diagrama de fuerza para el arranque y control de velocidad de un

Laboratorio Controles Industriales Eléctricos
LABORATORIO DE CONTROLES INDUSTRIALES
ELÉCTRICOS
PRÁCTICA # 9
ARRANQUES Y CONTROLES DE VELOCIDAD POR CAMBIO DE NUMERO
DE POLOS LÓGICA DE RELÉS Y POR RESISTENCIAS ROTORICAS
LÓGICA DE PLC (MOTOR DAHLANDER Y MOTOR DE ROTOR DEVANADO)
OBJETIVOS:
 Verificar las corrientes de arranque del motor Dahlander para ambas
velocidades.
 Comprobar el cambio de número de polos con las conexiones posibles del motor
Dahlander.
 Verificar que la baja velocidad se obtiene con polos consecuentes y que la alta
velocidad se obtiene con polos convencionales.
 Observar el funcionamiento en avance gradual en el motor Dahlander.
 Observar y analizar el arranque directo y con resistencias rotóricas del MIRD y
compararlo con los otros métodos ya realizados.
 Realizar el control de tres velocidades de un MIRD mediante resistencias
rotóricas.
EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS:
-
1 Mesa de control AC EMQ 192 – 193 –289 ó Panel ECELCO.
1 Panel de control Hampden modelo H-REM-ACDC-MC Motor Controller
1 tablero TDAS: PLC simatic S7200 CPU 224XP.
1 Computador con software Microwin Step 7 para PLC.
1 Motor Dahlander 20839 (Polos consecuentes 3.5/4.75 Amp. - 1680/3390 rpm).
Máquina Hampden 21040 motor de inducción de rotor devanado. (Grupo 2 con
mesa de control AC)
1 Motor Hampden de rotor devanado WRM-100. (Grupo 1 con Panel de control
Hampden)
2 Juegos de 3 Resistencias SNTVE600x60S2 R=0-6 Ω, Imax=12 A. N°01 o 02 Date
code 11/04, COUDOINT, se colocaran en serie para ser usadas como resistencias
rotóricas de dos pasos. 12Ω por fase
Analizador de Energía FLUKE 43B.
Pinza Amperimétrica FLUKE337
Tacómetro óptico EXTECH
Cables para control y fuerza.
PROCEDIMIENTO:
CONTROL DE VELOCIDAD Y AVANCE GRADUAL DE UN MOTOR
DAHLANDER (lógica con relés de Mesa de control AC ó Panel ECELCO )
1. Considerando el circuito de fuerza dado, diseñe el circuito de control del
motor Dahlander, que cumpla con las siguientes condiciones:


1
Arranque directo en cualquiera de las dos velocidades, hacia la derecha.
El motor puede pasar de alta velocidad a baja velocidad y viceversa.
I término 2012
Laboratorio Controles Industriales Eléctricos


Avance gradual en reversa, para la baja velocidad.
El motor se puede apagar, estando en cualquiera de las dos velocidades.
2. Implemente el circuito de control y pruébelo. Una vez verificado el correcto
funcionamiento del mismo, proceda a cablear el circuito de fuerza.
3. Realizar el arranque directo del motor Dahlander para baja velocidad y mida la
corriente de arranque con el FLUKE337 y 43B y en estado estable la corriente
de operación con el fluke 337 y la velocidad con el tacómetro óptico. Pulse
PARO y tome el tiempo de parada.
4. Realizar el arranque directo del motor Dahlander para alta velocidad y siga la
secuencia de mediciones del paso anterior.
5. Verificar el control de velocidad y el avance gradual del motor.
ARRANQUE Y CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MIRD MEDIANTE
RESISTENCIAS ROTORICAS (lógica con plc, solo grupo 1 con Panel de control
Hampden y Motor Hampden de rotor devanado WRM-100)
1. Diseñe el circuito de control para el esquema de fuerza dado, respecto al
arranque con resistencias rotóricas y control de velocidad de un MIRD, que
cumpla las siguientes especificaciones:
a) Arranque a su más alta velocidad mediante 1 paso de resistencias rotóricas.
b) En operación tenga posibilidad de selección de tres velocidades: alta, media
y baja, de acuerdo al diagrama de velocidades mostrado a continuación:
ALTA
MEDIA
BAJA
APAGADO
2. Realice los cálculos teóricos del MIRD Hampden 21040, de acuerdo a los datos
del placa del mismo (grupo 1 de acuerdo a los datos del Motor Hampden de
rotor devanado WRM-100)
DATOS DE PLACA MIRD 21040
Voltaje
127/220
Corriente
8.1 Amp
Fase
3
Frecuencia
60Hz
RPM
1800
3. Programe el PLC S7200 del tablero didáctico de automatismo TDAS, de manera
que cumpla con las condiciones del circuito de fuerza y control diseñado.
2
I término 2012
Laboratorio Controles Industriales Eléctricos
4. Identificar las entradas y salidas a utilizar:
ENTRADAS:
SALIDAS:
5. Cargar la programación hecha en el PLC.
6. Realizar las conexiones para el circuito de control en el TDAS.
7. Realizar las conexiones para el circuito de fuerza en la mesa de control AC y el
grupo 1 en el panel Hampden.
8. Use los dos juegos de resistencias Coudoint de 0-6 Ω, Imax=12A en serie con el
rotor del mird (resistencias rotóricas), de manera que se tengan dos pasos de
resistencias cada uno de 6 Ω.
9. Para realizar el arranque directo del MIRD, puentee los contactos de fuerza del
contactor A y mida la corriente de arranque con el FLUKE 337 y 43B y en
estado estable mida la corriente de operación con el fluke 337 y la velocidad con
el tacómetro óptico.
10. Retire el puente realizado en el paso anterior y arranque nuevamente el MIRD
(arranque con resistencias rotóricas) y mida la corriente del estator con el
FLUKE 337 y 43B.
11. Verificar el control de velocidad del MIRD midiendo con el tacómetro las
velocidades ALTA, MEDIA y BAJA. En cada una de estas velocidades mida la
corriente de operación del estator y rotor con el fluke 337 y tome el tiempo de
parada en cada velocidad.
PREGUNTAS:
1. Explique y justifique los principios que se usan para regular la velocidad de los
motores de inducción.
2. ¿Cuál es la diferencia entre polos convencionales y polos consecuentes?
3. ¿Por qué al cambiar la conexión del motor Dahlander de Delta Serie a Estrella
Paralelo, varía el número de polos?
4. Dibuje y justifique la característica Te vs velocidad del motor dahlander tanto
para el caso de torque constante y el caso de potencia constante.
5. Explique y justifique qué efecto se produce en el motor Dahlander que está
funcionando en alta velocidad y de repente se pasa a baja velocidad.
6. Indique las ventajas y desventajas del arranque por resistencias rotóricas de un
MIRD.
7. Para el arranque por resistencias rotóricas. ¿Por qué razón deben eliminarse
dichas resistencias?
3
I término 2012
Laboratorio Controles Industriales Eléctricos
8. Dibuje las características Torque vs. Velocidad que seguirá el motor al arrancar
y luego al seleccionar por ejemplo media y baja velocidad.
9. Especifique las entradas y salidas a programar en el PLC con sus respectivas
direcciones lógicas.
10. Para que la resistencia rotórica esté presente en el arranque del MIRD durante
3 seg, especifique la serie y el factor multiplicador del temporizador que
utilizaría en la programación del PLC.
CONTROL DE VELOCIDAD Y AVANCE GRADUAL DE UN
MOTOR DAHLANDER (circuito de fuerza y lógica con relés de Mesa de
control AC ó Panel ECELCO )
DIBUJAR CIRCUITO DE CONTROL
4
I término 2012
Laboratorio Controles Industriales Eléctricos
DIAGRAMA DE FUERZA PARA EL ARRANQUE Y CONTROL DE
VELOCIDAD DE UN MIRD POR RESISTENCIAS ROTORICAS
(grupo 1 con Panel de control Hampden y Motor Hampden de rotor devanado
WRM-100)
TABLAS
MOTOR DAHLANDER
Baja Velocidad (conexión DS) Alta Velocidad (conexión YP)
FLUKE337 FLUKE43B
FLUKE337 FLUKE43B
Corriente de arranque
Corriente de operación
t. de aceleración
Baja Veloc.
Velocidad (tacómetro)
Unidades
Amp
Amp
Seg.
Alta Veloc.
Valor medido
Valor calculado
Tiempo de parada
R.P.M.
R.P.M.
Seg.
MOTOR CON RESISTENCIAS ROTORICAS
FLUKE337
FLUKE43B t. de aceleración
(Amp)
(Amp)
(seg)
Arranq. Con resist. Rotóricas
Baja
Velocidad
Media
Velocidad
Alta Velocidad
I operación estator (Amp)
I operación rotor (Amp)
Velocidad (R.P.M.)
Tiempo de parada (Seg.)
5
I término 2012