEVANADO Un devanado 2 conexiones Los motores de dos velocidades y devanado sencillo tienen el diseño llamado “de polos consecuentes”.
Estos motores están bobinados para una sola velocidad pero al reconectarse el devanado, se duplica el número de polos magnéticos en el estator y la velocidad del motor se reduce a la mitad de la velocidad original. El motor de dos velocidades y devanado sencillo es más económico que el motor de dos velocidades y dos devanados. Este sistema es el mas común también denominado “Dahlander”. Esta conexión implica una relación de polos de 1:2 con consecuente relación de rotación de 2:1. Por ejemplo 1750 y 875 rpm.
CONEXIONES PARA UN MOTOR DE DOS VELOCIDAD Se puede tener un cambio de velocidades de un motor eléctrico, por medio de un simple interruptor tipo tambor en una máquina herramienta como una fresadora.
INTERRUPTOR TIPO TAMBOR PARA CAMBIO DE VELOCIDAD
O bien un control más complejo que implicaría un sistema de arranque con contactores donde para identificar las velocidades se emplea. PV= Pequeña velocidad y GV= Gran velocidad.
CIRCUITO DE POTENCIA DE MOTOR DE DOS VELOCIDADES
CIRCUITO DE MANDO DE MOTOR DE DOS VELOCIDADES
¿Como se representa un diagrama de escaleras de un PLC? La forma mas utilizada para programar un Controlador lógico programable “PLC” (por sus siglas en inglés P r o g r a m m a b l e L o g i c C o n t r o l l e r ) . Es con un diagrama de escalera ( ladder diagram). Llamado también diagrama de relevadores De manera similar en que los electricistas hacen sus diagramas eléctricos lineales, cuando emplean relevadores. Estos diagramas se hacen con la ayuda de una computadora, es el fabricante del PLC, quien proporciona el Software, software se refiere a los programas y datos almacenados en la computadora. Los programas dan instrucciones para que realice las tareas el hardware, hardware se refiere al equipo físico en nuestro caso el PLC.
Veamos un diagrama. Donde se ha utilizado la letra iniciales de entrada y salida en ingles Input-Output
Diagramas de escaleras Las entradas botones pulsadores, interruptores de limite y sensores se representan de igual forma es decir todos con el mismo símbolo de contacto de relevador en las líneas de instrucciones.
Una entrada N.O. en un diagrama de escalera de un PLC Es importante la dirección, y no olvidemos la condición física del estado del componente normalmente abierto o normalmente cerrado. Normally Open (NO) and Normally Closed (NC)
Una entrada N.C. en un diagrama de escalera de un PLC En este caso (entrada N.C.) al visualizar en modo funcionamiento el contacto se mostrara iluminado indicándonos que este contacto esta cerrado Un escalón se compone de entrada(s) que nos dan condiciones para mandar instrucciones a una salida.
Un escalón de un PLC Para realizar un diagrama de escalera de un PLC, son necesarios APARTE DE CONOCIMIENTOS DE ELECTRICISTA, CONOCIMIENTOS DE INFORMÁTICA
Diagrama de escaleras en un PLC
CONTROL DE ARRANQUE DE UN MOTOR CON PRIORIDAD AL PARO El equipamiento para arrancar y parar un motor eléctrico trifásico, es una cuestión de costos y de seguridad
MOTOR TRIFÁSICO
En cuestión de seguridad empieza desde el diseño y la selección de los componentes adecuados del sistema de arrancador para el motor (contactor y relevador de sobrecarga)
ARRANCADOR En cuanto al diseño el sistema de arranque y paro por botones pulsadores con prioridad al paro siempre presenta mayor seguridad
CONTROL DE ARRANQUE Y PARO CON PRIORIDAD AL PARO Recordemos que una vez accionado el botón pulsador de arranque se mantiene alimentada la bobina M por medio de contacto auxiliar conectado en paralelo con el botón de arranque.
ARRANQUE DEL MOTOR Con la conocida ventaja que si se va la energía eléctrica al volver no encenderá. Sin embargo la ventaja mas grande en caso de ocurrir una contingencia al accionar los dos botones arranque y paro el circuito tendrá PRIORIDAD AL PARO fue diseñado para que no se alimente la bobina cuando esto ocurra. Situación que no sucede con un circuito de prioridad al arranque.
CONTROL DE ARRANQUE Y PARO CON PRIORIDAD AL ARRANQUE
¿Como cambiar de giro a un motor trifásico? En los motores eléctricos trifásicos, de su caja de conexiones por lo general salen cuatro terminales, tres son para su alimentación marcadas con la letra “T” de terminal seguida de un número, mas un cuarto conductor conectado a su carcasa (su estructura metálica) para ser conectado a tierra física para evitar descargas eléctricas por falla de aislamiento.
Conexiones de motor trifásico Por norma las terminales del motor se conectan a su similar de alimentación para obtener un giro de rotación en el sentido de las manecillas del reloj viendo el motor de frente a su flecha.
Motor con sentido de giro directo En algunas ocasiones se requiere que el motor gire en sentido inverso, se puede cambiar el sentido de rotación, intercambiando cualquier de 2 líneas, pero si las terminales están identificadas debemos aplicar la norma de instalación de un motor. La norma nos indica que los cambios deben ser en la línea 1 y línea 3, la línea 2 no cambia.
Cambios para sentido de giro inverso
Cabe hacer la aclaración que el cambio el líneas es en la parte inferior del interruptor de seguridad del motor, esto suele ser mas practico. En el cambio de las conexiones en el interruptor de seguridad, asegurándonos antes de abrirlo que la maquina este apagada y seguir los procedimientos convenientes de seguridad, de bloqueo y etiquetado de maquinas.
Facilidad del cambio de secuencia de fase en el interruptor
Potencia mecánica de un motor eléctrico asíncrono La potencia mecánica de un motor eléctrico, se obtiene en su eje y es la capacidad que tiene un m otor para realizar un tr abajo en c i e r to t i em p o .
Potencia del motor eléctrico La mayoría de los motores en México tienen unidades de potencia en H.P. (Horse Power = caballos de fuerza en inglés). Se debe a que la mayoría de los motores vienen de los Estados Unidos
de Norteamérica y no al sistema de medición utilizado en nuestro país.
1HP = 746 watts
1 KiloWatt = 1000 Watts
1 HP = a elevar 74.6 Kg- fuerza (Kilopondio) a la velocidad de 1 metro /segundo. Los motores se utilizan para infinidad de trabajos, veamos solo 2 ejemplos en los que se aplica la potencia. 1.- Aplicación de la potencia para obtener fuerza y mover cargas.
Aplicación de la potencia para obtener fuerza Si disminuimos la velocidad tendremos mas fuerza esto es muy
utilizado en maquinas empleando reductores de velocidad a engranes y en trasmisiones para obtener diferentes velocidades en máquinas herramientas. 2.- Aplicación de la potencia para mover líquidos
Potencia de una moto-bomba de agua
