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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE QUITO

CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA/MECÁNICA

TEMA: TEMA DE LA PRÁCTICA.

AUTORES: JIMMY GARCÍA FAVIO SILVA

DOCENTE: ANDRÉS CALERO

Fecha de realización de la práctica: 25 de octubre del 2017 Fecha de entrega del informe: 1 noviembre del 2017

RESUMEN En el siguiente informe se va a explicar sobre cómo se llevaron a cabo los circuitos de fuerza y de control de

la inversión de giro y la conexión estrella-triangulo de los motores trifásicos

asincrónicos teniendo en cuenta las características y funcionalidad de los mismos sobre todo porque es importante conocer de estos motores para la implementación en la industria de acuerdo a nuestras necesidades de diseño. Se implementaron 3 circuitos, el primero consiste en la inversión de giro del rotor del motor eléctrico, esto se logró cambiando dos de las tres fases de alimenta energéticamente al motor; este circuito cuenta con un pulsador de paro NC que cumple con la función de desconectar la energía que circula por el circuito de manera que podamos arrancar el motor con el rotor girando en sentido opuesto al anterior, el circuito de control es muy limitado y poco automatizado. En el segundo circuito, el circuito de control es muy parecido ya que su función principal es la de cambiar de giro al rotor, con la diferencia de que no hay que desconectar la energía que pasa por los elementos del circuito para poder cambiar de giro al rotor, sino que se cuenta con 2 contactores de modo que se puede activar solo uno de los dos con la ayuda de los contactos auxiliares a estas bobinas. En el circuito número 3 se estudia e implementa el arranque estrella triangulo

de modo que se pueda reducir la corriente de arranque , el mismo que se

compone por 3 contactores, uno de ellos para el paso o interrupción general de la corriente y los otros dos permiten la activación en estrella para que finalmente se conecte en triangulo con la intensidad, tensión y momento de par nominal que necesita el motor .

ABSTRACT In the following report, we will explain how the power and control circuits of the reversal of rotation and the star-triangle connection of three-phase asynchronous motors were carried out taking into account the characteristics and functionality of the same, mainly because It is important to know about these engines for the implementation in the industry according to our design needs. 3 circuits were implemented, the first consists in the reversal of rotation of the electric motor rotor, this was achieved by changing two of the three phases of power supply to the motor; this circuit has a NC stop button that fulfills the function of disconnecting the energy circulating in the circuit so that we can start the motor with the rotor turning in the opposite direction to the previous one, the control circuit is very limited and not very automated . In the second circuit, the control circuit is very similar since its main function is to change the rotation to the rotor, with the difference that you do not have to disconnect the energy that passes through the elements of the circuit to change the rotation to the rotor, but it has 2 contactors so that you can activate only one of the two with the help of the auxiliary contacts to these coils. In circuit number 3, the triangle star start is studied and implemented so that the starting current can be reduced, which consists of 3 contactors, one of them for the passage or general interruption of the current and the other two allow the activation in star so that finally it is connected in triangle with the intensity, tension and moment of nominal torque that the motor needs.

INTRODUCCIÓN En la presente practica se va a implementar circuitos de control y de fuerza para cambiar el giro del rotor y el arranque estrella triangulo para motores trifásicos de inducción con la finalidad de comprender, conocer y analizar el procedimiento para la implementación de los mismos así como la funcionalidad de los elementos del circuito de manera que el estudiante adquiera la destreza de saber de cómo y cuándo se deben utilizar estos circuitos en la industria, dependiendo de las necesidades que se tenga de modo que se pueda solucionar un problema. En los circuitos de mando y control se tiene elementos de protección, contactores principales contactos secundarios, lámparas de señalización, además un motor trifásico de inducción el cual va a ser encendido en los 3 casos, en la lámina 6 se tiene un arranque directo con inversión de giro del rotor, el mismo que está controlada por dos bobinas de manera que solo se puede cambiar el sentido de giro del rotor mediante un pulsador de paro ya que no pueden estar encendidos a la misma vez. En la lámina 7 se arma el circuito de control de manera que el motor trifásico de inducción tenga un arranque directo y que la inversión de giro se produzca al activar un pulsador conmutado con una bobina y contacots auxiliares y se encienda el motor por consiguiente se activa un segundo pulsador y se activa la segundo bobina con sus contactos principales con dos de las 3 fases de línea cambiadas de manera que se apaga la primera bobina por medio de los contactos auxiliares a la segunda bobina y el sentido de giro del rotor cambie. En la lámina 8 se implementa un circuito estrella- triangulo el procedimiento es activar la conexión en estrella al motor para reducir la tensión al momento del arranque, seguido a eso se debe conectar el motor en delta cuando el motor se estabilice y funcione a su intensidad nominal y a la potencia requerida.

1. Tema de la Práctica Inversión de giro y arranque estrella triangulo 2. Objetivos Generales y Específicos Objetivo General Conocer el principio de funcionamiento del arranque estrella/ triangulo y el inversor de giro de los motores trifásicos de inducción. Objetivos Específicos 

Realizar prácticas para inversión de giro de un motor trifásico, así como un arrancador λ estrella / triángulo Δ.



Analizar la funcionalidad del arranque estrella/ triangulo de manera que se pueda saber los beneficios de este método y su aplicación en la industria.

3. Marco Teórico “La inversión de giro de motores eléctricos tiene aplicación en automatismos eléctricos y lo podemos utilizar para el motor de una cinta transportadora de una carpintería, en ascensores y en donde la situación lo requiera” (UPS, 2008). El principio de funcionamiento para que se dé la inversión de giro es la siguiente: “El sentido de giro del rotor cambia, debido a que teóricamente al invertir 2 de 3 líneas de alimentación R S T, el flujo que crea el campo magnético en el estator modifica su sentido de rotación, teniendo como consecuencia el cambio de giro del rotor” (UPS, 2008).

Recuperado de folleto de seguimiento UPS 1

“

Otra aplicación muy usada en los motores trifásicos es la de arranque ( λ ) estrella /

triángulo (Δ); esta manera de arrancar o hacer funcionar a los motores se da por cuanto al arrancar de forma directa un motor, la intensidad de arranque en ese momento es de 5 a 7 veces mayor que a plena carga. Por esta razón cuando los motores tienen potencias grandes, es necesario buscar algún método para reducir esa corriente de pico. A estos procedimientos se los llaman indirectos y entre ellos se encuentra el arranque estrella (λ) / triángulo (Δ), entre otros.” (UPS, 2008) “Este método es el más utilizado en los motores de media y baja potencia. Con este método el aumento de intensidad en el arranque será solo de 2 a 4 veces la intensidad nominal, o sea 3 veces menos que con un arranque directo, y el voltaje de arranque en estrella es el 58% del nominal en triángulo” (UPS, 2008). “Un requisito es que el motor tenga sus bobinados estatóricos, preparados para realizar cualquiera de las conexiones para funcionar en estrella o triángulo, y con todos los principios y finales de los devanados instaladas en el exterior, para realizar la conexión deseada de forma fácil, y de esta manera no tener que destapar el motor para este fin” (UPS, 2008). Para que a un motor se le pueda hacer el arranque estrella / triángulo la tensión de red y la de triángulo del motor deben ser iguales. “La conexión en estrella consiste en unir entre sí los terminales de salida de cada bobinado, esto es unir las terminales X, Y, Z de manera que estas queden cortocircuitadas, formando la conexión en estrella (Fig. 33 a); mientras que para realizar la conexión en triángulo, debemos unir los terminales U con Z, V con X y W con Y, o sea el principio de un bobinado con el final de otro, para de esta manera formar la conexión triangulo, tal como se ve en la fig. 33 b.” (UPS, 2008)

Recuperado de folleto de seguimiento UPS 2

4. Desarrollo de la Práctica 

Interpretar los circuitos de mando y de control de las 3 láminas.



Observar los elementos del circuito y su tipo de conexión ya sea en serie o en paralelo.



Enumerar las entradas y salidas de los elementos del circuito de modo que sea pueda entender y armar rápidamente los circuitos.



Armar el circuito de control.



Comprobar que las lámparas de señalización función con respecto a los contactores y contactos auxiliares usados.



Armar el circuito de fuerza según informa el plano de trabajo.



Asegurarse que el rele de protección y el protector termo magnético estén activados para proteger al motor contra sobrecargas y cortocircuitos.



Seguir el mismo procedimiento para los restantes circuitos.

5. Evaluación 1. ¿Cuál es el principio para que se dé la inversión del sentido de giro en un motor trifásico? El sentido de giro del rotor cambia, debido a que teóricamente al invertir 2 de 3 líneas de alimentación R S T, el flujo que crea el campo magnético en el estator modifica su sentido de rotación, teniendo como consecuencia el cambio de giro del rotor. 2. ¿Cuáles son las principales ventajas de utilizar un arrancador estrella / triángulo en el mando de motores trifásicos? Este método es el más utilizado en los motores de media y baja potencia. Con este método el aumento de intensidad en el arranque será solo de 2 a 4 veces la intensidad nominal, o sea 3 veces menos que con un arranque directo, y el voltaje de arranque en estrella es el 58% del nominal en triángulo, además es muy utilizado por su fácil implementación en la industria y su najo costo.

3. ¿Cuáles son las relaciones de voltaje y corriente en un arrancador estrella/ triángulo? 

Estrella:

Voltaje línea a línea o Voltaje U V, o Voltaje R S VLL =√3*Vfase La corriente de línea es igual a la corriente de fase. Ilínea=Ifase en todas las boninas



Triangulo

El voltaje de línea es igual al voltaje de fase Vlínea=Vfase en todas las bobinas Ilínea=√3*Ifase en todas las boninas

Diseñe el circuito de fuerza, con todas las protecciones, para que un motor trifásico de inducción de rotor bobinado pueda funcionar en los dos sentidos de giro provisto de un arranque que cortocircuita en dos pasos las resistencias rotóricas.

Conclusiones 

Se aprendió el principio de funcionamiento del arranque estrella triangulo por medio del estudió de la teoría y la implementación del circuito de fuerza y de control, porque es importante disminuir la caída de tensión al momento del arranque para proteger a los elementos del circuito y al motor.



Se conoció las ventajas del arranque estrella triangulo a través de la implementación del circuito de fuerza y de control para el diseño de máquinas que necesiten el uso de los motores trifásicos de inducción porque es beneficioso saber cuándo y cómo utilizar este método de arranque según las necesidades que se tenga en cualquier tipo de industria.



Se comprobó la inversión de giró en el rotor con la ayuda de un circuito de fuerza y de control en los cuales se cambian dos de las 3 fases para lograr el cambio de giro del rotor, porque el sistema es versátil y puede ser utilizado en gradas eléctricas y diversos sistemas electromecánicos.

Comentarios 

El circuito de fuerza y de control con la inversión de giro directa es mucho más versátil en comparación con la el circuito de fuerza y control con la inversión de giro pasando por un pulsador.



En el arranque estrella triangulo la corriente en un principio se conecta en estrella debido a que la caída de tensión va a ser menor al momento del arranque, hasta que finalmente se conecta en triangulo.



En el arranque estrella triangulo se tiene muchas ventajas de las cuales se puede resaltar dos que son la de fácil implementación en la industria y su bajo costo por lo que es el método de arranque más utilizado para motores de inducción trifásicos.



La intensidad de línea es la misma que la intensidad de fase cuando se conecta el motor en estrella.

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La tensión de línea es igual a la tensión de fase cuando se conecta al motor en triangulo.

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El voltaje de fase es menor que el voltaje de línea en la conexión en estrella del motor.

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La intensidad de fase es menor que la intensidad de línea en la conexión en triangulo del motor.

RECOMENDACIONES 

Es importante reconocer las conexiones en serie y paralelo entre los diferentes elementos de los circuitos.

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Estar concentrado al momento de conectar los cables para no regresar a buscar el error en la conexión o peor aún realizar desde el principio el circuito.

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Verificar que los elementos de protección estén activados para proceder a probar el buen funcionamiento de los circuitos.



Estudiar los circuitos antes de entrar al laboratorio de modo que se los pueda armar con rapidez y correctamente.

Bibliografía UPS. (2008). Folleto instalaciones industriales. Cuenca.

LISTA DE REFERENCIAS TODOS LOS TEXTOS QUE SE INGRESEN EN EL MARCO TEÓRICO DEBEN ESTAR REFERENCIADOS CON NORMAS APA SEXTA EDICIÓN. Y COLOCADOS EN ESTA SECCIÓN. ARCONEL. (24 de junio del 2015). Pliego Tarifario para Empresas Eléctricas. Recuperado el 15 de agosto del 2015 de: http://www.regulacionelectrica.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2015/10/pliego_tarifario_2015.pdf CO2. (s.f). Gas Carbónico. Recuperado el 12 de agosto del 2015 de: http://isbelg.overblog.com/article-que-carbonico-para-que-sirve-86799585.html Col·legi d'Aparelladors, Arquitectes Tècnics i Enginyers d'Edificació de Barcelona. (12 de septiembre del 2013). Documento Básico HE de Ahorro de Energía. Recuperado el 4 de junio del 2015 de: http://www.apabcn.cat/Documentacio/areatecnica/legislacio/CTE_DB_HE.pdf