Proyecto2.2.Temporizadores Con Motores

PROYECTO2.2. TEMPORIZADORES CON MOTORES Y PROTECCION PARA SOBRECAREGA

Proyecto No. 2.2. I.

TITULO TEMPORIZADORES ON-DELAY (CON RETARDO A LA CONEXIÓN Y O!!-DELAY (CON RETARDO A LA DESCONEXIÓN CON MOTORES Y ESTUDIO DE LA PROTECCCIÓN CONTRA SOBRECARGA

II.

OB"ETI#O Redi Redise seña ñarr y simu simula larr los los circ circui uito toss de cont contro roll para para estu estudi diar ar el func funcio iona nami mien ento to de los los tempori temporizad zadores ores ON-DEL ON-DELAY AY (CON (CON RETA RETARD RDO O A LA CONE! CONE!"N# "N# y O$$-DE O$$-DELA LAY Y (CON (CON RETARDO A LA DE%CONE!"N# y aplicarlos a diferentes circuitos de operaci&n de motores de inducci&n trif'sicos implementando los sistemas respecti)os y *aciendo las mediciones de corrientes )olta+es y )elocidades de los motores y *acer un estudio de la protecci&n contra so,recara

III.

ESTUDIO DE LA PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGA

./0/ 1rincipios de funcionamiento del rele)ador contra so,recara de los motores TRAD3CC!"N TETO EN !N2LE%

O4%

Relevadores Relevadore s De Sobr Sobrecar ecarga ga Par Para a Motor Los relev relevado adore res s de sobre sobrecar carga ga están están diseñ diseñado ados s para para satisfacer las necesidades especiales de protección de los circuitos de control de motores. Relés de sobrecarga: • Permitir sobrecargas temporales inofensivos (como el arranque del motor sin interrumpir el circuito • !e disparará " abrir un circuito si la corriente es lo su#cientemente alta como para causar daños en el motor durante un per$odo de tiempo. • Puede reiniciarse una ve% que se elimine la sobrecarga. Los relés de sobrecarga se clasi#can por una clase de disparo& que de#ne la cantidad de tiempo que tomará para que el relé dispare en una condición de sobrecarga. Las clases de disparo más comunes son la 'lase )& 'lase *) " 'lase +). , relé de sobrecarga 'lase )& por e-emplo& tiene que trope%ar el motor fuera de l$nea en ) segundos o menos menos en )) por ciento ciento de los amperi amperios os de carga carga completa (que es por lo general tiempo su#ciente para que que el moto motorr alca alcanc nce e la velo veloci cida dad d má/i má/ima ma. . La designación de la clase es una consideración importante en la aplicación de los relés ol en circuitos de control de motor. Por e-emplo& una carga industrial de alta inercia puede requerir un relé de sobrecarga 'lase +) que los via-es en +) segundos en lugar de una clase ) o *). 0ormalmente los dispositivos de protección de sobrecarga tienen un indicador de disparo incorporado en la unidad para indicar al operador que una sobrecarga 1a tenido lugar. Los relés de sobrecarga pueden tener un manual o un reini reinicio cio automá automátic tico. o. 2n resta restable blecim cimie iento nto manual manual requiere la intervención del operador& tales como pulsar un botón& para reiniciar el motor. 2n rearme automático

PRACTICAS DE LA UNIDAD II

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PROYECTO2.2. TEMPORIZADORES CON MOTORES Y PROTECCION PARA SOBRECAREGA permite que el motor se reinicie automáticamente& por lo general después de un per$odo de re3e/ión4 esto permite que el tiempo del motor que se enfr$e. 5espués de un relé de sobrecarga se 1a disparado& la causa de la sobrecarga debe ser investigada. Puede producir daños en el motor si se restablece repetidas se intentaron sin corregir la causa de la descone/ión del relé de sobrecarga. La #gura 6+7 muestra muestra una 'lase 'lase ) relé de sobrecarga sobrecarga tripolar que cuenta con una selección de modo de rearme manual o automático. 8l a-uste de corriente nominal permite que el relé se puede a-ustar a la corriente a plena carga indicada en la placa de caracter$sticas del motor " se puede a-ustar para el punto de disparo deseado. 5ispositivos de protección e/terna6sobrecarga& que están montados en el motor de arranque& el intento de controlar el calentamiento " enfriamiento de un motor mediante la dete detecc cció ión n de la corr corrie ient nte e que que 3u"e 3u"e a la mism misma. a. La corr corrie ient nte e cons consum umid ida a por por el moto motorr es una una medi medida da ra%onablemente precisa de la carga en el motor " por lo tanto de su calefacción. Los relés de sobrecarga pueden ser clasi#cados como térmica& magnética& o electrónica.

RELEVADORES SOBRECARGA

TÉRMICOS

DE

2n relé relé térmic térmico o de sobre sobrecar carga ga utili% utili%a a un calent calentado adorr conect conectado ado en serie serie con la alimen alimentac tación ión del motor motor.. La corriente que 3u"e desde el contactor del motor al motor pasa pasa a través través de los calen calentad tadore ores s de sobre sobrecar carga ga del motor (uno por fase& que se montan en el bloque de relé de sobrecarga. 'ada sobrecarga relé térmico (9igura 6+ consiste en el bloque de sobrecarga principal& que alberga los contactos& un mecanismo de disparo con el botón de reinicio reinicio " calentado calentadores res intercam intercambiab biables les dimensi dimensionado onado para el motor protegida. protegida. La cantidad cantidad de calor producido producido aumenta con la corriente de alimentación.

!i se produce una sobrecarga& el calor producido provoca un con-unto con-unto de contactos contactos para abrir& abrir& interrump interrumpiend iendo o el circuito. La instalación de un calentador diferente para el punt punto o de disp dispar aro o requ requer erid ida a camb cambia ia la corr corrie ient nte e de disparo. 8ste tipo de protección es mu" e#ca% porque el calentador se apro/ima estrec1amente el calentamiento real real dentro dentro de los devanad devanados os del del motor motor " tiene tiene una ;mem ;memor oria ia;; term termal al para para prev preven enir ir rest restab able leci cimi mien ento to inmediato " reinicio. Los relés térmicos pueden subdividirse en dos tipos: la


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PROYECTO2.2. TEMPORIZADORES CON MOTORES Y PROTECCION PARA SOBRECAREGA fusión de la aleación " bimetálica. 8l tipo de aleación de fusión& que se ilustra en la #gura 6+& utili%a el principio de la soldadura de calentamiento a su punto de fusión. !e comp compon one e de una una bobi bobina na del del cale calent ntad ador or&& alea aleaci ción ón eutéctica& " el mecanismo para activar un dispositivo de disparo disparo cuando cuando se produce produce una sobrecarga. sobrecarga. 8l término término eutéct eutéctic ico o signi signi#ca #ca fácilm fácilment ente e derri derritió tió.. La aleaci aleación ón eutéctica en el elemento calentador es un material que va desde un estado sólido a l$quido sin pasar por una etapa intermedia de masilla. 8l funcionamiento del dispositivo se puede resumir como sigue:

• 'uando 'uando la corrien corriente te del motor motor supera supera el valor valor nomina nominal& l& la temper temperatu atura ra se elevar elevará á a un punto punto donde la aleación se funde4 la rueda de trinquete es entonces libre para rotar& " la uña de contacto se mueve 1acia arriba ba-o la presión del resorte& permit permitie iend ndo o que que los los conta contact ctos os del del circ circui uito to de control para abrir. abrir. • 5espués de que el elemento calefactor se enfr$a& la rueda rueda de trinq trinque uete te volv volver erá á a ser ser mant manten enido ido esta estaci cion onar ario io " los los cont contac acto tos s de sobr sobrec ecar arga ga se puede restablecer. 8l tipo tipo de rele elevado vadorr bime bimetá táli lic co tér térmico ico de sobrecarga ilustra en la #gura 6+< utili%a una tira bime bimetá táli lica ca form formad ado o por por dos dos pie% pie%as as de meta metall diferente que se unen de forma permanente por lamina laminació ción. n. 8l funcio funcionam namien iento to del dispos dispositiv itivo o se puede resumir como sigue:


.


• 8l calentamiento de la tira bimetálica causa que se doble debido a los diferentes metales se e/panden " contraen a ritmos diferentes. • 8lementos de calentamiento de sobrecarga conectados en serie con el circuito del motor calientan el bimetal elementos de acuerdo a la corriente de carga del motor de disparo. • 8l movimiento = 3e/ión de la tira bimetálica se utili%a como un medio de operar el mecanismo de disparo " la apertura de los contactos normalmente cerrados de sobrecarga. 'on un relé térmico de sobrecarga& la misma corriente que va a las bobinas del motor (1aciendo que el motor para calentar también pasa a través de los elementos térmicos de los relés de sobrecarga. 8l elemento térmico está conectado mecánicamente a una sobrecarga 0' (>' de contacto (9igura 6+?. 'uando una corriente e/cesiva circula a través del elemento térmico durante un per$odo de tiempo su#cientemente largo& el contacto se 1a disparado abierta. 8ste contacto está conectado en serie con la bobina de control del motor de arranque. 'uando se abra el contacto& la bobina de arranque se desactiva. , su ve%& los principales contactos de potencia del arrancador abren para desconectar el motor de la l$nea.


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Los daños debidos a sobrecargas representan para la ma"or$a de los fallos de motor. !elección del tamaño adecuado calentador para relés térmicos >L es fundamental para garanti%ar la má/ima protección del motor. 'alentadores de sobrecarga para motores de servicio continuo se seleccionan a partir de tablas o grá#cos del fabricante& similar a la que se ilustra en la 9igura 6+@& " con base en el cumplimiento de la !ección 7+).*) del 08'. Aablas de selección normalmente lista calentadores >L segBn la corriente del motor a plena carga (9L'. Las listas muestran la gama de corrientes de motor con el que se deben utili%ar. 8stos pueden ser en incrementos de + a  por ciento de 9L'. 'uanto menor sea el incremento& más cerca de la selección puede ser para que coincida con el motor a su traba-o real. 'uando el elemento calentador de sobrecarga tiene acuerdo con el motor 9L'& los cálculos requeridos por el 08' para determinar el nivel necesario de protección que "a se 1an completado. Por e-emplo& un calentador de >L nominal de ) , en la tabla de selección es para uso con un motor que tiene un )6, 9L'. A$picamente& se supone que el motor tiene un factor de servicio de & o ma"or " un aumento de temperatura no superior a 7) C '& lo que permite que el motor sea protegido 1asta * por ciento de la placa del fabricante 9L'. 0ormas 08D, permiten la clasi#cación de elementos calentadores >L de esta manera& pero requieren el fabricante para proporcionar factores de conversión para la selección de dispositivos para proteger los motores que tienen un factor de servicio de menos de & o un aumento de temperatura superior a 7) C ' ()7 C 9. Los relés térmicos reaccionan al calor& sin importar el origen del calor. La temperatura ambiente puede afectar en gran medida el tiempo de disparo de un relé térmico. Aemperaturas más fr$as aumentan tiempos de disparo&


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PROYECTO2.2. TEMPORIZADORES CON MOTORES Y PROTECCION PARA SOBRECAREGA mientras Aemperaturas más cálidas disminuir los tiempos de disparo. Los relés de sobrecarga bimetálicos compensados por ambiente están diseñados para superar este problema. 2na tira bimetálica de compensación se utili%a -unto con el bimetálico primaria. 'omo los cambios de temperatura ambiente& ambos bimetales se doblarán por igual " el relé de sobrecarga no se disparará.

+.*. Relevadores contra sobrecarga electrónicos

RELEVADORES DE SOBRE CARGA ELECTRÓNICOS , diferencia de los relés de sobrecarga electromecánicos que pasan a la corriente del motor a través de elementos de calefacción para proporcionar una simulación indirecta del calentamiento del motor& un relé de sobrecarga de corriente medidas motor electrónico directamente a través de un transformador de corriente. !e utili%a una


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PROYECTO2.2. TEMPORIZADORES CON MOTORES Y PROTECCION PARA SOBRECAREGA señal del transformador de corriente& como se ilustra en la #gura 67)& -unto con los componentes de medición de estado sólido de precisión para proporcionar una indicación más precisa de la condición termal del motor. 'ircuito electrónico calcula la temperatura media dentro del motor mediante el control de su partida " funcionando corrientes. 'uando se produce una sobrecarga del motor del circuito de control opera para abrir los contactos del relé de sobrecarga 0'.

La #gura 67 muestra un relé de sobrecarga electrónico diseñado para ser montado en una de dos componentes (contactor " relé >L con-unto de arranque. 'alentadores no se usan4 corriente a plena carga se #-a con un dial. 8ste relé de sobrecarga electrónico particular es a-ustable para una corriente del motor a plena carga de entre  "  ,. 8ste anc1o :  de a-uste resultados alcance en la necesidad de la mitad de los nBmeros de catálogo como la alternativa bimetálica con el #n de cubrir el mismo rango de corriente. 2n circuito de detección de pérdida de fase separada incorporado en el relé de sobrecarga le permite responder rápidamente a la fase de pérdida de condiciones. 8l relé de disparo de enclavamiento encerrado en s$ mismo contiene un con-unto de aislados contactos 0' " 0, que proporcionan via-e " restablecer las funciones de los circuitos de control. 'ada ve% que se detecta una condición de sobrecarga del motor& estos contactos cambian de estado " desencadenan un circuito de control que interrumpe el 3u-o de corriente al motor. 8l ba-o consumo de energ$a del diseño electrónico minimi%a los problemas de aumento de temperatura en el interior de armarios de distribución. 5ual in6line de paquetes (5EP con#guración del interruptor permite la selección de la clase de disparo ()& & *) o +) " el modo de reset (manual o automática. Fenta-as de relés de sobrecarga electrónicos de estado sólido más tipos de sobrecarga térmica inclu"en los siguientes: • 0o se compra& almacenamiento& instalación o sustitución de las bobinas del calentador. • Reducción del calor generado por el motor de arranque. • ,1orro de energ$a (1asta *7 G por arranque a través de la eliminación de las bobinas del calentador • Ensensibilidad a cambios de temperatura en el a mbiente circundante. • Precisión de via-e de alta repetición (H * por ciento. • 9ácilmente a-ustable a una amplia gama de corrientes de motor a plena carga.


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,unque tanto el bimetal " los mecanismos de disparo eutécticas todav$a se utili%an& los relés de sobrecarga de estado sólido son más populares para la ma"or$a de las instalaciones de control de motores más nuevos. , pesar de las diferencias entre 08D, " controles de motores E8'& los dos tipos tienen una importante similitud6 el relé de sobrecarga de estado sólido. Ia" poca diferencia entre los relés de sobrecarga de estado sólido utili%ados para cualquier tipo. 8n algunas aplicaciones& el mismo relé de sobrecarga de estado sólido se puede utili%ar en 08D, " en unidades de E8'& de-ando el contactor " el recinto las principales diferencias entre los dos. >tra forma de que el relé de sobrecarga electrónico es del tipo basado en un microprocesador a menudo se encuentra en los controladores de accionamiento de velocidad a-ustable. ,demás de la protección de sobrecarga del motor& otras caracter$sticas de protección pueden incluir más de temperatura& sobrecorriente instantánea& falla a tierra& desequilibrio reversión = 9ase de pérdida = fase (tensión " corriente& sobretensión " protección de m$nima tensión. ,lgunas unidades pueden tabular el nBmero de arranques por unidad de tiempo programado " bloquee la secuencia de arranque& evitando ciclos e/cesivos inadvertidos.

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!SIBLES DE DOS ELEMENTOS 8lemento6doble (tiempo de retardo se fusiona& cuando dimensionado adecuadamente& proporcionan tanto la sobrecarga " protección de falla. 8ste tipo de fusible contiene elementos fusibles duales con ambas caracter$sticas térmicas e instantáneas de via-e que permiten el arranque del motor de alta corriente 3u"a por un corto tiempo sin fundir el fusible. 9igura 67* muestra la construcción de un fusible de elemento dual. 8l funcionamiento de un fusible de elemento dual se puede resumir como sigue: • 8n condiciones de sobrecarga sostenida& el resorte del gatillo fractura la aleación de fusión calibrado del elemento de sobrecarga& soltar el conector. Las inserciones en la #gura 67* representan un modelo del elemento de sobrecarga antes " después. • 2n fallo de cortocircuito provoca que las partes restringidas del elemento de cortocircuito para vapori%ar " arco comien%a. La granular especial& material de relleno de arco de enfriamiento apaga los arcos& creando una barrera aislante que fuer%a el 3u-o de corriente a cero.


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I#.

CORRELACIÓN CON LOS TEMAS Y SUBTEMAS DEL PROGRAMA DE ESTUDIOS #IGENTE 6/0/

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MATERIAL Y E$UIPO NECESARIOS% Ta,ulaci&n 0/0/0/ Relaci&n de material y e;uipo para


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DESCRIPCIÓN

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SIMBOLOG&A AMERICANA (NEMA

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METODOLOG&A PARA LA REALIZACIÓN DE LA PR'CTICA. .).

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.2. APLICACIÓN DE LOS TEMPORIZADORES ON-DELAY Y O!!-DELAY .2.). D,0e6o y 0,731c,4+ 3t,,81+o e 0o9t:1re T;e Co+0tr3ctor. ). E+3+c,1o e

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C,rc3,to e 93er81 e+ e CADED-SIMU


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. T1=1 e 7e,c,o+e0 Corr,e+te #ot1e0 e +e1 #L)-L5 #L2-L5 e+ c11 #L)-L2 7otor e+ 71rc;1 Motor)

Corr,e+te0 e +e1 IL) IL2 IL5

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Motor2 Motor5 Corr,e+te0 tot1e0 co+ o0 7otore0 o
D,0e6o y 0,731c,4+ 3t,,81+o e 0o9t:1re T;e Co+0tr3ctor. ). E+3+c,1o e

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7otor e+ 71rc;1 Motor) Motor2

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#II. SUGERENCIAS DIDACTICAS @.). Leer c3,1o017e+te 1 <1rte 3e e0t e+ ,+/0 y tr13c,r @.2. F1cer to10 10 0,731c,o+e0 3t,,81+o e 0o9t:1re T;e Co+0tr3ctor @.5. I7<e7e+t1r too0 o0 c,rc3,to0 3t,,81+o e 71ter,1 e L1=or1tor,o @.>. F1cer 10 7e,c,o+e0 3e 0e <,e+ e+1+o 10 t1=31c,o+e0 re0
Tr13cc,4+

O=0er1c,o+e0 T;ro3; H U+1tte+e H No+cyc,c H Dec1y H


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.2. Co+te0t1r e c3e0t,o+1r,o 0,3,e+te


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Proyecto2.2.Temporizadores Con Motores

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