Arranque de Motores Trifasicos

INFORME AUTOMATIZACION

1. TEMA 

Arranque de motor con inversión de marcha y freno en dos sentidos.

2. OBJETIVOS GENERAL 

Invertir el sentido de giro sea de un motor jaula de ardilla o un motor asíncrono trifásico.

ESPECIFICOS 

Conocer el funcionamiento básico del motor de inducción trifásico, de forma que se pueda comprender el cambio de sentido de giro de acuerdo con la secuencia de fases (RST o RTS).

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Comprender el concepto de “auto sellado” del contactor.

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Utilizar contactos auxiliares para realizar “enclavamientos” eléctricos de seguridad que impidan funcionamientos no deseados del automatismo.

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Adquirir soltura con la utilización de relés temporizados de manera que se pueda realizar de forma automática el frenado del motor.

3. INTRODUCCIÓN El control en el sentido de giro en motores es una gran herramienta para la ingeniería de control, con aplicaciones en elevadores, grúas, ventiladores etc. Por tanto, es indispensable la práctica del control de giro mediante contactores. En el presente trabajo se expone el principio de control de giro mediante contactores y un sistema de control en base a dicho principio que permite el control de giro de un motor jaula de ardilla por contactores, al igual de resultados de la medición amperaje en el motor al operar con conexión delta y estrella. 4. MATERIALES 

3 interruptores de presión.

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Motor jaula de ardilla trifásico.

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2 Contactores.

5. MARCO TEÓRICO Como recordarás de la práctica sobre motores asíncronos, para invertir el sentido de giro de un motor asíncrono trifásico basta con que se intercambien entre sí dos fases cualesquiera.

Lo que se propone en esta práctica es el diseño de un automatismo que realice la inversión de giro de un motor asíncrono trifásico, con dos pulsadores que permitirán elegir el sentido de giro del motor, un para la izquierda y otro para la derecha. Previo al cambio de giro, y para evitar fuertes corrientes por el estator, se deberá de pasar por un estado de paro (accionando el pulsador de paro). El automatismo también estará

dotado de sendas lámparas que indicarán el sentido de giro y de una tercera lámpara de aviso de avería (excesiva corriente por los devanados del motor). 

Motor trifásico jaula de ardilla

Estos motores, según Martín, J. (2008) disponen en el estator tres devanados, uno por fase. Cada devanado tiene dos terminales, un principio y un final, que salen a la caja de con 6 bornes, los cuales pueden ser interconectados entre sí, por tanto, se puede conectar en delta o en estrella, como se aprecia en la Figura 1. Figura1: Conexión delta (izquierda) y estrella en motor trifásico jaula de ardilla.

Fuente: Martín, J. (2008). U1, V1 y W1 son las entradas de las terminales, U2, V2 y W2 son las salidas de las terminales. Se puede apreciar que la conexión delta es una conexión en serie entre las terminales, mientras que en la conexión estrella, las salidas delas terminales se encuentran conectadas en paralelo. En motores, no se conecta a neutro en la conexión de estrella. La conexión en delta es para la tensión menor de funcionamiento del motor y la conexión en estrella es para mayor (1.7 veces más). Cortés, M. (2003) menciona que es común que para el arranque, se utilice un conmutador para que el motor arranque en estrella, y a plena carga, cambiarse a delta, esto para reducir la gran corriente de arranque que consume el motor, que puede dañar a equipos paralelos del motor, pero al arrancar con una conexión estrella, se reduce la fuerza de arranque. 

Inversión de giro

Para la inversión de sentido de rotación en un motor, según Harper, E. (2005), se debe intercambiar 2 líneas. Una forma de hacerlo se presenta en la Figura 2 al utilizar los contactores A y B y un interruptor manual de posición tipo tambor, en la dirección normal, el interruptor de tambor cierra los contactos 1, energizando la bobina A y así, cerrando el contacto A. Para la inversión del sentido, el interruptor se cambia a su posición 2, desenergizando momentariamente en el transcurso de la posición 1 a la 2, el motor, una vez en la posición 2, se energiza la bobina B y por lo tanto se cierra los contactos B, invirtiendo las líneas 1 y 3. Figura 2. Diagrama motor con control para inversión de giro.

Fuente: Harper, E (2005). Se pueden diseñar diferentes diagramas con el mismo principio, invertir el giro mediante la inversión de 2 de las tres líneas en el caso de un motor trifásico. Otro diseño, que expone Pacheco J. (s.f.) en su trabajo “Arrancadores para motores de corriente alterna”, para la inversión es la que se presenta en la Figura 3. Figura 3: Diagrama alterno de control para inversión de giro.

Fuente: Pacheco, J. (s.f). Su funcionamiento es el siguiente: el sistema de control está dominado por una serie de interruptores de presión, “Paro”, “Inverso” y “Directo”. El interruptor “Paro” NC está en serie con la línea principal, por tanto, al activarlo, se desenergiza todo el sistema de control y el motor se detiene. Después está una lógica de interruptores para prevenir que se active al mismo tiempo el giro normal y el giro invertido: Si se desea un giro normal, se presionará el interruptor de presión de arranque “Directo”, cerrando el circuito entre los nodos 2 y 3, energizando así la bobina principal “F” y activando todos los contactos dominados por la bobina “F”. Al mismo tiempo, el interruptor “Directo” en el lado izquierdo del nodo 4 se abrirá, evitando el giro inverso, ya que si se activa dicho interruptor, entonces el interruptor entre el nodo 2 y 3 se abrirá y evitará el giro normal, esto es, como se dijo antes, una lógica para evitar que el motor funcione con giro normal y giro inverso al mismo tiempo. La misma explicación recae a la configuración para funcionar con giro inverso, se presiona el interruptor “INV.” Entre los nodos 4 y 5, y se energizará la bobina “R” y todos los contactos dominados por esta se activarán, invirtiendo 2 de las 3 líneas de alimentación del motor. Al mismo tiempo, el interruptor “INVERSOR” evita el funcionamiento con giro normal. 6. DIAGRAMAS

7. ANALISIS Y RESULTADOS Se instalará el diagrama de la FIGURA 2 antes mencionada, su lógica ya ha sido explicada. Se conecta 1 interruptor de presión para “Paro” en serie, un segundo interruptor de presión para “Directo” y el último interruptor de presión para “Inverso”, como se observa en la Figura 5. Figura 5: Interruptores de presión.

Por tanto, el interruptor de “Paro” se presionará cuando se requiera detener el motor y cuando se requiera utilizar un giro diferente con el que se está trabajando normalmente. El interruptor “Directo” presionará cuando se requiera que el motor opere con un giro en el sentido de las manecillas del reloj, si se desea el sentido de giro opuesto, se presionará el interruptor “Inverso”. Se utilizaron 2 contactores, “F” para el giro normal y “R” para giro opuesto: La bobina principal de cada contactor se conecta en serie del nodo 3 con “F” y del nodo 5 con “R”; el contacto auxiliar “F” se conecta en paralelo con el interruptor

“Directo y el contacto auxiliar “R” en paralelo con el interruptor “Inverso”. Los contactos “F” se conectan en serie con las líneas de alimentación del motor, al igual que los contactos “R”, pero estos invierten 2 de las 3 líneas, como se aprecia en la Figura 3. Figura 6: Contactor.

Figura 7: Contactores “F” y “R”.

Por último se conecta el centro de carga en el sistema según la Figura 3 y el motor jaula de ardilla trifásico.

Figura 8: Centro de carga.

Figura 9: Motor jaula de ardilla conectado.

El sistema está listo para funcionar. Se enciende el centro de carga y se opera el motor en sentido normal utilizando el interruptor “Directo”, el funcionamiento fue correcto y no hubo ningún problema. Se presiona el interruptor “Paro” y el motor se detiene, después se presiona el interruptor “Inverso” y el motor gira en sentido contrario de las manecillas del reloj. Se instaló correctamente el sistema.

Con el sistema operando, se midió la corriente del motor en conexión delta y estrella, los valores fueron los siguientes sin variación al invertir su giro:

TABLA 1: Amperaje en diferente tipo de conexión del motor.

8. CONCLUSIONES Se practicó el control del sentido de giro de un motor trifásico jaula de ardilla, se comprobó que al intercambiar dos de sus 3 líneas de alimentación, su sentido de giro se invierte. También se comprobó que la conexión en estrella consume menos corriente que la conexión en delta, esto debido a la proporcionalidad de la potencia, en la conexión delta la tensión es menor que la de la conexión en estrella, pero en corriente, la conexión delta consume más. 9. ANEXOS

10. BIBLIOGRAFIA 

http://www.frt.utn.edu.ar/tecnoweb/imagenes/file/Apuntes%20del%20Dpto%20Electrica/PR%C3% 81CTICAS%20DE%20AUTOMATISMOS%20EL%C3%89CTRICOS.pdf

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http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/inversion-sentido-motor/inversion-sentido-motor.pdf

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http://www.iit.upcomillas.es/~dlaloux/fte/docs/prac8.pdf