Subido por Luis Eduardo Medina Palacios

SIMULACION ARRANQUE DE MOTORES

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Control de Procesos Industriales
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
ESCUELA DE INGENIERIA MECATRONICA
CURSO:
CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES
TEMA:
SIMULACION DE CIRCUITOS DE ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS
INTEGRANTE:
MEDINA PALACIOS LUIS EDUARDO
DOCENTE:
ING. LUIS CALDERON PINEDO
AÑO:
2020
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Control de Procesos Industriales
Tabla de contenido
INTRODUCCION. ....................................................................................................................... 4
OBJETIVOS. ................................................................................................................................ 4
OBJETIVOS GENERALES: .................................................................................................... 4
OBJETIVOS ESPECIFICOS: ................................................................................................... 4
I. MARCO TEORICO. ................................................................................................................. 5
I.1 CAD: .................................................................................................................................... 5
I.2 CADE SIMU: ...................................................................................................................... 5
I.2.1 Alimentación AC/DC.................................................................................................... 6
I.2.2 Fusibles y seccionadores. .............................................................................................. 7
I.2.3 Interruptores diferenciales y Relés Térmicos................................................................ 7
I.2.4 Contactores: .................................................................................................................. 8
I.2.5 Bobinas: ........................................................................................................................ 8
I.2.6 Motores: ........................................................................................................................ 9
I.2.7 Finales de Carrera: ........................................................................................................ 9
II. RESULTADOS. ..................................................................................................................... 10
II.1 ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO EN ESTRELLA/TRIANGULO CON
MANDO MANUAL. .............................................................................................................. 10
II.1.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando: ............................................................. 10
II.1.2 Leyenda: .................................................................................................................... 11
II.1.3 Funcionamiento: ........................................................................................................ 11
II.2 ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO CON MANDO CON
INTERRUPTOR ON/OFF. ..................................................................................................... 12
II.2.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando: ............................................................. 12
II.2.2 Leyenda: .................................................................................................................... 13
II.2.3 Funcionamiento: ........................................................................................................ 13
II.3 ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO CON MANDO CON
INTERRUPTOR Y SEÑALIZACION OPTICA. ................................................................... 14
II.3.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando: ............................................................. 14
II.3.2 Leyenda: .................................................................................................................... 15
II.3.3 Funcionamiento: ........................................................................................................ 15
II.4 ARRANQUE DIRECTO DE DOS MOTORES TRIFASICOS CON PROTECCION
UNICA MAGNETOTERMICA. ............................................................................................ 16
II.4.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando: ............................................................. 16
II.4.2 Leyenda: .................................................................................................................... 17
II.4.3 Funcionamiento: ........................................................................................................ 17
II.5 ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO CON RELE TERMICO CON
MANDO CON PULSADORES PARO/MARCHA. .............................................................. 18
II.5.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando: ............................................................. 18
II.5.2 Leyenda: .................................................................................................................... 19
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Control de Procesos Industriales
II.5.3 Funcionamiento: ........................................................................................................ 19
II.6 ARRANQUE DE TRES MOTORES TRIFASICOS EN ORDEN 1-2-3 CON MANDO
CON PULSADORES PARO/MARCHA. .............................................................................. 20
II.6.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando: ............................................................. 20
II.6.2 Leyenda: .................................................................................................................... 21
II.6.3 Funcionamiento: ........................................................................................................ 21
CONCLUSIONES. ..................................................................................................................... 23
CONCLUSIONES GENERALES: ......................................................................................... 23
CONCLUSIONES ESPECIFICOS: ........................................................................................ 23
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Control de Procesos Industriales
INTRODUCCION.
La medición y el control en la industria son muy importantes, tanto desde el punto de
vista del funcionamiento correcto del proceso como de la consideración del balance adecuado
entre costes y producto final (relación calidad/precio).
El control automático de procesos industriales es hoy en día una actividad
multidisciplinar, en la que hay que tener en cuenta aspectos técnicos (electrónica, informática de
sistemas, etc.), científicos (investigación de nuevos criterios y materiales, etc.) y económicos
(mejora de los márgenes comerciales sin perder calidad y competitividad).
Los sistemas de control sofisticados del tipo de los instalados mediante complejos
elementos de instrumentación, no se han creado de la noche a la mañana, aunque el auge que
viven actualmente así lo pueda parecer. Son el resultado de más de cien años de trabajo de
fabricantes y usuarios, quienes no han de dejado de buscar las mejores soluciones al control
industrial automatizado.
A lo largo de la historia se han desarrollado diferentes soluciones tecnológicas a un
problema de control automatizado, pudiéndose distinguir en ellas, la evolución que han ido
teniendo de acuerdo al desarrollo de las tecnologías en los diferentes instantes. Producto de esto
tenemos los diseños asistidos por computadora de circuitos electrotécnicos, los cuales nos
permiten dibujar esquemas eléctricos de conexionado y accionamiento de motores trifásicos de
forma fácil y rápida, una vez realizado el esquema por medio de la simulación se puede verificar
el correcto funcionamiento antes de su implementación física.
En el presente trabajo se diseñarán y analizarán una serie de circuitos electrotécnicos de
arranque de motores trifásicos en el software CADE SIMU.
OBJETIVOS.
OBJETIVOS GENERALES:

Simular los ejercicios de arranque de motores propuestos en la ficha de practica
haciendo uso del software CADE SIMU.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Reconocer la funcionalidad y el alcance de simulación del software CADE
SIMU.

Identificar y explicar la funcionalidad de cada uno de los componentes que será
utilizados en la simulación de arranque de los motores.

Explicar el funcionamiento de cada uno de los circuitos electrotécnicos simulados
en CADE SIMU.
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Control de Procesos Industriales
I. MARCO TEORICO.
I.1 CAD:
Diseño asistido por ordenador (CAD en inglés) es una de las muchas herramientas
utilizadas por los ingenieros y diseñadores, y se utiliza de muchas maneras dependiendo de la
profesión de los usuarios y el tipo de software en cuestión.
CAD también se utiliza para la creación de simulaciones precisas de fotos que se
requieren a menudo en la preparación de los Informes de Impacto Ambiental, en la que asistido
por ordenador diseños de edificios destinados a que se superponen a las fotografías de los entornos
existentes para representar lo que ese lugar será como fueron las propuestas instalaciones que se
podría construir.
Los parámetros y las restricciones pueden ser utilizados para determinar el tamaño, la
forma y los elementos de modelado. Las características del sistema CAD se puede utilizar para la
variedad de herramientas de medición, tales como resistencia a la tracción, límite elástico,
también su estrés y la tensión y la forma en que el elemento se ve afectado en ciertas temperaturas.
Existen editores de programas de CAD eléctrico que ayuda a industriales de la fabricación
y producción, mazos eléctricos y a industrias de la construcción a crear y mantener la parte
eléctrica de los procesos de producción y productos acabados.
I.2 CADE SIMU:
CADE SIMU es un programa de CAD electrotécnico que permite insertar los distintos
símbolos organizados en librerías y trazar un esquema eléctrico de una forma fácil y rápida para
posteriormente realizar la simulación. El programa en modo simulación visualiza el estado de
cada componente eléctrico cuando esta activado al igual que resalta los conductores eléctricos
sometidos al paso de una corriente eléctrica.
Por medio de la interface CAD el usuario dibuja el esquema de forma fácil y rápida. Una
vez realizado el esquema por medio de la simulación se puede verificar el correcto
funcionamiento. Actualmente dispone de las siguientes librerías de simulación:
 Alimentaciones tanto de CA como de CC.
 Fusibles y seccionadores.
 Interruptores automáticos, interruptores diferenciales, relé térmico, y disyuntores.
 Contactores e interruptores de potencia.
 Motores eléctricos.
 Variadores de velocidad para motores de CA y CC.
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Control de Procesos Industriales
 Contactos auxiliares y contactos de temporizadores.
 Contactos con accionamiento, pulsadores, setas, interruptores, finales de carrera y
contactos de relés térmicos.
 Bobinas, temporizadores, señalizaciones ópticas y acústicas.
 Detectores de proximidad y barreras fotoeléctricas.
 Conexionado de cables unipolares y tripolares, mangueras y regletas de conexión.
Figura 1: Interfaz del software CADE SIMU v.3.8 - Fuente: CADE SIMU
I.2.1 Alimentación AC/DC.
Es la fuente de alimentación o fuente de potencia es el dispositivo que convierte
la corriente alterna (CA), en una o varias corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos
circuitos del aparato electrónico al que se conecta (motores, relés contactores, etc.).
Figura 2: Fuentes de alimentación AC/DC - Fuente: CADE SIMU
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Control de Procesos Industriales
I.2.2 Fusibles y seccionadores.
En la electricidad, se denomina fusible a un dispositivo constituido por un soporte
adecuado y un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala
en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda (por efecto Joule) cuando
la intensidad de corriente supere (por un cortocircuito o un exceso de carga) un determinado valor
que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente
riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.
Figura 3: Fusibles trifásico y de Línea/Neutro seccionable - Fuente: CADE SIMU
I.2.3 Interruptores diferenciales y Relés Térmicos.
Estos equipos constituyen el sistema más sencillo y conocido de protección térmica por
control indirecto, es decir, por calentamiento del motor a través de su consumo. El principio de
funcionamiento es por efecto del calentamiento de elementos bimetales que causan una
deformación mecánica, la cual acciona el mecanismo mecánico de disparo.
Además, existen los relés térmicos del tipo diferencial, los cuales disponen de un sistema
mecánico para protección contra fallos de fase. Estos están basados en el hecho de que la falta de
una fase hace que el bimetal de esa fase se enfríe y, por deformación mecánica con respecto a las
otras fases, actúe el sistema mecánico de disparo.
Figura 4: Relé térmico y Disyuntor trifásico- Fuente: CADE SIMU
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I.2.4 Contactores:
El contactor es un aparato eléctrico de mando a distancia, que puede cerrar o abrir
circuitos, ya sea en vacío o en carga. Es la pieza clave del automatismo en el motor eléctrico.
Un contactor está formado por una bobina y unos contactos, que pueden estar abiertos
o cerrados, y que hacen de interruptores de apertura y cierre de la corriente en el circuito.
Figura 5: Contactor línea trifásica y líneas auxiliares - Fuente: CADE SIMU
I.2.5 Bobinas:
La bobina es un electroimán que acciona los contactos cuando le llega corriente, abre los
contactos cerrados y cierra los contacto abiertos. De esta forma se dice que el contactor está
accionado o "enclavado". Cuando le deja de llegar corriente a la bobina los contactos vuelven a
su estado anterior de reposo y el contactor está sin accionar o en reposo.
Figura 6: Bobina monoestable y bobina temporizada a conexión - Fuente: CADE
SIMU
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Control de Procesos Industriales
I.2.6 Motores:
Los motores trifásicos son máquinas eléctricas que transforman la energía eléctrica en
energía mecánica mediante interacciones electromagnéticas. Están diseñados para funcionar con
la potencia de corriente alterna trifásica utilizada en muchas aplicaciones industriales.
Un motor monofásico de fase partida o de fase dividida es un motor de inducción con dos
bobinados en el estator, uno principal y otro auxiliar o de arranque.
Figura 7: Motor trifásico y monofásico - Fuente: CADE SIMU
I.2.7 Finales de Carrera:
Los interruptores de final de carrera son dispositivos de sensor de proximidad de contacto
que constan de un actuador conectado mecánicamente a un conjunto de contactos de salida.
Cuando un objeto entra en contacto con el actuador, el dispositivo acciona los contactos para
conectar o desconectar una conexión eléctrica.
Figura 8: Finales de carrera - Fuente: CADE SIMU
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Control de Procesos Industriales
II. RESULTADOS.
II.1 ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO EN ESTRELLA/TRIANGULO
CON MANDO MANUAL.
II.1.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando:
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Control de Procesos Industriales
II.1.2 Leyenda:

-Q

-KM1 : Contactor principal.

-KM2 : Contactor triangulo.

-KM3 : Contactor estrella.

-F
: Relé térmico.

-M
: Motor.

S1
: Pulsador de parada.

S2
: Pulsador de marcha.

S3
: Pulsador de estrella/triangulo.

H1
: Piloto disparo relé térmico.
: Interruptor magnetotérmico general/circuito de mando.
II.1.3 Funcionamiento:
En este arranque de motor trifásico estrella/triangulo es necesario usar una alimentación
trifásica con puesta a tierra para el circuito de fuerza y usar una alimentación monofásica para el
circuito de mando.
Para energizar al circuito es necesario cambiar el estado a cerrado al disyuntor -Q de
circuito de mando y del circuito de potencia, posteriormente debe presionar el pulsador de marcha
para dar inicio al circuito donde se energiza la bobina KM1 la cual activa su contactor respectivo
y su contacto NA, este circuito arrancara en configuración estrella al activarse la bobina KM3 y
su respectivo contactor, es necesario presionar el pulsador de estrella/triangulo para poder activar
la configuración delta para energizar la bobina KM2, activando el contacto NC del contactor KM2
y des energizando la bobina KM3, presionando el pulsador de parada se des energiza el circuito.
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Control de Procesos Industriales
II.2 ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO CON MANDO CON
INTERRUPTOR ON/OFF.
II.2.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando:
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Control de Procesos Industriales
II.2.2 Leyenda:

-Q

-KM1 : Contactor principal.

-M
: Motor.

S
: Interruptor de parada/marcha.
: Interruptor magnetotérmico general/circuito de mando.
II.2.3 Funcionamiento:
En este arranque de motor trifásico on/off es necesario usar una alimentación trifásica con
puesta a tierra para el circuito de fuerza y usar una alimentación monofásica para el circuito de
mando.
Para energizar al circuito es necesario cambiar el estado a cerrado al disyuntor -Q de
circuito de mando y del circuito de potencia, posteriormente debe presionar el interruptor de
parada/marcha S para energizar o des energizar la bobina KM1 para activar/desactivar su
contactor respectivo y dar marcha o parar el motor.
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Control de Procesos Industriales
II.3 ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO CON MANDO CON
INTERRUPTOR Y SEÑALIZACION OPTICA.
II.3.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando:
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Control de Procesos Industriales
II.3.2 Leyenda:

-Q

-KM1 : Contactor principal.

-M
: Motor.

S
: Interruptor de parada/marcha.

H1
: Piloto motor parado.

H2
: Piloto motor marcha.
: Interruptor magnetotérmico general/circuito de mando.
II.3.3 Funcionamiento:
En este arranque de motor trifásico on/off es necesario usar una alimentación trifásica con
puesta a tierra para el circuito de fuerza y usar una alimentación monofásica para el circuito de
mando.
Para energizar al circuito es necesario cambiar el estado a cerrado al disyuntor -Q de
circuito de mando y del circuito de potencia, posteriormente debe presionar el interruptor de
parada/marcha S para energizar o des energizar la bobina KM1 para activar/desactivar su
contactor respectivo y dar marcha o parar el motor. Cuando la bobina KM1 se encuentra
energizada se activa el contacto NA de KM1 y enciende el piloto H2 indicando motor en marcha,
al des energizarse el contacto NC de KM1 enciende el piloto H1 indicando motor parado.
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Control de Procesos Industriales
II.4 ARRANQUE DIRECTO DE DOS MOTORES TRIFASICOS CON
PROTECCION UNICA MAGNETOTERMICA.
II.4.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando:
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Control de Procesos Industriales
II.4.2 Leyenda:

-Q

-KM1 : Contactor principal motor 1.

-KM2 : Contactor principal motor 2.

-F1
: Relé térmico de motor 1.

-F2
: Relé térmico de motor 2.

-M
: Motor 1/2.

S0
: Pulsador de parada motor 2.

S1
: Pulsador de parada motor 1.

S2
: Pulsador de marcha motor 1.

S3
: Pulsador de marcha motor 2.

H1
: Piloto motor 1 marcha.

H2
: Piloto motor 2 marcha.
: Interruptor magnetotérmico general/circuito de mando.
II.4.3 Funcionamiento:
En este arranque de motor trifásico estrella/triangulo es necesario usar una alimentación
trifásica con puesta a tierra para el circuito de fuerza y usar una alimentación monofásica para el
circuito de mando.
Para energizar al circuito es necesario cambiar el estado a cerrado al disyuntor -Q de
circuito de mando y del circuito de potencia, posteriormente debe presionar el pulsador de marcha
S2 para dar inicio al circuito donde se energiza la bobina KM1 la cual activa su contactor
respectivo y su contacto NA permitiendo poner en funcionamiento el motor 1, presionando el
pulsador de parada S1 se des energiza el circuito. Análogamente se hace lo mismo con el motor
2 con sus respectivos pulsadores marcha/parada.
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Control de Procesos Industriales
II.5 ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO CON RELE
TERMICO CON MANDO CON PULSADORES PARO/MARCHA.
II.5.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando:
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Control de Procesos Industriales
II.5.2 Leyenda:

-Q

-KM1 : Contactor principal.

-F1
: Relé térmico.

-M
: Motor 1.

P
: Pulsador de parada.

M
: Pulsador de marcha.

H1
: Piloto motor marcha.

H2
: Piloto parada relé térmico.
: Interruptor magnetotérmico general/circuito de mando.
II.5.3 Funcionamiento:
En este arranque de motor trifásico estrella/triangulo es necesario usar una alimentación
trifásica con puesta a tierra para el circuito de fuerza y usar una alimentación monofásica para el
circuito de mando.
Para energizar al circuito es necesario cambiar el estado a cerrado al disyuntor -Q de
circuito de mando y del circuito de potencia, posteriormente debe presionar el pulsador de marcha
M para dar inicio al circuito donde se energiza la bobina KM1 la cual activa su contactor
respectivo y su contacto NA permitiendo poner en funcionamiento el motor 1, presionando el
pulsador de parada P se des energiza el circuito. En caso de presentar un sobrecalentamiento en
el relé térmico se accionarán los contactos NC del relé F1 des energizando la bobina y activando
el contacto NA del relé, el cual energizara el piloto de parada por relé térmico
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Control de Procesos Industriales
II.6 ARRANQUE DE TRES MOTORES TRIFASICOS EN ORDEN 1-2-3 CON
MANDO CON PULSADORES PARO/MARCHA.
II.6.1 Diagrama de Fuerza – Diagrama de mando:
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Control de Procesos Industriales
II.6.2 Leyenda:

-Q

-KM1 : Contactor principal motor 1.

-KM2 : Contactor principal motor 2.

-KM3 : Contactor principal motor 3.

-F1
: Relé térmico de motor 1.

-F2
: Relé térmico de motor 2.

-F3
: Relé térmico de motor 3.

-M
: Motor 1/2/3.

ST
: Pulsador de parada.

S1
: Pulsador de marcha motor 1.

S2
: Pulsador de marcha motor 2.

S3
: Pulsador de marcha motor 3.

H1
: Piloto motor 1 marcha.

H2
: Piloto motor 2 marcha.

H3
: Piloto motor 3 marcha.

H4
: Piloto paro relé térmico.
: Interruptor magnetotérmico general/circuito de mando.
II.6.3 Funcionamiento:
En este arranque de motor trifásico estrella/triangulo es necesario usar una alimentación
trifásica con puesta a tierra para el circuito de fuerza y usar una alimentación monofásica para el
circuito de mando.
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Control de Procesos Industriales
Para energizar al circuito es necesario cambiar el estado a cerrado al disyuntor -Q de
circuito de mando y del circuito de potencia, posteriormente debe presionar el pulsador de marcha
S1 para dar inicio al circuito donde se energiza la bobina KM1 la cual activa su contactor
respectivo y su contacto NA permitiendo poner en funcionamiento el motor 1, presionando el
pulsador de parada S1 se des energiza el circuito. Análogamente se hace lo mismo con el motor
2 y 3 con sus respectivos pulsadores marcha, aclarando que el pulsador ST des energiza los 3
motores en simultaneo.
Los contactos NA/NC de los 3 relés térmicos se encuentran configurados en serie, de tal
modo que si presentase un sobrecalentamiento sobre uno de los relés se des energizarían los 3
motores abriéndose el contacto NC y cerrándose el contacto NA indicando con la luz piloto el
motor sobre el cual se encuentra un sobrecalentamiento con el piloto H4.
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Control de Procesos Industriales
CONCLUSIONES.
CONCLUSIONES GENERALES:

Se logro simular los ejercicios de arranque de motores propuestos en la ficha de
practica haciendo uso del software CADE SIMU.
CONCLUSIONES ESPECIFICOS:

Se puedo reconocer la funcionalidad del software CAD y el alcance de
simulación del software CADE SIMU.

Se pudo identificar y explicar la funcionalidad de cada uno de los componentes
utilizados en la simulación de arranque de los motores a través del marco teórico
presentado.

Se explico el conexionado y funcionamiento de cada uno de los circuitos
electrotécnicos simulados en CADE SIMU.
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