AUTOMATISMO ELÉCTRICO Paso 3

AUTOMATISMO ELÉCTRICO

Paso 3: Verificar elementos del circuito. a. Verificar maniobrabilidad de la perilla selectora. b. Verificar bornes (1-0-2) y el común. c. Medir resistencias de aislamiento de la carcasa

con cada uno de los bornes d. Realizar pruebas de continuidad del borne común

con cada uno de los bornes e. Instalar un circuito de prueba, para verificar operatividad

del interruptor rotativo.

OPERACIÓN: PROBAR CONTROL DE ELECTROBOMBAS ALTERNADAS.

Se verificarán elementos y accesorios, instalación del circuito eléctrico, cebado de bombas, arranque automático / manual, tensión y amperaje. PROCESO DE EJECUCION: a. Medir la resistencia de aislamiento de las

electrobombas. b. Instalar el circuito eléctrico y los

accesorios de acuerdo a lo indicado en los esquemas.

c. Cebar las bombas a través de la Te, añada agua hasta que rebose y coloque el tapón suavemente. Verificar tuberías de succión.

d. Verificar que el voltaje de la red coincida con la indicada en la placa de características de los motores.

e. Verificar el voltaje del sistema de control. f. Conectar el disyuntor motor del circuito de potencia y el disyuntor unipolar del circuito de control. g. Regular los tiempos de trabajo de cada electrobomba. Posicione el interruptor rotativo en automático y de marcha al

sistema.

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO 63


INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: ELECTROBOMBAS.

La bomba centrífuga, también denominada bomba roto dinámica, es actualmente la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión de un fluido incompresible.

El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente rodete. Son máquinas basadas en la Ecuación de Euler.

Las bombas centrífugas son máquinas denominadas "receptoras" o "generadoras" que se emplean para hacer circular un fluido en contra de un gradiente de presión. Para que un fluido fluya desde donde hay mayor presión hasta donde hay menos presión no se necesita ningún gasto de energía (Por ejemplo: un globo desinflándose, o un líquido desplazándose desde donde la energía potencial es mayor hasta donde es menor) pero, para realizar el movimiento inverso, es necesaria una bomba, la cual le comunica al fluido energía, sea de presión, potencial o ambas

Fig. N° 54. Electrobomba.

CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS.

Las Bombas Centrífugas se pueden clasificar de diferentes maneras: - Por la dirección del flujo en: Radial, Axial y Mixto.



- Por la posición del eje de rotación o flecha en: Horizontales, Verticales e Inclinados.

- Por el diseño de la coraza (forma) en: Voluta y las de Turbina. - Por el diseño de la mecánico coraza en: Axialmente Bipartidas y las

Radialmente Bipartidas. - Por la forma de succión en: Sencilla y Doble.

Fig. N° 55. Electrobomba con acoplamiento.

Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso.

Las más comunes son las que están construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidráulica) con un único rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m³/h y alturas manométricas hasta los 100 metros con motores eléctricos de velocidad normalizada.

Estas bombas se suelen montar horizontales, pero también pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba.

PARTES DE LA ELECTROBOMBA.

Fig. N° 55. Partes de una bomba.



Fig. N° 55. Tipos de impulsores.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

Las bombas centrífugas están dotadas principalmente de un elemento móvil: el rotor, o rodete, o impulsor. Es el elemento que transfiere la energía que proporciona el motor de accionamiento al fluido. Esto sólo se puede lograr por un intercambio de energía mecánica y, en consecuencia, el fluido aumenta su energía cinética y por ende su velocidad. Además, por el hecho de ser un elemento centrífugo, aparece un aumento de presión por el centrifugado que se lleva a cabo al circular el fluido desde el centro hasta la periferia.

Fig. N° 56. Variables de la electrobomba.

La notación más extendida es la siguiente: - Velocidad absoluta: C - Velocidad relativa: w - Velocidad de arrastre: u Como se requieren referencias angulares, se estableció la siguiente convención: α: ángulo entre la velocidad absoluta. C y la dirección de u. β: ángulo entre la velocidad relativa w y la dirección de u. CIRCULACIÓN DEL FLUIDO. Dado que el fluido ingresa de forma sensiblemente paralela al eje del rotor, necesariamente choca contra el plato que soporta las paletas, para circular en un plano normal al eje. El comportamiento es similar al de un chorro de agua proyectado contra una pared, tiende a desparramarse en dirección aproximadamente radial. En



consecuencia, la componente de velocidad absoluta a la entrada tendrá dirección radial.

En la mayoría de las bombas, la zona divergente se ubica antes de la boca de salida, y consiste en un tramo troncocónico divergente (a), lo cual constituye una solución económica y bastante eficiente.

Cuando se requiere acentuar la reconversión de energía cinética en presión, puede haber una corona de paletas difusoras, como se muestra en (b). Esta solución se ve en los turbocompresores centrífugos, y también en algunas bombas.

Fig. N° 57. Variables de la electrobomba.

El componente vectorial de las fuerzas que rigen una partícula al salir del rodete de una bomba centrífuga.

Resultante vectorial C de dos fuerzas actuantes en la periferia de un rodete de bomba centrífuga (En el caso (β < 90º).

Fig. N° 57. Ángulo en una electrobomba.

Fuerza C resultante de un diagrama de fuerzas actuantes a la salida de un rodete cuyas paletas están inclinadas hacia adelante (β > 90º).



Fig. N° 58 ángulos de la impulsión.

ELECTROBOMBAS COMERCIALES. Son recomendadas para bombear agua limpia, sin partículas abrasivas y líquidos químicamente no agresivos con los materiales que constituyen la bomba.

Por su confiabilidad y silenciosidad encuentran un amplio se emplean el sector doméstico y en particular para la distribución del agua acopladas a pequeños o medianos tanques de presurización, para la irrigación de huertos o jardines, etc. La instalación se debe realizar en lugares cerrados o protegidos de la intemperie. - Caudal hasta 120 l/min (7.2 m³/h). - Altura manométrica hasta 50 m. - Altura de aspiración manométrica hasta 7 m. - Temperatura del líquido de -10 °C hasta +40 °C. - Temperatura ambiente hasta +40 °C. - Presión máx. En el cuerpo de la bomba 6 bar. - Funcionamiento continuo S1.

Ejecución y normas de seguridad. EN 60335-1, IEC 60335-1, CEI 61-150 CERTIFICACIONES: EN 60034-1, IEC 60034-1, CEI 2-3 - Cuerpo bomba con bocas roscadas NPT ANSI B 1.20.1 - Sello mecánico especial. - Otros voltajes.



PROCESO OPERACIONAL RECURSOS/INSTRUMENTOS/EQUIPOS

• Instalar un motor de dos velocidades.

• Motor trifásico de inducción de dos velocidades.

• Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.

01 01 PZA CANT. TÍTULO OBSERVACIONES

VIII. ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO DE DOS VELOCIDADES POR CONTACTOR.

HT N° 08 REF:

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO TIEMPO HOJA 8/14 ESCALA 2015



M 3 ‾

OPERACIÓN: ELABORAR ESQUEMA DE ARRANQUE DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO EN CONEXIÓN DAHLANDER.

Paso 1: Elaborar el esquema eléctrico del circuito de fuerza.

Paso 2: Elaborar el esquema del circuito de mando.

OPERACION: PROBAR MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO EN CONEXIÓN DAHLANDER. Se realizará pruebas de resistencia de aislamiento, conexionado en alta y baja velocidad, medición de intensidad, tensión y velocidad.



PROCESO DE EJECUCION: - Verificar conexiones. - Baja velocidad. - Alta velocidad. Paso 1: a. Medir resistencia de aislamiento del motor,

conectando las puntas de prueba del megóhmetro entre la carcasa y cada uno de los bornes del motor. Luego, pruebe el aislamiento entre fases, retirando las puntas terminales de la placa de bornes.

b. Asegurar sobre el banco de pruebas, en forma provisional, el motor a probarse Revisar su área de pruebas y disponer lo mejor posible los instrumentos.

c. Realizar la conexión del motor en baja velocidad, y medir tensión, intensidad de arranque, intensidad nominal y velocidad sin carga. Comparar resultados con los datos anotados en la placa del motor.

d. Repetir el paso anterior para el conexionado del motor en alta velocidad.

PRECAUCION: Ante un cortocircuito o sobrecarga, verificar el origen de la falla y solucionar el problema. Resetear y habilitar el circuito cuando estén restablecidas todas las condiciones de la carga y de los aparatos que componen la salida. INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: MOTOR DE DOS VELOCIDADES.

Un motor trifásico de dos velocidades en conexión Dahlander, es un motor trifásico normal de cuyos bobinados hemos sacado los puntos medios para conseguir la mitad de polos (velocidad rápida).



Los extremos del motor normal se pueden conectar en estrella o en triángulo, dando lugar a dos tipos de Dahlander diferentes pero que, a la hora de poner en funcionamiento, es indiferente el tipo de conexión interna. SÍMBOLO ELÉCTRICO.

Fig. N° 59 Motor de dos velocidades.

CONEXIÓN VELOCIDAD BAJA VELOCIDAD. Los extremos del motor normal se conecten en estrella o en triángulo se colocan en la parte superior de la placa de bornes (velocidad lenta), y los puntos medios se colocan en la parte inferior de la placa de bornes (velocidad rápida). Para conseguir la velocidad Lenta, aplicamos la corriente eléctrica a los bornes de la parte superior y para conseguir la velocidad rápida, aplicamos corriente a los bornes de la parte inferior y unimos en estrella los bornes de la placa superior.

Fig. N° 59 Motor de dos velocidades - velocidad baja.

Conexión velocidad alta. En estos motores la velocidad rápida siempre será doble que la velocidad lenta.

El motor Dahlander solo tiene una tensión de funcionamiento que debe estar especificada en placa de características. Para conectar a tensión diferente hay que rebobinar el motor efectuando un cambio de tensión.

Fig. N° 60 Motor de dos velocidades - velocidad alta.



MOTOR DAHLANDER. Es igual que un motor trifásico de rotor en cortocircuito, salvo que en su devanado tiene unas tomas intermedias, que sólo sirven para cambiar el número de polos activos, según se conexione.

SÍMBOLO ELÉCTRICO. Fig. N° 61 Motor Dalhander.

Con esto se consigue cambiar su velocidad. Lógicamente, al tener dos modos de conexión, se obtienen dos velocidades, una corta y otra larga. En su caja de bornes en vez de tener 6 bornes, tiene 9, que corresponden a las tomas intermedias.

Básicamente es un motor que tiene dos velocidades y en cuanto a su potencia, es igual a la que pudiera tener uno trifásico de las mismas características. Este tipo de motores tienen la particularidad de que sus devanados se pueden acoplar de tres formas distintas según se requiera del motor un par constante, un par variable o una potencia constante para las dos velocidades.

Par constante. Las cargas de par constante son aquellas donde el par requerido es independiente de la velocidad. Este tipo de carga se encuentra normalmente en transportadoras, bombas de desplazamiento positivo, extrusores, bombas hidráulicas, maquinas empaquetadoras. Velocidad Baja Velocidad alta U1, V1, W1 -----Red W2, U2, V2 -----Red U2, V2, W2 -----Abierto U1, V1, W1 -----Unidos Par variable. Un segundo tipo de carga para el motor que es muy diferente a las de Par Constante está constituida por los sopladores y bombas centrifugas. En este caso, el par requerido por la carga cambia desde un valor bajo a baja velocidad hasta un valor muy alto a alta velocidad. Un motor típico de dos velocidades y par variable puede tener capacidad nominal de 1 HP a 1725 RPM y 0.25 HP a 850 RPM.



HOJA DE TRABAJO

Una trituradora de alimentos es accionado por un motor de dos velocidades, que tiene una tensión de trabajo de 220 voltios y tiene una potencia de 4 Kw.

Diseñar e implementar un circuito de control de manera que cumpla las siguientes condiciones:

- Pulsador de paro. - Pulsador de marcha en baja velocidad. - Pulsador de marcha en alta velocidad.




• Invertir el sentido de giro de un motor de dos

velocidades.

• Motor trifásico de inducción de dos velocidades.

• Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


IX. ARRANQUE DE MOTOR DE DOS

VELOCIDADES CON INVERSIÓN DE GIRO.

HT N° 09 REF:




OPERACIÓN: ELABORAR ESQUEMA DE ARRANQUE CON INVERSIÓN DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO EN CONEXIÓN DAHLANDER.

Paso 1: Elaborar el esquema eléctrico del circuito de fuerza.

Paso 2: Elaborar el esquema del circuito de mando.

OPERACIÓN: PROBAR MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO EN CONEXIÓN DAHLANDER. Se realizará pruebas de resistencia de aislamiento, conexionado la inversión de giro en alta y baja velocidad, medición de intensidad, tensión y velocidad.



PROCESO DE EJECUCIÓN: - Verificar conexiones. - Baja velocidad. - Alta velocidad. Paso 1: a. Medir resistencia de aislamiento del motor,

conectando las puntas de prueba megóhmetro entre la carcasa y cada uno de los bornes del motor. Luego, pruebe el aislamiento entre fases, retirando las puntas terminales de la placa de bornes.

b. Asegurar sobre el banco de pruebas, en forma provisional, el motor a probarse. Revisar el área de pruebas y disponer lo mejor posible los instrumentos.

c. Realizar la conexión del motor en baja velocidad, y medir tensión, intensidad de arranque, intensidad nominal y velocidad sin carga. Comparar resultados.



INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: VARIADOR DE FRECUENCIA.

Métodos tradicionales de varias la velocidad de un motor de inducción.

Relación de dientes en un engranaje.

Fig. N° 91. Variación por engranajes.

Caja reductora o motoreductores.

Fig. N° 92. Caja reductora.

Por poleas de diámetros diferentes.

Por tornillo sin fin.

Fig. N° 93. Por tornillo sin fin.



CONCEPTO DE VARIADOR DE VELOCIDAD.

El Variador de Velocidad (VSD, por sus siglas en inglés Variable Speed Drive) es en un sentido amplio un dispositivo o conjunto de dispositivos mecánicos, hidráulicos, eléctricos o electrónicos empleados para controlar la velocidad giratoria de maquinaria, especialmente de motores. También es conocido como Accionamiento de Velocidad Variable (ASD, también por sus siglas en inglés Adjustable - Speed Drive).

Fig. N° 94. Variador de velocidad.

La maquinaria industrial generalmente es accionada a través de motores eléctricos, a velocidades constantes o variables, pero con valores precisos. No obstante, los motores eléctricos generalmente operan a velocidad constante o casi-constante, y con valores que dependen de la alimentación y de las características propias del motor, los cuales no se pueden modificar fácilmente. Para lograr regular la velocidad de los motores, se emplea un controlador especial que recibe el nombre de variador de velocidad

Los variadores de velocidad se emplean en una amplia gama de aplicaciones industriales, como en ventiladores y equipo de aire acondicionado, equipo de bombeo, bandas y transportadores industriales, elevadores, llenadoras, tornos y fresadoras, etc. El control de procesos y el ahorro de la energía son dos de las principales razones para el empleo de variadores de velocidad. Históricamente, los variadores de velocidad fueron desarrollados originalmente para el control de procesos, pero el ahorro energético ha surgido como un objetivo tan importante como el primero.



DIAGRAMA DE BLOQUES.

Fig. N° 95. Diagrama de bloque del Variador de velocidad.

RELACIÓN TENSIÓN – FRECUENCIA.

La relación entre la tensión y la frecuencia debe ser constante:

Fig. N° 96. Relación frecuencia en un Variador de velocidad.

VELOCIDAD COMO UNA FORMA DE CONTROLAR UN PROCESO. Entre las diversas ventajas en el control del proceso proporcionadas por el empleo de variadores de velocidad destacan:

- Operaciones más suaves. - Control de la aceleración. - Distintas velocidades de operación para cada fase del proceso. - Compensación de variables en procesos variables. - Permitir operaciones lentas para fines de ajuste o prueba. - Ajuste de la tasa de producción. - Permitir el posicionamiento de alta precisión. - Control del Par motor (torque).

U1 U2 Un.......... Constantef1 f2 fn

= = =


http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_fuerza


Fig. N° 97. Variador de velocidad.

Los variadores de frecuencia (siglas AFD ,del inglés Adjustable Frecuency Drive; o bien VFD Variable Frecuency Drive) permiten controlar la velocidad tanto de motores de inducción (asíncronos de jaula de ardilla o de rotor devanado), como de los motores síncronos mediante el ajuste de la frecuencia de alimentación al motor.

• Para el caso de un motor síncrono, la velocidad se determina mediante la siguiente expresión:

• Cuando se trata de motores de inducción, se tiene:

Dónde:

Velocidad síncrona (rpm).

Velocidad mecánica (rpm).

Frecuencia de alimentación (Hz).

Deslizamiento (adimensional).

Número de polos.

Como puede verse en las ecuaciones, la frecuencia y la velocidad son directamente proporcionales, de tal manera que al aumentar la frecuencia de alimentación al motor, se incrementará la velocidad de la flecha, y al reducir el valor de la frecuencia disminuirá la velocidad del eje. Por ello es que este tipo de variadores manipula la frecuencia de alimentación al motor a fin de obtener el control de la velocidad de la máquina

s120 x fn

P=

( )r

120 x f 1 Sn

P−

=


http://es.wikipedia.org/wiki/Jaula_de_ardilla

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rotor_devanado&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Revoluciones_por_minuto

http://es.wikipedia.org/wiki/Hz


Estos variadores mantienen la razón Voltaje/ Frecuencia (V/Hz) constante entre los valores mínimo y máximos de la frecuencia de operación, con la finalidad de evitar la saturación magnética del núcleo del motor y además porque el hecho de operar el motor a un voltaje constante por encima de una frecuencia dada (reduciendo la relación V/Hz) disminuye el par del motor y la capacidad del mismo para proporcionar potencia constante de salida.

PROGRAMACION DE VARIADORES DE FRECUENCIA POWERFLEX.

TIPO DE CONEXIÓN DE MOTOR DE DOS VELOCIDADES.

Par constante. Las cargas de par constante son aquellas donde el par requerido es independiente de la velocidad. Este tipo de carga se encuentra normalmente en transportadoras, bombas de desplazamiento positivo, extrusores, bombas hidráulicas, maquinas empaquetadoras.



Velocidad Baja Velocidad alta U1, V1, W1 -----Red W2, U2, V2 -----Red U2, V2, W2 -----Abierto U1, V1, W1 -----Unidos Par variable. Un segundo tipo de carga para el motor que es muy diferente a

las de Par Constante está constituida por los sopladores y bombas centrifugas. En este caso, el par requerido por la carga cambia desde un valor bajo a baja velocidad hasta un valor muy alto a alta velocidad.

Un motor típico de dos velocidades y par variable puede tener capacidad nominal de 1 HP a 1725 RPM y 0.25 HP a 850 RPM.

Velocidad Baja Velocidad alta U1, V1, W1 -----Red W2, U2, V2 -----Red U2, V2, W2 -----Unidos U1, V1, W1 -----Unidos

Potencia constante. El tercer y último tipo de motor de dos velocidades es el

de potencia (hp) constante. Este motor está diseñado para que la potencia permanezca constante cuando la velocidad se reduce a su valor bajo. Para lograrlo, es necesario que el par del motor aumente al doble cuando está operando en el modo de baja velocidad.

Este tipo de motores se aplica normalmente en procesos de metalistería, por ejemplo: prensas taladradoras, tornos mecánicos, fresadoras, y otras máquinas similares de remoción de metales.

Los motores de dos velocidades de potencia constante usualmente pueden conseguirse solo bajo pedido especial.

Velocidad Baja Velocidad alta U1, V1, W1 -----Red W2, U2, V2 -----Red U2, V2, W2 -----Unidos U1, V1, W1 -----abiertos

Fig. N° 62 Bornes de conexión - Motor Dalhander.



HOJA DE TRABAJO

Una faja de alimentos es accionado por un motor de dos velocidades, que tiene una tensión de trabajo de 220 voltios y tiene una potencia de 4 KW.

Diseñar e implementar un circuito de control de manera que cumpla las siguientes condiciones:

- Pulsador de paro SO. - Pulsador de marcha derecha en baja velocidad S1. - Pulsador de marcha izquierda en alta velocidad S2. - Pulsador de marcha izquierda en baja velocidad S3. - Pulsador de marcha derecha en alta S4.




• Instalar motor monofásico de fase partida.

• Motor monofásico. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


X. ARRANQUE DE UN MOTOR MONOFÁSICO

CON CONTACTOR.

HT N° 10 REF:




OPERACIÓN: ELABORAR ESQUEMA DE ARRANQUE DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN MONOFÁSICO POR ARRANQUE A CAPACITOR. PROCESO DE EJECUCIÓN:

Paso 1: Realizar el esquema de circuito de fuerza.

Paso 2: Realizar el esquema eléctrico del circuito de mando. Paso 3: Verificar funcionamiento del circuito.

a. Verificar conexión de los devanados y mida resistencias. b. Regular amperaje en relé térmico diferencial, de acuerdo a lo indicado en la placa

de características del motor. c. Conectar el disyuntor motor y el disyuntor unipolar. d. Pulsar MARCHA, energiza la bobina del contactor K1 y la lámpara H1. El motor

arranca. e. Medir la intensidad en cada línea. f. Medir tensión entre líneas en los bo r ne s d e l co n ta c to r .

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: MOTOR MONOFÁSICO.

Los motores monofásicos de inducción si bien no tienen representación a nivel industrial, sí que la tienen a nivel doméstico y en el sector servicios. Casi todos los frigoríficos y expositores de frío comerciales de los supermercados están accionados por compresores cuyos motores son monofásicos; lo mismo que las lavadoras domésticas; portones de garajes, etc.



SÍMBOLO ELÉCTRICO.

Podemos considerarlos los hermanos pequeños del trifásico puesto que comparten con ellos la sencillez del conexionado y el principio de funcionamiento; sin embargo no se pueden comparar en rendimiento energético ni en potencia.

Fig. N° 62 Motor monofásico.

TIPOS DE MOTORES MONOFÁSICOS. - Motores de fase partida. - Motores de fase partida de arranque por condensador. - Motores con condensador de trabajo. - Motores de dos condensadores. PARTES DE UN MOTOR DE FASE PARTIDA.

Fig. N° 63. Partes de un motor monofásico.

Rotor. Se compone de tres partes fundamentales. - La primera de ellas es el núcleo, formado por un paquete de láminas o chapas

de hierro de elevada calidad magnética. - La segunda es el eje, sobre el cual va ajustado a presión el paquete de chapas. - La tercera es el arrollamiento llamado de jaula de ardilla, que consiste en una

serie de barras de cobre de gran sección, alojadas en sendas ranuras axiales practicadas en la periferia del núcleo y unidas en cortocircuitos mediante dos gruesos aros de cobre, situados uno a cada extremo del núcleo

El estator. Se compone de un núcleo de chapas de acero con ranuras semicerradas, de una pesada carcasa de acero o de fundición dentro de la cual está introducido a presión el núcleo de chapas, y de dos arrollamientos de hilo de



cobre aislado alojados en las ranuras y llamados respectivamente arrollamiento principal o de trabajo y arrollamiento auxiliar o de arranque.

- Bobinado de trabajo o principal: A base de conductor de cobre grueso aislado, dispuesto generalmente en el fondo de las ranuras estatóricas.

- Bobinado de arranque o auxiliar: Hecho a base de conductor de cobre fino aislado, situado normalmente encima del arrollamiento de trabajo. Ambos arrollamientos están unidos en paralelo.

Fig. N° 64. Estator de un motor monofásico. Placas térmicas. Los escudos o placas térmicas, están fijados a la carcasa del estator por medio de tornillos o pernos; su misión principal es mantener el eje del rotor en posición invariable. Interruptor centrifugo. Éste va montado en el interior del motor. Su misión es desconectar el arrollamiento de arranque en cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada. El tipo más corriente consta de dos partes principales, una fija y otra giratoria.

Fig. N° 65. Interruptor centrifugo.

Condensador de arranque. Los condensadores adelantan la fase de la corriente alterna en 90º. Así uno de los pares de bobinas se conecta a la red directamente, y la otra a través de un condensador, se obtiene un campo giratorio elíptico. Este condensador puede estar siempre conectado solamente durante el arranque del motor, pues una vez arrancado puede seguir sin él. En la tabla se determina los valores de los condensadores de arranque según la potencia del motor.



APACITORES PARA ARRANQUE DE MOTORES ( valores recomendados )

POTENCIA EN H.P. CAPACIDAD APROXIMADA 1 / 8 H.P. 60 / 70 uf - 70 / 80 uf 1 / 6 H.P. 80 / 100 uf - 100 / 120 uf 1 / 4 H.P. 120 / 140 uf - 140 / 170 uf 1 / 3 H.P. 170 / 200 uf - 200 / 230 uf 1 / 2 H.P. 230 / 260 uf 3 / 4 H.P. 260 / 300 uf

1 H.P. 300 / 350 uf 1,5 H.P. 350 / 400 uf - 380 / 420 uf 2 H.P. 400 / 460 uf

2,5 H.P. 460 / 530 uf Fig. N° 66. Condensadores de arranque.

Fig. N° 67. Prueba del condensador.

En principio, si se parte del concepto de motor de inducción y se construye un motor monofásico de inducción con rotor de jaula de ardilla, se obtendría una máquina cuya curva de par sería la siguiente. Fig. N° 68. Curva velocidad vs. Par del motor.

¿Cómo producir un campo giratorio a partir de una red monofásica?

La respuesta es obtener un campo bifásico a partir de 2 devanados desfasados 90º en el espacio y recorridos por corrientes también desfasadas 90º. Estos devanados se llaman:

Principal o de funcionamiento (RUN): ocupa 2/3 de las ranuras y presenta alta reactancia y baja resistencia (Z muy inductiva).



Auxiliar o de arranque (START): ocupa 1/3 de las ranuras y presenta baja reactancia y alta resistencia (Z poco inductiva)

Fig. N° 67. Generación del campo giratorio.

Estos devanados se conectan en paralelo y se alimentan a la tensión de red (230 V), obteniéndose un desfase entre las corrientes del orden de 30º y no de los 90º necesarios. Por este motivo el campo giratorio se encuentra deformado, obteniendo un motor con muy bajo par de arranque, mal rendimiento, par inestable ante variaciones de carga y altas vibraciones. Se usan en frigoríficos domésticos de pequeña potencia.

Motor de fase partica con condensador de arranque.

Como acabamos de ver el motor de fase partida tiene muy poco par de arranque, lo que limita muchísimo su utilización. La solución pasa por mejorar el campo giratorio y para ello las corrientes de los devanados deben ser lo más parecidas posible en el arranque y estar desfasadas en el arranque un valor próximo a 90º (90º sería ideal). Para ello podemos conectar un condensador en serie con el devanado de arranque, de forma que la intensidad de este devanado (IA) adelanta respecto a V y se desfasa mucho con respecto a IP. El par de arranque aumentó notablemente y este motor se llama motor de fase partida con condensador de arranque. Una vez alcanzada la velocidad de régimen, el devanado auxiliar debe desconectarse mediante alguno de los procedimientos que se verá en un apartado posterior.

Fig. N° 68. Condensador de arranque.



En la siguiente figura puedes ver las curvas de par y la evolución del punto de funcionamiento en un arranque.

Fig. N° 69. Curva con y sin condensador de arranque.

MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA CON CONDENSADOR DE RÉGIMEN O TRABAJO.

Este motor presenta dos devanados iguales (igual resistencia), pero en unos de ellos se conecta un condensador en serie, calculado para que en el punto nominal del motor, las corrientes de los devanados sean los más parecidas posibles y su desfase sea próximo a 90º. De esta forma el campo giratorio es casi perfecto y el motor se comporta a plena carga con un par muy estable y un buen rendimiento.

Fig. N° 70. Condensador de régimen o trabajo.

Sin embargo en el arranque, la capacidad del condensador es insuficiente y el par de arranque es bajo, luego este motor solo es de aplicación ante cargas de bajo par de arranque (compresores de instalaciones frigoríficas con tubo capilar y bombas centrífugas de fluidos). MOTOR MONOFÁSICO CON DOS CONDENSADORES.

En aplicaciones más exigentes, en las cuales el par de arranque debe ser mayor, el condensador deberá tener más capacidad para que el par de arranque sea el suficiente. Esto se puede conseguir con dos condensadores: - Un condensador permanente siempre conectado en serie con uno de los

devanados.



- Un condensador de arranque, conectando en paralelo (la capacidad equivalente es la suma de ambos) con el permanente en el momento del arranque, para aumentar la capacidad, y que luego será desconectado.

La secuencia de funcionamiento: 1. Se produce el arranque (punto 0) con ambos condensadores en paralelo (se

suman las capacidades) obteniendo alto par de arranque. 2. Cerca del punto de funcionamiento del motor, se elimina el condensador de

arranque (punto 1). 3. El motor evoluciona hasta el punto 2 solo con el condensador permanente.

Fig. N° 71. Curva par de arranque.

De esta forma se consigue alto par de arranque, estabilidad en el par y buen rendimiento.

Para eliminar el condensador se utilizan, en función del tipo de motor:

• Interruptores centrífugos: conforme la velocidad se aproxima a la nominal (un 80 % aprox), abren un contacto desconectando el CArranque.

Fig. N° 72. Interruptor centrifugo.

• Relés de intensidad (típicos de compresores de frío): la bobina del relé se conecta en serie con el devanado principal. Cuando la intensidad se aproxima a la nominal (un 80 % aprox.), significa que el motor ya está “lanzado” y el contacto del relé se abre desconectando CArranque.



Fig. N° 73. Relé para motores de la línea blanca.

PROTECCIÓN DE MOTORES MONOFÁSICOS.

Protección frente a cortocircuitos. Al igual que en los motores trifásicos, debe realizarse mediante un interruptor magnetotérmico convencional, en este caso de dos polos. No suelen utilizarse guardamotores. Protección frente a sobrecargas. En motores pequeños (inferiores a 1 CV), es habitual que el fabricante incluya internamente un bimetal de tal forma que por él circule la intensidad total del motor. Ante una sobrecarga el bimetal desconecta al motor de la red. En la siguiente figura puedes ver la conexión del bimetal (klixon) en un motor de fase partida de arranque por condensador. Obviamente debe instalarse un magnetotérmico para proteger frente a cortocircuitos.

HOJA DE TRABAJO

Un comprensor de aire por un motor de monofásico de fase partida, que tiene una tensión de trabajo de 220 voltios y tiene una potencia de 2Kw.

Diseñar e implementar un circuito de control por contactores de manera que cumpla las siguientes condiciones:

- Pulsador de paro SO. - Pulsador de marcha S1.




• Inversión de giro de un motor monofásico de fase partida

• Motor monofásico. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


XI. ARRANQUE DE MOTOR MONOFÁSICO CON

INVERSIÓN DE GIRO.

HT N° 11 REF:

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO TIEMPO HOJA 11/14

ESCALA 2015



OPERACIÓN. ELABORAR ESQUEMA DE ARRANQUE CON INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN MONOFÁSICO POR ARRANQUE A CAPACITOR

PROCESO DE EJECUCIÓN:

Paso 1: Realizar el esquema de circuito de fuerza.

Paso 2: Realiza el esquema eléctrico del circuito de mando.

Paso 3: Verificar funcionamiento del circuito.

a. Verificar conexión de los devanados y mida resistencias.



b. Regular amperaje en relé térmico diferencial, de acuerdo a lo indicado en la placa de características del motor.

c. Conectar el disyuntor motor y el disyuntor unipolar. d. Pulsar "S2", energizan los contactores K2, K1 y la lámpara H1. El motor

arranca en sentido horario. e. Pulsar 'SI' el motor para. f. Pulsar 'S3' energizan los contactores K3, K1 y la lámpara H2. El motor arranca

en sentido antihorario. g. Medir tensión entre líneas , intensidad en cada línea y velocidad del motor en

los 2 sentidos de giro

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:

CAPACITANCIA.

Se denomina así a la propiedad física de ciertos metales de almacenar carga eléctrica por cada unidad de tensión.

QCU

=



Dónde: Q: Carga de una de las placas (Coulomb) U: Tensión entre las placas (v). C: Capacitancia (F)

EL CONDENSADOR. En condensador eléctrico es un dispositivo formado por dos placas metálicas separadas por un aislante llamado dieléctrico. Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.

Fig. N° 32. Condensador de placas paralelas

El condensador eléctrico o capacitor eléctrico almacena energía en la forma de un campo eléctrico.

A: Carga de la placas d: Distancia entre placas (v).

C: Capacitancia (F) Ɛ: Permitividad del aire

UNIDAD DE LA CAPACIDAD.

Es el Faradio (F)

1 uF = 10 -6 F 1 nF = 10-9 F 1 pF= 10 -12 F

ENÉRGÍA DE UN CONDENSADOR.

En el proceso de cargar un condensador, se va generando un campo eléctrico en toda la región entre placas, lo cual implica una cantidad de energía eléctrica cuya densidad es proporcional al cuadrado de la magnitud del campo eléctrico.

0AC ξd

=

1 x Coulomb1 Faradio1 x Voltio

=



C1

C2

C3 C4

C5

CE

Dónde: E: Energía (Joule) U: Tensión entre las placas (v). C: Capacitancia (F)

Fig. N° 33. Energía del condensador.

CONEXIÓN DE CONDENSADORES.

Los condensadores o capacitores, se pueden conectas en serie, paralelo o una combinación de estos. Conexión serie. Se determina el condensador equivalente CE

En esta conexión serie los condensadores tienen la misma carga eléctrica

Conexión paralelo. La carga Q total se reparte de acuerdo a la capacidad de los condensadores Conexión serie – paralelo.

2C x UE2

=

E

1 1 1 1 1C C1 C2 C3 C4

= + + +

C1 C2

C3

C4

CE

EC C1 C2 C3 C4= + + +

C1 C2 C3 C4

CE

a

b



CONDENSADORES CON DIELÉTRICOS. Tenemos un condensador de capacidad que adquiere una carga mediante una batería. Si se introduce un dieléctrico, se observa que la carga aumenta en un factor k. Como el voltaje no se altera, porque la batería está conectada, podemos concluir que la nueva capacitancia del condensador es:

Fig. N° 34. Permitividad relativa de dieléctricos.

CAPACIDAD CON DIELÉCTRICO.

Dónde:

CD: Capacidad con dieléctrico. K: Constante del dieléctrico. Co: Capacidad en vacío.

D 0C KC=



+


• Instalar circuito de control de nivel de líquido.

• Motor trifásico de inducción. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica • Tacómetro • Megóhmetro


XII. ARRANQUE DE UN MOTOR CON CONTROL DE NIVEL DE LÍQUIDO.

HT N° 12 REF:


ESCALA 2015



OPERACIÓN: PROBAR INTERRUPTOR FLOTADOR.

Verificar interruptor flotador y realizar pruebas de operatividad en nivel alto y bajo de la boya

PROCESO DE EJECUCIÓN. Paso 1: a. Verificar interruptor flotador, Bornes/contactos, pruebas de cierre y apertura. b. Instalar un circuito de prueba. c. Probar funcionamiento del interruptor flotador. d. La boya descansa sobre la superficie del líquido y va sujeta a un cable que

pasa por una polea de cuyo extremo pende un contrapeso. Cuando el nivel del líquido sube, la boya también se eleva, pero cuando llega al nivel mínimo para el que se ha calculado, el tope (b) acciona al interruptor, cierra el contacto y el piloto luminoso enciende.

e. Cuando el nivel del líquido empieza a descender, con el también desciende la boya y el cable que la sostiene. Al llegar al nivel mínimo, el tope (a) desactiva el interruptor abre el contacto y el piloto luminoso se apaga

OPERACIÓN: CEBAR BOMBA CENTRÍFUGA.

El cebado consiste en llenar de líquido el cuerpo de la bomba y la tubería de aspiración antes de poner en marcha la bomba.

Paso 1: El cebado consiste en llenar de líquido el cuerpo de la bomba y la tubería de aspiración antes de poner en marcha la bomba.

PROCESO DE EJECUCIÓN:

Cebado con válvula de pie. a. Abrir el grifo de purga de aire.

b. Verter agua por el grifo de purga hasta llenar el tubo de aspiración y el cuerpo de la bomba.

c. La válvula de pie permite que este líquido que se echa quede en el tubo de aspiración.

d. Cerrar el grifo.



PROBLEMA PROPUESTO

Diseñar un tablero eléctrico para un sistema de bombeo alternado desde un pozo subterráneo, hasta un tanque elevado con las condiciones siguientes:

- Mando por contactores. - Selector de mando manual y automático. - Sistemas de protección contra tanque es vacío. - Usar sensores de nivel de líquido, tipo RADAR.


SENSORES Y TRANSDUCTORES.

PRESOSTATO.

El presostato también es conocido como interruptor de presión.

Es un sensor que cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido

El fluido ejerce una presión sobre un pistón interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presión baja, un resorte empuja el pistón en sentido contrario y los contactos se separan.

Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostáto al aplicar más o menos fuerza sobre el pistón a través del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presión de encendido y la presión de apagado.

Los presostatos entregan una señal apagado/encendido únicamente.



Fig. N° 76. Presostato diferencial.

TIPOS.

Los tipos de presostatos varían dependiendo del rango de presión al que pueden ser ajustados, temperatura de trabajo y el tipo de fluido que pueden medir. Puede haber varios tipos de presostatos:

Presostato diferencial: Funciona según un rango de presiones, alta-baja, normalmente ajustable, que hace abrir o cerrar un circuito eléctrico que forma parte del circuito de mando de un elemento de accionamiento eléctrico, comúnmente motores.

Fig. N° 77. Compresor de aire - presostato.

- Alta diferencial: Cuando se supera la presión estipulada para el compresor, el rearme puede ser manual o automático.

- Baja diferencial: Cuando la presión baja más de lo estipulado para el compresor, el rearme puede ser manual o automático.

Fig. N° 77. Presostato diferencial.


http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura


Aplicaciones:

- La luz roja de falta de presión de aceite de un automóvil está conectada a un presostáto.

- La bomba de agua está controlada por un presostáto en el sistema hidroneumático (hidráulico) de una casa.

- Para proteger motores en refrigeración de falta de aceite, se utilizan presostátos diferenciales, cuando la presión de aceite se acerca a la presión del circuito detiene al motor. Al variar constantemente la presión del circuito la única forma de controlar la presión del aceite es compararla con la del circuito en ese momento, de esta manera el presostáto actúa por diferencia de presiones y no por una presión fija.

- Para proteger equipos de refrigeración de altas o bajas presiones.

TERMOSTATO

Un termostato es el componente de un sistema de control simple que abre o cierra un circuito eléctrico en función de la temperatura.

Su versión más simple consiste en una lámina metálica como la que utilizan los equipos de aire acondicionado para apagar o encender el compresor.

Otro ejemplo lo podemos encontrar en los motores de combustión interna, donde controlan el flujo del líquido refrigerante que regresa al radiador dependiendo de la temperatura del motor.

TIPOS.

Bimetálicos.

Fig. N° 78. Termostato bimetálico.

Consiste en dos láminas de metal unidas, con diferente coeficiente de dilatación térmico. Cuando la temperatura cambia, la lámina cambia de forma actuando sobre unos contactos que cierran un circuito eléctrico.

Pueden ser normalmente abiertos NO o normalmente cerrados NC, cambiando su estado cuando la temperatura alcanza el nivel para el que son preparados.

Automáticos. Regresan a su estado inicial sin necesidad de intervención humana. Actúan de una forma totalmente automática, de ahí su aplicación actual en gran parte de los hogares. De gas encerrado. Consiste en un gas encerrado dentro de un tubo de cobre. Cuando la temperatura sube, el gas se expande y empuja la válvula, que realiza


http://es.wikipedia.org/wiki/Aceite

http://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vil

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_(hidr%C3%A1ulica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mina_(metal)

http://es.wikipedia.org/wiki/Metal

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula


una determinada función. Para regularlo se modifica el volumen del tubo, variando la presión.

Fig. N° 79. Termostato de gas cerrado.

Electrónicos. Los termostatos electrónicos cada vez son más habituales debido a sus ventajas.

Fig. N° 80. Termostatos electrónicos.

- Pueden estar libres de partes móviles y contactos que sufren deterioro. - Se puede configurar tanto una temperatura como un umbral o un tiempo

mínimo entre activaciones. - Se pueden integrar fácilmente en un sistema con más funciones como

programador horario con otros sucesos. - Con un controlador PID puede hacer una gestión más inteligente. Un termostato electrónico puede mejorar las aplicaciones en que se usan los termostatos mecánicos.

SENSORES DE PROXIMIDAD. Un sensor de proximidad detecta un objeto, metálico o no, sin necesidad de tener contacto físico con él. Se basa en la variación de los campos eléctricos (capacitivos) o electromagnéticos (inductivos). Su función principal es abrir o cerrar un circuito eléctrico.

TIPOS:

Detectores inductivos: - Fundamentos electromagnéticos, inducción. - Corrientes de Foucault.



- Efecto Hall. Detectores capacitivos.

HOJA DE TRABAJO

Realizar un circuito de control de una puesta usando finales de carrera,

Pulsador de abrir. Pulsador cerrar. Paro.




• Instalar motor trifásico, monofásico con presostatos.

• Instalar motor / resistencias con termostatos.

• Motor trifásico de inducción. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro. • Megóhmetro.


XIII. ARRANQUE DE UN MOTOR CON

PRESÓSTATOS.

HT N° 08 REF:


ESCALA 2015



OPERACIÓN: PROBAR EL PRESÓSTATO.

Verificar el presóstato y realizar pruebas de operatividad en nivel alto y bajo de la presión

PROCESO DE EJECUCIÓN: Paso 1:

a. Verificar el presóstato, Bornes/contactos, pruebas de cierre y apertura. b. Instalar un circuito de prueba. c. Probar funcionamiento del presóstato. d. El presóstato descansa sobre el compresor de aire comprimido. e. Cuando se incrementa hasta un determinado valor de presión, el presóstato de

abre y apaga el motor. f. Luego se abre la válvula de abasto de aire y la presión desciende hasta un

valor donde el presóstato se cierra y activa el motor, volviendo a cargar aire al tanque

OPERACIÓN: CALIBRAR EL PRESÓSTATO A LA PRESIÓN MÁXIMA Y MÍNIMA.

El cebado consiste en llenar de líquido el cuerpo de la bomba y la tubería de aspiración antes de poner en marcha la bomba.

Paso 1: Accionar el compresor y verificar la presión de apertura, con la lectura del manómetro. PRECAUCION: Tener cuidado con la manguera de alta presión.


SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS.

Los sensores inductivos son una clase especial de sensores de proximidad que sirve para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto.

Fig. N° 81. Sensor inductivo.



CAMPO DE ACCIÓN. - Detección de paso, - De atasco,

- De codificación - De conteo.

PARTES.

Fig. N° 82. Partes del Sensor inductivo.

1. Circuito oscilador. 2. Circuito de puesta.

3. Amplificador. 4. Carga.

DISTANCIA DE DETECCIÓN.

- Alcance S: Distancia a la que acercando el objeto a la cara sensible determina el cambio de estado de la señal de salida.

- Alcance nominal Sn: Valor convencional que sirve para designar el aparato,

no tiene en cuenta las dispersiones (fabricación, temperatura, tensión).

- Alcance real Sr: Valor real medido a parámetros constantes (temperatura, tensión, condiciones de instalación...), debe estar comprendido entre 90 y 110 % del alcance nominal Sn.

0,9 Sn < Sr < 1,1 Sn

- Alcance útil Su: Valor medido en los límites especificados del dominio de temperatura y de tensión, debe estar comprendido entre 81 % y 121 % del alcance nominal Sn.

0,81 Sn < Su < 1,21 Sn

- Alcance de trabajo Sa: Distancia en el interior de la cual está asegurado el funcionamiento correcto del detector en condiciones específicas.

0 < Sa < 0,81 Sn

- Reproducibilidad R: Valor de la variación del alcance real Sr en condiciones específicas (tiempo, temperatura, tensión).

- Carrera diferencial H: Distancia entre el punto de conexión cuando el objeto

se acerca al detector y el punto de desconexión cuando el objeto se aleja



Fig. N° 83. Distancia de detección.

INDICADORES DE FUNCIONAMIENTO.

Indicador de operación. Se ilumina cuando detecta el objeto. Indicador de estabilidad. Se ilumina cuando el objeto está en la zona de detección inestable. AJUSTE DE LA SENSIBILIDAD.

- Sin objeto, girar el potenciómetro hasta que el indicador de operación se encienda (A).

- Con objeto girar en sentido contrario hasta que se apague el indicador de operación (B).

- Situar el potenciómetro de ajuste en la posición intermedia (C).

Fig. N° 84. Ajuste de la sensibilidad

CONFIGURACION DE SALIDA.

- Salida NA / NC. - Dentro de las salidas digitales hay 6 configuraciones según la alimentación y la

carga: B, C, D, E, F, Y

TIPO B: Detectores a tres hilos. Alimentación en corriente continua. Salida PNP en colector abierto.



TIPO C: Detectores a tres hilos. Alimentación en corriente continua. Salida NPN en colector abierto.

TIPO Y: Detectores a dos hilos. Alimentación en corriente alterna. La carga se debe conectar en serie con la alimentación. Importante no cortocircuitar la carga.

Código de colores de los cables del sensor de proximidad inductivo.

Fig. N° 84. Conexiones y tipos de sensores de proximidad inductivos.



SENSOR DE PROXIMIDAD CAPACITIVO.

Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica.

Fig. N° 85. Sensor de proximidad capacitivo.

PARTES.

Fig. N° 86. Partes de un Sensor de proximidad capacitivo.

1. Circuito oscilador. 2. Circuito de puesta o disparo.

3. Amplificador. 4. Los contactos.

FUNCIONAMIENTO.

La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector.

Los detectores capacitivos están construidos en base a un oscilador RC.

Debido a la influencia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificación se incrementa haciendo entrar en oscilación el oscilador. El punto exacto de ésta función puede regularse mediante un potenciómetro, el cual controla la realimentación del oscilador.



Fig. N° 87. Sensor de proximidad capacitivo.

Este detector se utiliza comúnmente para detectar material no metálico: papel, plástico, madera, etc. ya que funciona como un condensador. APLICACIONES. - Detección de nivel. En esta aplicación, cuando un objeto (líquidos,

granulados, metales, aislantes, etc.) penetra en el campo eléctrico que hay entre las placas sensor, varía el dieléctrico, variando consecuentemente el valor de capacidad.

- Sensor de humedad. El principio de funcionamiento de esta aplicación es similar a la anterior. En esta ocasión el dieléctrico, por ejemplo el aire, cambia su permitividad con respecto a la humedad del ambiente.

- Detección de posición. Esta aplicación es básicamente un condensador variable, en el cual una de las placas es móvil, pudiendo de esta manera tener mayor o menor superficie efectiva entre las dos placas, variando también el valor de la capacidad, y también puede ser usado en industrias químicas.




• Instala motor trifásico con autotransformador en forma manual.

• Motor trifásico de inducción. • Autotransformador trifásico. • Contactor. • Relé térmico. • Llave termomagnética trifásica. • Llave termomagnética monofásica. • Pulsador NO y NC. • Cofre metálico. • Lámparas de señalización. • Riel DIN. • Kit de herramientas de electricista. • Multímetro. • Pinza amperimétrica. • Tacómetro • Megóhmetro.


XIV. ARRANQUE DE UN MOTOR CON

AUTOTRANSFORMADOR.

HT N° 14 REF:


ESCALA 2015



OPERACIÓN: ELABORAR EL ESQUEMA ELÉCTRICO DE MANDO Y FUERZA. Paso 1: Elaborar el esquema eléctrico de fuerza.

Paso 2: Elaborar el esquema eléctrico del circuito de mando.

OPERACIÓN: REALIZAR LA INSTALACIÓN DEL AUTOTRANSFORMADOR Y ELEMENTOS DE MANIOBRA.

Verificar elementos, realizar montaje y conexionado, regulación de tiempo y prueba de funcionamiento.



PROCESO DE EJECUCIÓN: a. Realizar el montaje de los elementos del circuito de potencia y control. b. Conectar elementos. c. Regular el tiempo de arranque por escalones. OPERACIÓN: REALIZAR PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO. a. Activar disyuntor unipolar (circuito de control). b. Activar disyuntor motor (circuito de potencia). c. Pulsar S2, activa los temporizadores, al energizar el contactor K2, aplica

tensión al autotransformador conectado en estrella. Energiza el contactor K3 y el motor arranca al 55% de la tensión nominal.

d. Transcurrido el tiempo regulado, en el temporizador montado en K2, desenergiza al contactor K3 y energiza el contactor K4. El motor recibe el 65% de la tensión nominal.

e. Transcurrido el tiempo regulado, en el temporizador montado T2, desenergiza al contactor K4 y energiza el contactor K5. El motor recibe el 80% de la tensión nominal.

f. Al cumplirse el tiempo regulado en el temporizador T1, desenergiza el contactor K5 y K2 (desactiva el autotransformador). Energiza el contactor K1 y el motor trabaja al 100% de su tensión nominal.

PRECAUCIONES: Al activar el temporizador. El motor arranca en conexión estrella, al 58% de su tensión nominal y gira en sentido horario.

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: ARRANQUE DE MOTORES POR AUTOTRANSFORMADOR.

El motor se alimenta a tensión reducida mediante un autotransformador que, una vez finalizado el arranque queda fuera del circuito. P > 100 Kw EL ARRANQUE SE LLEVA A CABO EN TRES TIEMPOS. - En el primer tiempo, el autotransformador comienza por acoplarse en estrella

y, a continuación, el motor se acopla a la red a través de una parte de los devanados del autotransformador. El arranque se lleva a cabo a una tensión reducida que se calcula en función de la relación de transformación. Generalmente el transformador está dotado de tomas que permiten seleccionar



la relación de transformación y, por tanto, el valor más adecuado de la tensión reducida.

- Antes de pasar al acoplamiento a plena tensión, la estrella se abre. En ese momento, la fracción de bobinado conectada a la red crea una inductancia en serie con el motor. Esta operación se realiza cuando se alcanza la velocidad de equilibrio al final del primer tiempo.

- El acoplamiento a plena tensión interviene a partir del segundo tiempo,

normalmente muy corto (una fracción de segundo). Las inductancias en serie con el motor se cortocircuitan y, a continuación, el autotransformador queda fuera del circuito.

La corriente y el par de arranque varían en la misma proporción. Se obtienen los valores siguientes: Corriente de arranque: Par de arranque: El arranque se lleva a cabo sin interrupción de corriente en el motor, lo que evita que se produzcan fenómenos transitorios. No obstante, si no se toman ciertas precauciones pueden aparecer fenómenos transitorios de igual naturaleza durante el acoplamiento a plena tensión.

Este modo de arranque suele utilizarse en los motores con potencia superior a 100 kW. Sin embargo, el precio de los equipos es relativamente alto debido al elevado coste del autotransformador. Gráfico Corriente de arranque vs. Velocidad:

Fig. N° 88. Corriente de arranque vs. Velocidad.

arr nI (1.4 a 4) x I=

arr nM (0.5 a 0.85) x M=



Gráfico par de arranque vs. Velocidad:

Fig. N° 89. Par de arranque vs. Velocidad.




• Instala motor trifásico por resistencias estatóricas.



XV. ARRANQUE POR RESISTENCIAS

ESTATÓRICAS.

HT N° 15 REF:


ESCALA 2015



ARRANQUE POR RESISTENCIAS ESTATÓRICAS.

Consiste en arrancar el motor bajo tensión reducida mediante la inserción de resistencias enserie con los devanados. Una vez estabilizada la velocidad, las resistencias se eliminan y el motor se acopla directamente a la red. Para controlar la operación, normalmente, se suele utilizar un temporizador. VALOR DE LA RESISTENCIA R. El valor de la resistencia se calcula en base a la punta de corriente que no se debe superar durante el arranque, o al valor mínimo del par de arranque necesario teniendo en cuenta el par resistente de la máquina accionada.

La caída de tensión es proporcional a la corriente absorbida por el motor. Dado que la corriente disminuye a medida que se acelera el motor, sucede lo mismo con la caída de tensión de la resistencia. Por tanto, la tensión que se aplica a las bornas del motor es mínima en el momento del arranque y aumenta progresivamente.

Dado que el par es proporcional al cuadrado de la tensión en las bornas del motor, este aumenta más rápidamente que el caso del arranque estrella-triángulo, en el que la tensión permanece invariable mientras dura el acoplamiento en estrella. Por cada fase, Un: tensión nominal y In: corriente nominal del motor.

Aplicaciones: Este tipo de arranque es apropiado para máquinas cuyo par resistente crece con la velocidad, por ejemplo en los ventiladores.

Gráfico corriente de arranque vs. Velocidad:

Fig. N° 90. Corriente de arranque vs. Velocidad.

n

n

0.0555 x URI

=



Gráfico par de arranque vs. Velocidad:

Fig. N° 91. Par de arranque vs. Velocidad.




• Instala un motor por resistencias rotóricas.



XVI. ARRANQUE POR RESISTENCIAS ROTÓRICAS.

HT N° 08 REF:



AUTOMATISMO ELÉCTRICO Paso 3

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