UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y APLICADAS. INGENIERÍA ELÉCTRICA. PRÁCTICA N°1 “VERIFICACIÓN, ARRANQUE E INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR ASÍNCRONO JAULA DE ARDILLA” INTEGRANTES: Montaluisa Taco Pablo Andrés C.I. 050418674-3 Sisalema Moposita Jonathan Efraín C.I. Tigse Toapanta Walter Vinicio C.I. 1805006119 ASIGNATURA: Control Industrial DOCENTE: Msc. SEMESTRE: Quinto “B” PERIODO ACADÉMICO Octubre 2018-Marzo 2019 LATACUNGA-ECUADOR TEMA: VERIFICACIÓN, ARRANQUE E INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR 1 ASÍNCRONO JAULA DE ARDILLA OBJETIVOS Objetivo General Estudiar las distintas formas para verificar el estado de un motor asíncrono jaula de ardilla, para posteriormente realizar las respectivas conexiones para el arranque del mismo, así como la inversión de giro del motor. Objetivos específicos Aplicar los distintos métodos para verificar el estado del motor asíncrono jaula de ardilla antes de arrancarlo. Analizar los diferentes tipos de arranques que se puede emplear en los motores. Realizar los respectivos esquemas para el arranque de motor Realizar las conexiones de acuerdo a los esquemas realizados con anterioridad Verificar de manera practica el correcto funcionamiento de motor. INTRODUCCIÓN El motor asíncrono de corriente alterna se considera el motor industrial por excelencia, debido a la sencillez y fortaleza de su construcción, así también por la seguridad de su funcionamiento. El motor con rotor de jaula de ardilla consta de dos partes principales: el rotor (parte rotativa) y el estator (parte estacionaria). Cuando una corriente trifásica pasa a través de un estator devanado se produce un campo magnético rotativo, y la corriente será inducida en barras de una jaula de ardilla que se pone en cortocircuito por anillos extremos y empezará a rotar, de allí el nombre motor de inducción, la electricidad es inducida por un rotor por inducción magnética en lugar de una conexión eléctrica directa. Para ayudar dicha inducción magnética, laminas con núcleo de hierro son empacadas dentro del rotor, estas pequeñas laminas se aseguran que la pérdida de corriente sea mínima. Los dispositivos de arranque pueden ser de operación manual o por contactores. Estos últimos permiten efectuar el mando a distancia del motor con cables de secciones pequeñas (sólo se requiere la corriente necesaria para la bobina del contactor), lo que facilita el accionamiento y diseño del dispositivo de control por trabajar con intensidades bajas. 2 INSTRUMENTOS Y EQUIPO Motor trifásico Jaula de ardilla Pinza amperimétrica Cables flexibles AWG Tablero de control FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Motor jaula de ardilla El nombre se deriva de la semejanza entre una jaula de anillos y barras, y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares a las que existen para las ardillas domésticas). Se trata de un motor de inducción de corriente alterna. Es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. (Vandelvira, 2011) Figura 1 (Motor Jaula de ardilla) La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. Características Estos motores provienen de los motores polifásicos de inducción. La característica esencial que distingue una máquina de inducción de los demás motores eléctricos es que las corrientes secundarias son creadas únicamente por inducción. Para distinguir entre diversos tipos disponibles, la National Electrical Manufactures Association (NEMA) ha desarrollado un sistema de identificación con letras en la cual cada 3 tipo de motor comercial de inducción de jaula de ardilla se fabrica de acuerdo con determinada norma de diseño y se coloca en determinada clase. Clase Par NEMA arranque de Corriente de Regulación Nombre de clase de (# de veces el Arranque Velocidad nominal) (%) Del motor A 1.5-1.75 5-7 2-4 Normal B 1.4-1.6 4.5-5 3.5 De propósito general C 2-2.5 3.5-5 4-5 De doble jaula alto par D 2.5-3.0 3-8 5-8 , 8-13 De alto par alta resistencia F 1.25 2-4 mayor de 5 De doble jaula, bajo par y baja corriente de arranque. Formas de probar el funcionamiento de un motor jaula de ardilla Existen 5 formas para verificar el estado de un motor asincrónico jaula de ardilla - No debe existir continuidad entre las bobinas y todas deben tener el mismo valor en ohmios. - Debe generar un vo0latje aun estando desconectado - Cuando se mida la corriente en vacío debe ser 1/3 de la corriente nominal. - La suma vectorial de las corrientes de fase debe ser igual a cero - El máximo desbalanceo debe ser del 5% Contactores.Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de 4 funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". Clasificación.- Contactores electromagnéticos. Su accionamiento se realiza a través de un electroimán. - Contactores electromecánicos. Se accionan con ayuda de medios mecánicos. - Contactores neumáticos. Se accionan mediante la presión de un gas. - Contactores hidráulicos. Se accionan por la presión de un líquido. - Contactos principales. Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Están abiertos en reposo. - Contactos auxiliares. Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Están acoplados mecánicamente a los contactos principales y pueden ser abiertos o cerrados. Funcionamiento del contactor.Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactores principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser: - Por rotación, pivote sobre su eje. - Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas. - Combinación de movimientos, rotación y traslación. Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. La bobina está concebida para resistir los choque mecánicos provocados por el cierre y la apertura de los contactos y los choques electromagnéticos debidos al paso de la corriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina o circuito magnético, a veces los dos se montan sobre amortiguadores. 5 Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie. Simbología y referenciado de bornes. Los bornes de conexión de los contactores se nombran mediante cifras o códigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y las labores de cableado. - Los contactos principales se referencian con una sola cifra, del 1 al 16. - Los contactos auxiliares están referenciados con dos cifras. Las cifras de unidades o cifras de función indican la función del contacto: 1 y 2, contacto normalmente cerrados (NC). 3 y 4, contacto normalmente abiertos (NA). 5 y 6, contacto de apertura temporizada. 7 y 8, contacto de cierre temporizado. La cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. Las bobinas de un contactor se referencian con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qué contactor pertenece. ARRANQUE DE UN MOTOR.El arranque de un motor es el instante en que conecta a la red. En ese momento, el par motor debe ser mayor que el par resistente que opone la carga. En el instante del arranque, al estar parado el motor su velocidad es nula, por lo que la fuerza contra electromotriz que es proporcional a la velocidad también es nula. Esto provoca que toda la tensión de alimentación cae en el devanado del inducido, por lo que en el instante del arranque la intensidad que recorre el motor es muy elevada, pudiendo alcanzar valores de hasta diez veces la intensidad nominal en régimen de funcionamiento estable y más aún para motores de gran potencia, que es cuando el motor ha alcanzado una velocidad que se mantiene constante, ya que el par motor y el par resistente de la carga están equilibrados. 6 Figura 2 (Arranque de un motor) Figura 3 (Esquema de arranque para un motor) ARRANQUE SECUENCIAL DE TRES MOTORES Figura 4 (Esquema de arranque secuencial para tres motores) 7 INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR Un motor en general (corriente continua, corriente alterna, monofásico o trifásico) se le puede cambiar el sentido del giro. A un motor de corriente continua se le invierten los polos y cambia el giro. (Lozañes, 2014) A un motor monofásico no vale con invertir los polos, para cambiarle el giro hay que modificar las conexiones en el condensador de arranque. A un motor trifásico para cambiarle el sentido del giro hay que invertir dos de sus fases de entrada. Esa inversión, si es fija (que funcione siempre para un lado), se realiza en la placa de bornas, pero si queremos que funcione para un lado o para otro, esa conexión se realiza mediante contactores que modifican la entrada de corriente en el esquema de fuerza. Los contactores usados tienen que estar enclavados ya que si coinciden los dos al mismo tiempo, tendríamos un cortocircuito. Funcionamiento Para invertir el sentido de rotación de un motor de inducción, se debe invertir el sentido del campo magnético giratorio generado por sus bobinas, esto se logra invirtiendo dos delas tres fases de alimentación del motor. Al invertir dos fases de alimentación, lo que se está haciendo en realidad es invertir la secuencia de fases de la línea trifásica de alimentación al motor. Si se invierten las tres fases se mantiene la misma secuencia de fases y, por lo tanto, el motor no cambia su sentido de rotación. El intercambio de dos de las fases y, consecuentemente, la inversión de marcha, puede realizarse en forma manual por medio de un interruptor de levas para este efecto, conocido también con el nombre de inversor rotativo o interruptor de tambor. La inversión de giro puede realizarse en forma automática, o semiautomática, mediante el empleo de dos contactores, uno para marcha hacia adelante y el otro para reversa, los que realizan el intercambio de dos de las fases de alimentación. En otras palabras si c1 y c2 entran simultáneamente se produce un cortocircuito por que físicamente se une la fase R y la fase S. Para asegurarnos que solo actué c1 se inserta un contacto normalmente cerrado (51,52) de c2 y también para asegurarnos que solo entre c2 se inserta el contacto normalmente cerrado (51,52) de c1. 8 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Lozañes, C. (2014). etxesare. Obtenido de https://etxesare.eu/euiti/segundo/fte/PL10.pdf Vandelvira, A. (Noviembre de 2011). pntic. Obtenido de http://platea.pntic.mec.es/~jgarrigo/SAP/archivos/1eva/introduccion_motores_ca.pdf ANEXOS 9 Anexo 1 (Motor Trifásico Jaula de Ardilla) Anexo 4 (Conexión para el arranque del Motor) Anexo 2 (Verificación del estado del Motor) Anexo 3 (Arranque del motor)
