PRACTICA 2

TIPOS DE ARRANQUE DE UN MOTOR

Introducción:

En esta práctica pondremos en uso la simbología de IEC y NEMA para crear circuitos eléctricos que serán útiles para la creación de simulaciones que ayudara al alumno a comprender la lógica de los diagramas eléctricos con el fin de llevar la teoría a la práctica.

Objetivos:

- - Conocer los diferentes tipos de arranque para los motores eléctricos.
  - Interpretar, y crear diagramas de control y fuerza de los distintos tipos de conexión.
  - Aprender a utilizar los diferentes tipos de simuladores
  - Investigar las partes qué conforman un circuito de conexión de un motor trifásico a tres hilos.
  - Investigar la nomenclatura de los elementos empleados en el circuito.
  - Realizar la simulación del diagrama de control y fuerza que viene en la práctica y llevarlo impreso.

Actividades previas.

- - El concepto de las conexiones monofásicas y trifásicas para motores eléctricos.
  - Arranque por resistencias variables de un motor eléctrico.
  - Arranque a tensión plena de un motor eléctrico.
  - Arranque de un motor eléctrico utilizando enclavamiento mecánico y eléctrico.
  - Principio de funcionamiento del relé térmico.
  - Simulación de arranque a tensión plena de un motor trifásico en el software CadeSimu.

Ver video:

Equipo:

- - Módulo de control electromecánico
  - Motor trifásico
  - Contactor
  - Cables de conexión
  - Cable logo
  - Software Logo

Desarrollo:

Arranque por resistencias variables.

Teoría: Este tipo de arranque se conoce como arranque por resistencia variable o estatóricas con el objetivo de que el motor arranque con una tensión reducida se realiza un arreglo de resistencias conectadas en serie con el estator del motor; la ventaja de este tipo de arranque es que disminuye la tensión que llega al motor, debido a que las resistencias reducen la tensión que llega al motor. La conexión de este arranque se muestra en la Figura 2.1.

Diagrama de conexión del arranque por resistencias variables.

Figura 2.1 Diagrama de conexión del arranque por resistencias variables.

Explicación:

1. Para realizar la simulación en el software CadeSimu, lo primero que se debe hacer es localizar las herramientas de “líneas”, que se muestran en la parte inferior de la Figura 2.2

Figura 2.2 Menú principal del programa CadeSimu.

Como se observa en la imagen se pueden seleccionar los diferentes tipos de conductores que se pueden usar para realizar las conexiones entre los diferentes dispositivos y motores en la simulación, estos cables deben ser utilizados de acuerdo al tipo de conexión que se realice, ya que cada uno de ellos tiene su propia definición:

- Fase
- Neutro
- Tierra

Los cuales se utilizan para realizar las conexiones de toda la parte de “Fuerza y Control” del circuito eléctrico a realizar, y los que se usan para realizar la parte de programación en los relevadores inteligentes se llaman:

- Positivo
- Negativo

A continuación, se explica como realizar un circuito eléctrico desde cero, donde encontrar los elementos a utilizar, como realizar la conexión de los mismos y como realizar la simulación una vez terminado el circuito.

Como se observa la imagen se tienen diferentes símbolos eléctricos, algunos de ellos son bobinas, lámparas piloto, botones o switch. En la figura 2.3 se tiene el menú de dispositivos en la parte superior, y en la parte inferior se mostrarán los elementos que están dentro del dispositivo seleccionado en la parte superior. Con estos dos menús se pueden encontrar todos los elementos necesarios para realizar cualquier diagrama eléctrico y su simulación.

Figura 2.3. En el menú superior se tienen los dispositivos generales y en el menú inferior los dispositivos específicos de lo seleccionado en el superior.

En la Figura 2.4 y 2.4a se muestran los dispositivos a utilizar y como con el menú superior se debe buscar primero las conexiones y dispositivos a utilizar y con el menú secundario se pueden seleccionar los dispositivos como disyuntores, motores, contactores, etc. para ponerlos en la página del simulador.

Figura 2.4 Dispositivos a utilizar para simular el circuito eléctrico.

Figura 2.4a Diagrama de fuerza del arranque de un motor eléctrico por resistencias variables.

Una vez realizado el diagrama de fuerza, se debe realizar el diagrama de control del circuito, este se pone del lado derecho del de fuerza y serán los dispositivos de control conectados entre si hasta la bobina de accionamiento del contactor KM este diagrama se muestra a continuación,

Figura 2.5 Diagrama de fuerza (izquierda) y de control (derecha) del arranque de un motor eléctrico por resistencias variables.

Una vez terminado el circuito, revise que las conexiones estén bien realizadas y vaya al menú principal y seleccione “Modo” y en el menú que se despliegue selecciones “Simulación” o puede buscar el triángulo verde que apunta hacia la derecha y dar click sobre él, esto también iniciará la simulación. De click en el disyuntor de la sección de fuerza para que se cierre y después de click sobre el botón denominado “BA”, mientras este botón esté oprimido, el motor girará. Para asegurar que el motor esté girando, éste debe ponerse en gris y una línea que muestre un giro hacia la derecha debe aparecer, esto se puede ver en la Figura 2.5, una vez realizada la simulación oprima el botón de “stop” en el menú principal, es un cuadrado rojo que está del lado derecho de donde inició la simulación.

Arranque a tensión plena:

Teoría: El arranque a tensión plena o arranque directo se caracteriza por no contener algún medio que restrinja el flujo eléctrico, la ventaja de este tipo de arranque es que el motor logra generar su máximo par de arranque.

A continuación se muestra el diagrama eléctrico que se debe realizar para simular el comportamiento del motor y después utilizarlo para la conexión eléctrica real en el laboratorio,

Figura 2.6. Diagrama de fuerza y control del arranque a tensión plena de un motor trifásico.

Explicación: Para realizar el arranque a tensión plena se puede observar en el diagrama de fuerza la conexión de las tres líneas al disyuntor y posteriormente al contactor, de aquí finalmente al relé térmico como una manera de protección para el motor eléctrico.

El arranque a tensión plena se utiliza cuando se está seguro de que el par de arranque generado por el motor puede soporta la carga con la que trabaja y el motor puede dar su torque máximo sin riesgo a que se dañe el motor o la carga, la desventaja viene cuando la corriente que genera el mismo es excesiva y el motor no es capaz se soportarla, por eso es importante colocar dispositivos de protección como el relé térmico.

En la parte de control solamente se conectaron dos tipos de botones, uno NA y uno NC, los cuales van conectados en serie a la bobina de un contactor.

Arranque con enclavamiento mecánico o eléctrico

Teoría: El arranque con enclavamiento mecánico se caracteriza por tener un tipo de switch o botón selector el cual necesita una fuerza mecánica para cambiar de estado y mantendrá ese estado hasta que el operador vuelva a manipularlo y regresarlo a su estado inicial, esto con el objetivo de que motor se quede trabajando o apagado hasta que se cambie el estado del switch.

El arranque con enclavamiento eléctrico se caracteriza por el uso de un botón NA y un contacto auxiliar del contactor en paralelo, el cual sirve como un segundo “botón” que se mantiene cerrado hasta que se le quita la energía a la bobina del contactor, a este arreglo en paralelo del botón de arranque “BA” y el contactor auxiliar de “KM” se le conoce como enclavamiento eléctrico.

Ambos enclavamientos se muestran en la Figura 2.7 y 2.7a.

Diagramas eléctricos para simulación,

Figura 2.7 Diagrama eléctrico del enclavamiento eléctrico utilizado para el arranque a plena carga de un motor trifásico.

Figura 2.7a Diagrama eléctrico del enclavamiento mecánico utilizado para el arranque a plena carga de un motor trifásico.

Explicación:

Al realizar estos circuitos, se puede realizar la simulación y observar como con cada uno de estos arranques el motor eléctrico se mantiene funcionando hasta que se vuelva a cambiar el estado del botón selector “S” mostrado en la Figura 2.7a o hasta oprimir el botón “BP” de la Figura 2.7.

Conclusión:

En esta sección el alumno debe escribir la conclusión de lo visto en la práctica de laboratorio junto con lo aprendido en la investigación previa para realizar la misma.

Prueba de Conocimientos:

1.-¿Cuál es el objetivo del arranque estrella-delta?

2.-Realize el diagrama de fuerza y control del arranque estrella-delta.

3.-¿Cuál es la diferencia entre un arranque suave y un arranque a plena carga?

Bibliografía:

Inserte los autores, libros, páginas o lugar donde encontró información para realizar su reporte de la práctica.