LABORATORIO DE SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO N°2 2017 A

1.- INFORMACION GENERAL:

LABORATORIO N ° 02

NOMBRE:

ARRANQUE DIRECTO CON INVERSION DE GIRO

2.- OBJETIVOS:

 Analizar y entender el principio de funcionamiento de UN ARRANQUE DE

MOTOR TRIFASICO CON INVERSION DE GIRO. También tener muy claro
cuando se trabaja con corriente alterna y lo peligroso que puede ser esta
cuando tengamos contacto.

 Elaborar el esquema, entender el funcionamiento y realizar el cableado de UN

ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO ELECTRICO CON
INVERSION DE GIRO, sin error.

 Aprender a manejar el programa CADE_SIMU como una herramienta auxiliar e

importante cuando hagamos este tipo de trabajos ya que nos ayudan a simular
en tiempo real todo el sistema interconectado del arranque del motor

3.- FUNDAMENTO TEORICO

ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR TRIFASICO CON INVERSION DE GIRO

Para invertir el giro del motor habrá que invertir el giro del campo magnético creado
por el estator; de esta forma el rotor tenderá a seguirlo y girará en sentido contrario.
Para conseguirlo, basta con invertir un par de fases cualesquiera de la línea trifásica
de alimentación al motor, lo que en la práctica se realiza con dos contactores de
conexión a red.

MOTOR ELÉCTRICO
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en
energía mecánica por medio de campos electromagnéticos variables. Algunos de los
motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía
eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados
en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los
equipa con frenos regenerativos.
Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden
funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en
automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las
ventajas de ambos.
Cambio de sentido de giro.
 Para efectuar el cambio de sentido de giro de los motores eléctricos de
corriente alterna se siguen unos simples pasos tales como:

 Para motores monofásicos únicamente es necesario invertir las terminales del

devanado de arranque, esto se puede realizar manualmente o con relés
conmutadores

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 Para motores trifásicos únicamente es necesario invertir dos de las conexiones

de alimentación correspondientes a dos fases de acuerdo a la secuencia de
trifases.

 Para motores de a.c. es necesario invertir los contactos del par de arranque.

CONTACTOR
Un contactor es un componente electromecánico 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 tensión a la bobina (en el caso de ser contactores
instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente
eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia,
que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no
recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa
dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas
eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de
orden.

Partes

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 Carcasa

Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor

no extremo, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor.
Además es la presentación visual del contactor.
 Electroimán

Es el elemento motor del contactor, compuesto por una serie de dispositivos, los más
importantes son el circuito magnético y la bobina; su finalidad es transformar la
energía eléctrica en magnetismo, generando así un campo magnético muy intenso,
que provocará un movimiento mecánico.
 Bobina

Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran número de espiras,

que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un
campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de
resortes, se separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden
juntarse estrechamente. Cuando una bobina se alimenta con corriente alterna la
intensidad absorbida por esta, denominada corriente de llamada, es relativamente
elevada, debido a que en el circuito solo se tiene la resistencia del conductor.
Esta corriente elevada genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo
puede atraer a la armadura y a la resistencia mecánica del resorte o muelle que los
mantiene separados en estado de reposo. Una vez que el circuito magnético se cierra,
al juntarse el núcleo con la armadura, aumenta la impedancia de la bobina, de tal
manera que la corriente de llamada se reduce, obteniendo así una corriente de
mantenimiento o de trabajo más baja. Se hace referencia a las bobinas de la siguiente
forma: A1 y A2. Siempre y cuando este supervisado por un ingeniero debidamente
capacitado.
 Núcleo

Es una parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma de E, que

va fijo en la carcasa. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que
genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor
eficiencia la armadura.
 Espira de sombra

Forma parte del circuito magnético, situado en el núcleo de la bobina, y su misión es

crear un flujo magnético auxiliar desfasado 120° con respecto al flujo principal, capaz
de mantener la armadura atraída por el núcleo evitando así ruidos y vibraciones.
 Armadura

Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de
sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizada la bobina, ya
que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de
separación se denomina cota de llamada.
Las características del muelle permiten que, tanto el cierre como la apertura del
circuito magnético, se realicen de forma muy rápida, alrededor de unos 10
milisegundos. Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par
electromagnético, el núcleo no logrará atraer a la armadura o lo hará con mucha

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dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la

separación de la armadura no se producirá con la rapidez necesaria.

INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO

Un interruptor magnetotérmico, interruptor termomagnético o llave térmica, es un

dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta
sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos
producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el
térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y
una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va
hacia la carga.

RELÉ TÉRMICO
El relé térmico es un elemento de protección que se ubica en el circuito de potencia,
contra sobrecargas. Su principio de funcionamiento se basa en la deformación de
ciertos elementos, bimetales, bajo el efecto de la temperatura, para accionar, cuando
este alcanza ciertos valores, unos contactos auxiliares que desactiven todo el circuito y
energicen al mismo tiempo un elemento de señalización.
El bimetal está formado por dos metales de diferente coeficiente de dilatación y unidos
firmemente entre sí, regularmente mediante soldadura de punto. El calor necesario
para curvar o reflexionar la lámina bimetálica es producida por una resistencia,
arrollada alrededor del bimetal, que está cubierto con asbesto, a través de la cual
circula la corriente que va de la red al motor.
Los bimetales comienzan a curvarse cuando la corriente sobrepasa el valor nominal
para el cual han sido dimensionados, empujando una placa de fibra hasta que se
produce el cambio de estado de los contactos auxiliares que lleva. El tiempo de
desconexión depende de la intensidad de la corriente que circule por las resistencias.

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4.-PROCEDIMIENTO
Para poder realizar el experimento, trabajo o reconocimiento de los materiales de
laboratorio que utilizamos y utilizaremos tuvimos que seguir algunos pasos adecuados
el cual nos llevaría a comprender y entender bien el trabajo o experimento que
pudiéramos seguir:

1. Inicialmente tuvimos que conseguir todos los materiales y equipos a emplear

en el experimento como fueron: Motor eléctrico trifásico, pulsadores NC NA,
cables eléctricos, relé térmico, contactor, disyuntor eléctrico (interruptor
termomagnetico) todos estos elementos nos ayudan a tener éxito con el
objetivo proyectado. Aquí les mostramos el motor utilizado ya que en los
materiales mencionados hojas anteriores no lo mencionamos.

2. Identificamos cada equipo disponible que tuvimos y dando un visto bueno

tuvimos empezamos a armar el circuito que el profesor había dibujado en la
pizarra, el cual era el diagrama de fuerza y mando del encendido del motor
trifásico eléctrico, nos apoyamos con todos los integrantes del grupo cada
quien aportando sus conocimientos para que nos saliera mucho mejor la
experiencia.

3. Cuando llegamos a la hora de conectar el contator con el relé térmico fue quizá
donde más o menos engorroso reconocer como se interconectaban, pero en
seguida tuvimos que despejarlos nuestras dudas consultando al profesor
seguidamente probamos primero el circuito de mando el cual nos resultaba
muy bien.

4. Seguidamente Energizamos todo el sistema y cuidadosamente protegiendo los

cables libres con cinta aislante probamos si funcionaba el circuito de mando el
cual si respondió muy bien, continuando con el experimento cableamos el
sistema de fuerza el cual también nos funcionó y para concluir el experimento

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tuvimos que añadir un motor eléctrico trifásico que lo conectamos en directa

con dicho sistema y finalmente funciono el motor esto nos ayudó mucho a
poder comprender como es el principio de funcionamiento de un motor eléctrico
trifásico.

5. Para poder concluir este excelente trabajo de arranque de motor en directa no

nos podía faltar analizarlo solo realmente sino también virtualmente mediante
un concurrente programa llamado CADe_SIMU.

5.- MATERIALES

Cables eléctricos flexible 1.5 mm2 y 3-1x4mm2 vulcanizado

Cinta aislante eléctrico de ¾ x 2m

HERRAMIENTAS

Alicate de electricista universal de 1/8 x 4 pulg

Alicate de electricista punta semiredonda de 1/8 x 6 pulg
Cuchilla de electricista
Destornillador de electricista punta plana ¼ x 4 pulg y 1/8 x 6 pulg
Cuchilla de electricista
Destornillador de electricista punta plana ¼ x 4 pulg y 1/8 x 4 pulg

MAQUINAS

 Motor eléctrico trifásico rotor cortocircuitado 3 kw 220 v 60 hz

EQUIPOS
Disyuntor motor
Contactor electromágnetico ac3, (1 na +nc) 220v
Relé térmico
Pulsador NA
Pulsador NC
Lámparas de señalización 220v

INSTRUMENTOS

Pinza volt amperimetrica 0-600v, 0-30 A

Mego metro 0-500v

5.- ESQUEMA DE FUERZA Y DIAGRAMA ELECTRICO

Los siguientes esquemas fueron realizados con el programa CADE SIMU

¿QUÉ ES EL CADE_SIMU?

CADe_SIMU es un programa de CAD electrotécnico que permite insertar los distintos

símbolos organizados en librerías y trazar un esquema eléctrico de una forma fácil y
rápida para posteriormente realizar la simulación.

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Por medio del interfce CAD el usuario dibuja el esquema de forma fácil y rápida. Una
vez realizado el esquema por medio de la simulación se puede verificar el correcto
funcionamiento.
Actualmente dispone de las siguientes librerías de simulación:

o Alimentaciones tanto de ca. como de cc.

o Fusibles y seccionadores.
o Interruptores automáticos, interruptores diferenciales, relé térmico, y
disyuntores.
o Contactores e interruptores de potencia.
o Motores eléctricos
o Variadores de velocidad para motores de ca y cc.
o Contactos auxiliares y contactos de temporizadores
o Contactos con accionamiento, pulsadores, setas, interruptores, finales
de carrera y contactos de relés térmicos.
o Bobinas, temporizadores, señalizaciones ópticas y acústicas.
o Detectores de proximidad y barreras fotoeléctricas.
o Conexionado de cables unipolares y tripolares, mangueras y regletas de
conexión.

:
DIAGRAMA DE MANDO
Los Componentes en el programa fueron los siguientes:

Una vez reconocido todos los elementos a usar en el diagrama fue armar el siguiente
circuito de mando.

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DIAGRAMA DE FUERZA

Una vez terminado de armar el circuito lo que a continuación es probar si

realmente funciona dicho sistema.
El sistema de fuerza y se mando podemos ver claramente en este circuito una
vez acabado lo que hacemos a continuación es la simulación en tiempo real.

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Aquí les mostramos la simulación en tiempo real del todo el sistema y como
vemos el rotor está en pleno funcionamiento.

Vemos claramente el giro del rotor que es en sentido horario esto pulsando el
pulsador S2 o pulsador 1.
A continuación hacemos invertir el giro en sentido contrario a lo anterior para
ello pulsamos S3 o pulsador 2 esto ayuda a invertir el giro como mostramos en
la siguiente imagen.

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5.-CONCLUSIONES
Después de haber culminado exitosamente el experimento del ARRANQUE
DIRECTO DEL MOTOR TRIFASICO CON INVERSION DE GIRO, lo que hicimos es
sacar algunas conclusiones importantes que detallaremos a continuación.
a. Los experimentos que realizamos en el laboratorio nos ayudan a despejar
algunas dudas que a veces presentamos cuando estudiamos la teoría, por lo
tanto es importante despejar estas dudas y mejor todavía realizando la
experiencia, también nos ayudan a entender mucho mejor el curso ya que el
análisis para esto es un poco más complejo.

b. Cuando trabajamos con fuente de tensión o de corriente en alterna hay que

tener mucho cuidado ya que es muy peligroso exponernos a este ya que la
corriente que circula es aprox. 1.5 A y la tensión de salía es de 220 Volt por lo
tanto cuando trabajemos con estos tipos de parámetros hay que hacerlo de la
mejor manera posible, salvaguardando nuestra integridad física y la de
nuestros compañeros y como no decir también de los materiales que estamos
usando en dicho laboratorio.

c. Cuando hayamos terminado de armar el circuito ver si los cables que hemos
empalmado no estés a la intemperie ya que por casualidad si alguien llega
tocarlo puede sufrir una descarga y puede ser muy peligroso, para evitar esto
se cubre con un trozo de cinta aislante.

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d. También concluimos que los equipos electromecánicos son esencialmente

muy útiles en todo el ámbito de nuestras vidas, ya que nos ayudan a facilitar
más nuestro tiempo y son muy eficientes para este tipo de trabajo como
pueden ser trabajos en tableros para el control y protección de un equipo que
en nuestro caso fue el motor.

7.-BIBLIOGRAFÍA
 http://www.areatecnologia.com/EL_20MOTOR_20ELECTRICO.htm
 Manual electrotécnico telesquemario-schneider electric

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