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PRÁCTICA 4 Arranque de motor trifásico y monofásico Introducción L La siguiente práctica explica el funcionamiento de arranque, parada y cambio de sentido de giro de un motor monofásico y trifásico mediante electricidad cableada mediante llaves, contactores, protector de motor y protección térmica a través de un diagrama paralelo de conexión en estrella para conectar un motor trifásico de 9 puntos fabricado en el taller de máquinas eléctricas de la Universidad Politécnica de Tlaxcala desarrollo MARCO TEÓRICO. En este trabajo se analiza la construcción del control de parada, arranque y cambio de dirección entre un motor trifásico y un motor monofásico formado por los siguientes elementos: Pegatina con imán térmico: Un interruptor de imán térmico, un interruptor termomagnético o una llave térmica es un dispositivo que puede interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando supera ciertos valores máximos. Su acción se basa en dos efectos provocados por la circulación de corriente en el circuito: magnético y térmico (efecto Joule). Por lo tanto, el dispositivo consta de dos partes, un electroimán y una película bimetálica, que están conectadas en serie y a través de las cuales fluye la corriente a los flujos de carga. No debe confundirse con un disyuntor de corriente residual. Al igual que los fusibles, los disyuntores magnetotérmicos protegen el sistema de sobrecargas y cortocircuitos. 1. Quédate con el imán térmico Contactor: Un contactor es un componente electromecánico que tiene como objetivo establecer o desconectar un circuito eléctrico o un circuito de control tan pronto como se da voltaje a la bobina (en el caso de los contactores de corriente). Un contactor es un dispositivo con la capacidad de apagar la corriente eléctrica de un receptor o dispositivo, con posibilidad de operación remota, que tiene dos posiciones de trabajo: un interruptor de encendido y otro de apagado cuando no recibe ninguna acción del circuito de control, y otro inestable cuando dicha acción funciona. Este tipo de operación se denomina "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología viene determinada por las letras KM, seguidas del número de pedido. 1 2. Contactor Son constructivamente similares a los relés y ambos permiten el control manual o automático de todo tipo de circuitos, ya sea de forma local o remota. Sin embargo, difieren en la misión que cumple cada uno: los relés controlan corrientes de bajo valor como circuitos de alarma visuales o audibles, alimentación de contactores, etc.; Los contactores se utilizan como interruptores electromagnéticos para conectar y desconectar iluminación potente y de alto voltaje, así como circuitos de accionamiento. Disyuntor diferencial: El propósito del diferencial es evitar que una persona que toca el conductor del dispositivo muera por la corriente eléctrica conduciendo electricidad a través de su cuerpo; Por lo tanto, es un componente clave de cualquier instalación eléctrica que garantice la seguridad de las personas que la utilizan. Los diferenciales se basan en un principio muy simple, y es que la corriente que entra por uno de los cables de un circuito eléctrico es igual a la corriente que entra por el otro, como se muestra en el siguiente diagrama: En el diferencial hay un toroidal, que se encarga de la monitorización constante de las corrientes de entrada y salida. Por lo tanto, si estas corrientes no tienen el mismo valor, se desvían de algún lugar directamente al suelo (preferiblemente a través de una persona que tocó una parte de la carga mal aislada) y, como medida de seguridad, el interruptor se abre, interrumpiendo así la corriente. La siguiente figura representaría un ejemplo de este tipo: 3. Disyuntor de corriente restanteMotor eléctrico trifásico: Es una máquina eléctrica rotativa que puede convertir la energía eléctrica trifásica suministrada en energía mecánica. La electricidad trifásica provoca la rotación de campos magnéticos en el devanado del estator (o en una parte fija del motor). Los motores eléctricos trifásicos se fabrican en una amplia variedad de potencias, desde caballos de fuerza hasta varios miles de caballos de fuerza (HP), están diseñados para prácticamente todos los voltajes y frecuencias estandarizados (50 y 60 Hz) y, muy a menudo, están equipados para funcionar a dos voltajes nominales diferentes. Se utilizan para accionar máquinas herramienta, bombas, carretillas elevadoras, ventiladores, grúas, máquinas aéreas, sopladores, etc. Cuando la corriente pasa a través de los devanados de tres fases del motor, un campo magnético emana en el estator, induciendo corriente en las varillas del rotor. Esta corriente provoca un flujo, que, al reaccionar con la corriente del campo magnético del estator, provocará un paramotor que pondrá en movimiento el rotor. Este movimiento es continuo debido a los continuos cambios en la corriente alterna trifásica. 2 Solo hay que tener en cuenta que el rotor no puede ir a la misma velocidad que el campo magnético giratorio. Esto se debe a que recibe impulsos del campo en todo momento, pero cuando el empuje se detiene, el rotor se queda atrás. Este fenómeno se llama deslizamiento. Después de este momento, vendrá un nuevo empujón y una nueva diapositiva, y así sucesivamente. De esta manera, es comprensible que el rotor nunca logre alcanzar la misma velocidad de un campo magnético giratorio. Por lo tanto, se denomina asíncrono o asincrónico. El deslizamiento puede ser mayor a medida que aumenta la carga del motor, pero es lógico reducir la velocidad en una proporción mayor. Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, que establece que si el conductor a través del cual fluye la corriente eléctrica está en la acción de un campo magnético, tiende a ser perpendicular a las líneas de acción del campo magnético. El conductor suele actuar como electroimán debido a la corriente eléctrica que circula a través de él, adquiriendo propiedades magnéticas que, al interactuar con los polos situados en el estator, provocan un movimiento circular que se observa en el rotor del motor. Partiendo del hecho de que cuando la corriente pasa a través del conductor, produce un campo magnético, además, si se coloca en la acción de un campo magnético fuerte, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor se mueva, produciendo así energía mecánica. Esta energía se transmite al mundo exterior mediante un dispositivo llamado flecha. 4. Motor trifásico Motor monofásico: Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su excelente uso en electrodomésticos, un área muy amplia en su ámbito de aplicación, a la que se suma la motorización, la industria en general y las pequeñas máquinas herramienta . Este tipo de motor tiene la peculiaridad de que puede trabajar con redes monofásicas, lo que lo hace imprescindible en uso doméstico. Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes: Motores con bobinado de arranque auxiliar Motores de manguito de cortocircuito Motores universales Los motores monofásicos, cuyo devanado está conectado a una fase de la red, generan solo corriente alterna constante Direcciónque no puede hacer que el rotor gire. Puede encenderse sobre sí mismo cuando adquiere velocidad. 5. Motor monofásico FUNCIONAMIENTO DE LOS CIRCUITOS. 3 Los motores eléctricos trifásicos asíncronos, fabricados de acuerdo con los estándares estadounidenses por la Asociación Nacional de Fabricantes de Energía (NEMA), suelen tener 9 terminales. Están diseñados para dos voltajes con una relación de 2 a 1. Ejemplo: 230/460 voltios. · Y dos tipos de enlaces; «Conexiones de tipo Delta» o «Asociaciones de tipo STAR», · Cada tipo se puede conectar a baja tensión (paralelo) y/o a alta tensión (serie) Si comprobamos la continuidad, identificamos el tipo de conexión, en el Delta tendremos3 grupos de 3 terminales cada uno, en Estrella tendríamos 1 grupo de 3 terminales y 3 grupos de 2 terminales cada uno A baja potencia (hasta 40 CV), las conexiones más utilizadas son Star Series para alta tensión y Double Star (estrellas paralelas) para baja tensión. Diagrama de conexión en estrella para motor de 9 terminales A potencias más altas, se utilizan conexiones de la serie Delta para alta tensión y doble delta (delta paralelo) a baja tensión. 4 Diagrama de conexión delta para motor de 9 terminales Algunos diagramas de cableado tienen tablas que nos guían diciéndonos qué terminales están agrupados. El diagrama de conexión tiene esta función que nos lleva a conectar el motor, mientras que los diagramas interpretativos tienen la función de facilitar la lectura y comprensión de la relación entre los elementos de un circuito. IMPLANTE HECHO. En el Laboratorio de Máquinas Eléctricas, nos dimos a la tarea de realizar físicamente la práctica destacada en la información anterior. La aplicación de la práctica estuvo garantizada por: Materiales: 30 metros de cable blanco de 16 vías (AWG). 1 cinta aislante. 1 enchufe monofásico. 5 Herramientas: 1 pinza eléctrica número 9. 2 destornilladores planos de 1/4". 1 destornillador plano con punta de estrella. 1 juego de destornilladores. 1 taza de té. Componentes eléctricos: 1 botón de pulsación N/O 1 pulsador N/C 1 interruptor termomagnético 1 protección magnética o de motor 1 x contactor trifásico 1 enchufe trifásico Para arrancar un motor trifásico, primero hacemos un circuito de alimentación colocando y cableando los componentes eléctricos con un cable de 16 pistas en el siguiente orden: Enchufe trifásico Interruptor termomagnético Soporte del motor Contactor trifásico Salida al motor A continuación, el circuito de control se realizó utilizando los botones N/O, N/C, el contactor N/O condicional y la activación de la bobina del contactor de la siguiente manera: 6. Circuito de control de motor trifásico 6 Por último, antes de conectar todo el circuito al motor, hacemos un pequeño diagrama con las puntas de las bobinas del motor para configurarlo en funcionamiento en modo de baja tensión con un trifásico de 230v, que es el siguiente esquema: 7. Circuito de motor trifásico de baja tensión La ronda final fue la siguiente: 8. Motor monofásico de circuito de baja tensión El objetivo de la segunda práctica era invertir la rotación en el momento de arrancar el motor trifásico, el circuito fabricado anteriormente seguía siendo el mismo, salvo que para poder invertir la rotación del motor, es necesario cambiar la ubicación de dos de las tres líneas o fases con las que se alimenta el motor. La modificación que se realizó fue en las etapas 1 y 3, quedando el nuevo circuito de la siguiente manera: Las mediciones se realizan con un amperímetro de gancho a las fases que alimentan el motor trifásico, donde el consumo debe ser un tercio del consumo indicado por la placa de datos del motor: 7 9. Placa de motor trifásico de voltios y ores. 10. Corriente medida, motor trifásico en funcionamiento. La tercera práctica consistió en arrancar un motor monofásico, para lo cual se eliminaron 3 fases que se usaban para alimentar el motor trifásico en el circuito de potencia implementado anteriormente, y solo se usaron dos líneas correspondientes a fase y neutro para accionar un motor monofásico, y el circuito de control se mantuvo exactamente igual. En cuanto al motor, se realizó la siguiente configuración en las puntas del motor para que el modo de funcionamiento del motor a baja tensión fuera a 127v. 11. Motor monofásico de circuito de baja tensión El circuito final para arrancar un motor monofásico era el siguiente: 8 12. Circuito final del arrancador de motor monofásico La cuarta y última práctica fue cambiar la rotación de un motor monofásico, para lo cual cambiamos las puntas de un motor monofásico: 13. Circuito de transmisión giroscópica de motor monofásico La ronda final de la cuarta práctica para cambiar la rotación de un motor monofásico es la siguiente: 14. Circuito de engranajes giroscópicos de motor monofásico 9
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