MQUINA IMPULSORA

ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFSICO JAULA DE ARDILLA

1. OBJETIVOS.-

- Conocer el mando manual de un contactor por pulsadores MARCHA PARO con

Auto-Alimentacin.

- Realizar el arranque directo de un motor trifsico.

- Comprobar el cierre del contactor. Parada del sistema por el pulsador de paro.

- Saber las ventajas y las aplicaciones de los contactores elctricos.

- Conocer los distintos contactores que hay en su respectiva clasificacin y las

causas del deterioro de estos.

2. FUNDAMENTO TORICO.-

Contactor.-

Un contactor es un componente electromecnico que tiene por objetivo establecer o

interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de

mando, tan pronto se de tensin a la bobina (en el caso de ser contactor es

instantneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente

elctrica de un receptor o instalacin, con la posibilidad de ser accionado a distancia,

que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no

recibe accin alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando acta

dicha accin. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas

elctricos, su simbologa se establece con las letras KM seguidas de un nmero de

orden.

Funcionamiento de los Contactores.-

A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el

establecimiento y cortes de las corrientes principales y segn el nmero de vas de paso

de corriente, ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizndose las maniobras

simultneamente en todas las vas.

Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del

circuito auxiliar del contactor y aseguran las auto alimentaciones, los mandos,

enclavamientos de contactos y sealizaciones en los equipos de automatismo.

Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulacin de la corriente, mueve el

ncleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a

travs de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento

puede ser:

- Por rotacin, pivote sobre su eje.

- Por traslacin, deslizndose paralelamente a las partes fijas.

- Combinacin de movimientos, rotacin y traslacin.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de

presin de los polos y del resorte de retorno de la armadura mvil.

La bobina est concebida para resistir los choque mecnicos provocados por el cierre y la

apertura de los contactos y los choques electromagnticos debidos al paso de la corriente

por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecnicos la bobina o circuito

magntico, a veces los dos se montan sobre amortiguadores.

Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en

paralelo y el de parada en serie.

Partes que Componen los Contactores Elctricos.-

Las partes bsicas que conforman un contactor electromagntico son: la carcaza, el

circuito electromagntico y los contactos. Cada una de estas partes las podemos

desensamblar para darle mantenimiento o reparar el dispositivo, por esto es importante

conocer las caractersticas de cada uno de ellos y los elementos que los conforman. A

continuacin se describe las caractersticas de cada una de estas partes:

i. LA CARCAZA:

La carcaza es el soporte de los elementos que conforman el contactor, est fabricada con

un material aislante hecho de un material polmero con fibra de vidrio muy resistente a las

elevadas temperaturas y con una gran rigidez elctrica, en ella se fijan el circuito

electromagntico y los contactos elctricos. En la figura 9(a) podemos observar la parte

externa de la carcaza de un contactor, en la figura 9(b) la parte de la carcaza donde se

coloca el ncleo y la bobina y en la 9(c) la parte interna la armadura, donde ambas

conforman el circuito electromagntico.

ii. EL CIRCUITO ELECTROMAGNETICO:

El circuito electromagntico est conformado por tres partes bsicas: La bobina, el ncleo

y la armadura. La bobina genera el campo magntico, el ncleo lo refuerza y la armadura

reacciona a este.

La bobina la podemos observar en la fig. 10 de tres diferentes tipos de contactores.

Una bobina est formada por un conductor enrollado de cierto nmero de espiras, que al

energizarse con un voltaje de cd o ca forma un campo magntico.

El ncleo es una parte metlica en forma de E, construida de laminas de un material

ferromagntico y se encuentra colocada de forma fija en la carcaza. En la figura11, se

puede ver fsicamente la forma de la armadura y como se encuentra colocada en los

contactores. La funcin del ncleo es fortalecer y distribuir adecuadamente el flujo

magntico que se forma en la bobina cuando esta es energizada, de forma que ejerza una

fuerte atraccin sobre la armadura. La bobina se monta en precisamente en el ncleo.

La armadura es una parte mvil del contactor y est construida del mismo materia

que el ncleo, se mantiene separada del ncleo por medio de la fuerza de un resorte, el

cual, es vencido solamente cuando la bobina es energizada. Para contactores de

corriente alterna el ncleo contiene dos bobinas que estabilizan el cruce por cero de la

corriente alterna y evitan la vibracin del mismo. Estas bobinas se encuentran colocadas

en dos de los extremos de la armadura. En la figura 12, se puede observar con varias

fotografas la forma fsica de la armadura, su ubicacin en la carcaza del contactor, el

resorte que lo mantiene fijo y la bobina de sombra para los contactores de c.a.

iii. LOS CONTACTOS:

En un contactor podemos encontrar dos tipos de contactos: los contactos principales y los

contactos auxiliares.

Los contactos principales son de construccin robusta y estn diseados para

soportar elevadas corrientes de encendido y apagado, permitiendo el paso de la corriente

elctrica a la carga sin deteriorarse. Comnmente estos estn fabricados de bronce

fosforado para que sean buenos conductores y mecnicamente ms resistentes. Se

encuentran colocados en una cmara construida de fibra de vidrio y polister que soporta

elevadas temperaturas y evita que se propague la chispa. Para manejo de cargas muy

grandes estos pueden estar protegidos por una bobina extintora del arco elctrico, que

ayuda a prolongar la vida til de estos.

Los contactos auxiliares a diferencia de los de fuerza son de construccin sencilla y

estn diseados para soportar pequeas corrientes de conmutacin de los circuitos de

control, comnmente para realizar el enclavamiento del contactor o para dar continuidad a

la secuencia de la lgica de control, por consiguiente, la corriente que pasa por ellos es la

misma que circula por la bobina donde se encuentra colocado. En la figura13, podemos

ver fsicamente como se encuentran los contactos auxiliares y los contactos principales.

Los contactos auxiliares pueden ensamblarse en el costado o en la parte superior del

contactor.

Pulsadores Botoneras.-

Dentro de lo que es el mando elctrico, se ha de incluir las botoneras. La botonera de

marcha y paro, es la ms comn de todas. Consta de un pulsador normalmente abierto

para la puesta en marcha, y otro pulsador normalmente cerrado para el paro.

En los botones se reserva el color rojo para el paro, el de marcha, puede ser, verde,

negro, suelen venir grabado con 0 (cero) para el paro y con la letra mayscula I (i) para la

marcha.

Se llama el pulsador, a la parte exterior sobre la que se acta y la interior, la que no se ve,

bloque de contactos.

El bloque de contacto puede ser simple normalmente abierto, o normalmente cerrado.

Tambin puede ser doble, con un contacto normalmente abierto y otro contacto

normalmente cerrado al pulsar se acta sobre los dos contactos al mismo tiempo. La

botonera simple puede ser de cuatro tornillos o de tres, la doble botonera de seis tornillos

u ocho tornillos.

En este campo de los pulsadores existe mucha variacin, los ingenieros han trabajado

muy a fondo para conseguir dar muchas soluciones al mando a distancia. Por ejemplo en

un solo taladro han conseguido colocar: Un pulsador de marcha, un pulsador de paro y

una lmpara piloto.

Accionamiento de la Botonera

La operacin de pulsar un contacto puede tener distintas soluciones, por ejemplo: Las

botoneras salientes son rpidas de accionar pero tiene el inconveniente de que se pueden

pulsar por accidente, en este caso los pulsadores embutidos son una buena solucin,

aunque el mando giratorio es una solucin an mejor.

Para evitar que personas no autorizadas pongan en marcha una mquina los pulsadores

con lleve son un buen seguro siempre que no se trate de una seguridad total. El mando

por puntos es una botonera que puede girarse pero que solo acta en el punto que se

haya seleccionado previamente.

La botonera de seta, es un paro de emergencia que puede pulsar cualquier persona, al

apretarlo, el pulsador queda retenido y deja descontado el contactor. Para volver a poner

en funcionamiento es preciso sacar el pulsador de paro girando este en el sentido que

indica la flecha grabada en el frente.

Inscripciones

Cuando en una botonera existen muchos botones parece lgico que cada botn debe de llevar

su inscripcin, el inconveniente es que cuando se ponga una inscripcin esta no se borre, o se

caiga. El fabricante para esto tiene pocas soluciones, es preciso llevar a un grabador las placas

del pulsador para solucionar este importante problema.

Colores Normalizados para Sealizacin

Pulsadores Luminosos.-

Rojo (no se recomienda): Indicar situacin de PARO o fuera de tensin

Verde: Situacin de MARCHA. Funcionamiento en ciclo de trabajo

Amarillo: ATENCIN. Puede utilizarse para evitar condiciones peligrosas. Ej.: Exceso de

temperatura

Blanco: CONFIRMACIN. Situacin de marcha especial. Ej.: Funcionamiento fuera del

ciclo de trabajo

Azul: Cualquier funcin no prevista en las anteriores

Lmparas.-

Rojo: PELIGRO. ALARMA. Cualquier situacin de mal funcionamiento y/o que requiera

atencin inmediata.

Verde: Funcionamiento correcto. Mquina bajo tensin

Amarillo: ATENCIN. PRECAUCIN. Cambio inmediato de condiciones en un ciclo

automtico.

Blanco o Azul: Otros usos no especificados

Fusibles.-

El fusible cortacircuito es el aparato de conexin que provoca la apertura del

cortocircuito en el que est instalado, por fusin, debido al calentamiento de uno varios

elementos destinados a este fin, cortando la corriente cuando sta sobrepasa un

determinado valor durante un tiempo. Se debe ajustar el calibre de los fusibles lo ms

posible a la intensidad nominal de la carga. En caso de que la carga sea motores se

tendr especial cuidado en que los fusibles puedan resistir las sobrecargas de arranque.

No se protegen los motores trifsicos simplemente con fusibles, ms bien resultara

contraproducente, puede quemarse un solo fusible y continuar trabajando el motor con

dos fases hasta quemarse ste por lo tanto se recomienda proteger con interruptores

termomagnticos.

Fusible industrial de 200 amperios.

Interruptores Termomagticos.-

Los disyuntores termomagnticos son aparatos de proteccin termomagntica utilizados

para la proteccin de instalaciones y aparatos elctricos contra sobrecargas y

cortocircuitos, estn equipados con un disparador bimetlico para la proteccin contra

sobrecargas y con una bobina de disparo electromagntico para proteccin contra

cortocircuitos.

3. MATERIALES.-

En el taller solo se hizo uso de algunos materiales para el circuito de control y fuerza:

- Contactor 3P+NA

- Interruptor termomgnetico Monopolar

- Interruptor termomgnetico Tripolar

- Pulsadores ON OFF (NA y NC)

- Pilotos de sealizacin (rojo y verde)

- Conductores elctricos

4. PROCEDIMIENTO.-

- Dibujar el esquema de montaje.

- Definir la alimentacin del circuito de mando y fuerza.

- Seleccionar componentes.

- Realizar el cableado del circuito de control y comprobar.

- Anotar las caractersticas del motor trifsico.

- Realizar el cableado del circuito de fuerza.

- Accionar el pulsador de marcha y comprobar el cierre del contactor y del contacto

de auto-alimentacin.

- Medir la corriente de arranque y de trabajo.

- Accionar el pulsador de parada.

Simulacin del Circuito de Fuerza y Control y Fotos.-

Solo simule los materiales que se uso para los circuitos de fuerza y control y no como est

el informe.

- Se tiene el circuito antes de la simulacin.

- Se alimenta con una tensin de 380V al circuito y se observa que prende el piloto

h2.

- Presionamos el pulsador verde (NA) y se prendera el piloto verde y arrancara el

motor trifsico.

- Para detener solo presionamos en la botonera roja (NC).

Placa Caracterstica del Motor Elctrico.-

Anotar los siguientes datos de la placa de caractersticas y parmetros elctricos

medidos.

1 Potencia del Motor 2,2 Kw 7 Frecuencia 50 Hz

2 Tensin en Estrella 380 V 8 Grado de Proteccin

IP

54 IP

3 Tensin en Delta 220 V 9 Factor de Servicio

FS

1,0 PS

4 Corriente en Estrella 4,8 A 10 Corriente de

Arranque

5 Corriente en Delta 8,3 A 11 Corriente de Trabajo 2,6 A 2,8 A

6 Velocidad en RPM 2860 RPM 12 Velocidad de

Trabajo

Con

Tacmetro

5. CUESTIONARIO.-

- Diferencias entre un contactor para corriente continua y alterna.

Rpta.- La diferencia es la bobina que una es para alterna y otra es para continua,

los DC tienen bobina polarizada (positivo y negativo) y al conectarlo mal Pues se

le puede llegar a daar su bobina y en cambio los AC al no estar polarizados se

pueden conectarlo de un lado al otro e inverso sin que esto le afecte en su

funcionamiento, despus va de acuerdo a la potencia que se le instale al

contactor, ya que son productos normalizados.

Lo que se debe tener siempre en cuenta es cuando se seleccione un contactor ya

sea para mas cantidad de maniobras, mas horas de uso continuo, mas potencia

que se le maneja, por ejemplo si el contactor se maneja una carga de 10

amperios, con muchas maniobras por jornada, instalar una para carga de

30amperios, etc.

- Que ocurre despus de un corte en la alimentacin, estando inicialmente el

contactor cerrado ?

Rpta.- Si hubiera un corte de alimentacin, pues subira bruscamente la tensin y

esto provocara el deterioro de los contactores, se deterioraran las bobinas ya que

solamente requieren una tensin permanente de alimentacin, la tolerancia que le

proporcionan los fabricantes es del 10%; tambin se arruinaran el ncleo y la

armadura y deterioros en los contactos. Para evitar estas consecuencias se hace

el uso de proteccin con los interruptores magnetotrmicos que en caso de

producirse una sobrecarga durante el funcionamiento del motor, actuara el

disparo trmico desconectando toda la instalacin. Tambin se tiene el disyuntor

magnetotrmico, tambin llamado disyuntor motor, aporta una proteccin mucho

ms eficaz a las instalaciones de alimentacin de motores elctricos, ya que

proporciona el corte magntico para proteger los posibles cortocircuitos. Adems,

incorpora un corte trmico similar al del interruptor magnetotrmico pero, a

diferencia de este, el disyuntor motor tiene la posibilidad de ajustar la intensidad de

corte por sobrecarga.

- Que ocurrir si perdemos una fase en el circuito de fuerza ?

Rpta.- Eso provocara las sobrecargas en los motores elctricos pueden aparecer

por exceso de trabajo de estos, desgaste de piezas, fallos de aislamiento en los

bobinados o bien por falta de una fase. Para evitar daos al motor se instalan los

Reles Trmicos de Bilaminas, este dispositivo provoca el disparo del rel en caso

de ausencia de corriente en una fase (funcionamiento monofsico). Lo componen

dos regletas que se mueven solidariamente con las bilminas. La bilmina

correspondiente a la fase no alimentada no se deforma y bloquea el movimiento

de una de las dos regletas, provocando el disparo.

6. CONCLUSIONES.-

El conocimiento de los elementos que conforman el circuito de fuerza y control, fue

una base fundamental muy importante, ya que se conoci el funcionamiento de

cada uno de ellos, tanto para reconocer la numeracin que vienen codificadas en

los contactores principales y auxiliares ya que estas vienen normalizadas. Tanto

para el circuito de control como de la fuerza se ha necesitado de mucha paciencia

para hacer las respectivas conexiones en el tablero, ya que se tuvo problemas en

la lectura del plano esquemtico, sobre todo en cuanto a la simbologa se refiere,

pero cabe destacar que se adquiri y se recabo el conocimiento de este

laboratorio.