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“UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA” FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FISÍCAS Y FORMALES

INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA-ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA MAQUINAS ELÉCTRICAS II

Guía Lab.10 De: INSTALACIÓN, ARRANQUE E INVERSIÓN DE MARCHA DEL MOTOR ASÍNCRONO MONOFÁSICO CON CONTACTORES

DOCENTE: Ing. Juan Diego Cáceres Huamán ALUMNO: Vásquez Eguiluz, Renzo GRUPO 01 HORARIO VIERNES 8 AM -10 AM

AREQUIPA –PERU

Guía Lab. De: INSTALACIÓN, ARRANQUE E INVERSIÓN DE MARCHA DEL MOTOR ASÍNCRONO MONOFÁSICO CON CONTACTORES 1. OBJETIVO Elaborar el plano de instalación, realizar el montaje y verificar la correcta operación e inversión de marcha del motor de inducción monofásico utilizando contactores para su control Obsérvese las normas que establece el Código Eléctrico Nacional. 2. FUNDAMENTO TEORICO Los motores monofásicos se emplean en múltiples aplicaciones, tanto en electrodomésticos, como en pequeñas máquinas y aparatos muy diversos, como lavadoras, frigoríficos, máquinas herramientas, fotocopiadoras, impresoras, escaners, máquinas de afeitar, etc. El motor monofásico dispone de un bobinado en el estator de una sola fase, que crea un flujo alterno pero de dirección constante, esto supone que el rotor no pueda Motor monofásico de inducción girar por sí solo. El motor monofásico no tiene par de arranque. Si conseguimos, por algún método, que el rotor comience a girar se generan una fuerzas electromotrices que permitirán que el rotor gire por sí solo. Los motores monofásicos de fase partida pueden girar porque en el arranque se conectan como motores bifásicos. El cambio de giro se obtiene modificando la secuencia del bobinado de arranque con respecto al bobinado de trabajo.

1.- En algunos casos los motores tienen indicaciones en la placa de datos en las que nos piden quitar la tapa de conexiones. 2.- E intercalar los cables “rojos” “Recordemos la seguridad siempre debemos asegurarnos que no debe poder ser alimentados circuitos mientras trabajamos con ellos, por lo que debemos bloquear y etiquetar interruptores” Esto suele hacerse rápido por los electricistas expertos, los fabricantes ponen conexiones tipo terminal faston hembra bandera que facilitan la conexión y desconexión, Estos cables son las terminales T5 y T8 pertenecientes al bobinado de arranque.

De no estar el cambio visible, es necesario quitar la tapa del motor y realizar las conexiones, es probable que se tenga que emplear cautín y soldadura.

Los motores monofásicos de inducción poseen un bobinado único en el estator. Este bobinado está devanado generalmente en varias bobinas que se distribuyen en la periferia del estator, y genera un campo magnético único alternado a lo largo del eje de los campos.

Estando inmóvil el rotor, las alternancias del campo del estator inducen corriente en el rotor. Estas corrientes producen a su vez, campos del mismo signo que el estator, que tienden a hacerlo girar 180º hasta enfrentarlo con los polos opuestos. Pero esta fuerza se ejerce a lo largo del eje del rotor y por lo tanto la fuerza de giro es igual en ambos sentidos y el rotor no se mueve. Si en estas condiciones, se da al rotor un impulso con la mano, éste se pondrá en marcha y girará en la dirección en que se le dio el impulso. Al ir aumentando la velocidad del rotor, llega a un punto en que aproximadamente cumple medio giro, es decir, 180º de rotación, por cada alternancia completa de la corriente que circula por el estator. Si las velocidades del campo magnético giratorio y la del rotor son iguales, no se inducirá f.e.m., debido a que no habría movimiento relativo entre los campos del estator y rotor. Al no haber f.e.m., no existirá corriente inducida y por lo tanto no se inducirá el par motor, entonces se hace necesario que el rotor gire a una velocidad menor que el campo magnético giratorio del estator. Esta diferencia de velocidad se llama "resbalamiento".

3. ELEMENTOS A UTILIZAR    

Multímetros. Motor asíncrono monofásico. Pulsadores Contactores

4. PROCEDIMIENTO DE EJECUCION Reconocer e identificar los terminales del motor, elaborar el esquema de conexiones de las bobinas.

Elaborar el diagrama completo del circuito de fuerza para una tensión de alimentación de 220V SIMULACION CK FUERZA

Elaborar el diagrama del circuito de control considerando una tensión de alimentación a las bobinas del contactor de 220V.

SIMULACION CK CONTROL

5. CUESTIONARIO 5.1.- Explique teóricamente por qué se invierte la rotación del motor al invertir las líneas del circuito auxiliar. El rotor del motor asíncrono tiende siempre a girar en el mismo sentido que gira su campo magnético. El sentido de éste depende de la sucesión en que se hayan aplicado las fases de la línea de alimentación al devanado del estator. El giro del motor trifásico será posible invertirlo cambiando las conexiones de línea de dos terminales cualesquiera del estator, ya que simultáneamente se cambia el sentido de giro del campo magnético giratorio

5.2.- Analizar la formación del campo giratorio en el motor monofásico. El campo magnético producido por una corriente monofásica en una bobina está siempre sobre el eje de la misma (es decir no se produce un campo magnético giratorio), si bien variará su valor y sentido. Para que se produzca un campo alterno giratorio tienen que haber por lo menos dos bobinas desfasadas entre sí 90º. Para que se produzca un campo giratorio en el estator es condición necesaria que haya un decalaje en el tiempo entre la corriente del arrollamiento auxiliar y la corriente del arrollamiento principal. Los campos alternos que se producen en el arrollamiento principal y arrollamiento secundario están decalados entre sí en el espacio y en el tiempo, y forman un campo giratorio común. Ese campo giratorio permite autoarranque. Los motores de inducción monofásicos pueden ahora arrancar solos. 5.3.- ¿Qué ocurre con el motor si ambos devanados, principal y auxiliar tienen la misma impedancia?, hacer una explicación detallada utilizando el diagrama fasorial correspondiente. Durante la fase de arranque, las corrientes que circulan por ambos arrollamientos están desfasadas entre sí al tener distinta resistencia, debido a que se confeccionan con hilo de diferente calibre. Este desfase en las corrientes junto al desfase geométrico en la situación de las bobinas hace que el campo magnético resultante sea giratorio, aunque no circular; es decir, que no tiene la misma fuerza magnetomotriz en toda la circunferencia del estator. Por eso el par motor durante el arranque es débil, aunque suficiente para arrancar. Este campo giratorio induce corrientes en el arrollamiento rotórico, las cuales generan a su vez otro campo magnético. Ambos campos magnéticos reaccionan entre si y determinan el giro del rotor. El arrollamiento de arranque solo es necesario para poner en marcha el motor, es decir, para engendrar el campo giratorio. 5.4.- ¿Por qué se recomienda fabricar motores monofásicos de bajas potencias? Los motores monofásicos en su mayoría son de bajas potencias debido a su baja eficiencia comparado con los motores trifásicos. Al fabricar motores monofásicos para altas potencias las perdidas serían grandes y esto no es conveniente cuando el objetivo en una industria es aminorar los costos. Por esta razón los motores monofásicos son para usos más comerciales como en refrigeradoras, aire acondicionado o máquinas-herramienta de tamaño pequeño. Sin

embargo en algunos casos se utilizan condensadores para poder aumentar la eficiencia de estos. 5.5.- Describa los tipos de motores monofásicos que se utilizan y brevemente explique el principio de operación aplicado. 1. Motores de fase partida: En general consta de una carcasa, un estator formado por laminaciones, en cuyas ranuras aloja las bobinas de los devanados principal y auxiliar, un rotor formado por conductores a base de barras de cobre o aluminio embebidas en el rotor y conectados por medio de anillos de cobre en ambos extremos, denominado lo que se conoce como una jaula de ardilla. Se les llama así, porque se asemeja a una jaula de ardilla. Fueron de los primeros motores monofásicos usados en la industria, y aún permanece su aplicación en forma popular. Estos motores se usan en: máquinas herramientas, ventiladores, bombas, lavadoras, secadoras y una gran variedad de aplicaciones; la mayoría de ellos se fabrican en el rango de 1/30 (24.9 W) a 1/2 HP (373 W). 2. Motores de arranque con capacitor: Este tipo de motor es similar en su construcción al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor en serie con el devanado de arranque para tener un mayor par de arranque. Su rango de operación va desde fracciones de HP hasta 15 HP. Es utilizado ampliamente en muchas aplicaciones de tipo monofásico, tales como accionamiento de máquinas herramientas (taladros, pulidoras, etcétera), compresores de aire, refrigeradores, etc. En la figura se muestra un motor de arranque con capacitor. 3. Motores con permanente: Utilizan un capacitor conectado en serie con los devanados de arranque y de trabajo. El crea un retraso en el devanado de arranque, el cual es necesario para arrancar el motor y para accionar la carga. La principal diferencia entre un motor con permanente y un motor de arranque con capacitor, es que no se requiere switch centrífugo. Éstos motores no pueden arrancar y accionar cargas que requieren un alto par de arranque. 4. Motores de inducción-repulsión: Los motores de inducción-repulsión se aplican donde se requiere arrancar cargas pesadas sin demandar demasiada corriente. Se fabrican de 1/2 HP hasta 20 HP, y se aplican con cargas típicas como: compresores de aire grandes, equipo de refrigeración, etc. 5.Motores de polos sombreados: Este tipo de motores es usado en casos específicos, que tienen requerimientos de potencia muy bajos. Su rango de potencia está comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta 1/4 HP, y la mayoría se fabrica en el rango de 1/100 a 1/20 de HP. La principal ventaja de estos motores es su simplicidad de construcción, su confiabilidad y su robustez, además, tienen un bajo costo. A diferencia de otros motores monofásicos de C.A., los motores de fase partida no requieren de partes auxiliares (capacitores, escobillas, conmutadores, etc.) o partes móviles (switches centrífugos). Esto hace que su mantenimiento sea mínimo y relativamente sencillo. 6. CONCLUSIONES Existe el caso de algunos motores monofásicos que cuenta con un interruptor centrífugo proveniente de la fábrica lo que impide que se pueda invertir la marcha en estos casos El motor monofásico es muy utilizado hoy en día para aplicaciones comerciales y en

algunas aplicaciones industriales, con los avances que existen se ha mejorado considerablemente el arranque y el factor de potencia del motor monofásico lo que implica un mejor desempeño a nivel industrial. La velocidad de rotación de los motores monofásicos depende del número de polos que tenga este y además también de la frecuencia por eso al considerar alto valor de revoluciones se debe recurrir a variar el número de polos ya que no se puede variar el valor de la frecuencia La corriente de contramarcha es mayor que la corriente nominal y la corriente de arranque esto se debe a que para poder invertir el sentido de giro el motor debe vencer la inercia inicial generada provocando que requiera de una mayor potencia para iniciar su arranque y por eso su corriente es mayor Los motores monofásicos que pueden llegar a alcanzar más altas potencias son los motores con arranque de capacitor pueden llegar hasta 15 HP de potencia mientras que los demás tipos de motores monofásicos trabajan con potencias de 1, 2 HP aproximadamente. 7. BIBLIOGRAFIA https://yoreparo.com/motores-electricos/preguntas/939389/como-hacer-para-invertir-elgiro-de-un-motor-monofasico http://coparoman.blogspot.pe/2014/05/como-se-cambia-el-sentido-de-giro-de-un.html http://www.academia.edu/18616422/Inversion_de_Giro_en_Motor_AC https://automatismoindustrial.com/1-3-4-motor-asincrono-monofasico/