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TECSUP - Campus Virtu@l

Instalaciones Eléctricas Industriales

UNIDAD 5 CONTROL DE MOTORES ELÉCTRICOS 5.1

INTRODUCCIÒN La energía eléctrica puesta a disposición de industriales o de particulares, a través de una red de distribución, no puede estar permanentemente conectada a un conjunto de receptores (motores eléctricos). Es, pues, pues, necesario emplear sistemas de conmutación de potencia que permitan el transporte o la interrupción de la energía eléctrica proveniente de la red, hacia los receptores. Estos son los interruptores, guardamotores y, sobre todo, los contactores que aseguran esta función llamada “conmutación de potencia”. En la mayoría de los casos, para facilitar la utilización, así como el trabajo del operador que se encuentra a menudo alejado de los elementos de conmutación de potencia, es preciso recurrir al mando o control a distancia. El cambio ser realiza a través de un sistema accionado por auxiliares de mando (pulsadores, por ejemplo) que sustituye la acción manual del operador. El contactor, gracias a su electroimán, tiene la función de mando o de control a distancia. Esta última función implica, a menudo, un informe de la acción realizada, bien por visualización con ayuda de una “lámpara piloto” luminosa o por mando automático de un segundo aparato. Los circuitos eléctricos complementarios llamados “circuitos de mando o control automático” están realizados con la ayuda de contactos incorporados en el contactor.

5.2

EL CONTACTOR

5.2.1 DEFINICIÓN Los contactores son aparatos electromagnéticos que establecen o interrumpen la corriente eléctrica por medio de contactos accionados por un electroimán. electroimán. (Fig. 5.1)

Fig. 5.1 El contactor.

Módulo III – Unidad 5

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En esencia, el funcionamiento de un contactor está representado en la Fig. 5.2. 5.2. Al aplicar corriente a su bobina, el campo magnético formado por ésta, atrae al núcleo móvil y este desplazamiento es el que cierra los contactos, ya que unos están fijos y otros se desplazan con la parte móvil del núcleo.

Fig. 5.2 Partes de un contactor.

5.2.2 PARTES DE UN CONTACOR Las partes principales de un contactor son: -

-

-

El electroimán, es el órgano motor del contactor. Está formado por una bobina y un núcleo magnético, con una parte fija y otra móvil. (Fig. 5.2) Los contactos principales, que son generalmente tres, son los elementos que establecen o interrumpen el paso de la corriente principal. Están construidos generalmente de una aleación de plata y pueden ser de conexión sencilla o doble. (Fig. 5.2) Los contactos auxiliares, son una serie de pequeños contactos que en mayor o menor número llevan los contactores, unos abiertos y otros cerrados, accionados también por el electroimán y destinados a funciones específicas de mando, como son: los enclavamientos, la autoalimentación, la seguridad, etc. Las cámaras de extinción del arco, como su propio nombre indica, tienen por misión apagar lo más rápidamente posible el arco que se forma entre los contactos móviles fijos durante la desconexión del contactor para alargar la vida de estos.

Se suelen emplear tres tipos de cámaras de extinción (Fig. 5.3)

Fig. 5.3 Cámara de extinción de arco.


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A continuación vamos a resumir la descripción de construcción y el funcionamiento de estos tipos de cámaras: -

Cámaras autosoplado: cada contacto de potencia del contactor está situado dentro de una cámara de material aislante construida en forma de chimenea, más ancha por debajo y más estrecha por arriba, de forma que cuando los contactos se abren en la cámara, se crea un fenómeno de aspiración que se ve favorecido por el calor del arco que salta entre los contactos, de tal forma, que la corriente de aire ascendente que se origina ayuda a la extinción del arco. (Fig. 5.3)

-

Cámaras de soplado magnético: este sistema es una mejora del anterior, de tal forma que a la cámara en forma de chimenea se le ha añadido un sistema formado por una bobina arrollada sobre un núcleo de acero, conectada en serie con la parte fija de cada contacto y dos placas magnéticas de acero, colocadas a ambos lados de los contactos. La bobina de cada polo, al estar recorrida por la corriente principal, crea un campo magnético proporcional a dicha corriente y a su número de espiras. Cuando se abren los contactos y debido al sentido de arrollamiento de la bobina, el campo magnético creado por las espiras de soplado origina una fuerza F, que es perpendicular al arco creado entre los contactos fijo y móvil, consiguiéndose así una extinción más rápida y mejor de los arcos.

-

Cámaras de soplado con aletas: este sistema de extinción de arco es el más utilizado actualmente en los contactores, debido a su sencillez y eficacia y consiste en rodear cada par de contactos de una cámara de extinción provista de más aletas metálicas, situadas de tal forma que cortan y enfrían el arco originado en la apertura de los contactos. Entre cada par de placas se forma un pequeño arco de muy pequeña tensión que inmediatamente se enfría y se extingue. Actualmente, también, se emplea el sistema de contactos al vacío, que consiste en colocar cada par de contactos dentro de una cámara de cristal o cerámica, donde se ha hecho el vacío; al no haber aire no se puede originar el arco y por tanto, éste prácticamente no existe, su inconveniente es su elevado costo.

5.2.3 CARACTERÍSTICAS Las características principales a tener en cuenta a la hora de elegir un contactor son: -

Ith: Es la llamada intensidad térmica y es la intensidad máxima que pueden soportar sus contactos durante 8 horas. In: Es la intensidad nominal del contactor, es decir, la máxima corriente que pueden soportar indefinidamente sus contactos. Un: Tensión de servicio y tensión de la bobina de accionamiento. Número de maniobras o endurancia mecánica. Categoría de servicio.

5.2.4 CATEGORÍA DE UTILIZACIÓN Es una característica que define el tipo de corriente (continua o alterna) y el tipo de carga que han de soportar sus contactos principales, inductiva o resistiva, lo cual redundara en el arco que han de soportar estos durante la apertura. Todo ello definido, principalmente, por las corrientes y tensiones que el contactor debe establecer o cortar durante las maniobras de carga, dadas como veces de In y Un. Para los contactores de corriente alterna se han establecido las cuatro categorías que se indican en la tabla 5.1


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Tabla 5.1 Categorías de servicio de los contactores de corriente alterna. La categoría de servicio más empleada es la AC3, cuyos contactos han de soportar 6 In como mínimo, aunque los fabricantes los suelen diseñar para que soporten 10 In. Debemos tener en cuenta que si al sustituir un contactor no encontramos otro de la misma categoría de servicio, podemos sustituirlo por otro de mayor categoría, pero nunca por uno de categoría inferior.

5.3

AUXILIARES DE MANDO

5.3.1 CONTACTORES AUXILIARES O RELÉS Los relés o contactores auxiliares, como también se denominan algunas veces, son elementos similares a un contactor, pero con contactos solamente auxiliares y se emplean para completar las protecciones y los circuitos automáticos de mando y control de motores eléctricos, es decir, trabajan o soportan pequeñas corrientes. Se componen de un circuito magnético, con su bobina y núcleo correspondiente y varios contactos, unos abiertos y otros cerrados, que cambian de posición al excitarse su bobina. En el Fig. 5.4 vemos la construcción y representación esquemática de algunos de estos tipos de relés auxiliares.

Fig. 5.4 Formas constructivas y símbolos de relés auxiliares.


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Los relés auxiliares se fabrican de muchas formas y tamaños, desde el pequeño relé que se suelda directamente en un circuito impreso, hasta los que tienen el tamaño de pequeños contactores. Por otra parte, su sistema de conexión puede ser muy diverso: bornes atornillados, soldados, con conector enchufable etc. Sus características principales son: -

Tensión y tipo de corriente de la bobina de mando (pueden ser de corriente alterna o continua). Intensidad máxima permitida por los contactos (entre 1 y 5A generalmente).

5.3.2 RELÉS TEMPORIZADOS O TEMPORIZADORES Existe otro tipo de relé auxiliar cuyos contactos no se mueven inmediatamente al introducir o quitar corriente a la bobina, sino que su movimiento queda retrasado con respecto a alguna de estas dos acciones; son los llamados relés temporizadores. Estos, al igual que los relés auxiliares, están formados por un circuito magnético y una serie de contactos de acción retardada, de tal forma que no se abren o cierran hasta no haber pasado un tiempo desde que se excitó o desexcitó la bobina. No vamos a describir aquí el funcionamiento del sistema de temporización, pero sí decir que pueden ser de muy diversas formas, siendo las tecnologías más empleadas para ello las que se fundamentan en la neumática, termoelectricidad, sistemas de relojería, electrónicos, etc., siendo estos últimos los que más se fabrican actualmente.

Fig. 5.5 Tipos de relés temporizadores. En la Fig. 5.5 vemos la representación esquemática de los relés temporizados, destacando que el sentido de temporización, al cierre o a la apertura, a la excitación o a la desexcitación puede ponerse tanto en el símbolo de la bobina como en los propios contactos, de tal forma que así tenemos dos grupos perfectamente diferenciados. (Fig. 5.6)


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Fig. 5.6 Contactos auxiliares de acción retardada a la conexión (ON DELAY).

Diagrama secuencial (Fig. 5.7) La red “R” debe estar en tensión. El cierre del interruptor “K” inicializa la temporización “t” preseleccionada y provoca simultáneamente el encendido del piloto “V” integrado en el sistema o en el aparato. Después de haber transcurrido el tiempo “t” preseleccionado, la carga “C” se pone en tensión y el piloto “V” se apaga. La carga “C” queda en tensión hasta la apertura del interruptor “K” o a la desaparición de la tensión de la red “R”.

1

R 0

1

K 0

1

C 0

t

Fig. 5.7 Diagrama secuencial (temporizado a la excitación).


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-


Relé temporizado a la desexcitación o retardado a la desconexión (al reposo): Al excitarse la bobina sus contactos cambian de posición instantáneamente, pero tardan en regresar a su posición de reposo al quitar la corriente a la bobina. (Fig. 5.8)

Fig. 5.8 Contactos auxiliares de acción retardada a la desconexión (OFF DELAY).

-

Diagrama secuencial (Fig. 5.9) La red “R” debe estar en tensión. El cierre previo del interruptor “K” provoca la puesta en tensión de la carga “C”. La apertura del interruptor “K” inicializa la temporización y provoca simultáneamente el encendido del piloto “V” insertado en el sistema o en el aparato. Después de haber transcurrido el tiempo “t” preseleccionado, la carga “C” se pone fuera de tensión y el piloto “V” se apaga. La carga “C” queda entonces fuera de tensión hasta un nuevo cierre del interruptor “K”.

1

R 0

1

K 0

1

C 0

V

t

Fig. 5.9 Diagrama secuencial (relé temporizado a la desexcitación).


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Las características principales de los relés temporizados son: - Tensión y tipo de corriente de la bobina. - Margen de regulación de la temporización. Expresado generalmente en segundos. - Tipo de temporización (de reposo o de trabajo). - Máxima intensidad soportada por los contactos.

5.3.3 PULSADORES Las cajas de pulsadores así como las unidades de mando empotrables van equipadas de contactos que, en función del tipo de la cabeza de mando: - Sólo conectan o desconectan durante el impulso, tomando después su posición original (contactos momentáneos). - Quedan en posición a la hora de actuar sobre la cabeza de mando (contactos mantenidos o de enganche); en este caso, es preciso una segunda intervención para anular la anterior.

Tipos de pulsadores - Pasante: Evita toda la maniobra inesperada. - Saliente: Intervención rápida, parada de urgencia. - De varilla: Maniobra de la varilla en cualquier dirección (caja de pulsadores colgantes).

Fig. 5.10 Tipos de pulsadores.

Botones giratorios: De dos o tres posiciones mantenidas con retorno automático da cero (selección de circuitos o de un tipo de marcha: marcha manual, automática y parada sobre un equipo compresor o bomba, por ejemplo) Cuando el mando se realiza por llave (extraíble o enclavada en ciertas posiciones) solamente la persona autorizada puede realizar la maniobra.


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5.3.4 INTERRUPTORES DE POSICIÓN O “FINAL DE CARRERA” O “LIMIT SWITCH” Los contactos de mando mecánico son utilizados para controlar la posición de una máquina, permitiendo la puesta en marcha, la disminución de velocidad o la parada en un sitio determinado o para mandar ciclos de funcionamiento automático en las máquinas modernas. (Fig. 5.11)

Fig. 5.11 Tipos de interruptores de posición. Los principales factores que intervienen en la elección de un contacto de mando mecánico son: -

Protección contra manipulaciones, choques violentos, proyecciones de líquidos, presencia de gas. Naturaleza del ambiente: húmedo, polvoriento, corrosivo y la temperatura que existen en el lugar de utilización. El lugar disponible para alojara y fijar el aparato. Las condiciones de utilización: frecuencia de maniobras, peso y velocidad del móvil a controlar, precisión y fidelidad exigidas, esfuerzo necesario para accionar el contacto. Número y naturaleza de los contactos: ruptura lenta o brusca, posibilidad de regulación. Naturaleza de la corriente, valor de la tensión.

5.3.5 INTERRUPTORES DE FLOTADOR Complemento indispensable de los grupos electrobombas, los interruptores de flotador provocan el arranque y la parada en función del nivel en el depósito. Su realización es tal que controlan el punto alto (bomba de vaciado). Puede ser utilizado en señalización de nivel u otras aplicaciones similares. La elección del modelo depende de las características del depósito, de la naturaleza y temperatura del líquido y del ambiente donde funciona el aparato. (Fig. 5.12)


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5.3.6 PRESOSTATOS – VACUOSTATOS Estos aparatos están destinados a la regulación o al control de una presión o de una depresión en los circuitos neumáticos o hidráulicos. (Fig. 5.12) Cuando la presión o la depresión alcanza el valor de reglaje (valor al cual ha sido regulado); el contacto de apertura – cierre de ruptura brusca, báscula y cuando el valor de la presión o de la depresión disminuye el (o los) contactos vuelven a su posición original. Se utilizan frecuentemente para: - Mandar la puesta en marcha de grupos compresores en función de la presión en el depósito. - Asegurarse de la circulación de un fluido de lubrificación o de refrigeración. - Limitar la presión en determinadas máquinas – herramientas provistas de cilindros hidráulicos.

Fig. 5.12 Presostato – Vacuostato.


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5.3.7 DETECTORES FOTOELÉCTRICOS Los detectores fotoeléctricos permiten señalar la presencia o el paso de un objeto a través de un haz luminoso, tal como se muestra en la Fig 5.13

Fig. 5.13 Detectores fotoeléctricos. Aunque existen infinidad de tipos de detectores fotoeléctricos en cuanto a formas, tamaño y alcance de detección. (Fig. 5.14), todos ellos los podríamos clasificar en tres sistemas o formas de detección, como se ve en la Fig. 5.15 y 5.16. - Sistema de barrera. - Sistema de reflexión o réflex.Sistema de proximidad.

Fig. 5.14 Tipos de detectores fotoeléctricos.


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Fig. 5.15 Detectores fotoeléctricos de barrera.

Fig. 5.16 Detectores fotoeléctricos de proximidad. -

El sistema de barrera se emplea para largos alcances (hasta 20 o más metros) y es el sistema mayor adaptado para la detención de objetos opacos o reflectantes, pero no transparentes; incluso trabaja bien en ambientes contaminados con polvo o agua. En este sistema el emisor y el receptor (que han de ser del mismo modelo) están separados formando una barrera y para su correcto funcionamiento necesitan una alineación muy precisa. La detección se realiza cuando es interrumpido el haz reflejado. (Fig. 5.15)

-

El sistema de reflexión o réflex se emplea para alcances cortos o medianos (hasta 8 ó 10 metros como máximo) para objetos opacos, pero no lisos y reflectantes, en ambientes relativamente limpios y cuando la detección solamente es posible desde un lado. (Fig. 5.17)


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En este sistema el emisor y el receptor están en la misma capa y el retorno del haz se realiza mediante un reflector de prismas situado al frente y alineados entre sí. La detección se realiza cuando es interrumpido el haz reflejado.

Fig. 5.17 Detectores fotoeléctricos de reflexión (reflex).

-

El sistema de proximidad se emplea para distancias cortas (entre algunos centímetros y un metro generalmente) y para objetos brillantes, transparente o translúcidos, como botellas, que reflejan el haz emitido. En este sistema el emisor y el receptor van incorporados en la misma caja y el haz es reflejado por los objetos que pasan frente a él. La detección se realiza cuando el receptor recibe el haz reflejado. Ver Fig. 5.18


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Fig. 5.18 Detección con detector fotoeléctrico réflex. Adicionalmente, se tiene la versión mejorada de algunos de los sistemas anteriores:

Sistema Réflex Polarizado. Ver Fig. 5.19


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Fig. 5.19 Sistema réflex polarizado. -

Sistema de proximidad con borrado del plano posterior

-

El cual tiene las siguientes ventajas: Detecta objetos ignorando el plano posterior. Detecta objetos hasta una distancia dada, cualquiera que sea su color.


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5.4 ARRANCADORES PARA MOTORES 5.4.1 ARRANQUE DIRECTO (A plena tensión) Es el procedimiento más sencillo, consistente en aplicar la tensión total de línea a los bornes U, V y W del motor, por medio de un interruptor o contactor, en un solo tiempo. La corriente que observa el motor con este tipo de arranque suele tomar valores de 5 a 7 la corriente nominal (In), por lo que se emplea para motores de pequeña y mediana potencia. (menores de 10 HP)

Circuito de fuerza: L1

L2

L3

F1F

A

1

3

5

B

2

4

6

U

V

W

K1M

F2F

M 3~

Dimensionamiento del arranque directo (Circuito de f uerza)

Características nominales de la máquina: In Un Pn Cos N

: : : : :

Corriente nominal del motor. Tensión nominal del motor. Potencia nominal del motor. Factor de potencia del motor. Eficiencia del motor.


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Características de los componentes: F1F:

Fusible de acción retardada a los 10 segundos, se recomienda entre 200% a 300% la corriente nominal. Para su elección la tensión se utilizarán las curvas características de los catálogos de los fabricantes.

K1M:

Contactor principal, se seleccionará de acuerdo a la In del motor y a la función que va a cumplir.

F2F:

Relé térmico, se selecciona de acuerdo a su In y a sus rangos siguientes: 0,8 In < Irt < 1,2 In donde Irt = In y se regula a la corriente de trabajo del motor.

Conductor para el circuito de fuerza: Se selecciona de acuerdo a: 1,25 In, siendo el conductor de mínimo calibre el Nro. 12 AWG.

Circuito de mando L1 F3F

Relé Térmico

Pulsador de parada

Pulsador de marcha

Bobina del contactor

F2F

S0 Q

S1 Q

K1M

K1M

L2


Fusible de acción retardada DZ o equivalente, corriente máxima igual a 6A.

SOQ:

Pulsador de parada, contactos de plata, con intensidad de conexión de 12A y tensión nominal de 500 V.

S1Q:

Pulsador de marcha, contactos de plata, con intensidad de conexión de 12A y tensión nominal de 500 V.


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5.4.2 ARRANQUE DIRECTO INVERSIÓN DE GIRO El sentido de giro del rotor de un motor es el mismo que el del flujo principal creado por el estator. Cuando se necesita que el rotor gire en sentido contrario, bastará hacer que el flujo principal lo haga. Como este flujo es el resultado de tres campos magnéticos creados por cada una de las fases que alimentan el estator, será suficiente invertir o permutar entre sí dos fases cualquiera y se obtendrá el cambio de sentido en la rotación del motor. Como este caso es similar al arranque directo del motor se debe tener en cuenta todo lo expresado anteriormente, sin embargo hay que tener presente: -

Ya no usaremos un solo contactor sino dos contactores: uno para cada sentido de giro. Como la inversión de fases se realiza a través de los contactores, de ninguna manera estos deben actuar simultáneamente, pues de ser así se producirá un cortocircuito. Para garantizar que nunca funcionen los dos contactores al mismo tiempo, debemos emplear algún sistema de seguridad, denominado enclavamiento, de manera que al funcionar alguno de ellos quede anulado o bloqueado el otro.

Circuito de fuerza L1

L2

L3

F1F

K1B

K2B

F2F

U

V

W

M M1M


3~

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Circuito de mando L1

F3F F2F

S0Q

S1B

K2B

K1B

K1B

S2B

K2B

K1B

K2B

L2

Sistema de Enclavamiento: 1. Eléctrico Por contacto auxiliar Es un sistema simple y se realiza utilizando un contacto auxiliar normalmente cerrado, de manera que al abrirse (en trabajo) no permite el paso de corriente a la bobina del contactor que se desea bloquear o enclavar.

Por pulsadores Para realizar este enclavamiento es necesario utilizar pulsadores de conexión – desconexión, de los que tienen un espacio en el cual los dos contactos se mantienen un tiempo abiertos. Cuando se oprima cualquiera de los pulsadores (izquierda o derecha) bloqueará automáticamente al otro y si se oprimen ambos al mismo tiempo, no podrá energizarse ninguna bobina, ya que ambos circuitos quedarán abiertos.

2. Mecánico Este sistema se emplea cuando se tienen los dos contactores del inversor superpuestos. El enclavamiento mecánico es útil en instalaciones en las que los aparatos eléctricos se encuentran sometidos a exigencias extremadamente duras, por efecto particularmente de trepidaciones (golpeteos) Aun en este caso debe usarse el enclavamiento eléctrico, para evitar que se queme la bobina al energizar un contactor bloqueado mecánicamente.


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5.4.3 ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO Como se ha visto que el arranque directo absorbe una corriente muy alta al conectarlo a la red, razón por la cual no puede emplearse para motores mayores de 10 HP. En estos casos, especialmente tratándose de motores asíncronos trifásicos con rotor en cortocircuito, es muy común la utilización del sistema de arranque estrella – triángulo, ya que la corriente inicial de arranque estará solamente entre 1,3 y 2,6 In. El sistema consiste en energizar el motor conectándolo inicialmente en estrella, mientras se pone en movimiento y una vez alcanzado aproximadamente entre el 70% a 80% de su velocidad de régimen (en algunos segundos), se conecta en triángulo.

Circuito de fuerza 220V, 60 Hz

L1 L2 L3 F2F

K1M

1

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4

6

K3M

1

3

5

2

4

6

K2M

1

3

5

2

4

6

F4F

W1

V1

U1

W2

M 3

V2

U2

M1M


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Dimensionamientos nominales estrella – triángulo (circuito de fuerza)

In Un Pn Cos N

: : : : :

Corriente nominal del motor. Tensión nominal del motor. Potencia nominal del motor. Factor de potencia del motor. Eficiencia del motor.

Características de los componentes: F1F: Fusible de acción retardada. Se recomienda a la In/ 3

K1M: Contactor principal. Se selecciona de acuerdo a la In/ 3 del motor y a la categoria AC3.

K3M: Contactor principal(triángulo) se seleccionade acuerdoa la In/ 3 del motor y a la categoriaAC3.

K2M: Contactor principal (estrella)se selecciona con In/ 3 del motor y la categoria AC3.

F2F:

Relé térmico, se selecciona según la In/3 del motor, siendo sus rangos los siguientes:

0.8 In 3

〈

In 3

〈

1.2 In 3

y se regula a la corriente de trabajo del motor.

Conductor para el circuito de fuerza: Se selecciona de acuerdo a 1,25 In/3, siendo el conductor de mínimo calibre el Nro. 12 AWG.

Circuito de mando L1 F5F

95

F3F

96

21

S1Q 22

13

S2Q

13

K1M 14

14

55

K4T

67

K4T 56

68

61

K3M

A1

14

54

61

62

A1

A1

K3M

K2M A2

53

K1M

K2M 62

K4T

13

K2M

A2

A1

K1M A2

A2

L2


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Características de los componentes F3F:

Fusible de acción retardada DZ o equivalente, corriente máxima igual a 6 A.

SOQ:

Pulsador de parada, contactos de plata, con intensidad máxima de conexión de 12A y tensión nominal de 500 V.

S1Q:

Pulsador de marcha, contactos de plata, con intensidad máxima de conexión de 12A y tensión nominal de 500V.

K4T:

Temporizador regulable desde o hasta 25 segundos, para efectuar automáticamente el paso de la conexión a la conexión triángulo (este relé debe tener un tiempo muerto de 200 a 400 ms para el paso de estrella a triángulo).

5.4.4 ARRANQUE POR RESISTENCIAS ESTATÓRICAS Consiste en intercalar, en serie con el estator, un grupo de resistencias entre la red de alimentación y el motor, durante el periodo de aceleración, a fin de reducir la tensión aplicada en los bornes del motor. Una vez transcurrido el periodo de aceleración, se eliminan las resistencias aplicando la tensión total de la red al motor.

Circuito de fuerza


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Dimensionamiento del arranque por resistencias estatóricas (circuito de fuerza)

Características nominales del motor: In Un Pn Cos ∅ N

: : : : :

Corriente nominal del motor. Tensión nominal del motor. Potencia nominal del motor. Factor de potencia del motor. Eficiencia.


Fusibles de acción retardada. Se recomienda a la In.

K1M:

Contactor principal. Se selecciona de acuerdo a la In del motor, categoría AC3.

F2F:

Relé térmico, se selecciona según la In del motor, siendo sus rangos siguientes: 0,8 In< In < 1,2 In y se regula a la corriente de trabajo del motor.

K2A:

Contactor auxiliar, se selecciona de acuerdo a la In del motor en la categoría AC3.

R1A:

Resistencias auxiliares, se seleccionan de la siguiente manera: En trifásica tenemos: R = 0,0551 U/In Donde: R U In Imedia

= = = =

Valor óhmico de la resistencia por fase. Tensión de la red. Intensidad nominal del motor. 4,05 In

En bifásica tenemos: R= 0,0953 U/In El conductor se selecciona de acuerdo a: 1,25 In, siendo el conductor de mínimo calibre el Nro. 12 AWG.


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Circuito de mando

Características de los componentes F3F:


SOQ:

Pulsador de parada, contactos de plata, con intensidad máxima de conexión de 12 A y tensión nominal de 500V.

S1Q:

Pulsador de marcha, contactos de plata, con intensidad máxima de conexión de 12 A y tensión nominal de 500 V.

K3T:

Temporizador, regulable desde 0 hasta 60 segundos, para efectuar automáticamente la conexión de K2A y eliminar las resistencias conectadas en serie con el motor.

5.4.5 ARRANQUE POR RESISTENCIAS ROTÓRICAS Para motores de rotor bobinado o anillos rozantes. Una de las formas de eliminar la intensidad de la corriente de arranque, sin perjudicar el par, es la utilización de motores de anillos rozantes. Con este tipo de motores es posible llegar a disponer de una resistencia elevada en el momento de arranque y de una resistencia mucho menor cuando el motor haya alcanzado su velocidad de régimen. Para ello es necesario conectar en serie con el arrollamiento del rotor unas resistencias externas que se van eliminando a media que el motor va acelerando hasta llegar a cortocircuitar el circuito del rotor en el momento en que el motor haya alcanzado su velocidad nominal.


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Normalmente, para la eliminación de los diferentes grupos de resistencias externas, se emplean contactores accionados por temporizadores independientemente de la carga accionada por el motor. Sin embargo, es posible accionar los contactos mediante relés, cuyo cierre o apertura está en función de la tensión o frecuencia rotóricas, factores que son proporcionales al deslizamiento del rotor y medibles entre los anillos colectores a los que van conectados las resistencias exteriores.

Circuitos de fuerza

L1 L2 L3 F1F

K13A

K1M

K12A

K11A

F2F

M1

M 3~

R3A

R2A

R1A

Dimensionamiento del arranque con resistencias rotóricas (circuito de fuerza)

Características nominales del motor: In Un Pn Cos∅ N

: : : : :

Corriente nominal del motor Tensión nominal del motor Potencia nominal del motor Factor de potencia del motor Eficiencia del motor


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Características de los Componentes: F1F:

Fusibles de acción retardada. Se recomienda a la In.

K1M:

Contactor principal, se selecciona según la In del motor, categoría AC2, In < 1,2 In y se regula a la corriente de trabajo del motor.

K11A: Contactor auxiliar, se selecciona de acuerdo a la “Irotor 3” categoría AC2. K12A: Contactor auxiliar, se selecciona de acuerdo a la “Irotor 3” categoría AC2. K13A: Contactor auxiliar se selecciona de acuerdo a la “Irotor 3” AC2. R1A:

Resistencia auxiliar.

R2A:


R3A:


Las R1A, R2A y R3A para los motores de anillos se seleccionaran tomando las siguientes consideraciones:

Intensidad rotórica: I r =

666 U r

P

Donde: Ir Ur P O bien: I r =

: Intensidad rotórica. : Tensión rotórica. : Potencia en kilovatios.

491 P U r

P: Potencia en caballos de fuerza.


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Resistencia unidad: En trifásica: R u =

333 P 2

I r

P : Potencia en kilovatios. O Bien: R u =

254 P I 2r

P: Potencia en caballos de fuerza

En bifásica: R u = P:

I 2r

Potencia en kilovatios.

O bien: R u = P:

500 P

368 P I 2r

Potencia en caballos de fuerza.

La resistencia unidad es el valor teórico de la resistencia total del circuito rotórico para obtener el par nominal. Es indispensable para determinar la resistencia de arranque.

Valor de la resistencia: R total =

Ru 1ra. punta

− r

Donde: Rtotal : Ru : r : 1ra. Punta :

Valor de la resistencia por fase. Resistencia unidad. Resistencia interna del motor. Punta de intensidad deseada al arranque.


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Valores intermedios de la resistencia: S=

Rp + r punta

− r

Donde: S Rp

: Valor de la resistencia por fase para este tiempo. : Resistencia total (2do. tiempo)

r

: Resistencia interna del motor

punta : Punta de intensidad deseada al tiempo correspondiente.

Punta del último tiempo: Punta =

Rp + r r

Donde: Punta : Punta de intensidad obtenida. Rp

: Resistencia del tiempo precedente.

r

: Resistencia interna del motor.

Otras características: I media = I r +

Ip - Ir 3

Donde: Ir : Intensidad rotórica. Ip : Punta de intensidad.

Para pedir una resistencia, indicar: El tiempo de puesta en tensión de la resistencia, el número de arranques por hora y eventualmente la posibilidad de frenado por contracorriente. Conductor: se selecciona de acuerdo al 1,25 In, siendo el conductor de mínimo calibre el Nro. 12 AWG.


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Circuito de mando



SOQ:

Pulsador de parada, contactos de plata, con intensidad máxima de conexión de 12 A y tensión nominal de 500 V.

S1Q:

Pulsador de marcha, contactos de plata, con intensidad máxima de conexión de 12A y tensión nominal de 500 V.

K1T:

Temporizador, regulable desde 0 hasta 60 segundos para efectuar automáticamente la conexión de K11A y eliminar las resistencias R1A.

K2T:

Temporizador, regulable desde 0 hasta 60 segundos para eliminar las resistencias R2A.

K3T:

Temporizador, regulable desde 0 hasta 60 segundos para efectuar automáticamente la conexión de K13A y eliminar las resistencias R3A.


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5.5 PRUEBA DE AUTOCOMPROBACIÒN 1.

La categoría de utilización es una característica que define, el tipo de corriente y el tipo de carga que han de soportar los contactos principales de un contactor. Con respecto a la carga esta puede ser: -

Inductiva Resistiva Las dos anteriores.

2.

Mencione 2 tipos o sistemas de conexión de relés.

3.

Mencionar si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: “El relé temporizado a al desexcitación, activa sus contactos luego de un tiempo predeterminado, después de haberse energizado la bobina de accionamiento de los contactos”

4. Aunque existen infinidad de tipos de detectores fotoeléctricos, todos ellos podemos clasificarlos en tres sistemas que son: 5.

¿Cuál será el mínimo calibre de los conductores de un tablero de fuerza de un arranque directo?


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TECSUP_Control de Motores Electricos.pdf

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