unidad 5 arranque trifasico
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Quinta unidad del laboratorio 5 de electrónicaTRANSCRIPT
Taller Electromecánico
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UNIDAD V
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1. OBJETIVOS
1. Identificar los componentes del arranque de un motor trifásico.
2. Ejecutar la instalación para arrancar un motor trifásico.
3. Conocer el funcionamiento y el uso del contactor y el interruptor de nivel.
4. Realizar la instalación del control de electro bombas.
2. INTRODUCCIÓN
El gran desarrollo de la industria fue creando nuevas necesidades en las
instalaciones eléctricas. La simple acción de abrir o cerrar un circuito mediante
un interruptor manual, se hizo insuficiente; es cierto que un contactor en realidad
hace eso, pero a frecuencias de trabajo que pueden llegar a 5000 conexiones por
hora, es imposible de realizar con un interruptor manual.
Los grandes incrementos en la demanda de energía eléctrica han ocasionado la
construcción de nuevas líneas de dimensiones mucho mas amplias para lo que se
necesita contar con aparatos cuyas capacidades de ruptura sean adecuadas. Los
contactores pueden cortar intensidades de corriente del orden de 10 a 15 veces
la intensidad nominal del aparato.
Ante la necesidad de poner en marcha un motor eléctrico cabe la idea de
mandarlo desde el propio lugar de emplazamiento o bien a distancia. En el
primer caso es probable el ahorro de conductor si el motor es de elevada
potencia, ya que la distancia entre él y el dispositivo de arranque es pequeña. No
obstante este sistema puede resultar peligroso para los operarios, dificultad para
el accionamiento, escasa visibilidad, etc.
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En el caso de mando a distancia, los defectos mencionados quedan subsanados,
ya que el elemento de mando puede situarse en el lugar más conveniente y
utiliza conductores de muy baja sección y en el que se disponga buena
visibilidad, dominio de la instalación y máxima seguridad. El contactor se
instalara en el punto de trabajo, con lo que se tendrá mínima longitud del
conductor de potencia.
En este taller identificará los componentes para el arranque directo de un motor,
los equipos de protección del circuito y realizara la instalación eléctrica.
Respete las indicaciones de su profesor para el
desarrollo de la tarea y, sobretodo, aquellas que se
relacionen con la SEGURIDAD personal.
Para complementar el aprendizaje de la presente tarea, le recomendamos leer:
“Fundamentos de Instalaciones Eléctricas” de Joseph Foley. Editorial McGraw-Hill
3. CONTACTORES
Los contactores son dispositivos electromecánicos de maniobra, que tienen una
sola posición de reposo y una sola posición de activado, se les puede definir
también como “un interruptor accionado o gobernado por medio de un
electroimán”.
Los contactores son fáciles de hacer funcionar, solo hay que enviarles una señal
eléctrica a su bobina y ésta responderá moviendo su puente porta contactos, lo
cual provocará un cambio de posición de los contactos.
Figura 1. Diferentes marcas de contactores.
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3.1. CONSTITUCIÓN DE UN CONTACTOR
3.1.1. ELECTROIMÁN
El electroimán es el elemento del contactor que se encarga de
recibir la señal de mando y transformarlo en movimiento de los
contactos, su constitución básica son: circuito magnético,
bobina, porta contactos.
3.1.2. BOBINA
Es un arrollamiento de alambre, con un gran número de espiras
que al aplicarle tensión, crea un campo magnético, está
construido generalmente de un alambre de cobre muy
delgado.
3.1.3. PORTACONTACTOS
Es parte del contactor que se encarga de sostener y mover los
contactos móviles, cambiándolos de posición cada vez que es
atraído por el magnetismo creado en la bobina.
3.1.4. CONTACTOS
Son aquellos elementos que se encargan de cerrar o abrir un
circuito al cambiar de posición. Pueden ser contactos móviles o
fijos. Estos contactos en su conjunto pueden ser cerrados o
abiertos, tomando este nombre de acuerdo a la posición en la
que se encuentran antes de que la bobina reciba tensión.
Además debemos considerar que el contactor tiene dos tipos de
contactos que toman el nombre de contactos de fuerza o
contactos auxiliares, esta denominación dependerá del tipo de
trabajo que realizan.
Figura 2. Principales partes de un contactor.
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Figura 3. Simbología eléctrica del contactor y forma física.
4. RELÉS TÉRMICOS
Los relés térmicos protegen a los motores contra toda clase de averías que
provoquen un incremento en el consumo de corriente de dicho motor. Ejemplo.
1. Sobrecarga sostenida debido a alguna anormalidad mecánica en la carga.
2. Sobrecarga debido a una baja de tensión en la red.
3. Ciclos de trabajo demasiado frecuentes, lo cual ocasiona que el
bimetálico acumule temperatura debido a los picos de corriente.
4. Trabajo en dos fases sobrecarga de origen mecánico, fallas en la
alimentación, baja de tensión, falta de una línea de alimentación, etc. por lo
tanto podemos resumir que los relés térmicos proporcionan una protección
térmica contra sobrecargas pequeñas pero prolongadas.
Figura 4. Relé Térmico.
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4.1. CARACTERÍSTICAS
1. Permite el arranque del motor en condiciones normales de operación,
por lo tanto, el relé no debe desconectar el circuito durante el pico de
arranque de los motores.
2. Permitirá el paso de la corriente nominal indefinidamente.
3. Debe disparar, ante cualquier sobrecarga duradera antes del tiempo
que afecte al motor, normalmente el disparo del relé se realiza en un
tiempo tres a cinco veces inferior al tiempo que necesita el motor
para quemarse.
4.2. FUNCIONAMIENTO
Cada relé está compuesto de tres bimetales (constituidos cada uno por
asociación de dos metales diferentes cuyos coeficientes de dilatación son
muy diferentes, es muy común el uso de hierro y níquel).
Si durante el funcionamiento ocurriera algún percance que provoque una
subida prolongada de la corriente, los bimetales se deforman, haciendo
cambiar de posición sus contactos auxiliares, es necesario comprender
que mientras no se desconecte el circuito de fuerza, seguirá pasando
corriente a través de los bimetálicos.
Para activar nuevamente el circuito hay que esperar, a que los
bimetales, se hallan enfriado lo suficiente para permitir el retorno a su
posición inicial de trabajo, el activado puede ser manual o automático
según se escoja la opción que traen estos aparatos.
Cuando se deforman los bimetales en el circuito principal del relé debido
a una sobrecarga trifásica del motor, actúan los tres sobre un puente de
disparo diferencial. Una palanca de disparo conjunta conmuta, al alcanzar
el valor límite, el contacto auxiliar.
En el caso de un falla de fase, cuando uno de los bimetales no se
deforman igual que los restantes o bien retorna a su posición de frío,
diferente de los otros dos, entonces el puente de disparo diferencial
recorrerá tramos diferentes (ver figura 8.4). Este recorrido diferencial se
transforma por medio de una transmisión en un recorrido adicional de
disparo y éste se efectúa de forma más rápida.
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Figura 5. Funcionamiento del Relé Térmico.
Figura 6. Símbolo de relé térmico.
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5. ARRANQUE DIRECTO
Una de las formas más sencillas de arrancar un motor, a través de un contactor,
es el llamado arranque directo, el cual consiste en proporcionar al motor la
tensión de placa, llamada tensión nominal, en forma directa. Dicho de otra
manera, el contactor al cerrar sus contactos de fuerza conecta la tensión de línea
al motor haciendo que este empiece a girar.
En la siguiente figura, se muestra un esquema de fuerza típico, en el cual
podemos observar los elementos constituyentes mínimos de todo circuito de
arranque directo, además debe observar que en este caso Ud. empieza a
trabajar con un sistema de alimentación trifásico.
Figura 7 Esquema de fuerza y mando de arranque directo.
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6. CONTROL DE NIVEL
El control del nivel de líquido en los depósitos y el flujo entre ellos es un problema
básico en los procesos industriales. Los procesos industriales requieren líquidos
para ser bombeados, almacenados en tanques y luego bombeados a otros
tanques; esto se puede aplicar al uso del agua dentro de una casa, ya que al
controlar el nivel de agua que se tiene en una cisterna automáticamente se
controla el nivel de agua existente en toda la casa.
La vida del ser humano es gobernada por sistemas de control de nivel de flujo.
Por ejemplo el baño de nuestra casa, la palanca adjunta a la válvula del tanque
de la taza permite al agua fluir dentro del tanque hasta que el flotador sube a un
punto en el que cierra la válvula. Este es un simple y efectivo sistema de control
del nivel de depósitos para agua
Estos controles se emplean en los grupos motor-bomba para mantener
automáticamente el nivel del agua o de otro líquido entre los límites deseados.
Figura 8. Tecnologías de control de nivel de líquidos.
Sistema por flotador cuya posición indica el nivel del líquido, acciona un
interruptor piloto que está accionado por una palanca. Los contactos del
interruptor se cierran para poner en marcha el motor de la bomba cuando el nivel
del líquido baja hasta un punto de ajuste inferior y se abren para parar este
motor, cuando el nivel del líquido ha subido hasta un límite superior, previamente
ajustado.
Cuando se quiere accionar motores de pequeña potencia, el dispositivo puede
actuar directamente sobre el circuito de potencia del motor.
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Pero en motores de mediana y gran potencia se necesita de un arrancador
automático independiente para controlar la marcha del motor y entonces el
interruptor del flotador actúa como dispositivo piloto en el circuito de mando.
Los contactos del interruptor flotador pueden ajustarse para abrir y cerrar entre
límites amplios o estrechos del nivel del líquido., así tendrá suficiente amplitud de
movimiento para poder accionar el interruptor piloto.
Figura 9. Componentes que integran sistema de bombeo de agua.
6.1. INTERRUPTOR DE NIVEL
Los interruptores de nivel son económicos y eficientes detectores de nivel de
líquidos. Son fáciles de instalar y además están concebidos para funcionar sin
problemas durante un largo período de tiempo.
Figura 10. Interruptor de nivel tipo flotador.
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La unidad consta de tres componentes principales:
1. El cable de alma triple conectado al Microinterruptor situado en el
interior de la cámara de flotación, y revestido de una goma sintética
de polietileno clorado, CPE. Este cable se suministra en tres 3
longitudes: 5, 10 y 20 metros ± 5%. Se puede suministrar en otras
longitudes bajo pedido.
2. La pesa oscilante opcional puede fijarse en el cable a 120mm
aproximadamente de la cámara de flotación; revestida también de
Hypalon.
3. La cámara de flotación contiene un Microinterruptor herméticamente
cerrado, en una espuma de poliuretano, con único polo de doble
acción, Las paredes externas del interruptor están recubiertas de
Hypalon.
Símbolo eléctrico del interruptor de nivel
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7. ELECTROBOMBA
Es una máquina eléctrica rotativa de mayor aplicación práctica, transforma la
energía eléctrica (que reciben de la red a la que se conectan) en energía
mecánica, mediante un giro de su parte móvil, capaz de desarrollar un trabajo.
Este motor está constituido por un cuerpo de aspiración, un cuerpo de impulsión,
un cierre mecánico, un paquete de chapas magnéticas ranuradas y en sus
ranuras se alojan los devanados o bobinas.
Cuando se conectan sus terminales a la corriente eléctrica, sus devanados crean
un campo magnético que hacen girar al rotor. Los terminales de estas bobinas se
llevan a los bornes de la caja de bornes en donde se conectan a la red.
Estos motores tiene que ser de suficiente potencia que permitan extraer y
bombear agua hacia un determinado lugar, puede trabajar en forma continua o
de manera permanente durante algunas horas de trabajo.
Estos motores deben de estar bien dimensionados para que cumplan su objetivo. Existen electrobombas monofásicas y trifásicas y están disponibles en una amplia gama de modelos que solucionan cualquier necesidad.
Figura 11. Electro bomba.
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Figura 12 .Instalación de sistema de alimentación de agua domiciliaria.
Figura 13. Circuito eléctrico de control de sistema de bombeo de agua domiciliaria.
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Figura 14. Instalación de componentes de sistema de bombeo industrial.
Figura 14. Circuito de fuerza y control de sistema de bombeo industrial.
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8. PROCEDIMIENTO
Este trabajo lo realizará en equipo. Ahora procederás a realizar la práctica de un
circuito de control de electrobombas después de haber aprendido sobre el
principio de funcionamiento del control de nivel.
Los pasos a realizar son los siguientes:
1. Distribuye los equipos a instalar, en el tablero según el esquema de
distribución de componentes.
2. Realiza el cableado del circuito de fuerza, desde el interruptor
termomagnético hacia la entrada del contactor (1-3-5). Recuerde que
sí es un motor trifásico, éste tiene tres líneas de alimentación.
3. Cablea desde la salida del contactor (2-4-6) hacia la bornera.
4. Realiza el cableado del interruptor de nivel 1 hacia el contactor.
5. Realiza el cableado del interruptor de nivel 2 hacia el contactor.
6. Conecta el motor trifásico (terminales U1-V1-W1) en la bornera.
7. Puentea los terminales del motor U2-V2-W2.
8. Revisa toda la instalación eléctrica.
9. Realiza la prueba de funcionamiento.
10. Desmonta el circuito.
11. Ordena todos los conductores, devuelve los equipos y materiales en forma ordenada.
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LISTA DE EQUIPOS Y MATERIALES
Nº
DESCRIPCIÓN
UNID.
CANT.
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9. UNIDAD VIII: CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es la función del interruptor termomagnético trifásico?
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2. ¿Cuál es la función del interruptor control de nivel en el tanque cisterna?
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3. ¿Cuál es la función del interruptor control de nivel en el tanque elevado?
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4. Describa tres problemas que puedan ocurrir en un circuito de electrobombas.
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5. Describa los terminales del motor eléctrico.
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6. ¿Cuál es la función del contactor en el circuito eléctrico?
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7. ¿Qué problemas ocasiona el deterioro de los contactores?
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8. ¿Cuál es la función del relé térmico?
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9. ¿Cuáles son las posibles causas cuando un motor trifásico no funciona?
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10. ¿Cuáles son las normas de seguridad a seguir para realizar el arranque de un
motor eléctrico?
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Resultado
Criterio de desempeño
Curso: Ciclo: II
Actividad: Semana: 10
Nombre y apellido del
alumno:Sección Docente:
Observación Periodo Fecha:
X
X
Excelente BuenoRequiere
MejoraNo aceptable Puntaje Logrado
2 1.5 1 0.5
2 1.5 1 0.5
1 0,5 0 0
3 2 1.5 0.5
Excelente BuenoRequiere
MejoraNo aceptable Puntaje Logrado
1 0.5 0 0
3 2 1.5 0.5
2 1.5 1 0.5
2 1.5 1 0.5
3 2 1.5 0.5
Excelente BuenoRequiere
MejoraNo aceptable Puntaje Logrado
1 0.5 0 0
Comentarios al o los alumnos:
(De llenado obligatorio)
CONDICIÓN PUNTAJE
Excelente 16 a 20
Bueno 11 a 15
Requiere mejora 06 a 10
No Aceptable 0 a 05
B. ACTITUD
Ubicar y fijar los accesorios en el tablero de
acuerdo a la distribución dada.
PUNTAJE PARCIAL 2
Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría
de requerimientos.
Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos
de los requerimientos.
No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.
Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo
todos los requerimientos.
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TAREA 5: Intslación eléctrica para arranque de motores
Documento de Evaluación
PUNTAJE PARCIAL 3
Dibuja el esquema de principio, utilizando la
siimbologia normalizada.
Hoja de Trabajo Archivo informático
Informe Técnico
Planifica el desarrollo de la tarea, para lograr el
obejtivo de la implementación.
Planos
Tecnología de la Producción
Rúbrica
d. Diseñan procedimientos y sistemas de procesos productivos, utilizando sus conocimientos
de ingeniería aplicada.
d.2. Utiliza sus conocimientos de ingeniería aplicada en el diseño de una solución.
DESCRIPCIÓN
Gestiona la disposición de materiales y equipos.
Caso Otros:
A . PLANIFICACIÓN
Demuestra conocimientos (Prueba oral, prueba
escrita)
B. EJECUCIÓN
PUNTAJE TOTAL 1+2+3
PUNTAJE PARCIAL 1
Aplica normas de seguridad y fomenta el trabajo
en equipo.
Realiza la prueba de funcionamiento, explicando
su operatividad.
Realiza el cableado del circuito electrico,
manteniendo el orden y la estética.
Controla el uso eficiente de materiales y equipos.
Realiza la prueba de continuidad verificando
ausencia de fallas.
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ANOTACIONES
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