INTRODUCCIÓN

Se puede arrancar cualquier motor moderno de jaula de ardilla de propósito general aplicando voltaje completo a sus terminales. Sin embargo, dependiendo de la aplicación, puede ser deseable reducir la torsión de arranque, la corriente de

Materia

Controles Eléctricos

Practica

“Arranque por resistencia primaria de un motor de inducción 3ᶲ”

Docente

Ing. Munguía Tapia José Enrique

Integrantes

Aguilar Camacho Juan Carlos

Razo Negrete Francisco Javier

Rosas Viveros Miguel Ángel

Serrano Chávez Arturo

Sotelo García Ernesto

INSTITUTO TECNOLÓGICODE LÁZARO CÁRDENAS

Ciudad y Puerto de Lázaro Cárdenas, Michoacán, Octubre del 2015.

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas

arranque o ambas. Para reducir el esfuerzo en la maquina movida puede ser necesario reducir la torsión de arranque, como sucede en algunas aplicaciones de maquinaria textil. Para impedir una caída excesiva en el voltaje de la línea de energía, puede ser necesario reducir la corriente de arranque.

Para determinar el voltaje deseado en el arranque del motor, el diseñador del equipo de control debe conocer su corriente de arranque (o de rotor bloqueado) y el factor de potencia. La caída a través de la resistencia primaria debe restarse vectorialmente del voltaje de línea para determinar el voltaje que aparece en las terminales del motor. Al aumentar la velocidad del motor, la corriente del estator disminuye y con ella la caída de voltaje a través de las resistencias de arranque primarias. En consecuencia, el voltaje en las terminales del motor aumenta hasta que se desarrolla la velocidad máxima.

Existe una fórmula más condensada con la que utilizamos la siguiente relación:

R f=0.055∗UL

I n

R f = Resistencia por fase

U L = Tensión de la línea

I n = Intensidad nominal del motor.

Este tipo de arranque no presenta algunos de los inconvenientes que se dan en la conexión estrella-delta, tal y como se indica:

Al pasar de un punto de resistencia a otro, no hay cortes de a corriente que alimenta al motor.

  El par de arranque crece más rápidamente con la velocidad.

  Las puntas de intensidad también son más reducidas.

Esta forma de arranque se utiliza para motores trifásicos con rotor en cortocircuito. En la cual su duración media del arranque va desde los 7 a 12 segundos tomando en cuenta que la corriente de arranque puede llegar hasta 4.5 I n

MARCO TEORICO

DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES DE LA PRÁCTICA.

Estación de botones

Las aplicaciones de una estación de botones son amplias; desde controles de arranque – paro adecuados para un motor de un proceso aislado simple hasta para procesos de control de mediana complejidad como un ascenso descenso de una grúa o avance reversa de una banda transportadora.

Figura 1. Estación de botones

Contactor electromagnético

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se dé tensión a la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). 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 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". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

Figura 2. Contactor electromagnético

Fuente de alimentación trifásica

Una fuente de alimentación es un adaptador que convierte la electricidad de corriente alterna suministrada por las compañías de energía en la corriente continua que necesitan los equipos electrónicos. La fuente de alimentación se encuentra ya sea dentro de la carcasa del equipo o forma parte de la clavija que conecta el equipo a la energía de la casa. Las compañías eléctricas producen electricidad en tres fases, que se transmite en tres cables. Una casa normalmente tiene una o dos fases. Las fuentes de alimentación que se conectan a la corriente de la casa de 110 voltios son monofásicas. Las fuentes industriales tienen tres fases.

Figura 3. Fuentes de alimentación trifásica

Transformadores de control

En muchas aplicaciones industriales y electrónicas, existe la necesidad de un voltaje constante de corriente que se dé rápidamente y con una pequeña variación en una carga inicial. Entre los equipos que requieren de esto se incluyen los relés, interruptores eléctricos controlados electrónicamente, solenoides, bobinas electromagnéticas que se mueven con corriente aplicada. Cada uno de estos, requiere una señal de control eléctrica que sea rápida y precisa, de lo contrario algunos equipos no funcionarán adecuadamente. Aquí es donde aparecen los transformadores de control.

Figura 5. Transformadores de control

Cable de conexión

Cables conectores es un término resolución de problemas eléctricos. No se refiere a ayudar a arrancar la batería de un coche, a pesar de que los cables conectores de la batería llevan a cabo la misma función básica que los cables de conexión eléctricos que completan un circuito. Los cables de conexión completan el circuito de un sistema eléctrico de un automóvil a otro, mientras que los cables de conexión completan un circuito dentro de un dispositivo eléctrico para ayudar a aislar

Figura 6. Cables de conexión

Motor inducción jaula de ardilla

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, 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. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos, las barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

Figura 7. Motor inducción jaula de ardilla

Temporizadores off y on delay

Son temporizadores que se caracterizan porque cuando su bobina se energiza sus contactos cambian de posición de manera instantánea, pero el cambio retardado de sus contactos lo realizan después que su bobina se des energía.

Figura 8. Timer on delay

Relé térmico

Los relés térmicos son los aparatos más utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas. Se pueden utilizar en corriente alterna o continua. Este dispositivo de protección garantiza:

Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en condiciones de calentamiento anómalas.

La continuidad de explotación de las máquinas o las instalaciones evitando paradas imprevistas.

Volver a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas.

Figura 9. Relé térmico

Arranque con resistencias primarias

En este tipo de arranque el lado primario o de alimentación de un motor se controla por dos grupos de contactos localizados en cada conductor de entrada. El conjunto de contactos que se cierra primero son los que están en serie con las resistencias.

Como estas resistencias quedan en serie con las terminales del motor, se produce una caída de tensión originada por la corriente de arranque, así que el motor recibe un voltaje menor a su voltaje nominal y arranca con una velocidad reducida.

Después de un tiempo predeterminado, un relé temporizado activa el otro conjunto de contactos, cortocircuitando a las resistencias primarias, sin interrumpir el circuito de alimentación y aplicando de esta manera voltaje pleno para acelerar el motor a su velocidad nominal.

Por lo tanto, este tipo de arrancadores permiten que el motor arranque y acelere en forma muy suave, debido al incremento gradual de la tensión en las terminales del motor a medida que se va acelerando

OBJETIVO GENERAL

Controlar el arranque del motor mediante el uso de resistencias estatóricas (primaria).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Reconocer las ventajas del arranque a tensión reducida. Construir un arrancador a tensión reducida utilizando resistencias primarias. Determinar las características de torsión por ampere de un arrancador con

resistencia primaria.

MATERIAL Y EQUIPO

2 estaciones de botones. 2 Contactores electromagnéticos. 1 Fuente de alimentación trifásica 220Vca, 3f-4h, 15A, 0-220Vca 120Vcd. 1 Relé térmico. 1 Transformador de control 440-220/220-120Vca cables para conexión. 1 motor de inducción de jaula de ardilla 34) 1.2A, 1/4hp 208Vca. 2 Lámparas piloto 127Vca. 1 Timer on delay. 1 módulo de resistencia (según cálculo) por fase.

PROCEDIMIENTO

Parte I: Calculo del porcentaje de reducción de voltaje.

1. Conectar el siguiente circuito.

Figura 1. Esquema de la práctica2. Oprime botón de arranque y describe los sucesos.

3. Mediremos la torsión de arranque que desarrolla el motor de jaula e ardilla con y sin arranque de resistencia primaria. Además de la torsión por ampere de línea para cada método de arranque.

4. Acopla el dinamómetro con la banda.

5. Ajusta el dinamómetro a su posición máxima para dar una carga máxima de arranque al motor.

6. Inserta un amperímetro a una línea

7. Ajusta el tiempo de retraso a cero

8. Enciende la fuente.

9. Oprime el botón de arranque, mide la torsión de arranque y la corriente de línea

10.Apaga la fuente y calcula la corriente promedio en la línea

11.Calcula la torsión por ampere de línea dividiendo la torsión de arranque entre la corriente promedio de la línea

12.Ajusta el retraso a 10 segundos, enciende la fuente y oprime el botón de arranque. Mide la torsión de arranque y las tres corrientes de línea.

13.Para el motor. Y calcula la corriente promedio de línea para el arranque con resistencia primaria.

14.Calcula la torsión por ampere de la línea dividiendo la torsión de arranque entre la corriente promedio de línea

15.Calcula el porcentaje de reducción de la torsión de arranque cuando se usa el arranque por resistencia primaria.

16.Calcula el porcentaje la reducción en la corriente de arranque cuando se usa arranque con resistencia primaria.

DESARROLLO

2.- Oprime botón de arranque y describe los sucesos.

Cuando se oprime el botón de arranque, el relevador de tiempo (timer) se energiza y queda operando por medio de sus contactos instantáneos a través del botón de arranque. Al mismo tiempo, se cierra el Contactor A de aceleración y conecta al motor a la línea con las resistencias de arranque en serie. Después de un intervalo determinado por el ajuste del relevador de tiempo (timer), un contacto de dicho relevador suministra energía al Contactor de línea M. las resistencias de arranque quedan en corto circuito y se aplica todo el voltaje de línea al motor. Cuando ocurre la trasferencia de la conexión de arranque a la de marcha normal, la variación en la corriente de línea es comparativamente pequeña.

En directoTorsión de arranque sin carga (0 lbs-in)

Torsión de arranque con carga (29.2 lbs-in)

I 1 4.5 Aac I 1 6 AacI 2 4.5 Aac I 2 6 AacI 3 4.5 Aac I 3 6 AacV 130V ac V 150V ac

I prom. 6 AacTorsión/ampere 4.26 lbs-in

Con ResistenciaTorsión de arranque sin carga (0 lbs-in)

Torsión de arranque con carga (29.2 lbs-in)

I 1 4.3 Aac I 1 4.8 AacI 2 4.3 Aac I 2 4.8 AacI 3 4.3 Aac I 3 4.8 AacV 130V ac V 110V ac

I prom. 4.8 AacTorsión/ampere 3.229 lbs-in

PorcentajeReducción de torsión Reducción de corriente

100% = 29.2 lbs-in 100% = 6 AX = 16.5 lbs-in X = 4.8 AX = 0.5650 X = 0.8

Reducción de torsión = 56.5% Reducción de corriente = 80%

CONCLUSIONES

Con esta práctica pudimos conocer un tipo de arranque para motor, el cual fue “arranque por resistencia primaria” el cual nos da a conocer por medio de las mediciones obtenidas, la ventaja que se tiene arrancar un motor con este tipo de arranque a arrancar un motor de manera directa.

También se dio a conocer el diagrama que se tiene este circuito, como están conectados y como actúa el relevador para que, a un intervalo de tiempo, se energice y genere el arranque directo del motor, cortocircuitando las resistencias primarias y a su vez, encendiendo un foco para que sea como alarma de que ya se está trabajando de forma directa.

Esta práctica sirve para evitar los incrementos de corriente de arranque que se tiene de manera directa y asi darnos una idea de cómo este método puede hacer que ahorremos una cantidad de dinero debido a la electricidad que se necesita para este arranque.