proceso mecatronico con motor de ac

7/25/2019 Proceso Mecatronico con motor de AC

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Control de Motores

Noble Muiz Itzel

Carrera: Ing.

Mectronica

Control de motores

SELECCIN DE MOTOR AC


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ContenidoINTRODUCCIN ................................................................................................................................... 4

IDENTIFICACIN DE PROCESO:............................................................................................................ 4

DESCRIPCIN DE PROCESO: ............................................................................................................ 5

MARCO TEORICO: ................................................................................................................................ 5

CRITERIOS DE SELECCIN .................................................................................................................... 8

CLASIFICACIN POR POLOS DEL MOTOR ........................................................................................ 8

CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA VARIABILIDAD DE LA VELOCIDAD. .......................................... 9

DESLIZAMIENTO. ........................................................................................................................... 11

VELOCIDAD DEL ROTOR: ............................................................................................................... 12

CALCULO DE POTENCIA MECNICA DEL MOTOR DE UNA BANDA TRANSPORTADORA ............... 13

POTENCIA ELECTRICA .................................................................................................................... 13TAMAO DEL MOTOR: .................................................................................................................. 14

LETRA DE DISEO: ......................................................................................................................... 14

CLASIFICACIN SEGN LA PROTECCIN DEL MEDIO AMBIENTE (IP) ........................................... 14

CLASIFICACIN SEGN MTODOS DE ENFRIAMIENTO (IC) ........................................................ 15

FACTOR DE POTENCIA ................................................................................................................... 17

EFICIENCIA ..................................................................................................................................... 17

FACTOR DE SERVICIO..................................................................................................................... 18

PAR A PLENA CARGA ..................................................................................................................... 19

PAR A ROTOR BLOQUEADO (PAR ESTATICO) ................................................................................ 20

LETRA DE ROTOR BLOQUEADO ..................................................................................................... 20

DIMENCIONES, TOLERANCIAS Y MONTAJE DEL MOTOR .............................................................. 21

CONCLUSIN: .................................................................................................................................... 24

PROVEEDORES ................................................................................................................................... 25

SELECCIN DE UN MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA ........................................................................ 26

Introduccin: ..................................................................................................................................... 26Marco terico ................................................................................................................................ 27

CLASIFICACION DE UN MOTOR C.D ................................................................................................... 30

Clasificacin por el tamao ........................................................................................................... 30

Clasificacin de acuerdo a su solicitud .......................................................................................... 30

Tipo de motor: ............................................................................................................................... 30


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INTRODUCCINLa seleccin de un motor es una importante tarea que tarde o temprano todo

ingeniero tiene que aplicar en su campo laborar esto tiene una notable importancia

econmica, ya que por ejemplo, puede constituir un consumo adicional de energa

en el caso de que el motor est sobredimensionado o, por el contrario, cuando el

motor es pequeo implica la posible aparicin de averas por roturas.

Los motores elctricos son una de las bases ms importantes de la industria de

hoy en da. De aqu radica la importancia al momento de elegir un motor elctrico

tomando en cuenta los criterios adecuados.

La importancia de este trabajo radica en la inclusin de los factores elctricos que

afectan a un motor y sus controles debido a las repercusiones de los nuevos

factores que se han presentado ya sea por nuevos equipos que se han aadido a

los sistemas, al igual que las diferentes reas de utilizacin donde hoy en da se

instalan motores elctricos, la ubicacin del motor, el tipo de carga que va a mover

el motor y el control a proteger, entre otros. Tambin dentro de cada uno de los

factores se indican las relaciones entre uno y otro as como lo que puede ocurrir

en el caso que exista algn error o falla de algn tipo dentro de la mquina e

incluso en el sistema que lo alimenta, por ello hemos realizado la siguiente

antologa con el fin de aprender y aplicar la seleccin de un motor a un futuro y

mejorar en el desempeo profesional.

IDENTIFICACIN DE PROCESO:PROCESO DE TRANSPORTE DE LIBROS PARA SU

PLASTIFICACIN


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Norma NEMA (propsito):

Una norma de la Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos define un

producto, proceso o procedimiento con referencia a uno o ms de los siguientes:

Nomenclatura

Composicin

Construccin

Dimensiones

Tolerancias

Seguridad

Caractersticas de funcionamiento

Rendimiento

Valoraciones

Pruebas

El servicio para el que est diseado

Es la creencia de que las normas NEMA desempean un papel vital en el diseo,

produccin y distribucin de productos destinados tanto para el comercio nacional

e internacional. Normas tcnicas de sonido en beneficio del usuario, as como el

fabricante, mediante la mejora de la seguridad, lograr economas en el producto, lo

que elimina los malos entendidos entre el fabricante y el comprador, y ayudar al

comprador en la seleccin y obtencin del producto adecuado para su necesidad

particular.

Potencia mecnica:

El concepto de potencia puede emplearse para nombrar a la cantidad

de trabajo que se desarrolla por una cierta unidad de tiempo. Puede calcularse, eneste sentido, dividiendo la energa invertida por el periodo temporal en cuestin.

En el lenguaje coloquial, potencia es sinnimo defuerza o poder.

Se trata deltrabajo desarrollado por una persona o por una maquinaria en un

determino espacio temporal. La potencia mecnica, en este sentido, es aquella
http://definicion.de/fuerzahttp://definicion.de/trabajohttp://definicion.de/trabajohttp://definicion.de/fuerza


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uno de la misma capacidad de su competencia. En respuesta, otro competidor

incrementara la potencia de su motor, y as sucesivamente. Esto eventualmente

hizo muy difcil el comparar motores de distintos fabricantes, fue entonces cuando

se establecieron estndares, lo que ahora llamamos Factor de Servicio.

Hoy en da, la NEMA (National Electrical Manufacturers Association) especifica

factores de servicio para motores elctricos, y diferentes clasificaciones de

caballos de fuerza poseen diferentes factores de servicio. El concepto de factor de

servicio es simple y aplica para muchos motores elctricos fabricados en

Norteamrica. Esto es simplemente un multiplicador que indica el monto de carga

adicional que un motor puede manejar por encima del caballaje escrito en su

placa. El factor de servicio aparece en la placa del motor, algunas veces abreviado

como SF.

CRITERIOS DE SELECCIN

CLASIFICACIN POR POLOS DEL MOTOR

Las revoluciones por minuto (rpm) de un motor trifsico estn relacionadas con la

frecuencia de la red (50 o 60 Hz segn los pases) y el nmero de pares de polos

del devanado del estator. As el mnimo de polos son dos (un par).

Se cumple que las rpm = frecuencia de la red x 60 / nmero de pares de polos. El

nmero 60 que aparece en esta frmula no es la frecuencia, es el nmero de

segundos que contiene un minuto.

Ecuacin: numero de pares de polos= 60 Hz X 120 seg /1800 rpm = 4 polos[1]


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CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA VARIABILIDAD DE LAVELOCIDAD.

Motores de corriente alterna se consideran motores de velocidad constante. Esto

se debe a la velocidad sincrnica de un motor de induccin el cual se basa en la

frecuencia de la alimentacin y el nmero de polos en el bobinado del motor. Los

motores que estn diseados para usar 60 Hz tienen velocidades sincrnicas de

3600, 1800, 1200, 900, 720, 600, 514, y 450 rpm. El motor que utilizaremos ser

de 4 polos y la frecuencia de la red a la que est conectada es de 60 Hz.

Para calcular la velocidad de sincronismo de un motor de induccin:

Equation: Rpm = (120 x f) / Np [2]

Rpm = revoluciones sncrono por minuto.

f = frecuencia de suministro en (Hertz).

NP = nmero de polos del motor.

120= Estas bobinas son trifsicas y estn desfasadas entre s 120 en el

espacio. Segn el Teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un

sistema de corrientes trifsicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es

tambin de 120, se induce un campo magntico giratorio que envuelve al

rotor.

Rpm = (120 x 60 HZ) /4

Rpm = 7200/4

Rpm = 1800 rpm

El motor requerido debe tener una velocidad constante, art.1.30, seccin I de la

norma NEMA ya que su velocidad de funcionamiento se requiere que sea

constante por el proceso aplicado.


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Casi podra decirse que los motores son como el `corazn de la industria'. Pero

ese `corazn' tiene diferentes ritmos y funciona a distintas velocidades,

dependiendo del uso que se le quiera dar. Por eso los reductores de velocidad son

indispensables en todas las industrias del pas, desde los que producen cemento

hasta los laboratorios de medicamentos requieren en sus mquinas estos

mecanismos.

En pocas palabras los reductores son sistemas de engranajes que permiten que

los motores elctricos funcionen a diferentes velocidades para los que fueron

diseados.

Rara vez las mquinas funcionan de acuerdo con las velocidades que les ofrece el

motor, por ejemplo, a 1.800, 1.600 o 3.600 revoluciones por minuto. La funcin deun motor reductor es disminuir esta velocidad a los motores (50, 60, 100 rpm) y

permitir el eficiente funcionamiento de las mquinas, agregndole por otro lado

potencia y fuerza.

En este caso se eligi una caja de engranajes para reducir la velocidad del motor

(vase imagen 1). Un motor de este tipo es una unidad motriz integral que

incorpora un motor elctrico y un reductor a base de engranajes, de manera que el

armazn de uno soporte el del otro, ngulos diseos utilizan motores con

extremos especiales en los rboles y montaje, o bien slo stos, en tanto que

otros se adaptan a los motores standard.

Imagen 1.Caja de engranes reduccin de velocidad


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DESLIZAMIENTO.

El deslizamiento se define como la diferencia entre la velocidad sncrona Ns. Se

expresa generalmente por medio de la siguiente expresin:

%S =Ns- Nr

X 100Ns

En donde: Ns= velocidad sncrona del campo giratorio.

Nr = velocidad del rotor, que depende principalmente de la carga.

El deslizamiento mximo es del 18% en motores de alto deslizamiento.

Calcula el porcentaje de deslizamiento (S) del un motor de induccin de 4 polos,

60 hertz, que gira a una velocidad de 1800 R.P.M.

%

S=

Ns- NrX 100

Ns

Ns =

120 f

=

120 X 60

= 1800 R.P.MNo. de

polos

4

%

S=

1800

1750 X 100

1800


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VELOCIDAD DEL ROTOR:

El rotor de los motores de induccin gira a una velocidad menor que la sncrona.

En ese caso al velocidad sncrona es la velocidad del campo giratorio inducido en

el estator y se calcula con la conocida frmula:

Ns =

120 f

No. de

polos

En donde: Ns= velocidad sncrona en el estator (en revoluciones por minuto)f = frecuencia de la lnea de alimentacin (en hertz)

Ns = (120)(60 Hz) / 4 = 1800 rpm

De la expresin para el deslizamiento se puede conocer la velocidad sncrona N s,

a partir de la frecuencia y del nmero de polos; entonces la velocidad del rotor se

puede determinar cmo sigue:

Nr = Ns(1S)

%

S= N

s- Nr X 100Ns

S =Ns- Nr

Ns

S Ns = Ns- Nr


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CALCULO DE POTENCIA MECNICA DEL MOTOR DE UNA BANDATRANSPORTADORA

Para calcular los HP que requiere nuestro motor se ha calculado su velocidad es decircuntas revoluciones tiene por minuto y su nmero de torque por el nmero de polos que

tiene el motor.

Ecuacin:

HP= (RPM * TORQUE)/5252(constante).[2]

HP= (1800 rpm*3,1)/5252=1.062452399

HP=1.062452399 = 1 HP

En la seccin II de la norma NEMA en el artculo 10.32.4 tenemos la informacin para motores

polifsicos medianos, localizamos la tabla 10.4 (vase imagen 2).

Imagen 1. Tabla de la norma donde se muestra datos de potencia mecnica

POTENCIA ELECTRICA

Potencia es la velocidad a la que se consume la energa.

Tambin se puede definir Potencia como la energa desarrollada o consumida en una unidad

de tiempo, expresada en la frmula:

P= E / t[3]


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Controldemotores

Alumna: Itzel A. Noble Muiz 8 A

1

Se lee: Potencia es igual a la energa dividida por el tiempo.

Si la unidad de potencia (P) es el watt (W), en honor de Santiago Watt, la energa (E) se

expresa en julios (J) y el tiempo (t) lo expresamos en segundos, tenemos que:

1 watt = 1 julio / 1 segundo[3]

Entonces, podemos decir que la potencia se mide en julio (joule) dividido por segundo (J/seg)

y se representa con la letra P.

Adems, diremos que la unidad de medida de la potencia elctrica P es el watt, y se

representa con la letra W.

Como un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 julio (joule) de potencia

en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energa elctrica.

Sera entonces: 45 000 Julios/ 60 segundos = 750 W [3]

TAMAO DEL MOTOR:

El proceso requiere un motor de tamao mediano, es decir su nmero de serie ser de 3 o 4dgitos segn artculo 1.4 de la seccin I de la norma.

LETRA DE DISEO:Basndonos en la norma NEMA apartado 1.18.1.2 el motor es de letra de diseo B, el motor

es de jaula de ardilla, diseado para soportar todo tipo de arranque, tiene un valor de 60 Hz y

con un deslizamiento de carga nominal de -5%.Ademas de que con el diseo B es de uso

general y se disminuye el costo de energa por su arranque de poca corriente.

CLASIFICACIN SEGN LA PROTECCIN DEL MEDIO AMBIENTE (IP)Condiciones ambientales del motor:

La zona donde se ubica el motor se encuentra en total limpieza, rea cerrada con una

temperatura ambiente de 23 grados y con un 27% de humedad por lo cual clasificndolo de

acuerdo a I.P tendra una fijacin abierta (IP00) segn el artculo 1.25 y 5.3 seccin I de la

Imagen 3. Ejemplo de designacin de IP


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Controldemotores


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norma NEMA y tabla 5.1 y 5.2 vase imagen 4 y 5. Una maquina abierta tiene orificios de

ventilacin que permite el paso del aire que refrigera al motor, se designa a una maquina que

no tiene restriccin a la ventilacin por su construccin mecnica.

CLASIFICACIN SEGN MTODOS DE ENFRIAMIENTO (IC)En esta seccin se elige el mejor mtodo de enfriamiento para el motor y es designada por el

IC, para saber cmo se identifica cada numeracin vase imagen 12; en la tabla 6.2 de la

norma NEMA se elige el tipo de refrigerante a utilizar, como nuestra maquina es abierta el

nico refrigerante a utilizar ser el aire. Segn el artculo 1.25.6 de la seccin I El motor es

Imagen 4. Tabla 5.1 Primer grado de indicacin.

Imagen 5. Segundo indicador de proteccin, tabla 5.2


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FACTOR DE POTENCIASe define factor de potencia, f.d.p., de un circuito de corriente alterna, como la relacin entre

la potencia activa, P, y la potencia aparente, S. Da una medida de la capacidad de una carga

de absorber potencia activa. Por esta razn, f.d.p = 1 en cargas puramente resistivas y en

elementos inductivos y capacitivos ideales sin resistencia f.d.p = 0.Es un indicador sobre el

correcto aprovechamiento de la energa, de forma general es la cantidad de energa que se ha

convertido en trabajo. El dato del factor de potencia de cada motor es un valor fijo, que

aparece generalmente indicado en una placa metlica pegada a su cuerpo o carcasa, donde

se muestran tambin otros datos de inters, como su tensin o voltaje de trabajo en volt (V),

intensidad de la corriente de trabajo en amper (A) y su consumo de energa elctrica en watt

(W) o kilowatt (kW).

Calculo de f.d.p:

I = P/V [4]

I =750 W / 240 V = 3.125 A

f.d.p= Potencia real P / Potencia aparente S

Sistema trifsico P: = 3 V I COS Sistema trifsico: S = 3 V I [4]

P= 3 (240) (3.125) cos 0.68= 1298.946619 W

S= 3 (240) (3.125) = 1299.038106 VA

f.d.p = 1298.946619/ 1299.038106 = 0.99

EFICIENCIALa eficiencia de un motor es la relacin entre la potencia mecnica de salida y la potencia

elctrica de entrada. Este es el concepto ms importante desde el punto de vista del consumo


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de energa y del costo de operacin de un motor elctrico. La eficiencia se puede expresar de

las siguientes maneras:

Eficiencia: Potencia mecnica de salida/Potencia elctrica que entra X 100

1HP= 0.746 Kw

Eficiencia: 0.746 Kw/0.75 Kw = 0.99466666

=0.99466666 x 100 = 99.46 %

En el apartado 12.59.2 de la seccin II y tabla 9.12 se encuentran los niveles de eficiencia.

FACTOR DE SERVICIOLa NEMA (National Electrical Manufacturers Association) especifica factores de servicio para

motores elctricos, y diferentes clasificaciones de caballos de fuerza poseen diferentes

factores de servicio. El concepto de factor de servicio es simple y aplica para muchos motores

elctricos fabricados en Norteamrica. Esto es simplemente un multiplicador que indica el

monto de carga adicional que un motor puede manejar por encima del caballaje escrito en su

placa. El factor de servicio aparece en la placa del motor, algunas veces abreviado como SF.

Para calcular la capacidad de caballaje real de un motor, simplemente multiplique el caballaje

de placa por el factor de servicio. La vida del aislamiento y la vida de los rodamientos se

reducen el factor de carga de servicio. Segn art. 1.42 seccin I y 14.37 Seccin II de la

norma.

Entonces nuestro factor de servicio seria F.S= 1.15 especificado en la tabla 12.4 del artculo

12.51 seccin II (Vase imagen 8).


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Imagen 8. Factor de servicio del motor.

PAR A PLENA CARGA

De par a plena carga es la fuerza necesaria para producir la potencia nominal en la RPM

mximo de un motor. La cantidad de par motor produce la potencia nominal y la velocidad

completa se puede encontrar mediante el uso de un caballo de fuerza-a-tabla de conversin

de par motor.

Para calcular el motor de par a plena carga:

T = (HP x 5252) / RPM


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2

T = par (en libras-pie)HP = caballo de fuerza5252 = constante

RPM = revoluciones por minuto

T= (1 X 5252)/ 1800= 2.91 libras-pie

PAR A ROTOR BLOQUEADO (PAR ESTATICO)Para saber el par a rotor bloqueado se observa la tabla 12.2 en el articulo 12.38 seccin II de

la norma, el numero de torque bloqueado (vase imagen 9).Se observa que es de 275 libras-

pie.

Imagen 9. Tabla de la norma especificando par con rotor bloqueado diseo B

LETRA DE ROTOR BLOQUEADOPara saber que letra le corresponde tenemos el artculo 10.37 de la norma y una tabla que

identifica kVA por caballo de fuerza.

Formula:

KVA= KW/FP

KVA= 0.75 KW / 0.99 = 0.75


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Y en la tabla de letra de rotor bloqueado le corresponde a la letra A de 0.00 a 3.15 Kva por

caballo de fuerza, entonces esa sera la letra asignada.

DIMENCIONES, TOLERANCIAS Y MONTAJE DEL MOTORHay tablas que hacen referencia al tamao de la carcasa del motor, tomando como referencia

el hp del motor y sus rpm, el motor es un motor abierto por tanto correspondera con esta

tabla (vase imagen 10) con un tamao de carcasa de 182 U y brida tipo C con 4 tornillos

similar a la figura 4.4 de la norma NEMA seccin 1 parte 4, tiene un aislamiento clase A cuya

capacidad trmica es de 105 C segn el artculo 1.66 de la norma.

Las dimensiones del motor sern:

K= De la lnea central del eje a la base 4-1/2

Imagen 10. Tabla de tamao de carcasa.

Imagen 11.Dimenciones del motor.


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O2= 3-3/4

L= longitud del eje 2-11/16

U= 7/8 dimetro del eje

I2= Longitud del eje disponible para el acoplamiento 2-1/4

X= De la caja de terminales al eje 5-7/8

Montaje del motor:

Basndonos en la el articulo 4.3 y la imagen 4.6 de la norma se muestra de la orientacin y

forma de montaje que es montaje en techo del inicio de la banda transportadora y esta

sujetado por unos tornillos, su cdigo de montaje segn la norma es C-2 y en la tabla 4.4.4 se

muestran ms especificaciones (vase imagen 12).

Imagen 12.Montaje de mquina.


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Imagen 14. Tolerancia de montaje tabla 4.5

CARACTERISTICAS GENERALES DEL MOTOR

No.de polos 4Velocidad Constante (1800 Rpm)Frecuencia 60 HzVoltaje 240 VAmperaje 3.125 AReductor de velocidad Caja de engranes

Imagen 13. Tabla 4.4.4 especificaciones de medidas de montaje


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Nm. De Torque 3.1Potencia mecnica 1 HpPotencia elctrica 750 WTamao del motor MedianoDeslizamiento -5 %Letra de diseo BProteccin IP00Enfriamiento IC0A6Factor de potencia 0.99Eficiencia 99.46 %Factor de servicio 1.15Par a plena carga 2.91 libras-piePar a rotor bloqueado 275

Letra a rotor bloqueado ACarcasa 182 UMontaje C-1

CONCLUSIN:Durante la elaboracin de esta antologa aprend que las normas elctricas estn dictadas

tanto para el fabricante como para el instalador del motor, dichas normas fueron creadas para

salvaguardar tanto la vida de los equipos como la del personal. La clasificacin NEMA

utilizada en este trabajo nos indica la clase de motor, esto es, las caractersticas termales que

el motor podr soportar. Se puede concluir que si en algn caso no se encuentra en el

mercado un motor de cierta clase y caractersticas se puede seleccionar uno de una

caracterstica y clase superior siempre que cumpla con las especificaciones para el trabajo a

realizar.


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PROVEEDORESProveedor telfono direccin Fax Pagina

WebEmail Prec

LENZE 800.894.0412

CHURUBUSCO 1600 L5FRANCISCO I

MADERO, MONTERREY,C.P 64560 - NL

208.368.0415

www.ctiautomation.net

[email protected] Aprox2000

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Management - Mexico

52 55 5809

5000Calle 10 #145, Col. San

Pedro de los Pinos,Delegacion Alvaro

ObregonCiudad de Mexico, Distrito

FederalMexico, 01180

(81)8221-0301

http://www2.emersonproces

s.com/es-MX/Pages/Ho

me.aspx

http://mexico.infomine.com/global/forms/clientmailform.asp?abv=S&kid=287

87

Aprox3500


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SELECCIN DE UN MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA

Introduccin:Los motores de corriente continua son concebidos con las ms modernas tecnologas de

proyecto, resultando en mquinas compactas y con excelentes propiedades dinmicas,

atendiendo las ms diversas aplicaciones en las reas de automatizacin y control de

procesos.

Debido a su versatilidad en las aplicaciones, el motor de corriente continua es dueo una gran

rea del mercado de motores elctricos, destacndose:

Mquinas operatrices en general

Bombas a pistn

Torques de friccin

Herramientas de avance

Tornos

Bobinadoras

Fresadoras

Mquinas de molienda

Mquinas textiles

Gras y guinches

Prticos

Vehculos de traccin

Prensas

Mquinas de papel

Tijeras rotativas

Industria qumica y petroqumica

Industrias siderrgicas


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Hornos, extractores, separadores y cintas transportadoras para la industria de cemento

y otras

Es por ello que hay que tener en cuentas varios factores al momento de elegir que motor de

C.C utilizaremos para el proceso aplicado basndonos en el lineamiento de las normas

NEMA.

Marco tericoDefiniciones

Motor de corriente directa:

El motor de corriente continua (denominado tambin motor de corriente directa, motor

CC o motor CD) es una mquina que convierte la energa elctrica en mecnica, provocando

un movimiento rotatorio, gracias a la accin del campo magntico.

Una mquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos

partes. El estator da soporte mecnico al aparato y contiene los devanados principales de lamquina, conocidos tambin con el nombre de polos, que pueden ser de imanes permanentes

o devanados con hilo de cobre sobre ncleo de hierro. El rotor es generalmente de forma

cilndrica, tambin devanado y con ncleo, alimentado con corriente directa mediante

escobillas fijas (conocidas tambin como carbones).

El principal inconveniente de estas mquinas es el mantenimiento, muy caro y laborioso,

debido principalmente al desgaste que sufren las escobillas al entrar en contacto con las

delgas.

Algunas aplicaciones especiales de estos motores son los motores lineales, cuando ejercen

traccin sobre un riel, o bien los motores de imanes permanentes. Los motores de corriente

continua (CC) tambin se utilizan en la construccin de servomotores y motores paso a paso.

Adems existen motores de CD sin escobillas.


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Es posible controlar la velocidad y el par de estos motores utilizando tcnicas de control de

motores CD.

Motor shunt:

El motor shunt o motor de excitacin en paralelo es un motor elctrico de corriente

continua cuyo bobinado inductor principal est conectado en derivacin o paralelo con el

circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.

Al igual que en los dinamos shunt, las bobinas principales estn constituidas por muchas

espiras y con hilo de poca seccin, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es

muy grande.

En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie,

(tambin uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad

absorbida, el rgimen de giro apenas sufre variacin.

Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye ms que ligeramente

cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivacin son adecuados para

aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los

casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control delcampo). El motor en derivacin se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los

accionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores

de corriente continua.[5]

Motor serie:

El motor serie o motor de excitacin en serie, es un tipo de motor elctrico de corriente

continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de excitacin van conectados en

serie, El voltaje aplicado es constante, mientras que el campo de excitacin aumenta con la

carga, puesto que la corriente es la misma corriente de excitacin. El flujo aumenta en

proporcin a la corriente en la armadura, como el flujo crece con la carga, la velocidad cae a

medida que aumenta esa carga.

Las principales caractersticas de este motor son:


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El motor compound es un motor de excitacin o campo independiente con propiedades de

motor serie. El motor da un par constante por medio del campo independiente al que se suma

el campo serie con un valor de carga igual que el del inducido. Cuantos ms amperios pasan

por el inducido mas campo serie se origina, claro est, siempre sin pasar del consumo

nominal.[7]

CLASIFICACION DE UN MOTOR C.D

Clasificacin por el tamaoSegn la norma NEMA 1.4 Una maquina mediana de corriente continua tendr una carcasa

de serie de tres o cuatro dgitos y una potencia de hasta 1.25 hp x rpm.

Clasificacin de acuerdo a su solicitudUn motor mediano de corriente continua es de uso industrial con la construccin mecnica

adecuada para aplicaciones industriales y uso en condiciones de servicio normal. Articulo 1.6.

Tipo de motor:Segn el proceso es un motor Shunt porque su velocidad no disminuye ms que ligeramente

cuando el par aumenta y es adecuado porque el proceso se necesita una velocidad constante,

en el artculo 1.23.1.2 se explica ms sobre el tema.

Fuente de alimentacinEl articulo 10.60.2 muestra que pueden tener diferentes tipos de fuentes de alimentacin para

identificarlos se identifica de la siguiente manera:


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M/ N F-V-H-L

Donde:

M = un dgito que indica los pulsos total por ciclo

N = un dgito que indica los pulsos controlados por ciclo

F = rueda libre (esta carta aparece slo si se usa de rueda libre)

V = tres dgitos que indican nominal lnea a lnea de corriente alterna de tensin para el

rectificador

H = dos dgitos de entrada que indica la frecuencia en Hertz

L = dgitos uno, dos o tres que indica la inductancia en serie en millihenries (puede ser cero)que se aadido externo al circuito de inducido del motor

Si la frecuencia de entrada es de 60 hertz y la inductancia en serie se aade el exterior de la

armadura del motor circuito, estas cantidades no tienen que ser indicados y se permitir que

se le excluya de la identificacin.

Sera la fuente: 6/3 C-280-60-12

Caractersticas de fuente de alimentacin12.66.2.3.1 entrada

Monofsica o trifsica, segn se especifica Frecuencia especificada.

A menos que se especifique lo contrario, la frecuencia ser de 60 hertz

Especificada de corriente alterna de tensin, adems de un 2 por ciento, menos del 0

por ciento Fuente de energa no debern introducir impedancia en serie importante

Imagen 15.tipos de fuentes de alimentacin


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El artculo 12.66.2.3.2 de la norma muestra caractersticas de salida de la fuente de

alimentacin:

a. Calificacin de corriente contina tensin del motor

b. La corriente adecuada para dirigir todas las pruebas necesarias

c. La diferencia entre las amplitudes mximas y mnima y mxima de los pulsos de corriente

en un ciclo no podr exceder del 2 por ciento de la mayor amplitud de pulso

El artculo 12.66.2.4.4 de la norma nos describe la fuente de alimentacin que utiliza, la cual

es la fuente de alimentacin K. La fuente de alimentacin letra de identificacin K designa

una sola fase de onda completa fuente de alimentacin con dos pulsos total por ciclo y dos

pulsos controlados por ciclo, con rueda libre, con 60 hertz de entrada, sin inductancia en serie

se aaden externamente a la inductancia del circuito de inducido del motor. La entrada de

alterna - tensin actual en el rectificador de 230 voltios para los motores con ndices de

tensin de la armadura de 180 voltios en Tabla 10-8 y 115 voltios para los motores con

tensin nominal de armadura de 90 voltios.

Eficiencia de la fuente de alimentacin

Articulo 12.78. La eficiencia y las prdidas se determinarn de acuerdo con el estndar IEEE,

con el mtodo de medicin o el mtodo de las prdidas segregadas. La eficacia se

determinar en la clasificacin de salida, tensin y velocidad. En el caso de motores de

velocidad ajustable, la velocidad base se utilizar a menos que se especifique lo contrario. Las

prdidas se incluirn en la determinacin de la eficiencia:

a. I R prdida de armadura

b. IR prdida de bobinados serie (incluido el de conmutacin, lo que agrava, y los campos de

compensacin, donde es aplicable)

c. I R prdida de derivacin campo2

d. Prdidas del ncleo

e. Prdida de carga perdida


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f. Cepillo de la prdida de contacto

g. Cepillo de la prdida por friccin

h. La prdida de excitacin si se suministra con excitador e impulsada desde el eje de la

mquina

i. Las prdidas de ventilacin

j. Friccin y resistencia al viento loss3

En la determinacin de las prdidas de IR, la resistencia de cada bobinado se corregir a una

temperatura igual ambiente de 25 ms el observado aumento de temperatura de la carga

nominal medido por resstanse.

No es posible hacer una prueba de simulacin que va a determinar la eficiencia del motor enuna rectificadora en particular del sistema. Slo mediante la medicin directa de vatios de

entrada (no el producto de voltios y amperios media promedio) con el suministro de energa

para ser utilizado en una aplicacin puede la eficiencia del motor en el que el sistema de

forma precisa determinado. Las prdidas adicionales debido a la ondulacin de la corriente, y

especialmente los debidos a las magnticas pulsaciones, estn en funcin no slo de la

magnitud de la onda de corriente de armadura, sino, tambin, de la actual forma de onda.

Proteccin del motor

El fabricante del motor debe elegir el protector y la disposicin de montaje para evitar las

temperaturas excesivas de bien en el campo de conmutacin o el devanado de armadura en

la mayora de las condiciones de la operacin. Sin embargo, bajo condiciones de carga

inusual, el protector de exceso de temperatura puede no ser capaz de evitar que el devanado

de la armadura de alcanzar temperaturas excesivas durante perodos cortos. Bobinado

mxima temperaturas en la operacin del protector de exceso de temperatura puede superarel aumento de la temperatura nominal.

Operacin repetida de la protectora de exceso de temperatura indica que la instalacin del

sistema que debe ser investigado.

Si un motor de corriente continua se especifica como de exceso de temperatura protegido, el

usuario deber informar al fabricante del motor si el normalmente abierto o un dispositivo de


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contacto normalmente cerrado que se requiere y el voltaje, corriente y frecuencia nominal del

circuito que se destina este dispositivo para abrir o cerrar. Vase imagen 16.

Imagen 16.Datos para motores C.C

Clase de aislamientoEn el artculo 1.65 se encuentra la definicin de aislamiento y la clasificacin de aislamientos

que existen.Un sistema de aislamiento es un conjunto de materiales aislantes en asociacin

con los conductores y el apoyo a las partes estructurales. Todos los componentes descritos a

continuacin del bobinado constituyen un sistema de aislamiento y todos los componentes

que estn asociados con la rotacin del bobinado constituyen otro sistema de aislamiento.

Aislamiento de la bobina con sus accesoriosEl aislamiento de la bobina comprende todos los materiales aislantes que envuelven y llevan

los conductores que separan la corriente y sus turnos de componentes y lneas y la forma de

aislamiento entre ellos y el estructura de la mquina, incluidos los recubrimientos de alambre,

barnices, encapsulantes, aislamiento de ranuras, ranura de relleno, cintas, fase aislamiento, el

polo del cuerpo de aislamiento, el aislamiento y el anillo de retencin cuando se presente.


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Las partes asociadas estructurales del sistema de aislamiento incluyen artculos tales como

cuas de ranura, el espacio bloques y los vnculos utilizados para la posicin de los extremos

de la bobina y conexiones, los soportes no metlicos para la liquidacin, y el campo de la

bobina y bridas.

Terminales y conexionesArticulo 2.1Cuando un campo en derivacin con excitacin independiente devanado

reconectable serie-paralelo de doble voltaje, el marcado de los terminales se muestra en la

Figura 2.1.Terminal campo de tensin Shunt.

Imagen 17.Terminales de campos de tensin shunt

Los diagramas de conexin con las marcas de terminales para motores de corriente continua

se muestran en la figura 2.2.

Imagen 18.Figura 2.2 Rotacin Shunt

Direccin de giro

Articulo 2.12. La direccin de rotacin del eje estndar de motores de corriente continua se da

a la izquierda del extremo opuesto del lado del regulador.


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La direccin de rotacin del eje de motores de corriente continua depende de la polaridad

relativa del campo y la armadura y, por lo tanto, si la polaridad de los dos se invierte, el

sentido de giro no se modificar. Desde la excitacin de motores de corriente continua se

obtiene de una fuente externa, el magnetismo residual no tiene ningn efecto prctico sobre la

polaridad, excepto para aquellos con la excitacin de imn permanente. Reversin del eje

rotacin de un motor de corriente continua se obtiene mediante una transposicin de las dos

lleva armadura o por un transposicin de la materia conduce. Con esa rotacin del eje

invertido (a la derecha) y cuando la polaridad de la fuente de alimentacin es tal que la

direccin de la corriente en la armadura es de la terminal 2 a la terminal 1, la corriente fluir en

el devanado de campo de la terminal 1 a la terminal 2, y viceversa.

Placa de identificacin por tiempoLas velocidades de los caballos de fuerza, tensin, y la base para motores de corriente

continua industriales deben estar de acuerdo con tablas 10-8, 10-9 y 10-10. La velocidad

obtenida por el control de campo de la recta shunt-wound o motores de corriente continua

industriales heridas-derivacin estabilizada sern los indicados en las tablas. Vase imagen

19.

Imagen 19.Tabla 10.8

Motores de corriente continua debern tener una clasificacin a menos que se especifique lo

contrario. Cuando una calificacin de corta duracin se utiliza, el cual ser por 5, 15, 30 o 60

minutos. Todas las calificaciones de corto tiempo se basan en la correspondiente prueba de

carga de corta duracin que comenzar slo cuando los arrollamientos y otras partes de la


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mquina son dentro de 5 C de la temperatura ambiente en el momento de comenzar la

prueba.

Articulo 12.67.3 Todos los aumentos de temperatura en las siguientes tablas se basan en una

temperatura ambiente mxima de 40 C.

Las temperaturas se determinarn de acuerdo con la norma IEEE. 113.

Clasificacin en placa por temperatura ambiente y aislamientoLas prdidas elctricas y mecnicas en motores elctricos ocurren con la subsiguiente

transformacin de tales prdidas en energa trmica originando el calentamiento de diversas

partes de la mquina. Para asegurar la operacin adecuada de la mquina, el calentamientode cada una de sus partes necesita el mantenimiento dentro de valores compatibles.

Artculo 12.57 de la norma NEMA menciona la proteccin trmica del los motores de media

El protector de un motor con proteccin trmica deber limitar la temperatura del bobinado y el

viaje final actual de la siguiente manera: 12.57.1 temperatura del bobinado 12.57.1.1

Ejecucin de carga Cuando un motor marca "proteccin trmica" y est funcionando a la

mxima carga continua, la temperatura de las bobinas no exceder la temperatura se muestra

en la Tabla 12-7.

Imagen 20.clase de sistema de aislamiento

La mayor dificultad es garantizar un comportamiento adecuado del sistema aislante de los

arrollamientos, pues todos los materiales aislantes conocidos empiezan a deteriorarse a una

temperatura relativamente baja. Adems, la mxima potencia disponible en un motor dado se

limita por la temperatura mxima permitida para los materiales aislantes empleados. Se

pueden clasificar trmicamente los materiales aislantes que se utilizan histricamente en

mquinas elctricas y los que se utilizan hoy en da, segn la IEC.


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Un motor de corriente contina y debe ser clasificada sobre la base de una temperatura

ambiente mxima y la clase de aislamiento del sistema. El valor de temperatura mxima ser

de 40 C y el sistema de aislamiento ser de clase B que comprende materiales a base de

poliesters y polimdicos aglutunados con materiales orgnicos o saturados con stos. La temperatura

caracterstica de esta clase es de 130 grados centgrados y por que los materiales de las clases B y F

son usuales en los mercados nacional e internacional de motores elctricos.

Imagen 21.Tabla 10.9

MARCADO DE PLACA DE IDENTIFICACIONEn el artculo 10.66 se muestran los puntos que se aplican al marcar una placa del motor, este

caso como la potencia del motor es 1 hp, la nomenclatura del fabricante ser la siguiente:

Potencia de salida.

Velocidad a plena carga. Tensin nominal.

Las palabras proteccin trmica 1 para los motores equipados con un protectortrmico.

Protegido de impedancia.


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Motores medianos.

a. Tipo y marco Designacin del fabricante

b. Caballos de fuerza o de salida kW a velocidad base

c. Rating Tiempo a velocidad nominal

d. Rpm mximo seguro para todos los motores.

e. Temperatura ambiente mxima.

f. Designacin del sistema de aislamiento (Si el campo y la armadura utilizan diferentes clases

de sistemas de aislamiento, ambos se darn los sistemas de aislamiento, que para el campo

se presta primero.) 2

g. Velocidad de base a la carga nominal

h. Asignada inducido tensin.

i. Tensin de campo nominal (no aplicable a motors1 imn permanente, 2, 3

j. Armadura de la corriente de carga nominal en amperios a base de speed1

k. Identificacin de la fuente de alimentacin de acuerdo con 10.61

l. Winding - derivacin recta, shunt estabilizado, compuesto, serie, o un imn permanente

m. -La corriente continua o de corriente continua

n. (Opcional) Caja o cdigo IP (vase la Parte 5)

o. Nombre (Opcional) del fabricante, marca o logo

p. (Opcional) ubicacin de la planta del fabricante

q. Nmero de serie (opcional) o la fecha de fabricacin

r. (Opcional) Nmero de modelo o nmero de catlogo


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Caractersticas generales del motor


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DISCUSIN:Eleg este motor debido a que sus caractersticas eran las ms apropiadas para el proceso

que utilizare de darle fuerza a una banda trasportadora. Su voltaje, su potencia, su rpm, su

carcasa eran muy compatible (un poco excepto por el montaje pero nada es perfecto con unas

pequeas modificaciones se puede arreglar).


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PROVEEDORES:Nombre Direccin telefono Pagina e-mail

WEG MEXICO Huehuetoca Telfono: +52 55

5321 4231

[email protected] www.weg.net/mx

BALDOR

ELECTRIC

COMPANY

P.O. Box 2400Ft. Smith, AR

729022400

(479) 6464711Fax (479) 6485792

www.baldor.com www.baldor.com

CONCLUSIONEn la elaboracin de este documento conclu que la maquina C.C no se aplica ampliamentedebido al gran mantenimiento que se requiere, pero si en algn momento se requiere elegir un

motor, se debe tener en cuenta factores como tamao, potencia, fuente de alimentacin,

conexiones, tipo de aislamiento, tipo de proteccin etc.

Durante la investigacin que tuve que hacer para seleccionar el motor adecuado, aprend las

normas en las que me tengo que basar en cada aspecto de las caractersticas del motor.

BIBLIOGRAFIA:

[1] Y. respuestas, Yahoo respuestas, 2008. [En lnea]. Available:

http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091215204717AALUxcq.

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http://www.kc9aop.net/Doc/link_pages/motors_and_mechanical_es.htm.

[3] E. D. &. A. Motors, PROFESOR EN LINEA, 1947. [En lnea]. Available:

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ElectricidadPotenciaResist.htm.

[4] L. Kessler, AFINIDAD ELECTRICA, 2007. [En lnea]. Available:

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[5] Wikipedia, La enciclopedia libre, 10 junio 2013. [En lnea]. Available:

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_shunt.

[6] wikipedia, La enciclopedia libre, 1 diciembre 2013. [En lnea]. Available:

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_serie.

[7] Wikipedia, La enciclopedia libre, 23 junio 2013. [En lnea]. Available:

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_compound.

proceso mecatronico con motor de ac

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