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Automatismo

Eléctrico

Código: 89001734

Profesional Técnico

CONTENIDO

ÍTEM CONTENIDOS PÁG.I. ARRANQUE DIRECTO MOTOR TRIFÁSICO CON CONTACTOR. 5

Información Tecnológica. 8Hoja de Trabajo. 27

II. ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO DE DOS ESTACIONES. 28Información Tecnológica. 29Hoja de Trabajo. 32

III. ARRANQUE DE MOTORES DE SECUENCIA FORZADA. 33Información Tecnológica. 35Hoja de Trabajo. 40

IV. ARRANQUE DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN CON INVERSIÓN DE GIRO. 41Información Tecnológica. 43Hoja de Trabajo. 47

V. ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO EN CONMUTACIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO.

49


VI. ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO EN CONMUTACIÓN ESTRELLA TRIÁNGULO CON INVERSIÓN DE GIRO.

55


VII.ARRANQUE DE DOS ELECTROBOMBAS ALTERNADAS POR CONTACTOR. 61Información Tecnológica. 64


IX. ARRANQUE DE MOTOR DE DOS VELOCIDADES CON INVERSIÓN DE GIRO. 75Información Tecnológica. 78Hoja de Trabajo. 84

X. ARRANQUE DE UN MOTOR MONOFÁSICO CON CONTACTOR. 85Información Tecnológica. 86Hoja de Trabajo. 93

XI. ARRANQUE DE MOTOR MONOFÁSICO CON INVERSIÓN DE GIRO. 94Información Tecnológica. 96

XII. ARRANQUE DE UN MOTOR CON CONTROL DE NIVEL DE LÍQUIDO. 100Información Tecnológica. 102Hoja de Trabajo. 106

XIII. ARRANQUE DE UN MOTOR CON PRESOSTATOS. 107Información Tecnológica. 108

XIV. ARRANQUE DE UN MOTOR CON AUTOTRANSFORMADOR. 114Información Tecnológica. 118

XV. ARRANQUE POR RESISTENCIAS ESTATÓRICAS. 119XVI. ARRANQUE POR RESISTENCIAS ROTÓRICAS. 122

VIII. ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO DE DOS VELOCIDADES POR CONTACTOR.

69

AUTOMATISMO ELÉCTRICO


PROCESO OPERACIONAL RECURSOS/INSTRUMENTOS/EQUIPOS

• Instalar caja de pulsadores. • Instalar contactor eléctrico. • Instalar relé térmico. • Instalar motor eléctrico. • Cablear circuito de mando. • Cablear circuito de fuerza. • Instalar motor eléctrico por impulsos.

• Motor trifásico de inducción. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro. • Conductor AWG N° 16 y 14 flexible.

01 01 PZA CANT.

TÍTULO OBSERVACIONES

I. ARRANQUE DIRECTO MOTOR TRIFÁSICO

CON CONTACTOR.

HT N° 01 REF:

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO TIEMPO HOJA 1/14 ESCALA 2015

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO 5


1.1. INSTALAR CAJA DE PULSADORES.

a. Verificar el funcionamiento de los Pulsadores NO y NC.

b. Realizar la instalación en la botonera. 1.2. INSTALAR CONTACTOR ELÉCTRICO.

a. Verificar la continuidad de la bobina del contactor. b. Instalar en contactor en el riel DIN.

1.3. INSTALAR RELÉ TÉRMICO.

a. Verificar los contactos del relé térmico. b. Realizar las pruebas de activación

y rearmar manual. . 1.4. INSTALAR MOTOR ELÉCTRICO.

a. Identificar los terminales del motor b. Medir las resistencias de las bobinas c. Verificar los datos de placa para alimentar

con la tensión nominal



1.5. REALIZAR EL CABLEADO CIRCUITO DE MANDO.

a. Aplicar las normas respecto al dibujo de los circuitos de mando. b. Usar la simbología normalizada. c. Instala. los pulsadores, disyuntor. d. Instalar lámparas de señalización. 1.6. CABLEAR CIRCUITO DE FUERZA. a. Aplicar las normas respecto al dibujo de

los circuitos de mando. b. Usar la simbología normalizada. c. Conectar los contactores, relé térmico y motor. 1.7. INSTALAR MOTOR ELÉCTRICO POR IMPULSOS.

1.8. SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE.

- Trabajar con las herramientas de electricistas. - Respetar la señalética de seguridad. - Usar equipo de EPP. - Puesta a tierra de protección eléctrica PE. - Disposición de los residuos sólidos en los tachos respectivos.



INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.

CONTACTOR. Se define al contactor como un aparato que tiene una sola posición de reposo, de mando no manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, comprendidas en ellas las de sobrecarga en servicio, no soporta corrientes de cortocircuito. Norma IEC 947‐4.

Partes. Las partes de un contactor son: - Carcasa. Es la parte externa o soporte fabricado con

material no conductor, a la carcasa se fijan todos los componentes conductores. La carcasas generalmente se divide en dos partes, la superior donde se encuentran los contactos que generalmente son abiertos representado como NO (Normal Open) que significa Normalmente Abierto.

Fig. N° 01. Contactor.

- El electroimán. Es el elemento principal del contactor, se encarga de transformar la energía eléctrica en magnetismo, provocando mediante un movimiento mecánico la apertura o cierre de los contacto. El electroimán está compuesto por los siguientes elementos:

Fig. N° 02. El electroimán.

- La bobina. Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con gran número de espiras, que al aplicarle electricidad genera un campo electromagnético y que vence la resistencia del resorte de retorno y que atrae fuertemente la armadura móvil (martillo) y por consiguiente uniendo o separando los contactos.

Fig. N° 03. Bobina del contactor.

1. Armadura.

2. Bobina.

3. Núcleo.



- El núcleo. Parte de material ferromagnético sólido, que va fijo en la carcasa y tiene una forma de “E”. Su función principal es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina para atraer con más eficiencia la Armadura móvil.

- La Armadura. Es un elemento muy similar al núcleo, con la diferencia que la armadura es móvil y el núcleo es fija, y que es separada inicialmente por el resorte de retorno.

- Los Contactos. Son elementos conductores de material muy especial, resistentes a la corrosión y al sulfatado, tienen por finalidad, establecer o interrumpir el paso de la corriente cuando esté o no energizado la bobina.

Los contactos tiene una base fija en la carcasa superior del contactor, y la base móvil que están unidos a la armadura móvil y chocan o se separan según cuando se energice la bobina del contactor.

Fig. N° 04. Contactos del contactor.

Estos Pueden ser de dos tipos: Contactos principales. La norma IEC, los contactos principales de un contactor se identifican por números de una sola cifra (1- 2, 3 - 4, 5 - 6, 7- 8).

Fig. N° 05. Contactos principales del contactor.

Los contactos auxiliares. Pueden ser normalmente abiertos (NO) y Normalmente cerrados (NC); y la norma IEC establece su identificación por números de dos cifras: La primera cifra identifica el número orden de cada contacto y la segunda cifra el tipo de contacto (3-4), para contactos normalmente abiertos, (1-2) para contactos normalmente cerrados).



Fig. N° 06. Contactos auxiliares abiertos Fig. N° 07. Bobina del contactor.

Símbolo eléctrico.

Fig. N° 08. Símbolo eléctrico del contactor. Funcionamiento.

Cuando la corriente pasa a través dela bobina del electroimán, se produce un campo magnético, que atrae el núcleo móvil del contactor. La bobina de electroimán atrae más actual inicialmente, hasta que su inductancia aumenta cuando el núcleo de metal entra en la bobina. El contacto móvil es impulsado por el núcleo móvil, la fuerza desarrollada por el electroimán mantiene los contactos móviles y fijos juntos. Cuando la bobina del contactor es desenergizado, la gravedad o un resorte devuelve el núcleo de electroimán a su posición inicial y se abre los contactos.

Para contactores energizado con corriente alterna AC, una pequeña parte del núcleo está rodeado con una bobina de sombra, que retrasa ligeramente el flujo magnético en el núcleo.



El efecto es el de calcular el promedio de la fuerza alterna del campo magnético y así evitar que el núcleo de zumbido en la frecuencia de dos veces la línea.

Consideraciones técnicas en el funcionamiento y operatividad del contactor. Debido a formación de arcos y el consiguiente daño se produce al igual que los contactos están abriendo o cerrando, los contactores están diseñados para abrir y cerrar muy rápidamente, a menudo hay un punto de inflexión mecanismo interno para asegurar una acción rápida.

El cierre rápido puede, sin embargo, conducir a un aumento rebote de contacto que hace que los ciclos de apertura y cierre no deseados adicionales. Una solución es tener contactos bifurcados para minimizar el rebote de contactos, dos contactos diseñados para cerrar simultáneamente, pero rebotar en diferentes momentos por lo que no se desconectará brevemente el circuito y causar un arco.

Supresión del arco. La ocurrencia de formación de arcos de corriente eléctrica provoca una degradación significativa de los contactos, que sufren un daño significativo. Un arco eléctrico se produce entre los dos puntos de contacto en su transición desde una cerrada a una abierta o de una abierta a una cerrada. El arco de descanso es típicamente más energía y por lo tanto más destructiva. Fig. N° 09. Arco eléctrico en los contactos.

La energía del arco destruye lentamente el metal de contacto, causando un poco de material para escapar en el aire como partículas finas. Esta actividad hace que el material en los contactos a degradarse con el tiempo, en última instancia, lo que resulta en fallo del dispositivo.

La mayoría de los contactores de control del motor a bajos voltajes son aire contactores descanso; aire a presión atmosférica rodea los contactos y extingue el arco cuando se interrumpe el circuito. Controladores de motores de media tensión modernos utilizan contactores de vacío. Contactores de alta tensión puede utilizar vacío o un gas inerte alrededor de los contactos.

Tiempo de vida del contactor o durabilidad eléctrica. Por ejemplo, un contactor si se opera correctamente tendrá una vida útil de entre 10.000 y 100.000 operaciones cuando se opera en el poder, que es significativamente menor que la vida mecánica del mismo dispositivo, que puede ser de más de 20 millones de operaciones.



Fig. N° 09 - a Despiece del contactor.

Fig. N° 10. Vida del contactor.

La vida útil del contactor está referida al número de aperturas/cierres de sus contactos.

Ejemplo: Ic / AC-1 = 24 A – Durabilidad eléctrica necesaria = 2 millones de operaciones. Mediante las curvas AC-1 anteriores, seleccionar el contactor A 30 en la intersección (24 A / 2 millones de operaciones). Enclavamiento eléctrico. Cuando se acciona el pulsador de marcha, se activa el contactor y se cierran los contactos, encendiendo la lámpara. Al soltar el pulsador, la bobina será energizada de manera permanente por el contacto NO, conectado en paralelo con el pulsador de marcha.



Fig. N° 13 - a. Despiece del contactor.

RELÉ TÉRMICO.

Son los aparatos más utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas, contra perdidas de fase y desbalance de corrientes. Se utiliza en corriente alterna o continua. Norma IEC 947– 4 – 1. Partes:

Fig. N° 14. Partes del relé térmico.

Símbolo eléctrico.

Fig. N° 15. Símbolo eléctrico del relé térmico.



IB < In < Iz

If < 1.45 < Iz

Principio de funcionamiento. El elemento fundamental de un relé térmico, lo constituye una lámina bimetálica. Esta está compuesta, como lo dice su nombre, por dos láminas de diferentes metales que están unidas mediante soldadura o remachado. Generalmente, estas placas están fabricadas una aleación de hierro y níquel, y de latón.

Este sistema basa su funcionamiento en la dilatación específica de cada metal cuando es calentado. Si se calientan láminas de iguales metales, su deformación (alargamiento) será el mismo para ambas.

Fig. N° 16. Funcionamiento del relé con sobrecarga.

Fig. N° 17. Funcionamiento del relé térmico con sobrecarga continua.

Normatividad sobre cargas. La norma IEC 364 establece que los circuitos de una instalación (salvo algunas excepciones) deben estar provistas de un equipo de protección adecuado, para interrumpir la corriente de sobrecarga antes de que provoque un calentamiento excesivo que dañe el aislamiento del cable o el equipo conectado en el circuito. Regla 1:

Regla 2:

IB = Corriente demandada por la carga del circuito. In = Corriente nominal del interruptor. Iz = Capacidad de conducción de corriente del cable. If = Corriente convencional de disparo del interruptor automático.



La regla 1: Satisface las condiciones generales de protección contra sobrecarga.

La regla 2: Se emplea para la protección contra sobrecarga; un interruptor automático requiere que la corriente de funcionamiento seguro If, no sea nunca superior a 1.45In (1.3 In según IEC 947-2 o 1.45 In según IEC 898).

Clases de disparo. Los relés térmicos se utilizan para proteger los motores de las sobrecargas, pero durante la fase de arranque deben permitir que pase la sobrecarga temporal que provoca el pico de corriente, y activarse únicamente si dicho pico, es decir la duración del arranque, resulta excesivamente larga.

La duración del arranque normal del motor es distinta para cada aplicación; puede ser de tan sólo unos segundos (arranquen vacío, bajo par resistente de la máquina arrastrada, etc.) o de varias decenas de segundos (máquina arrastrada con mucha inercia), por lo que es necesario contar con relés adaptados a la duración de arranque. La norma IEC 947- 4 -1-1 responde a esta necesidad definiendo tres tipos de disparo para los relés de protección térmica:

CLASES DE DISPARO EN RELÉ TÉRMICOS

CLASE 10 Válido para todas las aplicaciones corrientes con una duración de

arranque inferior a 10 segundos

CLASE 20 Admite arranques de hasta 20 segundos de duración

CLASE 30 Para arranques con un máximo de 30 segundos de duración

Fig. N° 18. Clases de disparo del relé térmico.

Fig. N° 19. Curvas de disparo del relé térmico.



Especificaciones técnicas del relé térmico.

Fig. N° 20. Especificaciones técnicas del relé térmico.

Elección del relé térmico. Para la elección del este mecanismo hay que tener en cuenta el tiempo máximo que puede soportar una sobre intensidad no admisible, y asegurarnos de que la intensidad del receptor esté comprendida dentro del margen de regulación de la intensidad del relé.

Una vez instalado se debe regular (ruleta de intensidad) a la Intensidad Nominal del motor (In), para el arranque directo. Esta intensidad viene indicada en la placa de características del motor.

PULSADORES.

Un pulsador es simplemente un interruptor o switch su función es permitir o interrumpir el paso de la corriente eléctrica, en un pequeño instante, un pulsador solo realiza su trabajo mientras lo tengas presionado.



Tipos:

- Normalmente cerrado NC.

Fig. N° 21. Pulsador NC

- Normalmente Abierto NO.

Fig. N° 22. Pulsador NO

- De conmutación.

Fig. N° 23. Pulsador NC en conmutación.

- Normalmente abierto/cerrado o doble.

Fig. N° 24 Pulsador NC/NO.

Modelos:

Fig. N° 25. Modelos de pulsadores.



Código de colores. La norma DIN EN 60073 (VDE 0199): 01.94, al igual que la IEC 73, define en forma clara el significado de determinados colores. Con esto se pretende mejorar la seguridad del personal de servicio, así como facilitar el manejo y mantenimiento de instalaciones y equipos eléctricos.

COLOR SIGNIFICADO ACLARACIÓN EJEMPLOS DE APLICACIÓN

ROJO Emergencia Accionar en un estado peligroso o en una emergencia.

Desconexión (Parada) de emergencia. Iniciar funciones de desconexión (Parada) de emergencia, en forma condicional para PARADA/NO.

AMARILLO Anormal Accionar en un estado anormal.

Intervención para suprimir un estado anormal. Intervención para volver a arrancar un desarrollo automático que se interrumpió.

VERDE Seguro Accionar en condición segura o preparar en estado normal.

ARRANQUE/SI, sin embargo se prefiere BLANCO.

AZUL Obligatorio Accionar en un estado que requiera una operación obligatoria.

Función de reposición.

BLANCO No tienen asignado un significado especial

Para la iniciación general de funciones, salvo desco-nexión de emergencia (ver también la Nota siguiente).

ARRANQUE/SI (preferido) PARADA/NO

GRIS ARRANQUE/SI PARADA/NO

NEGRO ARRANQUE/SI PARADA/NO (preferido)

Fig. N° 26. Código de colores de pulsadores.

MOTORES ELÉCTRICOS DE INDUCCIÓN.

El motor de corriente alterna trifásica de jaula de ardilla es el motor eléctrico industrial por excelencia. Fuerte, robusto y sencillo, se usa en un gran número de máquinas con un mantenimiento mínimo. Su función principal es convertir o transformar energía eléctrica en mecánica

Símbolo eléctrico:

Fig. N° 29 y 30. Símbolo eléctrico del motor

M 3~

M

U1

V1 W1

W2 U2 V2

PE



Partes del motor de inducción trifásico.

El Estator. Es parte fija de la máquina, compuesta de una serie de chapas magnéticas aisladas entre sí para evitar las corrientes de Foucault, con una serie de ranuras interiores en las que se alojan los devanados de excitación, con un número de fases igual a las de la corriente eléctrica a la que esté conectado el motor.

Fig. N° 30. Estator del motor de inducción.

Fig. N° 31 Despiece del motor de inducción.

Rotor. El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete.

Fig. N° 32. El rotor tipo jaula de ardilla.

Roto

Caja de

Ventilador

Estator

Rodamiento Tapa

Rodamiento



Carcasa. La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

- Totalmente cerrada. - Abierta. - A prueba de goteo.

- A prueba de explosiones. - De tipo sumergible.

Base. La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos: - Base frontal. - Base lateral.

Caja de conexiones. Por lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.

Fig. N° 33. Caja de bornes Tapas. Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor. Cojinetes. También conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:

Cojinetes de deslizamiento. Operan en base al principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo. Cojinetes de rodamiento. Se utilizan con preferencia en vez de los cojinetes de deslizamiento por varias razones: - Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque. - Son compactos en su diseño. - Tienen una alta precisión de operación.


- No se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante. - Se remplazan fácilmente debido a sus tamaños estándares

Datos de placa. Los fabricantes de motores eléctricos, están obligados a dar la información técnica de los parámetros eléctricos del motor y las conexiones así como su proceso constructivo. Esto es: - Potencia nominal: Kw / HP - Velocidad del rotor: RPM. - Tensión nominal en estrella / triángulo: v - Intensidad nominal en estrella / triángulo: A - Factor de potencia : cos ɸ - Frecuencia de operación: Hertz - Norma de construcción: IEC - Grado de protección: IP 54 - Número de polos:

Fig. N° 34. Datos de placa del motor

Velocidad síncrona (ns): Es la velocidad de giro del campo magnético dentro el estator.

ns= velocidad síncrona o velocidad del campo magnético ( RPM) f = frecuencia de la red de alimentación (Hz) p = número de pares de polo. Par motor o torque mecánico (Tm):

Caso a: nr= velocidad del rotor (RPM) P= potencia (kw) Tm = Torque. (Nw – m).

s120fn

p=

mr

716 x P(Hp)T (Kg m)n (RPM)

⇒ = −mr

9550 x P(Kw)T (Nw m)n (RPM)

⇒ = −



Caso b: nr= velocidad del rotor ( RPM) P= potencia (Hp) Tm = Torque. (Kg – m) Deslizamiento (S). Se define a la diferencia entre la velocidad síncrona (ns) y la velocidad del rotor (nr), generalmente se da en porcentaje.

- En el motor asíncrono (Depende la aplicación, alrededor de 5%).

- En el motor síncrono. El deslizamiento es igual a cero

CONSIDERACIONES BÁSICAS PARA LA SELECCIÓN DEL MOTOR DE INDUCCIÓN.

La selección del tipo adecuado de motor, con respecto al tipo, par, factor de potencia, rendimiento y elevación de temperatura, aislación, tensión y grado de protección mecánica, sólo puede ser efectuada luego de un análisis cuidadoso, considerando parámetros como:

Costo inicial, capacidad de la red, necesidad de corrección del factor de potencia, par requerido, efecto de inercia de la carga, necesidad o no de regulación de la velocidad, exposición de la máquina a ambientes húmedos y agresivos. Enumeramos las siguientes.

0 s 1< <

s r

s

n n% S x 100n

−=

s 0=



a) Par de arranque. Par requerido para vencer la inercia estática de la máquina y producir movimiento. Para que una carga arrancando desde velocidad cero alcance su velocidad nominal, es necesario que el par del motor sea siempre superior al par resistente.

b) Par de aceleración. Par necesario para acelerar la carga hasta la velocidad nominal. El par del motor debe ser siempre mayor que el par de la carga, en todos los puntos entre cero y la velocidad nominal.

c) Par nominal. Necesario para mover la carga en condiciones de velocidad específica. El par requerido para el funcionamiento normal de una máquina puede ser constante o variar entre límites distantes.

Características del ambiente. - Altitud. - Temperatura ambiente. - Atmósfera ambiente.

Características constructivas. - Forma constructiva. - Potencia en kW. Velocidad en rpm. - Factor de servicio. - Protección térmica. - Sentido de rotación (horario o anti horario. mirando desde el lado del accionamiento).

Características de la carga. - Momento de inercia de la máquina accionada y a qué velocidad está referida. - Curva de par resistente. - Datos de la transmisión. - Magnitud y sentido de cargas axiales, cuando existentes. - Magnitud y sentido de cargas radiales, cuando existentes. - Régimen de funcionamiento de la carga (n° de arranques por hora).

CÁLCULO DE FUSIBLES.

PARÁMETROS ELÉCTRICOS DEL FUSIBLE DE FUSIÓN. Intensidad Nominal (In): Es la cantidad de corriente eléctrica (valor RMS) que

el fusible es capaz de conducir indefinidamente sin desconectar. La norma internacional ANSI / NEMA FU 1-1986, establece los valores de corriente nominal, normalizados según la característica de Retardo de Tiempo.

Intensidad minina de fusión (If). Es el valor mínimo de la corriente que causa

la fusión e interrupción del fusible. Generalmente, este valor varía en un rango de 1.35 a 3 veces la corriente nominal del fusible.

f nI (1.35 a 3) x I⇒ =



Intensidad Máxima de ruptura (I1). Esta corresponde a la mayor corriente de falla que el fusible es capaz de interrumpir. En el momento de seleccionar un fusible, es necesario asegurarse que la corriente máxima disponible del sistema, sea igual o menor que el valor de corriente I1 del fusible.

Tensión nominal (Un). Es el máximo valor de tensión a que puede estar

sometido el fusible Las normas internacionales referentes a fusibles, americanas (ANSI / UL) y europeas (BS88, IEC), han creado sus propios estándares para clasificar a los fusibles segú su aplicación, designaciones físicas y parámetros eléctricos. CLASES DE FUSIÓN EN LOS FUSIBLES: Las normas internacionales referentes a fusibles, americanas (ANSI / UL) y europeas (BS88, IEC), han creado sus propios estándares para clasificar a los fusibles según su aplicación, designaciones físicas y parámetros eléctricos. CODIFICACIÓN DE LOS FUSIBLES DE FUSIÓN. La norma IEC (International Electrotechnical Commission) creó un código para distinguir a los fusibles formado por solamente dos letras, siendo minúscula la primera y mayúscula la restante. Dicho código se encuentra en la publicación IEC- 269-1 Cláusula 5.7. - La Primera letra define el régimen operativo del fusible, ya sea sobrecarga,

cortocircuito o ambos. g = Indica que el fusible interrumpe toda clase de corrientes (sobrecargas y cortocircuitos). a = Indica que el fusible es capaz de interrumpir solo corrientes de cortocircuitos.



- La segunda letra define la categoría de utilización del fusible, o el equipo a proteger. G = Indica que el fusible protege líneas y aparatos en general. L = Indica que el fusible protege líneas y aparatos (norma DIN, VDE). M = Indica que el fusible protege Motores. Tr = Indica que protege Transformadores. C = Indica que protege a condensadores y circuitos capacitivos. R = Protege semiconductores de potencia, rectificadores y circuitos electrónicos. B = Indica que es aplicable en la minería.

Ejemplo:

gG = Fusible con capacidad para interrumpir todas las corrientes en uso general. aM = Fusible con capacidad para interrumpir parte de las corrientes y uso en motores. Protegen contra altas sobre intensidades hasta su poder de corte nominal, y deben asociarse a dispositivos de protección térmica contra pequeñas sobre intensidades. gM = Fusible con capacidad para interrumpir todas las corrientes para uso en motores. LOS BIMETÁLICOS. El término bimetálico se refiere a un objeto que se componga de dos o más metales ensamblados juntos. En vez de ser una mezcla de dos o más metales, como en el caso de una aleación, los objetos bimetálicos consisten en capas de diversos metales. Están compuestos por dos capas de metales con diferentes coeficientes térmicos de dilatación α1 y α2, donde α1 < α2, por lo que al variar la temperatura tiende a flexionarse hacia el lado de menor coeficiente de expansión. Esta propiedad es aprovechada para abrir o cerrar circuitos eléctricos, en especial a los de sobrecarga. En los motores eléctricos.



SEGURIDAD INDUSTRIAL EN INSTALACIONES INDUSTRIALES.

Durante el montaje:

a. Realizar única y exclusivamente las conexiones indicadas en el esquema. b. Tratar de simplificar el máximo las conexiones (sin cambiar o alterar el

esquema con el cual se está trabajando), evitando la congestión de conductores en un mismo borne.

c. Cuidad que los alambres queden convenientemente pelados en los puntos de conexión, y los tornillos debidamente ajustados, para evitar: calentamiento anormal, caída de tensión, cortocircuito.

d. Usar solamente herramientas en perfectas condiciones y las adecuadas para el trabajo que se va a realizar. De ello depende la seguridad personal y la conservación de los elementos de trabajo.



HOJA DE TRABAJO

1) Un motor trifásico posee sus bobinas conectadas en estrella. Determinar la corriente eléctrica que absorberá de la línea si al conectarlo a una red con una tensión de línea de 400 v desarrolla una potencia de 10Kw con un FP de 0,8. Averiguar la potencia reactiva y aparente del motor.

2) Se conectan en estrella tres bobinas iguales a una red trifásica con una tensión de línea de 230v, 50Hz. Cada una de las bobinas posee 10Ω de resistencia óhmica y 30 Ω de reactancia inductiva. Calcular: IL, cos φ, P, Q y S.

3) Se desea conectar a una red trifásica, con neutro y con una tensión de línea de 400V, 30 lámparas El alumbrado de una sala de dibujo se compone de 60 lámparas fluorescentes de 40W/230V con un factor de potencia de 0.6.

Las lámparas se han conectado de forma equilibrada a una red trifásica de 400V de tensión de línea. Dimensionar la batería de condensadores en estrella que será necesario conectar a la línea general que alimenta a esta instalación para corregir el FP a 0,97.

4) Cinco fluorescentes de 40W, 230V, cos φ =0.6. Mostrar la conexión de las lámparas para conseguir que la carga esté equilibrada y averiguar la corriente por la línea que las alimenta, así como la potencia del conjunto y por fase.

5) Un motor trifásico posee sus bobinas conectadas en triángulo. Determinar la corriente eléctrica que absorberá de la línea si al conectarlo a una red, con una tensión entre fases de 400V, desarrolla una potencia de 15kw con un FP de 0,7. Averiguar la potencia reactiva y aparente del motor.

6) Enumerar y hacer el esquema de las normas técnicas para la denominación de los bornes de un motor trifásico de inducción.

7) Definir brevemente la normatividad IP para los motores

8) Enumerar las principales fallas en los motores de inducción trifásicos



PROESO OPERACIONAL RECURSOS/INSTRUMENTOS/EQUIPOS

• Instalar el motor de dos estaciones. • Instalar motor de tres estaciones. • Instala el motor monofásico de dos

estaciones.

• Motor trifásico de inducción. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.

01 01 PZA CANT. TÍTULO OBSERVACIONES

II. ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO DE DOS

ESTACIONES.

HT N° 02 REF:




2.1. INSTALAR MOTOR TRIFÁSICO DE DOS ESTACIONES. 2.2. INSTALAR MOTOR DE TRES ESTACIONES. INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: CATEGORÍAS DE UTILIZACIÓN DE CONTACTORES.

Para esto nos remitimos a las normas IEC 60947-4-1

La corriente nominal del contactor depende de la categoría de uso. Por ejemplo IEC categorías se describen como: AC-1: Cargas no inductivas o ligeramente inductivas, hornos de resistencia

Esta categoría se aplica a todas las cargas de AC donde el factor de potencia es al menos 0,95. Estas son principalmente cargas no inductivas o ligeramente inductivas. La interrupción es fácil.

AC-2: A partir de los motores de anillos rozantes: arranque, desconexión. AC-3: Esta categoría se aplica a motores de inducción jaula de ardilla, donde la

desconexión sucede mientras el motor está en plena marcha (a In). En el cierre, el contactor experimenta una corriente transitoria de 5 a 8 veces la corriente nominal



del motor y en este instante, la tensión en los terminales del contactor es aproximadamente un 20% de la tensión de la línea. La corriente de interrupción es la nominal.

AC-4: Se aplica para el arranque y paro de un motor de inducción jaula de ardilla, paro

durante el arranque, marcha a impulsos e inversión por contramarcha. En la conexión, el contactor cierra una corriente de aproximadamente 5 a 8 veces la corriente nominal. En la desconexión, el contactor abre esa misma magnitud de corriente, a una tensión que puede ser igual a la tensión de alimentación. La interrupción es severa.

Categorías de utilización para contactores y bloques de contactos auxiliares según IEC 60947-5-1

AC-15 - Control de cargas electromagnéticas. DC-13 - Control de electroimanes.

Fig. N° 11. Categoría de los contactores AC

Categoría para contactores de corriente continua – DC. Esta categoría se aplica para motores DC Shunt, donde la desconexión sucede mientras el motor está en plena marcha (a In).

En la conexión, el contactor cierra una corriente de alrededor de 2,5 veces la corriente nominal del motor.

La corriente de interrupción es la nominal.



Fig. N°12. Categorías del contactor DC

DATOS TÉCNICOS DEL CONTACTOR.

Según la Norma indicada, los datos de placa de los contactores electromagnéticos traen impresos los siguientes valores nominales para los contactos principales:

Ue: Tensión nominal de operación: (se refiere al voltaje entre los contactos principales). Para circuitos trifásicos éste viene dado por el voltaje entre fases

Ie: Corriente nominal de operación. La mayoría de contactores no traen explícitamente impreso este valor de corriente; pero viene determinado en forma de potencia activa (HP o KW), para un determinado voltaje de operación Ue y categoría de utilización.

Ith: Corriente térmica nominal F: Frecuencia nominal. Ui: Voltaje de aislamiento.

VENTAJAS DEL CONTACTOR. Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos, por los que se recomienda su utilización: automatización en el arranque y paro de motores, posibilidad de controlar completamente una máquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones.

Es muy robusto y fiable, ya que no incluye mecanismos delicados. Se adapta con rapidez y facilidad a la tensión de alimentación del circuito de

control (cambio de bobina). Facilita la distribución de los puestos de paro de emergencia y de los puestos

esclavos, impidiendo que la máquina se ponga en marcha sin que se hayan tomado todas las precauciones necesarias.

Protege el receptor contra las caídas de tensión importantes (apertura instantánea por debajo de una tensión mínima).

Funciona tanto en servicio intermitente como en continuo.



HOJA DE TRABAJO.

1) Un motor de inducción trifásico, montado en estrella, proporciona una potencia mecánica de 100 CV a 600 V y 50 Hz, y a la carga de régimen absorbe 102 A, con factor de potencia 0,9. Determinar:

a. La tensión por fase o bobina.

b. El rendimiento del motor.

c. La potencia por fase.

d. La corriente y potencia si el motor se monta en triángulo

2) Realizar el circuito de mando y fuerza para controlar un agitador helicoidal, el sistema debe tener dos pulsadores de marcha y tres de paro.

3) Realizar las mediciones de la resistencia de aislamiento de las bobinas del motor y anotarlas.




• Instalar dos motores en secuencia forzada. • Instalar tres motores en secuencia forzada.



III. ARRANQUE DE MOTORES DE SECUENCIA FORZADA.

HT N° 03 REF:

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO TIEMPO HOJA 314 ESCALA 2015



OPERACIONES:

Paso 1.

a. Elaborar esquema del circuito de potencia.

b. Elaborar esquema del circuito de control.

PROCESO:

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO FORZADO.

a. Verificar elementos de circuito de potencia y control. b. Realizar el montaje y conexiones de elementos. c. Activar disyuntores. d. Pulsar S2, energizar la bobina del contactor K1 y la lámpara H1.



e. El circuito queda autoalimentado por el contacto auxiliar 13-14 de K1. El motor M1 funciona.

f. Pulsar S3 energiza la bobina del contactor K2 y la lámpara H2. El circuito queda autoalimentado por el contacto auxiliar 13 -14 de K2. El motor M2 funciona Sólo es posible energizar el contactor K2, si K1 está energizado.

g. Realizar medición de tensión entre líneas, amperaje en cada línea y velocidad de los motores.

h. Pulsar S1, desenergizar el circuito y los motores M1 y M2 paran.

PRECAUCIONES:

o Cuando después de una breve interrupción de la tensión de red (una decena de microsegundos) el contactor vuelve a cerrarse, la fuerza de contra electromotriz del motor y de la red se desfasa.

o Para proteger a los contactores contra los micros cortes también se puede temporizar la apertura del contactor principal utilizando un dispositivo retardador (rectificador condensador).

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:

LÁMPARAS DE SEÑALIZACIÓN. Son dispositivos que tienen como función de establecer una comunicación visual entre el operador y la falla o funcionamiento del dispositivo

SÍMBOLO ELÉCTRICO.

X1

X2

H



Colores para lámparas de señalización y su significado de acuerdo con la norma DIN EN 60 204 (VDE 0113, Parte 1): 06.93

Color Significado Aclaración Acción por parte del operador Ejemplos de aplicación

ROJO Emergencia Estado peligroso.

Acción inmediata para reaccionar ante un estado peligroso (por ejemplo, parada de emergencia).

Presión/temperatura fuera de límites seguros. Caída de tensión, colapso del suministro de tensión. Sobrepaso de una posición de parada.

AMARILLO Anormal Estado anormal; Estado crítico inminente.

Supervisión y/o intervención (por ejemplo, reposición de una función requerida).

Presión/temperatura sobrepasa las zonas normales. Disparo de un dispositivo de protección.

VERDE Normal Estado normal Opcional. Presión/temperatura dentro de zonas normales. Autorización para proseguir.

AZUL Obligatorio

Indicación de un estado que requiere de una acción por parte del operador.

Acción obligatoria. Indicación para ingresar valores prefijados.

BLANCO Neutro

Otros estados, se podrá usar si existen dudas sobre la aplicación de ROJO, AMARILLO, VERDE o AZUL.

Supervisión. Informaciones generales.

Fig. N° 40. Clasificación de las lámparas de señalización.

DISYUNTOR TERMOMAGNÉTICO. Es un aparato utilizado para la protección de los circuitos eléctricos, contra cortocircuitos y sobrecargas, en sustitución de los fusibles. Tienen la ventaja frente a los fusibles de que no hay que reponerlos. Cuando desconectan el circuito debido a una sobrecarga o un cortocircuito, se rearman de nuevo y siguen funcionando.

Fig. N° 41. Disyuntor termomagnético.




Fig. N° 42. Símbolo eléctrico del disyuntor.

FUNCIONAMIENTO DEL DISYUNTOR.

Su funcionamiento se basa en un elemento térmico, formado por una lámina bimetálica que se deforma al pasar por la misma una corriente durante cierto tiempo, para cuyas magnitudes está dimensionado (sobrecarga) y un elemento magnético, formado por una bobina cuyo núcleo atrae un elemento que abre el circuito al pasar por dicha bobina una corriente de valor definido (cortocircuito)

Fig. N° 43. Zona de acción del disyuntor.

SELECTIVIDAD.

La selectividad asegura que la apertura del interruptor se produzca en aquel situado más próximo al defecto. Grados de selectividad:

A) Selectividad total: La condición anterior se produce para todos los valores de

corriente. B) Selectividad cuando parcial: por encima de determinados valores de corriente

se produce el disparo simultáneo de más de un interruptor.

Fig. N° 43-1. Disyuntor diferencial.



Fig. N° 44. Selectividad del disyuntor.

TIPOS DE SELECTIVIDAD.

Selectividad amperimétrica. El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito ante cortocircuitos, antes de que lo haga el superior

Selectividad cronométrica. El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito en un tiempo inferior al de aguas arriba para una misma sobreintensidad

Filiación. Efecto cascada o protección back-up. Permite el empleo de un interruptor con un poder de corte inferior a la corriente de cortocircuito prevista en el punto donde está instalado, con la condición de que exista otro dispositivo de protección instalado aguas arriba que posea el poder de corte necesario.

Fig. N° 45. Selectividad cronométrica del disyuntor.



CURVAS DE DISPARO.

Curva de disparo de disyuntores.

Fig. N° 46. Curvas de disparo del disyuntor.



HOJA DE TRABAJO

1. Un motor de c.c. con excitación serie tiene las siguientes características: Vnom. = 200V; Ra = 0,1Ω ; Rs = 1Ω ; p Maf = 0,8 H

Suponiendo nulas las pérdidas mecánicas, calcular: a) La velocidad de funcionamiento del motor a la tensión de 200V y con un par

de carga Cext = 200Nw-m, constante con la velocidad. b) Las velocidades de funcionamiento del motor, manteniendo la tensión de

alimentación constante y variando el par exterior que va tomando los valores Cext = 100, 50, 10, 2, 0 Nw-m

2. Un motor shunt de 250V tiene una resistencia de inducido de 0,5 Ω y una

resistencia de campo de 250Ω. A la velocidad de 600 r.p.m. el inducido absorbe 20A. Se desea elevar la velocidad colocando en serie con la bobina de campo una resistencia Rx, conservando el mismo par. Se pide el valor de dicha resistencia Rx para una velocidad de 800 r.p.m

3. Se dispone de un motor shunt de c.c. con las siguientes características V = 48V; Ra = 0,4Ω; Rf = 20Ω, velocidad máxima teórica de 4500 R.P.M, pérdidas mecánicas despreciables y flujo proporcional a la corriente. Si el par de plena carga es de 4,074 Nw-m, calcular en estas condiciones:

a) la fuerza contraelectromotriz, la velocidad de giro en r.p.m. y la corriente total absorbida.

b) Las potencias de entrada, útil, de pérdidas en el cobre y el rendimiento. La corriente de arranque y el par de arranque.

4. Diseñar un circuito de control para una puerta de una fábrica. Con pulsador S1, abrir pulsado S2 cerrar y pulsado SO paro.

- Circuito de mando. - Circuito de fuerza.




• Instalar relé de tiempo o temporizador. • Invertir el sentido de giro de un motor

trifásico. • Invertir el sentido de giro de un motor

trifásico con finales de carrera.

• Motor trifásico de inducción. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Final de carrera. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


IV. ARRANQUE DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN

CON INVERSIÓN DE GIRO.

HT N° 04 REF:




OPERACIONES:

Paso 1:

a. Elaborar el circuito de mando.

b. Elaborar el circuito de mando.

PROBAR ARRANQUE DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO CON ENCLAVAMIENTO POR PULSADORES.

Realizar pruebas de inversión de giro del motor, verificando enclavamiento por pulsadores.

PROCESO DE EJECUCIÓN: Probar arranque directo con inversión de giro con enclavamiento por pulsadores

a. Aislamiento. Contactos. b. Bobina c. Conexiones d. Testeado e. Especificación en técnicas f. Realizar el montaje de los elementos del circuito de potencia y control. g. Conectar elementos. h. Realizar prueba de funcionamiento. i. Activar disyuntor unipolar (circuito de control).



j. Activar disyuntor motor (circuito de potencia). k. Pulsar S2, energizar la bobina del contactor K1 y la lámpara H1. El motor

gira en sentido horario. l. Pulsar S3, desenergizar la bobina del contactor K1 y la lámpara H1. El

motor para. Inmediatamente, energizar la bobina del contactor K2 y la lámpara H2. El motor gira en sentido antihorario.

m. Medir tensión entre líneas, amperaje en cada línea y velocidad del motor. n. Pulsar S1, desenergizar la bobina del contactor K2 y la lámpara H2. El

motor para. o. Pulsar simultáneamente S2 y S3, observar que los contactores no

energizan, ya que existe un enclavamiento a través de los pulsadores de conexión - desconexión.

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: EL TEMPORIZADOR.

Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden.

El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente.

Los temporizadores se pueden clasificar en: Eléctricos, Neumáticos y Electrónicos. Los temporizadores pueden trabajar a la conexión o la desconexión.

TEMPORIZADORES POR LA ACCIÓN DE SUS CONTACTOS.

Temporizadores con retardo a la conexión.

Denominados también ON DELAY ó TON, cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que conmuta sus contactos.

Fig. N° 35. Tipos de temporizador




Fig. N° 36. Símbolo eléctrico del TON

FUNCIONAMIENTO.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los bornes de su bobina. A1 y A2, a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciómetro o regulador frontal del aparato si es electrónico. También se le puede regular mediante un potenciómetro remoto que permita el mando a distancia; este potenciómetro se conecta a los bornes con las letras Z1 y Z2 y no puede aplicarse a los relés de los contactos.

Fig. N° 37. Diagramas de tiempo TON

Temporizadores con retardo a la desconexión. Denominados OFF DELAY o TOFF, cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo conmuta los contactos. Símbolo eléctrico.

Fig. N° 38. Símbolo eléctrico del TOFF



Funcionamiento.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta instantáneamente al aplicar la tensión de alimentación en los bornes A1 y A2 de la bobina. Al quedar sin alimentación, el relé permanece conectado durante el tiempo ajustado por el potenciómetro frontal o remoto, desconectándose al final de dicho tiempo.

Fig. N° 39. Diagramas de tiempos TOFF

Temporizadores neumáticos.

El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relé.

Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.

Fig. N° 39. Temporizador neumático



Temporizador TON – TOFF.

Es un tipo de temporizador de doble acción es decir con retardo a la desconexión y retardo a la conexión.

Primero se efectúa el retardo a la desconexión luego se efectúa el retardo a la conexión. El gráfico adjunto describe su funcionamiento.

Fig. N° 40. Diagrama de tiempos TOFF/TON

FINAL DE CARRERA.

Los interruptores o sensores finales de carrera, también llamados interruptores de posición, estos detectan la posición de un elemento móvil mediante accionamiento mecánico.

Son muy habituales en la industria para detectar la llegada de un elemento móvil a una determinada posición.

Fig. N° 74. Sensores de proximidad inductivos.




PARTES.

1. Resorte. 2. Soporte. 3. Leva. 4. Eje. 5. Resorte de copa resorte de presión. 6. Resorte de la cabeza. 7. Contactos NA y NO.

Fig. N° 75. Partes de un final de carrera.

CLASIFICACIÓN.

Existen multitud de tipos de interruptores finales de carrera que se suelen distinguir por el elemento móvil que genera la señal eléctrica de salida.

Se tienen, por ejemplo, los de lengüeta, bisagra, palanca con rodillo, varilla, palanca metálica con muelle, de pulsador, etc.

HOJA DE TRABAJO.

1. Un motor asíncrono es…. a) Aquel cuya velocidad del rotor es menor que la del campo giratorio. b) Aquel cuya velocidad del rotor es igual que la del campo giratorio. c) Aquel cuya velocidad del rotor es mayor que la del campo giratorio.

2. En el motor asíncrono de rotor en cortocircuito el rotor está constituido por…

a) Un bobinado trifásico conectado a anillos rozantes. b) Un núcleo cilíndrico donde se sitúan los conductores cortocircuitados por sus

extremos. c) Imanes permanentes.

3. En un motor asíncrono trifásico los devanados del estator se conectan…

a) En estrella o triángulo. b) Paralelo. c) Serie.

S



4. El deslizamiento de un motor asíncrono es: a) El desfase entre la tensión y la corriente del motor. b) El desplazamiento del rotor por mal ajuste de los rodamientos. c) La diferencia de velocidad del campo giratorio y la del rotor.

5. ¿Cómo habrá que conectar un motor de 230/400 V a una red de 40º V.?

a) Estrella. b) Triángulo. c) Se conectan en serie para repartir la caída de tensión.

6. ¿De qué tensiones tendrá que ser un motor poder ser arrancado en estrella

triángulo en una red de 230 V.? a) 400/660 V. b) 127/230 V. c) 230/400 V.

7. ¿Cómo se consigue invertir el sentido de giro de un motor asíncrono trifásico

de rotor en cortocircuito? a) Invirtiendo la polaridad del devanado rotórico. b) Invirtiendo las tres fases del devanado estatórico. c) Invirtiendo dos de las tres fases del devanado estatórico.

8. La velocidad de un motor asíncrono trifásico.

a) Depende de la frecuencia y del número de polos del devanado del estator. b) Depende de la tensión de red. c) Depende sólo de la frecuencia.

9. ¿Qué número de pares de polos debe poseer el devanado estatórico de un

motor asíncrono trifásico de inducción para conseguir una velocidad síncrona de 1.500 rpm, 50 Hz? a) 1 par de polos. b) 3 pares de polos. c) 2 pares de polos.

10. ¿En qué consiste el arranque estrella-triángulo?

a) En conectar el motor en estrella hasta alcanzar la velocidad nominal y luego pasar a triángulo.

b) En conectar el motor en triángulo hasta alcanzar la velocidad y luego pasar a estrella.

c) En conectar el motor directo a la red hasta alcanzar la velocidad nominal y luego pasar a estrella o triángulo.

11. ¿En qué consiste el arranque por resistencias estatóricas?

a) Reducir la tensión del motor en el arranque colocando resistencias en serie. b) Reducir la tensión del motor en el arranque colocando resistencias en paralelo. c) Limitar la corriente del devanado del rotor colocando resistencias en serie.




• Instala un motor en conmutación estrella

triángulo.



V. ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO EN CONMUTACION ESTRELLA – TRIANGULO.

HT N° 05 REF:




OPERACIONES:

ELABORAR ESQUEMA DE ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO.

El motor arranca en conexión estrella, a tensión reducida, transcurrido un tiempo el motor cambia de conexión estrella a triángulo y trabaja al 100% de la tensión.

PROCESO DE EJECUCIÓN:

- Elaborar el circuito de fuerza.

- Elaborar el circuito de mando.

- Verificar elementos del circuito de potencia y control. - Continuidad Aislamiento Contactos Bobina Conexiones Testeado. - Conectar elementos. - Regular el tiempo de arranque. - Realizar prueba de funcionamiento. - Activar disyuntor unipolar (circuito de control). - Activar disyuntor motor (circuito de potencia). - Pulsar S2, energizar la bobina del contactor disco fijo.



- k3 (A), al cerrar su contacto auxiliar K3 (13-14) energiza la bobina del contactor k1 y la lámpara H1. Activa el temporizador. El motor arranca en conexión estrella, al 58% de su tensión nominal.

- Transcurrido el tiempo regulado, el motor cambia de conexión estrella (k3) a triángulo (k2) y trabaja al 100 % de su tensión nominal.

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: ARRANQUE DE MOTORES DE INDUCCIÓN TRIFÁSICOS. Durante el arranque de un motor, la corriente solicitada es considerable y puede provocar una caída de tensión que afecte al funcionamiento de los receptores del entorno, sobre todo si no se ha tenido en cuenta a la hora de calcular la sección de la línea de alimentación.



La intensidad de arranque de un motor de inducción es siempre mucho más alta que la intensidad nominal, y un exceso en el tiempo de arranque produce una elevación de temperatura que puede ser perjudicial para el motor.

La norma IEC 34-12, en lugar del tiempo de arranque, especifica el momento de inercia permitido de la máquina accionada.

Casi sin excepción, la intensidad de arranque disminuye algo más que proporcionalmente respecto a la tensión.

Fig. N° 47. Clasificación de los motores eléctricos.

ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN. La manera más simple de arrancar un motor de jaula de ardilla es conectar el motor directamente a la red con la tensión dado en la placa del motor y es aplicable para motores de una potencia menores de 5 Kw.

En el momento de la puesta a tensión, el motor actúa como un transformador cuyo secundario, formado por la jaula de poca resistencia del rotor, está en cortocircuito. La corriente inducida en el rotor es importante. La corriente primaria y la secundaria son prácticamente proporcionales.

Fig. N° 48. Arranque de un motor de inducción.

Tensión

Métodos de arranque

Tensión

Estrella -

Resistencias

Autotransformador

Resistencias

Electrónico

Estado sólido

Variador de frecuencia

P 5 Kw≤



El instituto encargado de preparar, revisar y analizar las normas técnicas en la fabricación de motores eléctricos a nivel internacional es la Comisión Electrotécnica Internacional (I.E.C.), con sede en Suiza, y en los Estados Unidos de Norte América lo hace la Asociación de Fabricantes Eléctricos Nacionales (NEMA).

La corriente de arranque:

El par de arranque es:

Ventajas del arranque directo. - Sencillez del equipo. - Elevado par de arranque. - Arranque rápido. - Bajo coste a pesar de las ventajas que conlleva.

Gráfico Velocidad vs. Corriente.

Fig. N° 49. Gráfico corriente de arranque vs. Velocidad.

Gráfico Momento vs. Corriente.

Fig. N° 50. Gráfico par de arranque vs. Velocidad.

arr nI (5...8)x I=

arr nM (5...8)x M=



ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO.

Sólo es posible utilizar este método de arranque en motores en los que las dos terminales de cada uno de los tres devanados estatóricos estén conectadas en la placa de bornes. Consideraciones técnicas:

- Aplicable para motores de potencias > de 5 KW. - El arranque estrella-triángulo es apropiado para las máquinas cuyo par

resistente es débil o que arrancan en vacío. - Por otra parte, el bobinado debe realizarse de manera que el acoplamiento en

triángulo corresponda con la tensión de la red. - El principio consiste en arrancar el motor acoplando los devanados en estrella

a la tensión de la red, lo que equivale a dividir la tensión nominal del motor en estrella por 3 .

- La punta de corriente durante el arranque se divide por 3. - El par de arranque se divide igualmente por 3, ya que es proporcional al

cuadrado de la tensión de alimentación.

HOJA DE TRABAJO

Realizar el circuito de mando y fuerza para el esquema adjunto, el sistema debe tener una secuencia automática.

- Pulsador de paro. - Pulsador de marcha. - Pulsador de paro de emergencia.

- Sensor de nivel máximo para ambos tanques.




• Invertir sentido de giro motor trifásico con

conmutación estrella – triangulo.

• Motor trifásico de inducción. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


VI. ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO EN

CONMUTACIÓN ESTRELLA TRIÁNGULO CON INVERSIÓN DE GIRO

HT N° 06 REF:




OPERACIÓN: ELABORAR EL ESQUEMA ELÉCTRICO DE MANDO Y FUERZA. Paso 1: Elaborar el esquema eléctrico de fuerza.

Paso 2: Elaborar el esquema eléctrico del circuito de mando.



OPERACIÓN: PROBAR ARRANQUE ESTRELLA - TRIÁNGULO CON INVERSIÓN DE GIRO.

Verificar elementos, realizar montaje y conexionado, regulación de tiempo y prueba de funcionamiento.

Paso 1: Verificar el estado de los elementos de maniobra y control. a. Verificar elementos del circuito de potencia y control, continuidad, aislamiento,

contactos, bobina, conexiones. b. Realizar el montaje de los elementos del circuito de potencia y control.

Paso 2: Conectar elementos. a. Regular el tiempo de arranque. b. Realizar prueba de funcionamiento. c. Activar disyuntor unipolar (circuito de control). d. Activar disyuntor motor (circuito de potencia). e. Pulsar S2, energizar la bobina del contactor K1, y la lámpara H1, al cerrar su

contacto auxiliar K1 (53-54) energiza la bobina del contactor K4. PRECAUCIONES: Al activa el temporizador. El motor arranca en conexión estrella, al 58% de su tensión nominal y gira en sentido horario.

Paso 3: Probar el circuito del arranque estrella triángulo a. Transcurrido el tiempo regulado, el motor cambia de conexión estrella (K4) a

conexión triángulo (K3) y trabaja el 100% de su tensión nominal. b. Medir tensión entre líneas, amperaje en cada línea y velocidad del motor. c. Pulsar S1, el motor para. d. Pulsar S3, energizar la bobina del contactor K2 y la lámpara H2, al cerrar su

contacto auxiliar K2 (53-54) energiza la bobina del contactor K4 (A). Activa el temporizador. El motor arranca en conexión estrella, al 58% de su tensión nominal y gira en sentido antihorario.

ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO PARA MOTORES DE INDUCCIÓN TRIFÁSICOS.

La velocidad del motor se estabiliza cuando se equilibran el par del motor y el par resistente, normalmente entre el 75 y 85% de la velocidad nominal. Y se aplica para motores con potencia eléctrica mayor de 5 Kw. y sin carga en el eje motriz.

Corriente de arranque.

arr nI (1.5 a 2.6 ) x I=



Par de arranque.

Gráfico Velocidad vs. Corriente.

Fig. N° 51. Gráfico corriente de arranque vs. Velocidad.

Gráfico Velocidad vs. Par del motor.

Fig. N° 52. Gráfico par de arranque vs. Velocidad.

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:

APLICACIÓN DEL ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO. En los motores industriales la relación entre el par de arranque y nominal, varía entre 1,2 y 2; en consecuencia el par de arranque resultante oscila entre 0,4 y 0,67 del par nominal, por ello este procedimiento solamente se aplica en aquellos casos en los que el par resistente de la carga, en el momento de la puesta en marcha no excede, como media, del 50% del par nominal, como sucede en determinadas aplicaciones como, bombas centrífugas y ventiladores.

arr nM (0.2 a 0.5 ) x M=



El cierre del contactor de triángulo se produce con un retardo de 30 a 50 milisegundos tras la apertura del contactor de estrella, lo que evita un cortocircuito entre fases al no poder encontrarse ambos cerrados al mismo tiempo. Aumentar el par mecánicamente.

El arranque estrella-triángulo es apropiado para las máquinas cuyo par resistente es débil o que arrancan en vacío.

Pero esta desventaja se puede corregir mecánicamente para que el motor arranque con su par nominal, en este caso adicionaremos una polea conducida de un radio R2, y una polea motriz de radio R1. Si R2 > R1, entonces se aumentara el par del motor, pero se reducirá la velocidad de la polea conducida.

Fig. N° 53. Sistema mecánico para aumentar el par de arranque.



HOJA DE TRABAJO

1. Un motor de inducción trifásico, con rotor en cortocircuito que trabaja con la tensiones de 380/220 v, y tiene una potencia eléctrica de 10 Kw. es usado para mover un agitador helicoidal, con la finalidad de realizar una mezcla homogénea de dos productos, tal como se muestra el gráfico adjunto.

Al accionar el pulsador de marcha S1, el motor debe realizar el arranque estrella – triangulo, y girar 5 minutos en sentido derecho y cinco minutos en sentido izquierdo al cabo de este tiempo se detendrá. De manera automática. Al accionar el pulsador de paso S0, el motor se detendrá en cualquier instante. Realizar el esquema eléctrico del circuito de mando y fuerza.

2. Realizar el esquema eléctrico para el accionamiento de un winche eléctrico que tiene una potencia de 20 kw. y trabaja a 220 v – 60 Hz. El sistema debe realizar la inversión de giro y el arranque estrella – triangulo. El sistema debe tener: SO: Pulsador de Paro. S1: Giro derecha. S2: Giro izquierda.




• Instala dos bombas alternadas.

• 02 Bombas trifásicas. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


VII. ARRANQUE DE DOS ELECTROBOMBAS ALTERNADAS POR CONTACTOR.

HT N° 07 REF:




OPERACIÓN: ELABORAR ESQUEMA DE CONTROL DE ELECTROBOMBAS ALTERNADAS.

Paso 1: Realizar el esquema eléctrico del circuito de fuerza.

Paso 2: Realizar el esquema eléctrico del circuito de mando.


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