MÁQUINA IMPULSORA

INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

1. OBJETIVOS.-

- Conocer el comportamiento del motor conectado a la red, pero en sentido inverso,

es decir, cambiando dos de las fases de alimentación.

- Realizar el montaje correspondiente a un inversor de giro.

- Comprobar el sentido de giro del motor alimentado en sentido directo e invirtiendo

dos de las fases de alimentación.

2. FUNDAMENTO TÉORICO.-

Una de las principales ventajas de los motores con rotor en cortocircuito, consiste en

la facilidad para invertir el sentido de giro; basta con intercambiar dos fases de

cualesquiera de la línea de alimentación y éste es el procedimiento adoptado en los

diversos esquemas prácticos expuestos en esta guía.

Los dispositivos utilizados para la inversión han de ser muy robustos y los motores

destinados a funcionar con frecuentes inversiones de sentido de giro deben diseñarse

con aislantes especiales.

La inversión de giro se consigue empleando dos contactores C1 y C2 conectados tal

como se ve en el circuito de control y potencia, de tal forma que cuando se cierra un

contactor, las tres fases (R, S, T) le llegan al motor en un cierto orden, mientras que si

se conecta el otro contactor, dos fases llegan cambiados.

Para la inversión de sentido de rotación en un motor, según Harper, E. (2005), se

debe intercambiar 2 líneas. Una forma de hacerlo se presenta en la Figura 2 al utilizar

los contactores A y B y un interruptor manual de posición tipo tambor, en la dirección

normal, el interruptor de tambor cierra los contactos 1, energizando la bobina A y así,

cerrando el contacto A.

Para la inversión del sentido, el interruptor se cambia a su posición 2, des energizando

momentáneamente en el transcurso de la posición 1 a la 2, el motor, una vez en la

posición 2, se energiza la bobina B y por lo tanto se cierra los contactos B, invirtiendo

las líneas 1 y 3.

Figura 2. Diagrama motor con control para inversión de giro.

Fuente: Harper, E (2005).

Se pueden diseñar diferentes diagramas con el mismo principio, invertir el giro

mediante la inversión de 2 de las tres líneas en el caso de un motor trifásico. Otro

diseño, que expone Pacheco J. (s.f.) en su trabajo “Arrancadores para motores de

corriente alterna”, para la inversión es la que se presenta en la Figura 3.

Figura 3: Diagrama alterno de control para inversión de giro.

Fuente: Pacheco, J. (s.f).

Su funcionamiento es el siguiente: el sistema de control está dominado por una serie de

interruptores de presión, “Paro”, “Inverso” y “Directo”. El interruptor “Paro” NC esta en

serie con la línea principal, por tanto, al activarlo, se des energiza todo el sistema de

control y el motor se detiene. Después está una lógica de interruptores para prevenir que

se active al mismo tiempo el giro normal y el giro invertido: Si se desea un giro normal, se

presionará el interruptor de presión de arranque “Directo”, cerrando el circuito entre los

nodos 2 y 3, energizando así la bobina principal “F” y activando todos los contactos

dominados por la bobina “F”. Al mismo tiempo, el interruptor “Directo” en el lado izquierdo

del nodo 4 se abrirá, evitando el giro inverso, ya que si se activa dicho interruptor,

entonces el interruptor entre el nodo 2 y 3 se abrirá y evitará el giro normal, esto es, como

se dijo antes, una lógica para evitar que el motor funcione con giro normal y giro inverso al

mismo tiempo.

La misma explicación recae a la configuración para funcionar con giro inverso, se

presiona el interruptor “INV.” Entre los nodos 4 y 5, y se energizará la bobina “R” y todos

los contactos dominados por esta se activarán, invirtiendo 2 de las 3 líneas de

alimentación del motor. Al mismo tiempo, el interruptor “INVERSOR” evita el

funcionamiento con giro normal.

A continuación se muestran en forma física los aparatos en el circuito de la figura 2, esto

para tener una clara idea acerca de las conexiones que se lo realiza:

Se instalará el diagrama de la FIGURA 2 antes mencionada, su lógica ya ha sido

explicada. Se conecta 1 interruptor de presión para “Paro” en serie, un segundo

interruptor de presión para “Directo” y el último interruptor de presión para “Inverso”, como

se observa en la Figura 5.

Figura 5: Interruptores de presión.

Por tanto, el interruptor de “Paro” se presionará cuando se requiera detener el motor y

cuando se requiera utilizar un giro diferente con el que se está trabajando normalmente.

El interruptor “Directo” presionará cuando se requiera que el motor opere con un giro en el

sentido de las manecillas del reloj, si se desea el sentido de giro opuesto, se presionará el

interruptor “Inverso”.

Se utilizaron 2 contactores, “F” para el giro normal y “R” para giro opuesto: La bobina

principal de cada contactor se conecta en serie del nodo 3 con “F” y del nodo 5 con “R”; el

contacto auxiliar “F” se conecta en paralelo con el interruptor “Directo y el contacto auxiliar

“R” en paralelo con el interruptor “Inverso”. Los contactos “F” se conectan en serie con las

líneas de alimentación del motor, al igual que los contactos “R”, pero estos invierten 2 de

las 3 líneas, como se aprecia en la Figura 3.

Figura 6: Contactor.

Figura 7: Contactores “F” y “R”.

Por último se conecta el centro de carga en el sistema según la Figura 3 y el motor jaula

de ardilla trifásico.

Figura 8: Centro de carga.

Figura 9: Motor jaula de ardilla conectado.

El sistema está listo para funcionar. Se enciende el centro de carga y se opera el motor en

sentido normal utilizando el interruptor “Directo”, el funcionamiento fue correcto y no hubo

ningún problema. Se presiona el interruptor “Paro” y el motor se detiene, después se

presiona el interruptor “Inverso” y el motor gira en sentido contrario de las manecillas del

reloj. Se instaló correctamente el sistema.

Enclavamientos.-

Para evitar que los dos contactores puedan cerrarse a la vez, lo que daría lugar a un

cortocircuito, se utilizan lo que desde el punto de vista eléctrico se denomina

enclavamientos, que traducido al lenguaje corriente, significa dependencia, o sea, que se

dice que un circuito eléctrico está enclavado con otro cuando dicho circuito eléctrico

depende de otro. En este caso, el enclavamiento entre contactores impide la conexión de

uno de ellos, siempre que el otro ya esté conectado.

3. MATERIALES.-

En el taller solo se hizo uso de algunos de estos aparatos para el circuito de control y

fuerza:

- 2 Contactores 3P+NA+NC

- Interruptor termomágnetico Monopolar

- Interruptor termomágnetico Tripolar

- Relé térmico de protección

- 2 Pulsadores ON (marcha) y 1 pulsador OFF (paro)

- Pilotos de señalización (rojo, verde y azul)

- Conductores eléctricos

- Herramientas para realizar el montaje, cableado y conexionado.

4. PROCEDIMIENTO.-

- Dibujar el esquema de montaje.

- Definir la alimentación del circuito de mando y fuerza.

- Seleccionar componentes.

- Realizar el cableado del circuito de control y comprobar.

- Anotar las características del motor trifásico.

- Realizar el cableado del circuito de fuerza.

- Accionar los pulsadores de marcha y comprobar el sentido de giro del motor

- Medir la corriente de arranque y de trabajo.

- Accionar el pulsador de parada.

En la siguiente hoja se tiene algunas fotos tomadas cuando ya se tiene conectado

correctamente el circuito de control y fuerza.

Simulación 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 está

el informe.

- Se tiene el circuito antes de la simulación.

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

y el sentido de giro del motor es derecha.

- Presionamos el pulsador rojo (NC) para detener el motor trifásico.

- Para el giro izquierdo presionamos la botonera verde (NA).

Placa Característica del Motor Eléctrico.-

Anoté los siguientes datos de la placa de características y parámetros eléctricos medidos.

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

2 Tensión en Estrella 380 V 8 Grado de

Protección IP

54 IP

3 Tensión 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

Tacómetro

5. CUESTIONARIO.-

- ¿Qué ocurre si estando alimentando el motor, se cambian dos fases?

Rpta.- Si se pierde una de las fases, el motor seguirá girando pero tendrá los

siguientes defectos:

1. Sufre una pérdida de capacidad de entrega de potencia del orden del 80%.

2. Las dos fases que permanecen tienen un incremento de corriente de

aproximadamente 75%.

Todo esto produce lo siguiente:

• Excesiva vibración.

• Ruido fuera de lo normal.

• Calentamiento excesivo, con un incremento acelerado.

Estos puntos nos llevan a la conclusión de que el motor está en peligro de falla

cuando una pérdida de fase ocurre. El motor debe ser protegido adecuadamente

para evitar los daños en el motor, principalmente en el bobinado. Entre más tiempo

permanece el motor conectado, más calor se genera. Se recomienda no

sobrepasar los 15-20 segundos en esta condición.

- ¿Qué utilidades puede tener el inversor de giro?

Rpta.- Tiene muchas utilidades, por ejemplo en el caso de un motor que esté

manejando la persiana de un local, en el momento de apertura del local el motor

debe girar hacia el lado correcto de manera que la persiana se dirija hacia arriba, y

al momento del cierre tiene que ir en sentido contrario, en el caso manual se lo

hace con una roldana con la cadena. Otro caso es la abrir ventanas

automáticamente mediante automatismos con contactores o plc, de manera que al

momento de la apertura de la ventana el motor deba girar en un sentido y al

momento del cierre gire en otro sentido.

- ¿Qué ocurrirá si estando girando el motor a derechas pulsamos giro a izquierda?

Rpta.- Se especifica que se debe presionar primero la botonera paro y luego

presionar la botonera a la que queremos que gire el motor, pero en este caso si

presionamos directamente la botonera el giro a izquierda cuando el motor aun esté

girando a la derecha, pues esto traería daños en el bobinado y descalibración en

el rotor, ya que en un sentido se está girando con una velocidad angular muy

grande y el giro brusco al sentido contrario ocasionaría daños de gran magnitud en

el motor eléctrico.

6. CONCLUSIONES.-

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

una base fundamental muy importante, ya que se tuvo dificultades al armar y

conectar los circuitos para la inversión de giro de un motor trifásico. Se tomó muy

encuenta que cuando el motor giré en un sentido, pues solamente se presione la

botonera de paro y luego presionar la botonera del sentido de giro contrario.