Diseño control semiautomático, LICEO POLITÉCNICO IRENEO BADILLA FUENTES
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El documento describe el diseño, operación y mantenimiento de sistemas de control eléctrico, incluyendo la interpretación y análisis de circuitos de control, así como la documentación necesaria para su ejecución. Se detallan conceptos clave como contactores, protecciones térmicas y diversos dispositivos de mando, así como elementos de un automatismo eléctrico. También se abordan circuitos específicos para la automatización de máquinas, destacando la importancia de la lógica cableada y el uso de componentes de control y potencia.
Diseño control semiautomático, LICEO POLITÉCNICO IRENEO BADILLA FUENTES
- 2. DISEÑO, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE CONTROL ELÉCTRICO • • • • • Interpreta, diseña y analiza circuitos de control eléctrico para máquinas o sistemas. Cablea y documenta el diseño y ejecución de circuitos de control eléctrico. Aplica los sistemas de control eléctrico en la solución de problemas de Automatización. Modifica, analiza, repara y documenta circuitos de control. Resuelve problemas prácticos basados en el uso de dispositivos utilizados para el control eléctrico de máquinas o sistemas.
- 3. A.-PARTE TEORICA Realizar tabla con toda la simbología utilizada en Circuitos de Control Semiautomáticos. Indicar en que consiste un contactor, sus partes principales, sus características técnicas y su función. http://www.slideshare.net/HUGOMORA5006/el-contactor?ref=http://www.electricidad- ibf.blogspot.com/ http://www.slideshare.net/federicoblanco2009/02-02-el-contactor?ref=http://www.electricidad-ibf.blogspot.com/ http://centros.edu.xunta.es/iesmanuelchamosolamas/electricidade/fotos/Automatismo.pdf http://guindo.pntic.mec.es/rarc0002/all/aut/dat/f.el.contactor.pdf Indicar en que consiste un protector térmico, sus partes principales, sus características técnicas y sus funciones http://www.maresa.com/pdf/01%20linea%20de%20control%20AEG/p%20113%20rel%C3%A9s%20t%C3%A9rmicos%20de%20sobrecarga.pdf Indicar claramente cómo se clasifican los contactores de acuerdo al consumo ha conectar, indicando características de estos para : Circuito de distribución Circuito de alumbrado Circuito de calefacción
- 4. Para un primario de transformador Para acoplamiento de contactores Para motor jaula de ardilla Para un motor de anillos Para cortocircuitar resistencias estatóricas Para resistencias retóricas. En qué consisten los seccionadores Protección contra los cortocircuitos En que consiste el disyuntor motor magnético En que consiste el disyuntor motor magneto térmico. Investigar todo lo referente a dispositivos de comando, como botoneras, pulsadores, interruptores final de carrera, presostatos, , en resumen todo lo que tenga relación con comando stop/start Investigar todo lo referente a indicadores visuales y auditivos. B.-PARTE PRÁCTICA Para cada circuito a desarrollar se deberán incluir los siguientes dibujos, diagramas, especificaciones, antecedentes y como ejemplo se incluyen los relacionados con el circuito inversor de marcha. 1.- Realizar diagrama, esquema de fuerza o de potencia.
- 5. Ejemplo : 2.- Realizar diagrama de control o esquema de maniobra Ejemplo : 3.- Simbología, ejemplos 4.- Dispositivos y Elementos utilizados
- 6. 5.-Cuadro eléctrico 6.- Circuito o sistema eléctrico, maquinaria de aplicación (cinta Transportadora)
- 7. 7.- Listado algunos circuitos a realizar . Partida directa de motor trifásico de inducción, con indicadores luminosos Comando de motor de 2 o mas puntos diferentes Circuito inversor de marcha Aplicación relé de tiempo Arranque duro o difícil Secuencia escalonada de tres motores Actuador estrella triangulo Motor de dos velocidades con enrolados independientes ( secuencia A-B-C) Motor de dos velocidades conexión Dhalander ( secuencia A-B-C) Motor de dos velocidades conexión Dhalander con inversión de giro Inversor actuador estrella triangulo Circuito inversor de marcha tecle-elevador deslizante Simulación de torre de agua , llenado y vaciado de estanque Aplicación autotransformador Aplicación resistencias retóricas Aplicación resistencias estatoricas Circuito libre, aplicación Conexión banco de condensadores
- 8. FASES EN EL DESARROLLO DE UN AUTOMATISMO La lógica cableada es una técnica de realización de equipos de automatismo en la que el tratamiento de datos se efectúa por medio de contactores auxiliares o relés de automatismo. Los contactores auxiliares y los relés de automatismo también suelen utilizarse de manera conjunta con autómatas programables. En este caso, los contactos auxiliares deben garantizar la fiabilidad de la conmutación de corrientes débiles, pocas decenas de mA, en ambientes frecuentemente agresivos (polvo, humedad...). El funcionamento de los equipos de lógica cableada se define mediante el esquema de cableado. ELEMENTOS BÁSICOS DE UN AUTOMATISMO
- 9. • Entrada (contactos) Interruptores Pulsadores Finales de carrera • Salida (receptores) Motores Lámparas Contactores y relés COMPONENTES EN UN AUTOMATISMO ELÉCTRICO Los componentes de un Automatismo la componen dos partes esenciales en una automatización industrial. Circuito de mando Circuito de control CIRCUITO DE MANDO Es el encargado de controlar el funcionamiento del contactor. Normalmente consta de elementos de mando (pulsadores, interruptores, etc. identificados con la primera letra con una S), elementos de protección, bobinas de contactores, temporizadores y contactos auxiliares. Este circuito está separado eléctricamente del circuito de potencia, es decir, que ambos circuitos pueden trabajar a tensiones diferentes, por ejemplo, el de potencia a 380 V de c.a. y el de mando a 220 V de CA. Representa el circuito auxiliar de control. Lo integran los siguientes elementos: Contactos auxiliares de mando y protección Circuitos y componentes de regulacion y control Equipos de medida Dispositivos de señalización Los componentes que encontramos en el circuito de mando son: • Pulsadores • Interruptores • Conmutadores • Detectores de posicion • Detectores de proximidad
- 10. • Detectores fotoelectricos • Contactores y reles Pulsador Elemento electromecánico de conexión y desconexión. Para activarlo hay que actuar sobre él, pero al eliminar la actuación, el pulsador se desactiva por sí mismo. Interruptor Elemento electromecánico de conexión y desconexión al que hay que accionar para activarlo y también para desactivarlo. Su nombre atendiendo a las normas es “pulsador con enclavamiento”. Conmutador Elemento electromecánico de conexión y desconexión, que tiene una posición de reposo y varias de accionamiento, pudiendo comportarse estas como interruptor o como pulsador. Detectores de posición
- 11. También llamados finales de carrera, son dispositivos electromecánicos de conmutación. Similares eléctricamente a los pulsadores, no son accionados manualmente por el operario, sino que lo hacen determinados elementos de las máquinas que controlan. Detectores de proximidad Los detectores de proximidad son interruptores estáticos (semiconductor) que realizan la conexión o desconexión de una carga (normalmente un contactor) por proximidad de ciertos materiales. Detectores fotoeléctricos Los detectores de proximidad necesitan que el objeto a detectar se encuentre relativamente próximo. Los detectores fotoeléctricos o fotocélulas, pueden detectar objetos de cualquier índole y a grandes distancias. Pueden ser: Según su disposición: • De barrera • De reflexión • De proximidad Según su funcionamiento: • Función “luz” • Función “sombra” CIRCUITO DE POTENCIA
- 12. Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor, calefacción, electrofreno, iluminación, etc.). Está compuesto por el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección (identificados con la letra F como pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relés magneto térmicos, etc.) y un interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estará dimensionado a la tensión e intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra el circuito de potencia del arranque directo de un motor trifásico. Representa el circuito encargado de alimentar los receptores de gran consumo. Lo integran los siguientes elementos: • Elemento para abrir o cerrar el circuito de potencia. • Elementos de protección • Receptores Los componentes que encontramos en el circuito de potencia son: Interruptores Seccionadores Fusibles Interruptores automáticos de protección Relé térmico Relé electromagnético Relé diferencial Contactores principales Receptores de gran consumo (motores) Interruptor circuito de potencia Elemento mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir la corriente del circuito en condiciones normales de servicio e incluso las de sobrecarga. Seccionador Seccionador: Elemento mecánico de conexión que, en la posición de abierto, Asegura una distancia específica, denominada de seccionamiento. • Soporta intensidades de empleo y breves de sobrecarga • Solo puede abrir a cerrar el circuito en vacío. Interruptor-Seccionador: Combina las características del interruptor con las del seccionador, pudiendo abrir, soportar y cerrar el circuito en carga, manteniendo en su posición de abierto, una distancia de seguridad
- 13. Elementos de protección Todo circuito debe estar protegido contra sobre intensidades (intensidad superior a la nominal). • Cortocircuitos: unión directa de dos o más puntos con distinta tensión. • Sobrecarga: aumento momentáneo de intensidad en un circuito sin defectos. La protección contra cortocircuitos se hace con: • Fusibles calibrados rápidos. • Interruptores automáticos de corte electromagnético. La protección contra sobrecargas se hace con: • Fusibles calibrados lentos. • Interruptores automáticos de corte térmico. Las combinaciones usadas son: • Fusibles: protegen contra cortocircuitos y sobrecargas de larga duración. • Fusible+Relé Térmico: protege contra cortocircuitos y contra sobrecargas. Se utiliza para la protección de motores • Interruptores automáticos Magneto térmicos Parte magnética protege contra cortocircuitos. Parte térmica protege contra sobrecargas. Fusible Elemento de protección para la línea y para los elementos conectados a ella contra sobrecargas y/o cortocircuitos. • En caso de intensidad excesiva, se funde la parte conductora del fusible, abre el circuito e impide el paso de la corriente. PRECAUCIONES: • Un motor nunca debe ir protegido solo con un fusible. • En caso de avería, primero hay que detectar y solucionar el problema y después, reponer el fusible.
- 14. Seccionador-fusible A veces los fusibles se montan sobre la parte móvil de un seccionador. Los propios fusibles abren o cierran los contactos. Relés de protección Relé térmico: detecta una sobreintensidad debido al aumento de temperatura que hará que unas láminas bimetálicas se curven y se active el disparador del contacto asociado. Protege contra: • Sobrecargas • Arranques demasiado lentos • Agarrotamiento • Ciclos arranque-paro frecuentes Reposición manual. Relé electromagnético: detecta una sobreintensidad debido al aumento del campo magnético inducido por dicha corriente, haciendo que se dispare el contacto asociado. • Protege contra cortocircuitos. • Si se utiliza para proteger motores, debe soportar el pico de corriente en el arranque. • Se suele utilizar en conjunción con un térmico Relé magnetotérmico: Combina las acciones de los relés térmicos y electromagnéticos. Protege contra sobrecargas y contra cortocircuitos . Disyuntor: se trata de un relé magnetotérmico con un interruptor. • Se utiliza para la protección de motores de pequeña potencia (Guarda motores). CONTACTOR Según la norma DIN (0660/52), el contactor “es un interruptor mandado a distancia que vuelve a la posición de reposo cuando la fuerza de accionamiento deja de actuar sobre él”. El
- 15. contactor se utiliza para la conexión de elementos de potencia y nos permitirá la automatización de nuestras maniobras. Básicamente es un interruptor trifásico que en lugar de accionarlo manualmente lo podemos hacer a distancia, con menor esfuerzo físico y mayor seguridad a través de una bobina. Debe ser capaz de establecer, soportar e interrumpir la corriente que circula por el circuito en condiciones normales de funcionamiento. Debe soportar las condiciones de sobrecarga de servicio (arranque de motores), pero no otras (cortociruitos). CONTACTOS ELÉCTRICOS Los contactos eléctricos son los elementos de mando que conectarán o desconectarán a nuestros receptores (bobinas, luces, motores, etc.). Dichos contactos están alojados en las cámaras de contactos y son accionados por diversos sistemas, p.e. pulsadores, interruptores, relés, etc. En cada cámara de contactos pueden haber uno o varios contactos. Básicamente existen dos tipos de contactos: El N.A. no deja pasar la corriente hasta que no es accionado. El N.C. sí deja pasar la corriente hasta que es accionado que la corta. Ambos contactos vuelven a la posición inicial una vez a finalizado el accionamiento. Para diferenciar el tipo de contacto en la cámara se utiliza una numeración compuesta por dos dígitos que sigue las siguientes reglas: Primera cifra: Número de orden en la cámara de contacto Segunda cifra:
- 16. 1 ó 2: N.C. 3 ó 4: N.A 5 ó 6: especial N.C. 7 ó 8: especial N.A. Ejemplo: Por contactos especiales se entienden los que pertenecen a dispositivos de protección (relés térmicos, etc.), a temporizadores y a contactos solapados. Un contactor está formado por las siguientes partes: Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor, calefacción, electrofreno, iluminación, etc.). Está compuesto por el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección (identificados con la letra F como pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relés magnetotérmicos, etc.) y un interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estará dimensionado a la tensión e intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra el circuito de potencia del arranque directo de un motor trifásico. Constitución de un contactor Electroimán: elemento motor del contactor
- 17. • Circuito magnético: parte móvil + fija. • Bobina: diferente configuración para C.C. y para C.A. (anillo de desfase). Polos: elementos encargados de establecer e interrumpir la corriente del circuito de potencia. • Según su número pueden ser bipolar, tripolar o tetrapolar. Contactos auxiliares: se utilizan en el circuito de mando y para señalización. Instantáneos: NC, NA o una combinación de ambos. Temporizados. Tipos de contactores Principales: disponen de contactos de potencia (polos). A veces incluyen algunos contactos auxiliares. Si es necesario, se les pueden acoplar bloque de contactos auxiliares. Auxiliares: solo disponen de contactos de pequeña potencia, utilizados en los circuitos de mando y señalización. Puede aumentarse el número de contactos auxiliares de un contactor, mediante el acoplamiento de bloques de contactos auxiliares. Sus contactos cambian simultáneamente con los del propio contactor Elección de un contactor Se deben tener en cuenta las siguientes características: • Tensión nominal de empleo (Un) • Intensidad nominal de empleo (In) • Condiciones particulares del circuito de carga Categorías de empleo: • Circuito resistivo • Circuito inductivo • Motores Durabilidad • Número de maniobras • Robustez • Categoría de empleo CATEGORIAS DE EMPLEO EN CA
- 18. Relación entre contactos auxiliares Los contactos son accionados por un vástago. Estos conmutan según el vástago avanza o retrocede. Pueden ser: • Normales (en algún instante están todos abiertos). Primero abren los NC Después se cierran los NA • Especiales Adelantados: cambian su posición antes que los normales. Retrasados: cambian su posición después que los normales. Solapados: contacto conmutado donde el NA es adelantado y el NC es retrasado TEMPORIZADORES
- 19. Los temporizadores son unos relés que cambian sus contactos en función del tiempo. Básicamente son de dos tipos: Los contactos asociados se abren o se cierran un tiempo después del cambio de estado de su órgano de mando. Retardo a la conexión (al trabajo) Temporizador a la conexión: cuando conectamos la bobina, y la mantengamos así, los contactos cambiarán pasado el tiempo que tengan programado. Una vez desconectada estos vuelven inmediatamente a su posición de reposo • Activación: los contactos basculan después del tiempo regulado. • Desactivación: los contactos vuelven instantáneamente a la posición de reposo. Retardo a la desconexión (al reposo) Temporizador a la desconexión: al activar la bobina los contactos cambian inmediatamente y es al desconectarla cuando temporizan, pasado el tiempo programado retornan a reposo • Activación: los contactos basculan instantáneamente. • Desactivación: Los contactos vuelven a la posición de reposo tras el tiempo regulado. ELEMENTOS DE SALIDA Y SEÑALIZACION Señalización Objetivo: Conocer el estado de la máquina (automatismo) y facilitar las tareas de mantenimiento. Señalización óptica • Receptores Situación de parada Situación de marcha, sentido
- 20. Situación de mal funcionamiento • Red general de alimentación Una lámpara por fase antes del interruptor general Voltímetro: uno solo + conmutador entre fases Amperímetro: para I>5A se utilizan transformadores Señalización óptica y acústica • Se suele añadir una sola bocina para indicar cualquier situación de mal funcionamiento. • Se suele disponer de un pulsador de “enterado”, que apaga la acústica, pero mantiene la óptica. Características del circuito de señalización La alimentación debe ser distinta a la del circuito de mando Se debe prever un circuito de prueba de lámparas Se debe evitar poner lámparas en paralelo con las bobinas de los contactores para indicar su activación • En la activación/desactivación de la bobina se genera un pico de tensión que provoca que la lámpara se funda rápidamente. • Cualquier problema asociado a la lámpara, podría afectar al circuito de mando. Colores normalizados para señalización Pulsadores luminosos • Rojo (no se recomienda): Indicará situación de PARO o fuera de tensión • Verde: Situación de MARCHA. Funcionamiento en ciclo de trabajo • Amarillo: ATENCIÓN. Puede utilizarse para evitar condiciones peligrosas. Ej: Exceso de temperatura • Blanco: CONFIRMACIÓN. Situación de marcha especial. Ej.: Funcionamiento fuera del ciclo de trabajo • Azul: Cualquier función no prevista en las anteriores Lámparas • Rojo: PELIGRO. ALARMA. Cualquier situación de mal funcionamiento y/o que requiera atención inmediata. • Verde: Funcionamiento correcto. Máquina bajo tensión • Amarillo: ATENCIÓN. PRECAUCIÓN. Cambio inmediato de condiciones en un ciclo automático. • Blanco o Azul: Otros usos no especificados Salidas
- 21. Son los elementos finales del circuito. • Convierten la energía eléctrica en otra forma de energía. Mecánica: motores, electroválvulas,... Luz: lámparas. Sonido: timbre, sirena,.. Documentación técnica La documentación técnica que acompaña a un proyecto de automatización, debe aportar información para el montaje, funcionamiento y mantenimiento del sistema. Debe incluir los siguientes documentos: • Plano de instalación: trabajos preliminares (alimentación, conducciones, etc.) • Diagrama de bloques o esquema funcional: explica los principios de funcionamiento del sistema. • Esquema de circuitos: conexionado de los distintos elementos o componentes. • Diagramas y tablas: aclara el funcionamiento de determinados circuitos o componentes (conmutadores, temporizadores, etc.) • Plano de conexiones: situación física de los elementos y conexiones entre ellos (información para el montaje por personal no cualificado). • Planos de mecanizado y serigrafiado. Esta información se complementa con: • Instrucciones de montaje y puesta en marcha • Instrucciones de mantenimiento • Listado de materiales Esquema de circuitos Representación según el número de elementos • Unifilar: un solo elemento por componente Se utiliza en planos generales • Multifilar: representa todos los elementos de cada componente. Es el más utilizado Representación según el emplazamiento de los contactos respecto de cada componente. Representación conjunta : Es más fácil ver la función de cada elemento, pero más difícil de entender el conjunto. No se usa, ya que es complicado de seguir
- 22. Representación desarrollada Se representan por separado el esquema de potencia y el de mando - Todos los elementos de un mismo componente, llevan la misma identificación . Es el más utilizado Identificación de componentes Marcado de bornes Borne es la parte conductora de un elemento a la que se puede fijar un cable de conexión (conductor), generalmente por medio de un tornillo. La numeración de bornes permite: Realizar un cableado correcto Conocer el tipo de elemento (potencia, mando) Conocer el tipo de contacto (NA, NC) Conocer la función desarrollada (temporizado, protección,...)
- 23. Normas generales de marcado La identificación se hace con letras latinas mayúsculas y número arábigos. La identificación de bornes de impedancias será alfanumérica (A1, A2,...). La identificación de bornes de contactos será numérica (11, 12,...) Si hay que distinguir entre entrada y salida, el borne de entrada tendrá el número menor (11: entrada, 12:salida). Los elementos simples se identifican con números consecutivos, siendo el menor impar Las marcas de los bornes puestas sobre los elementos deben ser únicas. SIMBOLOGIA IEC
- 25. IDENTIFICACIÓN DE BORNES Se deben separar las bornes de conexión en al menos dos grupos; uno para los circuitos de control y otro grupo para los circuitos de potencia. Cada grupo de bornes (denominado regletero) se identificará con un código alfanumérico cuya primera letra siempre será X (X1, X2, X3,...). Circuito de control • En cada grupo de bornes, la numeración es creciente de izquierda a derecha y desde 1hasta 'n'. Regletero X1: nº de bornes = 1,2,3,4,5,6,7,8,..n Circuito de potencia • Se utiliza el siguiente referenciado: • Alimentación tetrapolar: L1 - L2 - L3 - N - PE (3 fases, neutro y tierra) • Alimentación tripolar: L1 - L2 - L3 - PE (3 fases y tierra) • Alimentación monofásica simple: L - N - PE (fase, neutro y tierra) • Alimentación monofásica compuesta: L1 - L2 - PE (2 fases y tierra) • Salidas a motores trifásicos: U - V - W - (PE)* ó K - L - M - (PE)* • Salidas a motores monofásicos: U - V - (PE)* ó K - L - (PE)* • Salidas a resistencias: A - B - C, etc. (PE) solo si es necesaria
- 26. Ejemplo: • Regletero X1: nº de bornes = L1-L2-L3-N-PE-U1-V1-W1-U2-V2-W2-U3-V3-W3-U4-V4.... Representación del esquema de los circuitos Se admiten dos tipos de representación de los esquemas de los circuitos: UNIFILAR Y DESARROLLADO Cada uno de ellos tiene un cometido distinto en función de lo que se requiere expresar: Esquema unifilar El esquema unifilar o simplificado se utiliza muy poco para la representación de equipos eléctricos con automatismos por su pérdida de detalle al simplificar los hilos de conexión agrupándolos por grupos de fases, viéndose relegado este tipo de esquemas a la representación de circuitos únicamente de distribución o con muy poca automatización en documentos en los que no sea necesario expresar el detalle de las conexiones. Todos los órganos que constituyen un aparato se representan los unos cerca de los otros, tal como se implantan físicamente, para fomentar una visión globalizada del equipo. El esquema unifilar no permite la ejecución del cableado. Debemos recordar que las normativas internacionales obligan a todos los fabricantes de equipos eléctricos a facilitar con el equipo todos los esquemas necesarios para su mantenimiento y reparación, con el máximo detalle posible para no generar errores o confusiones en estas tareas por lo que se recomienda el uso de esquemas desarrollados. Esquema desarrollado Este tipo de esquemas es explicativo y permite comprender el funcionamiento detallado del equipo, ejecutar el cableado y facilitar su reparación. Mediante el uso de símbolos, este esquema representa un equipo con las conexiones eléctricas y otros enlaces que intervienen en su funcionamiento. Los órganos que constituyen un aparato no se representan los unos cerca de los otros, (tal como se implantarían físicamente), sino que se separan y sitúan de tal modo que faciliten la comprensión del funcionamiento. Salvo excepción, el esquema no debe contener trazos de unión entre elementos constituyentes del mismo aparato (para que no se confundan con conexiones eléctricas) y cuando sea estrictamente necesaria su representación, se hará con una línea fina de trazo discontinuo. Se hace referencia a cada elemento por medio de la identificación de cada aparato, lo que permite definir su tipo de interacción. Por ejemplo, cuando se alimenta el circuito de la
- 27. bobina del contactor KM2, se abre el contacto de apertura correspondiente 21-22 representado en otro punto del esquema y referenciado también con las mismas siglas KM2. Sistema de identificación de los elementos en esquemas desarrollados Todos los equipos que componen un equipo de automatismos se identifican mediante una letra (excepcionalmente dos) que identifica su función tomadas de la siguiente tabla seguida de un número: Ejemplo: - 1 solo contactor de motor = KM1 - Varios contactores similares (para motor) = KM1, KM2, KM3, etc. ARRANQUE DE MOTORES En el motor de “jaula de ardilla”, el giro del motor se produce por la interacción entre el campo magnético del estator (giratorio) y el inducido en los bobinados de rotor (espiras en cortocircuito). Se conocen como motores asíncronos, ya que la velocidad de sincronismo no se alcanza nunca. • f: frecuencia de red • p: nº de pares de polos ECUACIONES PRINCIPALES ARRANQUE DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS
- 28. Durante la puesta en tensión de un motor, la corriente solicitada es considerable y puede provocar una caída de tensión que afecte al funcionamiento de los receptores, especialmente en caso de insuficiencia de la sección de la línea de alimentación. En ocasiones, la caída puede llegar a ser perceptible en los aparatos de alumbrado. Para poner remedio a estos inconvenientes, ciertos reglamentos sectoriales prohíben el uso de motores de arranque directo que superen cierta potencia. Otros se limitan a imponer la relación entre la corriente de arranque y la nominal en base a la potencia de los motores. Los motores de jaula son los únicos que pueden acoplarse directamente a la red por medio de un equipo simple. En este tipo de motores, cuya frecuencia es constante, la reducción de la punta de corriente conlleva de manera automática una fuerte reducción del par ARRANQUE DIRECTO Se trata del modo de arranque más sencillo en el que el estator se acopla directamente a la red. El motor se basa en sus características naturales para arrancar En el momento de la puesta bajo tensión, el motor actúa como un transformador cuyo secundario, formado por la jaula muy poco resistente del rotor, está en cortocircuito. La corriente inducida en el rotor es importante. La corriente primaria y la segundaria son prácticamente proporcionales. Por tanto, se obtiene una punta de corriente importante en la red: I arranque = 5 a 8 l nominal. El par de arranque medio es: C arranque = 0,5 a 1,5 C nominal. A pesar de las ventajas que conlleva (sencillez del equipo, elevado par de arranque, arranque rápido, bajo coste), sólo es posible utilizar el arranque directo en los siguientes casos: – la potencia del motor es débil con respecto a la de la red, para limitar las perturbaciones que provoca la corriente solicitada, – la máquina accionada no requiere un aumento progresivo de velocidad y dispone de un dispositivo mecánico (por ejemplo, un reductor) que impide el arranque brusco, – el par de arranque debe ser elevado. Por el contrario, siempre que: – la caída de tensión provocada por la corriente solicitada pueda perturbar el buen funcionamiento de otros aparatos conectados a la misma línea, – la máquina accionada no pueda admitir sacudidas mecánicas, La variación de la tensión de alimentación tiene las siguientes consecuencias: – la corriente de arranque varía proporcionalmente a la tensión de alimentación, – el par de arranque varía proporcionalmente al cuadrado de la tensión de alimentación. TIPOS DE ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA Estrella – triángulo • El motor se arranca en dos fases reduciendo la tensión de los bobinados
- 29. • La corriente de arranque se reduce a 2 veces In Estrella – Triángulo/Resistencias – Triángulo • Añade al arranque estrella-triángulo un paso intermedio haciendo una conexión en triángulo, con una resistencia en serie con los bobinados de cada fase. Mediante autotransformador • El motor arranca en dos o más etapas o de manera continua a través de un autotransformador. • Mediante resistencias estatóricas • Similar al arranque con autotransformador, el motor se conecta en dos o más etapas conectando una Resistencia en serie con cada bobinado del estátor. Mediante resistencias rotóricas • Requiere un motor de rotor bobinado (más caro) • Intercalando resistencias con el rotor, se puede desplazar el par máximo a velocidades bajas. Arrancadores estáticos (electrónicos) • La tensión aplicada al motor se controla variando el ángulo de disparo de unos SCR conectados en serie con cada bobinado del estator ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO Es el arranque más utilizado por su sencillez, precio y prestaciones. Sólo es posible utilizar este modo de arranque en motores en los que las dos extremidades de cada uno de los tres devanados estatóricos vuelvan a la placa de bornas. Por otra parte, el bobinado debe realizarse de manera que el acoplamiento en triángulo corresponda con la tensión de la red: por ejemplo, en el caso de una red trifásica de 380 V, es preciso utilizar un motor bobinado a 220V en triángulo y 380 V en estrella. El principio consiste en arrancar el motor acoplando los devanados en estrella a la tensión de la red, lo que equivale a dividir la tensión nominal del motor en estrella por 3 (en el ejemplo anterior, la tensión de la red 380 V = 660 V / 3). La punta de corriente durante el arranque se reduce en :Id ��1,5 a 2,6 In La velocidad del motor se estabiliza cuando se equilibran el par del motor y el par resistente, normalmente entre el 75 y 85% de la velocidad nominal. En ese momento, los devanados se acoplan en triángulo y el motor rinde según sus características naturales. Un temporizador se encarga de controlar la transición del acoplamiento en estrella al acoplamiento en triángulo. El cierre del contactor de triángulo se produce con un retardo de 30 a 50 milisegundos tras la apertura del contactor de estrella, lo que evita un cortocircuito entre fases al no poder encontrarse ambos cerrados al mismo tiempo.
- 30. El arranque estrella-triángulo es apropiado para las máquinas cuyo par resistente es débil o que arrancan en vacío. Dependiendo del régimen transitorio en el momento del acoplamiento en triángulo, puede ser necesario utilizar una variante que limite los fenómenos transitorios cuando se supera cierta potencia: • temporización de 1 a 2 segundos al paso estrella-triángulo
- 55. 8.- De la evaluación Esta se realizara semanalmente, mediante control de avances, tanto en diseño como en mantención . Uso de simbologia adecuada Presentación estética y cableado , uso de normas en relación al código de colores Calibración de protecciones Dominio de la actividad, normas de seguridad, organización de grupo Capacidad en la solución de fallas. Pruebas y funcionamiento del sistema Maquetas Evaluación de Aprendizajes Organización del trabajo Usos de catálogos técnicos Simbología de los componentes Interpretación de planos y proyectos Selección de los componentes Armado de tableros Lectura de planos Armado de circuitos básicos de fuerza y control Montaje de tableros Usos de los instrumentos Cableado de tableros Simulaciones Aplicación de Normas de higiene y seguridad Técnicas de montaje Cotización de componentes Pruebas de funcionamiento Cálculo de secciones y protecciones Aplicación de normativas Redacción de informes técnicos Detección de fallas Solución de fallas a problemas presentados Cambio de componentes Conocimiento de la normativa eléctrica e higiene y seguridad Solicitud de materiales HUGO MORA TRONCOSO 1 2 3 4 5 6 7