INTRODUCCINEl corazn de los pequeos edificios de oficinas comerciales y de las grandes plantas industriales en cualquier tipo de negocio, son los sistemas de energa elctrica. Hoy en DIA prcticamente todas las reas de una empresa dependen del funcionamiento de dichos sistemas La falta de confiabilidad en la operacin origina: paros de fabricacin, perdida de produccin y rompe con cualquier esquema programado de trabajo, adems de los potenciales daos humanos Por esta razn es muy importante que la instalacin y el mantenimiento sean hechos por la persona indicada que tenga el conocimiento de los equipos elctricos Los dispositivos de proteccin, tienen como finalidad mantener tanto la seguridad de los equipos e instalaciones del sistema elctrico, as como tambin de las personas que se encuentran es su entorno garantizando el correcto funcionamiento de los equipos elctricos La adecuada seleccin del equipo y la coordinacin de los dispositivos de proteccin, es fundamental para obtener un correcto funcionamiento del sistema de proteccin y por consecuencia para la operacin confiable de los equipos elctricos

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JUSTIFICACINCon el objetivo de adquirir los conceptos, las herramientas y algunos de los elementos que intervienen dentro de lo que es la instalacin y mantenimiento de equipos elctricos en alta y baja tensin

Lo cual ser necesario para la realizacin de un estudio del equipo elctrico con el que se encuentra trabajando funcionamiento Utilizando los criterios recomendados para mantener los equipos en optimas condiciones y as se eviten paros innecesarios y afectar la produccin en cada rea y el tiempo en que estn en

Desarrollando este tema bajo criterios programados para el mantenimiento e instalacin del equipo elctrico en baja y alta tensin, propuesta por el departamento de mantenimiento elctrico

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OBJETIVOS GENERALES Y ESPECFICOS

Uno de los objetivos primordiales es el mantener el equipo trabajando mientras la selectividad, la sensibilidad y la velocidad del dispositivo de produccin aseguren la mnima interrupcin bajo condiciones de sobrecarga y cortocircuito En otras palabras son el establecimiento de directrices necesarias con el fin de poder lograr lo dicho anteriormente en toda situacin una mxima continuidad en el servicio del equipo, reduciendo as los efectos de los fenmenos, como lo son los disturbios o fallas existentes en cualquier punto del sistema elctrico As como tambin perteneciente a los objetivos importantes es el obtener una seguridad en el personal que se encuentre a disposicin Algunos de los objetivos que complementan los puntos antes sealados: Minimizar tiempos muertos Reducir los daos a los equipos y limitar las fallas con el sistema de produccin adecuado Suministrar los ajustes de todos los dispositivos de proteccin Aislar los circuitos fallados sin perder la energa de otras partes del sistema Incrementar la productibilidad y confiabilidad

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CARACTERIZACION DEL AREA

La compaa se localiza en la carretera Tampico-valles km 20 en Tamos, Veracruz Las actividades realizadas en el departamento de mantenimiento elctrico, a cargo de un superior elctrico, el cual cuenta a su cargo colaboradores: tres tcnicos electricistas, y sus ayudantes Dicho departamento se caracteriza por la instalacin y mantenimiento a equipo elctrico de baja y alta tensin en la subestacin, rea de molinos y de hornos con los siguientes

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PROBLEMAS A RESOLVERGeneralmente uno nunca sabe cuando y en que momento va a ocurrir un evento, (falla), pero lo que si es algo seguro, es el saber como esta funcionando y operando el equipo instalado. Esto nos perfila a desarrollar los diferentes estudios que son tiles para poder analizar las fallas que pueden alcanzar los sistemas elctricos: Anlisis de cortocircuito Diseo de sistemas de tierra Funcionamiento de motores de C.A Funcionamiento de transformadores Dispositivos de proteccin Con la finalidad de que se realicen las situaciones a diversos equipos, para que sigan operando en condiciones normales, por ellos los problemas a resolver son los siguientes: Localizar la falla donde ocurre el problema Saber las condiciones en que se encuentra en equipo Adquirir resultados de eventos o resultados de los equipos para analizarlos Realizar y evaluar los resultados ajustes Realizar inspecciones integrales continuamente a la subestacin Inspeccionar dispositivo de proteccin Darle mantenimiento a dispositivo de proteccin del reporte de las pruebas de

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ALCANCES Y LIMITACIONES

DENTRO DE LAS ACT9VIDADES DESARROLADAS EN EL AREA DE PROTECCIONES, ESTAS COMO PRACTICAS O RESIDENCIAS DE LOS APSECTOS DESEABLES ES DESARROLLAR EL CONOCIMETO TEORICOPRACTICO CON EL fin DE ADQUIRIR UNA MAYOR EXPERIENCIA DE LOS DIVEROS ESTUDIOS APLICADOS A INSTALACION Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS Y ADQUIR UNA FAMILIARIZACION CON LOS EQUIPOS ANTES MENCIONADOS

EL PODER BRINDAR UNA RELACION PROSPERA Y CONFIABLE HACIA LOS INGENIEROS, TRABAJADORES DEL CAMPO Y EL GENERA A PERSONAS QUE LABORAN EN LA EMPRESA EL PODER OBTENER UNA ASESORIA PROSPERA POR PARTE DEL SUPERVISOR ELECTRICO, CON RECOMENDACIONES, TIPS O PUNTOS CLAVE PARA LA REALIZACION DE ACTIVIDADES LABORALES DEMTRO DEL SISTEMA DE TRABAJO, EL PODER DISTRIBUIR EL PERSONAL ASIGNANDOLES ACTIVIDADES DE TRABAJO QUE CORRESPONDAN AL DIA TOMANDO BASES PARA PODER APLICAR EL CONOCIMIENO Y VISUALIZAR LAS ALTERNATIVASDE COMO ESTAN CONSTITUIDAS EN UN MOMENTO DADO EL SISTEMA, COMO ESTAN CONSTITUIDOS LOS EQUIPOS Y COMO OPERAN, SUS CARACTERISTICAS, COMO SE RELACIONACON OTROS ELEMNTOS O DISPOSITIVOS APLICADOS AL SISTEMA DE SISTRIBUCION SIN EMBRAGO LO ESCRITOANTERIORMENTE NOS PERFILA A ADQUIRIR CONCIENCIA DEL DESARROLLO DE LOS CAMBIOS QUE VA

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ADQUIRIENDOLOS DISPOSITIVOS, APARATOS Y EQUIPOS DE MEDICION, DENTRO DELO QUE ES LA TECNOLOGIA

INSTALACION ELECTRICA:

A.- Representa a los conductores que llevan la potencia de la compaa suministradora al tablero principal B.- Representa a los conductores que alimentan a los circuitos de alumbrado y fuerza, del tablero principal C.- Son los circuitos derivados del tablero de alumbrado a las cargas de alumbrado D.-Son los circuitos derivados del tablero de fuerza a las cargas de fuerza (motores) La alimentacin de alumbrado a edificios de departamentos, centros comerciales o edificios de oficinas se hace normalmente de un sistema trifsico, para lo cual se puede hacer uso de tableros de alumbrado que consisten bsicamente de tres barras de cobre montadas en una caja metlica aislada usando un neutro como referencia Estos tableros se denominan por lo general tableros de alumbrado aun cuando las ramas o circuitos que salen de este no sean siempre para alimentar alumbrado ya que se pueden alimentar cargas pequeas que se conectan en contactos El diagrama elemental de estos tableros trifsicos es el que se muestra continuacin:

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CIRCUITO DERIVADO Un circuito derivado se define como: el conjunto de conductores y dems elementos de cada uno de los circuitos que se extienden desde los ltimos dispositivos de proteccin contra sobre corriente en donde termina el circuito alimentador, hacia las salidas de las cargas La salida es una instalacin elctrica de utilizacin es la caja de conexiones de la cual se toma la alimentacin para una o varias cargas elctricas determinadas tales como: luminarias, motores, contactos, etc. Los circuitos derivados se clasifican de acuerdo con la capacidad o ajuste de su dispositivo de proteccin contra sobrecorriente, el cual determina la capacidad nominal del circuito, aunque por alguna razn se usaran conductores de mayor capacidad Recomendaciones para instalaciones elctricas: Cuando los sistemas de canalizacin interiores tengan un conductor conectado a tierra se identifique dicho conductor continuamente a todo lo largo del sistema con un color blanco o gris Cuando un conductos conectado a tierra alimente un portalmparas, deber conectarse el casquillo roscado es el que se atornilla la lmpara En todos los dispositivos provistos de terminales para conexin de conductores debern marcarse claramente las terminales para indicar a que conductor deben conectarse, salvo los casos en que sea indiferente o evidente a donde debe conectarse cada una de ellas. La identificacin de las terminales que deban conectarse a tierra se haga por medio de un bao de metal blanquecino, como nquel o zinc, o bien, que las terminales o bornes sean de un material blanquecino Campos de aplicacin de circuitos derivados Para abastecer cargas de alumbrado o de aparatos domestico o comerciales o a combinacin de dichas cargas. Clasificacin: Los circuitos derivados para cargas diversas indefinidas se clasifican, de acuerdo con su proteccin contra sobrecorriente, como de 15, 20,30 y 50 amperes. Cuando la carga por conectarse sea conocida, podrn usarse circuitos de capacidad que corresponda a la carga. Las cargas individuales mayores de 50 amperes debern alimentarse por circuitos derivados individuales Circuitos derivados multifilares: es el compuesto de dos o mas conductores a diferente potencia entre si y de un conductor que tenga la misma diferencia de

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potencial con respecto a cada uno de los otros conductores; como por ejemplo, un circuito de 3 fases y 4 hilos Colores nominales de identificacin: Se sugiere que al realizar la instalacin queden marcados con los siguientes colores: a. Circuitos trifilares: uno negro, uno blanco, uno rojo. b. Circuitos tetrafilares: uno negro, uno blanco, uno rojo y uno azul c. Circuitos pentafilares: uno negro, uno blanco, uno rojo, uno azul y Uno amarillo. Todos los conductores del mismo color debern conectarse al mismo conducto alimentador a todo lo largo de la instalacin Voltaje: Los circuitos derivados que abastezcan portalmparas aparatos o contactos de capacidad normal de 15 amperes o menos, debern exceder de 150 volts a tierra, con las excepciones siguientes: 1. en establecimientos industriales el voltaje puede ser de hasta 300 volts a tierra, para circuitos derivados que abastezcan unicamente unidades de alumbrado que estn colocadas a mas de 2.40 mts de altura sobre el piso y que no tengan interruptores como parte integrante de las unidades Circuitos derivados para distintas clases de cargas: Se recomienda que se instalen circuitos derivados separados para las cargas siguientes a) alumbrado y aparatos pequeos, como relojes, radios, etc. b) aparatos de mas de 3 amperes, como planchas, parrillas, refrigeradores, etc. cargas individuales mayores de 50 amperes deben alimentarse por circuitos derivados individuales Calculo de la carga: Para determinar la capacidad que deben tener los circuitos derivados se consideraran las cargas por conectarse, con los mnimos siguientes: a) alumbrado y aparatos pequeos: por cada metro cuadrado del rea del piso una carga no menor a la indicada en la siguiente tabla:

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b) aparatos de no ms de 3 amperes: por cada contacto destinado a conectar aparatos de ms de 3 amperes, se considera una carga no menor de 5 amperes. Cuando en un mismo cuarto se instalen varios contactos que no se usen simultneamente, se podr calcular una carga no menor de 5 amperes por cada tres contactos c) hilo neutro: cuando haya hilo neutro en el circuito derivado, la carga que se considere para el neutro no deber ser menor que el desequilibrio mximo de la carga en el circuito

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CONDUCTOR DE CIRCUITOS DERIVADOS Los conductores de circuitos derivados se sujetaran a lo siguiente: a) capacidad de conduccin: seran de calibre suficiente para conducir la corriente del circuito derivado y debern cumplir con las disposiciones de cada de voltaje y capacidad trmica b) seccin mnima: la seccin de los conductores no deber ser menor que la correspondiente al calibre numero 14, para circuitos de alumbrado y aparatos pequeos, ni menor que la del numero 12 para circuitos que alimenten aparatos de mas de tres amperes Los alambres y cordones pertenecientes a unidades de alumbrado o aparatos y que se usen para conectarlos a las salidas de los circuitos derivados, pueden ser de menor seccin, siempre que su corriente permitida segn sea suficiente para la carga de las unidades o aparatos y que no sean de calibre ms delgado que el: d. # 18 cuando se conecten a circuitos derivados de 15 amperes e.# 16 cuando se conecten a circuitos derivados de 20 amperes f. # 14 cuando se conecten a circuitos de 30amperes g. # 12 cuando se conecten a circuitos de 50 amperes PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE Cada conductor no conectado a tierra de un circuito derivado de un circuito deber protegerse contra corrientes excesivas por medio de dispositivos de proteccin contra sobrecorriente. La capacidad de estos dispositivos cuando no sean ajustables o se ajuste cuando as lo sean, deber ser como sigue: a) no deber ser mayor que la corriente permitida para los conductores del circuito b) si el circuito abastece unicamente a un solo aparato con capacidad de 10 amperes o mas, la capacidad o ajuste del dispositivo contra sobrecorriente no diera exceder de 150 % de la capacidad del aparato c) los alambres y cordones para circuitos derivados pueden considerarse protegidos por el dispositivo de proteccin contra sobrecorriente del circuito derivado DISPOSITIVOS DE SALIDA: Los dispositivos de salida de los circuitos derivados debern cumplir con lo siguiente: a) portalmparas: los portalmparas debern tener una capacidad no menor que carga por servir y se recomienda que cuando estn conectados a circuitos derivados con capacidad de 20 amperes o mas, sean del tipo para servicio pesado b) contactos: los contactos debern tener una capacidad no menor que la carga por servir y se recomienda que cuando estn conectados en circuitos derivados con dos o mas salidas, tengan las capacidades siguientes:

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Los contactos conectados a circuitos de ms de 150 volts entre conductores debern ser de una construccin tal, que las clavijas usadas en circuitos de otros voltajes, en los mismos lugares, no pueden insertarse en ellos. CONDUCTORES Y ALIMENTADORES CALIBRE DE LOS CONDUCTORES ALIMENTADORES Los conductores alimentadores no debern ser de calibre ms delgado que el que corresponda, de acuerdo a la carga por servir y debern cumplir con la fraccin siguiente: Cada de voltaje: la cada de voltaje desde la entrada de servicio hasta el ltimo punto de canalizacin, correspondiente a la carga indicada en la tabla no deber ser mayor de 4% para cargas de alumbrado y 3% para cargas de motores elctricos CIRCUITOS DERIVADOS PARA ALUMBRADO Las normas tcnicas para las instalaciones elctricas permiten solo el uso de circuitos derivados de 15 o 20 amperes para alimentar unidades de alumbrado con portalmparas estndar. Los circuitos derivados mayores de 20 amperes se permiten solo para alimentar unidades de alumbrado fijas con portalmparas de uso rudo CAIDA DE VOLTAJE PARA LIMENTADORES DE ALUMBRADO En la construccin de edificios habitacin de oficinas o bien de reas industriales los tableros de alumbrado se localizan dentro de los nuevos o columnas o bien en tableros general es cerrados y pueden quedar en algunas ocasiones relativamente distantes de las cargas, debido a que este debe tomar en consideracin la mxima cada de voltaje permitido Si se toma en consideracin que las normas tcnicas para instalaciones elctricas limitan la cada del voltaje a un total de 5% del alimentador ms el alambrado del circuito derivado y 3 % mximo permitido por cada alimentador o circuito derivado hasta alcanzar el nivel total

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CIRCUITOS DERIVADOS PARA MOTORES El clculo del alumbrado para motores por lo general no se relaciona con la seleccin de los motores mismos. Los fabricantes de equipo motorizado especifican los tipos de motores y controles asociados que se requieren para una aplicacin dada. Como medida general para la seleccin de los motores elctricos se deben tomar en consideracin los siguientes factores: potencia en la entrada o salida, expresada en HP o kilowatts caractersticas de la carga por accionar velocidad nominal en RPM tamao de la carcaza clasificacin por velocidades efecto del ciclo de trabajo temperatura ambiente elevacin de la temperatura en la maquina voltaje nominal tipo de carcaza y condiciones ambientales requerimientos de mantenimiento y accesibilidad frecuencia del sistema del cual se va a alimentar numero de fases

Potencia de salida: tambin designada como potencia en flecha y debe ser suficiente para accionar la carga que estar conectada a su eje. Este factor se complica ligeramente por el hecho de que un motor debe soportar por periodos breves sobrecargas Velocidad nominal: la velocidad de placa de un motor en RPM esta dada para sus condiciones normales de operacin, ya que un motor elctrico se le puede requerir operar a cualquier velocidad desde el reposo hasta su velocidad nominal o bien peridicamente operar con velocidades que varen dentro de cierto rango Clasificacin por velocidad: *motores de velocidad constante: variacin mxima del 20% de vaci a plena carga *motores de velocidad variable: *motores de velocidad ajustable *motores de velocidad ajustable-variable *motores de multivelocidad *motores reversibles *motores no reversibles Efecto del ciclo de trabajo: el efecto de trabajo afecta de manera considerable al ciclo de operacin de los motores, ya que este puede ser continuo o alternativo, con carga aplicada de forma directa al eje o a traves de mecanismos como poleas o cajas de engranes reductores de velocidad, el par de motor caria y puede hacer variar al voltaje de alimentacin

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Temperatura ambiente: los motores de induccin pueden ser utilizados en ambientes poco comunes, cerca de hornos o equipos que operan a altas temperaturas Voltaje y corriente nominal: dependiendo del voltaje y la corriente nominal que son funcin de la potencia del motor, se requieren distintas caractersticas en la fuente de alimentacin Tipo de carcaza: esta se elige segn las condiciones de operacin

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CIRCUITO DERIVADO DE UN MOTOR

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PROTECCION CONTRA CORTOCIRCUITO DEL CIRCUITO DERIVADO DE UN MOTOR:

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En el diagrama general para el circuito derivado de motores, muestra al elemento C que es el elemento de proteccin contra sobrecorriente, que proporciona proteccin contrasobrecorrientes por corto circuito, fallas a tierra o bien sobrecargas sbitas PREOTECCION CONTRASOBRECARGA EN EL MOTOR Cuando un motor se encuentra operando y la carga mecnica que acciona y esta acoplada a su eje se incrementa o es excesiva, la corriente que demanda el motor tambin es excesiva. El diagrama se incluye con la letra D la proteccin contra sobrecarga de sobrecorriente La corriente excesiva que demanda el motor hace actuar al dispositivo de proteccin accionado trmicamente CORRIENTES DE ARRANQUE: Los motores de gran potencia demandan de la lnea de alimentacin valores de corriente de arranques elevados. Las compaas suministradoras han encontrado que adems de afectar el alumbrado en el rea donde se encuentran instaladas, tales corrientes de arranque producen disturbios en el voltaje que afectan al equipo de otros usuarios e inclusive los propios aparatos elctricos

CENTRO DE CONTROL DE MOTORES:

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Un centro de control de motores es bsicamente un tablero que se usa en primer trmino para montar las componentes del alimentador de motores y de sus circuitos derivados. Desde luego que no necesariamente todos los componentes se deben incluir en el centro de control, por ejemplo la proteccin del alimentador se puede instalar en el tablero principal o bien, la estacin de botones se puede instalar en algn lugar conveniente El nmero de secciones en un centro de control de motores depende del espacio que tiene cada uno de sus componentes, de manera que si el diseador sabe que componentes se incluirn, se puede disear el centro de control de motores.

El centro de control de motores ofrece las siguientes ventajas: permite que los aparatos de control se alejen de lugares peligrosos permite centralizar al equipo en lugares apropiados facilita el mantenimiento y costo , ya que la instalaciones menor Para disear el centro de control de motores se debe tener en consideracin la siguiente informacin: 20

elaborar una lista de los motores que estarn contenidos en el CCM indicando para cada motor: potencia en HP o KW voltaje de operacin corriente nominal a plena carga forma de arranque si tiene movimiento reversible lmparas de control e indicadoras elaborar un diagrama unifilar simplificando de las conexiones de los motores indicando la informacin principal referente a cada uno tomando como referencia los tamaos normalizados para centros de control de motores, se puede hacer un arreglo preliminar de la disposicin de sus componentes las especificaciones principales para un CCM son las siguientes: caractersticas del gabinete y dimensiones principales arrancadores interruptores barras de conexiones

DATOS PARA EL DISEO DE UN CCM Para dar la informacin mas precisa para el diseo de un CCM es conveniente tener una idea de los datos que se manejan para sus componentes, como es el caso de los arrancadores y los interruptores termomagnticos 1. la caracterstica y voltaje de la fuente de alimentacin 2. tipo de gabinete que se empleara en funcin del punto de instalacin del mismo 3. numero y calibre de los conductores alimentadores 4. forma de construccin de los gabinetes es decir estndares o respaldo contra respaldo La funcin de las cargas que se alimentara, se elabora una lista de equipo especfico Finalmente se hace el uso de tablas que se incluyen para determinar: 1. altura de las unidades individuales 2. el mejor agrupamiento de las unidades 3. la mejor utilizacin de los espacios para cada unidad

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ELEMENTOS DE CONTROL DE MOTORES ELECTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA

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El concepto de control de motores elctricos comprende todos los mtodos usados para controlar el comportamiento de un sistema elctrico

Dispositivos de control

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El controlador de un motor elctrico es un dispositivo que se usa normalmente para arrancar un motor que va a desempear una comporta en una forma determinada en condiciones normales de operacin y para pararlo cuando as se requiera. El controlador puede ser un simple desconectador para arrancar y parar el motor, puede ser una estacin de botones para arrancar el motor en forma local o a control remoto o puede ser un dispositivo de arranque al motor por pasos o invirtiendo su sentido de rotacin o haciendo uso de las seales de los elementos por controlar como pede ser la temperatura, presin, nivel de un liquido o algn cambio fsico que requiera arrancar o parar un motor y que obviamente le proporciona un mayor grado de complejidad al circuito de control

Principales componentes de un circuito de control:

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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Desconectadores (switches) Interruptores termomagnticos Desconectadores (switches) tipo tambor Estaciones de botones Relevadores de control Contactores magnticos Fusibles y relevadores Lmparas piloto Switch de nivel, limite y otros tipos Resistencias, reactores, autotransformadores, transformadores y capacitores

1. Desconectadores (switches) Este es uno de los medios mas elementales del control de motores ya que conecta o desconecta a un motor de la fuente de alimentacin, este se construye con navajas para dos lneas (monofsicos) o tres lneas (trifsicos) las navajas abren o cierran simultneamente por medio de un mecanismo, por lo general se alojan en una caja metlica y tienen un fusible por conductor. Estn diseados para conducir la corriente nominal por un tiempo indefinido y para soportar la corriente de corto circuito por periodos breves de tiempo

2.

Interruptores termomagnticos

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Un interruptor termomagntico manual permite abrir y cerrar un circuito en forma anloga a las cuchillas desconectadotas (Switch), excepto que en estos interruptores se pueda abrir en forma automtica cuando el valor de la corriente que circula en ellos, excede a un cierto valor previamente fijado. Cuando estos interruptores abren se deben restablecer en forma manual, tienen la ventaja sobre el switch de no requerir fusibles. Las normas tcnicas para instalaciones elctricas establecen que las cuchillas del desconectador estn colocadas o montadas en tal forma que cuando se abra tiendan a seguir el sentido de la gravedad

La altura con respecto al nivel del suelo a que se debe montar la caja que contiene el desconectador debe ser inferior a 1.80 mts. Esta regla tambin se aplica a los interruptores termomagnticos

3.

Desconectadores (switches) tipo tambor

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Estos son dispositivos manuales que tienen un grupo de Contactos fijos e igual numero de contactos mviles. Estos contactos permiten obtener las posiciones de abierto y cerrado con una secuencia determinada por medio de una manija rotatoria se usan en motores de potencia pequea o como dispositivos de control en motores con arrancadores magnticos 4. Estaciones de botones Una estacin de botones es bsicamente un Switch que se activa por medio de la presin de los dedos de manera que dos o ms contactos cierran o abren cuando se quita la presin de los botones. Normalmente se usan resortes en los botones para regresarlos a su posicin original despus de ser presionados

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En una instalacin elctrica se puede usar ms de una estacin de botones de manera que se puede controlar un motor desde tantos puntos como estaciones se tengan y se puede fabricar para uso normal o para uso pesado cuando se usan con mucha frecuencia

5.

Relevadores de control 28

Este es un switch electromagntico que se emplea como dispositivo auxiliar en los circuitos de control de arrancadores de motores grandes o directamente como arrancadores en motores pequeos El relevador electromagntico abre y cierra un conjunto de contactos cuando su bobina se energiza, la bobina produce un campo magntico fuerte que atrae una armadura mvil, accionando los contactos. Los relevadores de control se usan por lo general en circuitos de baja potencia y pueden incluir relevadores de tiempo retardado que cierran y abren sus contactos en intervalos de tiempo definidos

6.

Relevadores trmicos Tambin conocido como relevador de sobrecarga es un dispositivo sensible a la temperatura cuyos contactos abren o cierran cuando la corriente de motor excede un lmite preestablecido. La corriente circula a travs de un elemento de calentamiento pequeo que alcanza la temperatura del relevador. Son dispositivos de retardo de tiempo en forma inherente debido a que la temperatura no puede seguir en forma instantnea a los cambios de corriente. Existen relevadores del tipo de aleacin fusible que no se pueden graduar, pero que ofrecen una proteccin confiable contra sobrecarga

7.

Contactores magnticos Un contactor magntico es un relevador de control grande que esta diseado para abrir y cerrar un circuito de potencia posee un relevador de bobina que activa a un conjunto de contactos y se usan para controlar motores desde HP hasta varios cientos de HP y por lo general poseen un sistema de extensin de arco elctrico por soplo magntico para evitar que se daen los contactos por las repetidas operaciones de apertura y cierre a que se ven sujetos

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Existen tambin contactores que operan con corriente alterna que estn sostenidos mecnicamente estos son dispositivos electromecnicos que proporcionan un medio seguro y eficiente en los circuitos de interrupcin

8.

Lmparas piloto Las lmparas piloto se usan como elementos auxiliares de sealizacin para indicar posicin de dentro o fuera de una componente remota en un sistema de control

9.

Switch limite y Switch de tipo especial Un Switch limite es un Switch de baja potencia que tiene un dispositivo de contacto tipo grapa cuya accin depende de la posicin de un elemento mecnico, este elemento puede ser sensitivo a distintos tipos de seales como lo son la presin, temperatura, nivel de lquidos, direccin de rotacin, etc.

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Algunos otros tipos de Switch denominados especiales son los siguientes: Interruptor de flotador Interruptor de presin Termostatos Reloj de control de tiempo Vlvulas de solenoide

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DIAGRAMAS DE CONTROL En las instalaciones elctricas para motores de corriente alterna que cumplen con distintas funciones de control para facilitar el diseo e instalacin elaboran diagramas de control para los cuales se usan simbologas como las mostradas en la tabla siguiente

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Un sistema de control se puede representar por 4 tipos de diagrama dependiendo del grado de detalle que se le quiera dar estos diagramas con los siguientes: a) b) c) d) Diagrama de bloques Diagrama unifilar Diagrama de alambrado Diagrama esquemtico

a) Diagrama de bloques Formado por un conjunto de rectngulos dentro de los cuales se describe en forma breve la funcin de cada uno de ellos, los rectngulos se conectan por medio de flechas que indican la direccin de la circulacin o flujo de potencia Ejemplo: Diagrama correspondiente al arranque de un motor por medio de arrancador y estacin de botones de arranque paro:

Lmpara piloto indica motor operando

Alimentacin Trifsica

Desconectador y fusibles

Contactor magntico

Motor

Desconectador y fusibles

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b) Diagrama unifilar Este diagrama es muy similar al diagrama de bloques exceptuando que la descripcin es sustituida por smbolos de cada componente

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c) Diagrama de alambrado En un diagrama de alambrado se muestra la conexin entre las componentes de un circuito tomando en consideracin el numero de conectores que usa y su color, si es necesario tambin se considera la posicin fsica de las terminales. Este tipo de diagrama es muy til para la instalacin del equipo y para mantenimiento ya que se localizan con mayor facilidad las averas o fallas por lo que se recomienda su uso en construccin

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d) Diagrama esquemtico Es una variante entre el diagrama unifilar y el diagrama de alumbrado ya que muestra todas las conexiones elctricas entre los componentes sin que se ponga inters en la localizacin fsica de sus componentes o al arreglo de sus terminales, este tipo de diagrama facilita el alambrado y para analizar la forma de operacin o localizar fallas en las instalaciones

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METODOS DE ARRANQUE DE MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA En las distintas aplicaciones industriales que se tienen para los motores de corriente alterna pueden aparecer motores trifsicos o motores monofsicos dependiendo de esto varia el mtodo de arranque Uno de los mtodos mas sencillos de arranque es el llamado interruptor de accin rpida de cerradoabierto en este tipo de arrancador el motor se conecta directamente a travs de una lnea durante el arranque lo cual es valido para motores monofsicos pequeos hasta de 1 HP, esto se puede lograr tambin con un simple desconectador de navajas, pero en este caso no se tiene proteccin contra sobrecarga. El diagrama de un diagrama de un arrancador manual se indica a continuacin:

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METODOS DE ARRANQUE PARA MOTORES DE C.A

motor Tipo No. fases monofsi co

Mtodo de arranque A tensin plena

Tipo de arrancador ------------------Combinacin con int. de fusibles Combinacin con int. termo magntico reversible ----------Por resistencia primaria autotransfor mador Por reactor Cambio de conexiones de los devanados del motor Por resistencia primaria -------------

Operacin manual magntico manual magntico

voltaje Baja tensin

Induccin jaula de ardilla

A tensin plena

Baja tensin magntico

trifsicos

A.T. en aire magntico Baja tensin manual magntico magntico

A tensin reducida

A.T. en aire

Estrella delta Devanado bipartido dos velocidades Rotor devanado Trifsico Control secundario A tensin plena

magntico

Baja tensin

magntico

A.T. en aire

Sincrono

trifsico

magntico

A.T. en aire

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TABLA DE SELECION DE ARRANCADORES MAGNETICOS A TENSION REDUCIDA C.A CARACTERISTICA DOMINANTE Aceleracin suave a) b) c) d) a) b) c) a) b) c) d) a) b) c) a) b) c) a) b) c) d) a) b) c) d) TIPO DE ARRANCADOR (EN ORDEN RECOMENDABLE) Resistencia primaria Estrella-delta Autotransformador Embobinado dividido Autotransformador Resistencia primaria Embobinado dividido Embobinado dividido Estrella-delta Autotransformador Resistencia primaria Resistencia primaria Autotransformador Estrella-delta Autotransformador Estrella-delta Resistencia primaria Embobinado dividido Estrella-delta Resistencia primaria Autotransformador Autotransformador Estrella-delta Embobinado dividido Resistencia primaria

Alto par de arranque Bajo costo

Conveniencia por frecuentes arranques Conveniencia por larga aceleracin Para fciles cargas de arranque

Mnima corriente de lnea

En el caso de los motores trifsicos de induccin del tipo jaula de ardilla se pueden arrancar conectndolos directamente al voltaje de la lnea de alimentacin o bien aplicando voltaje reducido al estator. El mtodo de arranque en este tipo de motores depende de varios factores como son; el voltaje y capacidad de lnea de alimentacin as como el tipo de carga El arranque a voltaje pleno es decir conectando el motor directamente al circuito que lo alimenta. La principal desventaja de este mtodo de arranque es la corriente de arranque es elevada ya que es a 5 o 6 veces la corriente del motor, esta corriente de arranque puede producir cadas de voltaje significativas que pueden afectar a otras cargas conectadas al mismo alimentador y existen

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algunos dispositivos como las lmparas incandescentes, maquinas herramientas de alta precisin, etc. que son muy sensibles al cambio de voltaje .otro aspecto a cuidar es el impacto mecnico que se puede producir en ciertas cargas accionadas por motores elctricos cuando se presentan corrientes de arranque muy elevadas en estos Tanto los fusibles como los interruptores termomagnticos se deben calcular para poder conducir la corriente de arranque durante el periodo de aceleracin Los arrancadores a voltaje pleno para motores trifsicos pueden ser de distinto tipo desde un simple desconector de navajas, un interruptor de palanca, un interruptor de presin, un interruptor de flotador, un interruptor limite, un termostato, etc., y pueden ser los llamados controles de dos alambres o de tres alambres, la mayora de los mencionados anteriormente, corresponde a los denominados controles de dos alambrados como se muestra en la figura

El control de dos alambres o dos conductores es comn en circuitos en donde se usan motores trifsicos que no tiene gran potencia como se menciono anteriormente en el diagrama bsico es el que se muestra a continuacin:

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Algunos circuitos prcticos de control de motor trifsico pueden desempear muchas funciones. Un circuito bsico de control es el que se muestra a continuacin

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Un circuito del motor trifsico se controla por la bobina de contactor magntico, ya que energizando la bobina se cierran los contactos del motor Cuando el botn de arranque se oprime y se desoprime la corriente por L1 y L2 circula a travs de la bobina del contactor del motor B, entonces a travs del botn de paro normalmente cerrado y los contactos de los relevadores de sobrecarga, normalmente cerrados. La bobina energizada del contactor del motor cierra los contactos principales del motor y el motor arranca la bobina del motor el cuales e cierra a travs del motor de arranque, de manera que el circuito permanece energizado El motor para unicamente con interrumpir momentneamente el circuito de control, el cual desactiva la bobina del contactor del motor y suelta los contactos a travs del botn de arranque. El motor se para y no vuelve a arrancar hasta que el botn de arranque se oprima y desoprima nuevamente La operacin del motor se puede lograr por alguna de las siguientes maneras: 1. desoprimiendo el botn de arranque 2. por sobrecarga del motor; con lo cual se sobrecalientan los elementos trmicos localizados en las lneas de alimentacin del motor y entonces abren al menos uno de los contactos normalmente cerrados, con los que se debe interrumpir las tres fases 3. cuando el voltaje baja suficientemente, aunque sea momentneamente, la bobina del conector del motor suelta el bloqueo del botn de arranque. El motor no puede arrancar otra vez , aun cuando el voltaje sea normal, hasta que se oprima otra vez el botn de arranque Una aplicacin clsica del control por dos alambres es el del Switch flotador o de nivel que se usa para el bombeo de agua en algunos edificios, industrias y casas habitacin. Este circuito esta diseado para operar en forma automtica.

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Cuando el nivel de agua se eleva, el Switch del flotador cierra, completando el circuito a travs de L1 y L2.La corriente a travs de la bobina (B) cierra el contactor del motor y de esta manera arranca el mismo. Cuando el nivel de agua desciende el Switch flotador reabre el circuito y el motor para. Una sobrecarga en el motor produce que la unidad trmica del relevador opere abriendo los contactos normalmente cerrados, los cuales tambin paran el motor. Las sobrecargas se restablecen normalmente en forma manual de manera que permite verificar y corregir la causa de la sobrecarga Una variante del Switch de nivel es el llamado manual-fuera-automtico que es un selector que sostiene al contacto del Switch

En la posicin de fuera, el circuito entre L1 y L2 no esta completo el motor no opera. En la posicin de automtico el circuito es el mismo que descrito anteriormente

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En la posicin manual el Switch flotador se puntea para poder probar el motor o bien para que opere con control manual en forma independiente del Switch flotador CONTROLES DE TRES ALAMBRES Los controles de tres alambres o de tres conductores son especficamente cierto tipo de dispositivos como estaciones de botones del tipo arranque paro y termostatos de doble accin Al oprimir el botn de arranque, el circuito se cierra a travs de la bobina (B) y entonces se cierran los contactos B en el circuito del motor. Cuando se oprime el botn de parada, el circuito se abre, la bobina B pierde energa y se abren los contactos del motor, quedando desenergizado el circuito En la figura anterior el diagrama de la estacin de botones es una representacin fsica de los elementos internos y sus conexiones con el arrancador en los puntos numerados. El diagrama de alambrado del arrancador se muestra a continuacin, indicndose los puntos de referencia.

ARRANCADORES MAGNETICOS DE LINEA Los arrancadores descritos anteriormente corresponden al tipo magntico cuyo uso es comn cuando se tiene necesidad de controlar un motor desde un punto remoto .En la figura siguiente se muestra un arrancador magntico tpico y su correspondiente diagrama de conexiones. El arrancador tiene tres componentes principales: un contactor magntico, un relevador trmico y una estacin de botones.

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1. contactor magntico (A)

Tiene tres contactos de uso rudo y un pequeo contactor auxiliar Ax. Los contactos A deben ser suficientemente grandes como para conducir la corriente de arranque y la corriente nominal de plena carga sin que se sobrecaliente .La bobina del relevador se puede representar como en la figura anterior por letra A o B. Tanto los contactos A como los auxiliares Ax permanecen cerrados mientras la bobina A esta energizada

2. relevador trmico (T) Protege el motor contra sobrecargas sostenidas (SC).el relevador tiene tres elementos trmicos individuales conectados uno por fase. Un contacto normalmente cerrado T forma parte tambin del conjunto relevador que abre cuando el relevador se calienta demasiado y permanece abierto hasta que se restablezca manualmente La capacidad de este dispositivo de proteccin contra sobrecarga esta asociada tambin al llamado FACTOR DE SERVICIO que identifica la sobrecarga continua que un motor de potencia dada puede soportar con seguridad con 10 HP y tiene un factor de servicio de 1.o como mnimo. Algunos momentos de 10 HP pueden impulsar tambin con seguridad cargas de 11 HP o 12 HP en forma continua, en este caso dice que tienen factores de servicio de 1.1 o 1.2 respectivamente

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Los valores de servicio se dan en tablas y estn en funcin de las maquinas impulsadas

Maquinas impulsadas

Maquinas impulsoras Motores elctricos Fase dividida C.A Jaula de ardilla, torsin normal y sincronos C.C devanados hunt Motores de combustin Motores elctricos Monofsicos de vanados sene CA Alto deslizamiento o alto par de arranque CA De rotor devanado CC Induccin repulsin CA Tipo capacitor CC devanado compound

Ventiladores hasta 10HP Bombas centrifugas Agitadores para lquidos Compresores centrfugos transportadores Transportadores de banda Generadores Prensas y troqueladoras Maquinas herramientas Maquinas impresoras Molinos de martillos Pulverizadores Compresores Bombas de pistn Maquinas industriales Maquinaria textil Maquinas ladrilladoras Trituradores rotatorios Trituradoras de rodillas Molinos de bolas Robadoras de lamina Aparejos y malagotes

1.1

1.2

1.2

1.4

1.4

1.6

1.6

1.8

Por lo general los dispositivos de proteccin contra sobrecarga se ajustan al 125 % de la corriente de placa a plena carga para efectores del servicio de hasta 1.15.si el motor se ve afectado en forma adversa en su arranque o en su operacin, el dispositivo de sobrecarga se avanza gradualmente hasta un mximo de 140 %

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El dispositivo de proteccin contra sobrecarga se debe seleccionar para disparar o con una capacidad no mayor del siguiente porcentaje de la corriente a plena carga del motor

Motores con factor de servicio no menor de 1.15 ------------------------------------125% Motores con elevacin de temperatura no superior de 40------------------------- 125% Para otros motores---------------------------------------------------------------------------- 115% Cuando el relevador de sobrecarga seleccionado de acuerdo con las recomendaciones anteriores no es suficiente para arrancar el motor o para conducir la carga se pueden seleccionar los siguientes valores ms altos de relevadores de sobrecarga, con la limitante de que no exceden los siguientes porcentajes de las corrientes a plena carga de motores.

Motores con factor de servicio no menores de 1.15 ---------------------------------140% Motores con elevacin de temperatura no superior de 40------------------------- 140% Para otros motores---------------------------------------------------------------------------- 130% En el caso de los elementos trmicos los fabricantes publican tablas de seleccin para consulta cuando se ordenan dispositivos de sobrecarga Cuando se usa relevador de sobrecarga el ajuste de corriente del relevador se selecciona para proteger al motor contra sobrecargas sostenidas. En la figura anterior el contacto T se abre despus de un lapso de tiempo que depende de la magnitud de la corriente de sobrecarga. Esta relacin de tiempo de disparo contra el valor de ajuste de la corriente de disparo se da en curvas como la siguiente

En la figura anterior se puede observar que a corriente nominal, el relevador nunca se dispara, pero a 2 veces la corriente nominal, el relevador dispara despus de un intervalo de 40 segundos. El relevador trmico esta normalmente provisto de un botn de restablecimiento para recerrar el contacto T, despus de una sobrecarga, para esto, es preferible esperar algunos minutos antes de presionar el botn de recierre, para permitir que se enfri el relevador

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3. LA ESTACION DE CONTROL Esta compuesta por la estacin de botones de arranque-paro que pueden estar localizada cerca o distante del motor y tener una lmpara piloto opcional CONTROL SEPARADO El arranque a voltaje pleno algunas veces, los arrancadores estn equipados con pequeos transformadores reductores para separar el circuito de potencia del circuito de control. Las conexiones para control no se hacen en L1 y L2, ya que se toman de una fuente separada independiente de la energa principal de alimentacin al motor

Forma de control separado

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Tablero de control

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CONTROL PARA INVERSION DEL SENTIDO DE ROTACION DEL MOTOR En algunas aplicaciones industriales de los motores elctricos, es necesario que se disponga de la posibilidad de invertir el sentido de rotacin. en el estudio de los motores de corriente alterna se sabe que para invertir el sentido de rotacin es suficiente con intercambiar dos conductores de fase, lo cual se puede lograr mediante el uso de dos juegos de contactores magnticos Ay B y un Switch manual de posicin del tipo tambor, en la direccin de marcha de frente, el switch de tambor cierra los contactos 1, los cuales energizan a su vez la bobina A del relevador produciendo que el contacto A cierre Para invertir el sentido de rotacin se mueve el switch a la posicin 2, para lo cual se tiene que pasar por la posicin de desconectado o fuera (posicin 0), por lo que es prcticamente imposible energizar las bobinas A y B simultneamente. Cuando ocasionalmente no ocurre esto por algn desperfecto en el switch de tambor, se puede presentar un cortocircuito que dao los contactos. Para eliminar este riesgo, los contactos se montan en lados opuestos y se bloquean mecnicamente de manera que sea fsicamente imposible para ambos cerrar al mismo tiempo CONTROL DE EMPUJE LIGERO En ciertas aplicaciones de los motores elctricos para ajustar con precisin la posicin, es necesario controlar un motor de manera que pueda arrancar y parar rpidamente para movimientos pequeos, esto se conoce como una operacin e empuje o de paso. Un circuito de control, de paso en su forma elemental se muestra en la figura siguiente. Para operacin normal la bobina de arranque del motor B se energiza oprimiendo momentneamente el botn de arranque los contactos se conservan en esta posicin para mantener al motor en operacin Insertando el botn de paso o empuje como se muestra en la figura, el motor se desenergiza antes de que se inicie la operacin de empuje o paso. Esto ocurre cuando se oprime el botn de paso de manera que la circulacin de corriente al bonina se interrumpe, en seguida se hace el contacto en las terminales inferiores para volver a energizar la bobina. El tiempo de duracion de la operacin se puede controlar en forma manual con el botn de paso, de manera que se puede arrancar y parar rpidamente en sucesiones de presin del botn ARRANCADORES DE VOLTAJE REDUCIDO Algunas cargas industriales se deben arrancar en forma gradual, como es el caso de maquinas que procesan productos frgiles, otras aplicaciones industriales, no se pueden conectar los motores directamente a la lnea debido a que la corriente de arranque es muy elevada, en este tipo de casos el voltaje de arranque aplicados al motor se debe reducir ya sea conectando resistencias en

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serie con la lnea de alimentacin al motor autotransformador

o bien empleando un

En el arranque a voltaje reducido se debe tener a consideracin que a) la corriente a rotor bloqueado es proporcional al voltaje, es decir, si se reduce el voltaje a la mitad la corriente se reduce a la mitad b) el par a rotor bloqueado es proporcional al cuadrado del voltaje, es decir si se reduce el voltaje a la mitad, el par se reduce a la cuarta parte

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MOTORES TRIFASICOS DE CORRIENTE ALTERNA

Los motores trifsicos son el tipo estndar de motor usado en la industria, pueden variar en tamao, desde fracciones de HP hasta miles de HP, estos motores operan a una velocidad casi constante y se disean y construyen con una gran variedad de caractersticas de par, la ventaja principal de estos motores trifsicos son sus bajos requerimientos de mantenimiento y economa de operacin El motor trifsico mas comnmente usado en la industria es el llamado motor de induccin, el cual no tiene concesin elctrica fsica entre el estator y el rotor tampoco tiene escobillas y la corriente en el rotor se induce por el campo magntico del estator El uso extensivo de los motores trifsicos de induccin para casi todas las aplicaciones industriales se debe a lo siguiente: la potencia trifsica es la alimentacin estndar de suministro proporcionada por las compaas a casi todos los servicios industriales y comerciales. Un motor trifsico se puede conectar a la alimentacin con muy pocas modificaciones o requerimientos de equipo de control los motores trifsicos son simples en su construccin, robustos y requieren de muy poco mantenimiento, de hecho , es comn encontrar motores trifsicos que se encuentren en operacin por mas de diez aos sin falla los motores trifsicos son menos caros que otros tipos de motores a igualdad de potencia y se encuentran disponibles en una gran seleccin de tamaos, velocidad y tipos de carcazas los motores trifsicos tienen un costo de operacin por HP, menor que los motores monofasicos de C.A. o los motores de corriente directa los motores trifsicos son de auto-arranque especiales y no se requiere de mtodos de arranque en la mayora de los casos los motores trifsicos tienen una caracterstica de velocidad casi constante y se encuentran disponibles en una amplia variedad de caractersticas de par MOTORES DE JAULA DE ARDILLA El rotor de un motor con jaula de ardilla esta hecho de barra conductoras que estn de paralelo con el eje y en corto circuito por medio de unos anillos en los extremos, en los que se soportan fsicamente. El tamao de la barra, su forma y resistencia influyen de manera significativa en las caractersticas par-velocidad De acuerdo a sus curvas caractersticas par-velocidad, los motores de jaula de ardilla se disean en los tipos A,B,C,D y como se muestra en la siguiente figura. El diseo tipo B es el mas comn y cubre la mayora de las aplicaciones de los motores 52

SELECCIN Y APLICACIN DE LOS MOTORES CORRIENTE ALTERNA

ELECTRICOS DE

Un aspecto importante en el estudio de las maquinas elctricas es su eleccin y aplicacin, ya que se encuentran en distintos tipos de aplicaciones y no siempre se sabe que caractersticas deben tener para una aplicacin especifica o bien como algunas veces forman parte de otro tipo de maquinaria con funciones diversas, no se conocen las caractersticas elctricas. Tambin conviene recordar que las maquinas elctricas rotatorias son elementos convertidores de energa elctrica en energa mecnica y como la electricidad representan una forma integrada de energa

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Para alguien que no esta familiarizado con la electricidad, la mayora del equipo para desarrollo de potencia mecnica tiene incorporado un motor elctrico, por ejemplo, si se compra un compresor de aire, un taladro, una fresadora , etc. el motor elctrico se encuentra instalado como parte del equipo. En este caso la informacin elctrica que se necesita saber para adquirir el tipo de motor es : el voltaje (volts) la frecuencia (ciclos/seg) y el numero de fases; cuando por alguna razn es necesario reemplazar el motor de un equipo que es accionado por un motor elctrico, se puede considerar que el motor por sustituir operaba en forma satisfactoria y , entonces, se reemplaza por otro de las mismas caractersticas. Para esto basta con verificar la placa de caractersticas del motor por sustituir. Como se puede observar en estos casos no es necesario conocer bastante sobre motores elctricos para su seleccin y aplicacin. Cuando no se conoce que motor se requiere para una aplicacin especifica en algn equipo, es necesario decidir sobre algunos aspectos relacionados con el tamao del motor(potencia), velocidad y tipo Cualquier maquina elctrica rotatoria tiene como aspecto importante su tamao expresado en trminos de su potencia, la velocidad a que debe operar, el ciclo de trabajo que debe desarrollar, el tipo de motor o generador de acuerdo a normas, el tipo de montaje de la base y algunos otros factores que algunas veces no se relacionan con la seleccin de los motores mismos. Los fabricantes de equipo motorizados es pacifican los tipos de motores y controles asociados que se requieren para una aplicacin dada. Estos motores por lo general , los seleccionan los ingenieros de aplicacin de la compaa fabricante; sin embargo como medida general para la seleccin de los motores elctricos, se debe tomar en consideracin los siguientes factores: potencia en la entrada o salida, expresada en HP o kilowatts caractersticas de la carga por accionar velocidad nominal en RPM tamao de la carcaza clasificacin por velocidad efecto del ciclo de trabajo temperatura ambiente elevacin de la temperatura en la maquina voltaje nominal tipo de carcaza y condiciones ambientales requerimientos de mantenimiento y accesibilidad frecuencia del sistema del cual se va alimentar numero de fases

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La aplicacin en la cual se va a usar el motor se debe considerar , entonces, un tipo de motor que resulte lgico se debe ensayar y aun cuando se seleccione un motor que resulte adecuado, el comportamiento de campo y las pruebas de operacin pueden hacer que se requiera un tamao y tipo diferente. Los principales factores a considerar en la seleccin de un motor son los siguientes: 1. tipo de fuente de alimentacin disponible (corriente directa, monofsica en C.A. o trifsica en C.A) 2. tipo de carga que va a ser accionada a su acoplamiento 3. condiciones ambientales localizacin clima temperatura condiciones usuales de servicio temperatura ambiente de no mas de 40C una exposicin a una altura de operacin no mayor de 100 msnm instalacin sobre una base de montaje rgida instalacin en reas que no causen una interferencia seria con la ventilacin del motor

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condiciones no usuales de servicio Las condiciones no usuales de servicio pueden afectar la operacin de un motor. Si un motor es requerido para operar en condicin de servicio no usual , entonces, se debe usar un motor de propsitos especiales. Las condiciones de operacin no comunes incluyen: reas con gases combustibles o explosivos o con polvos condiciones de operacin muy sucios humos, qumicos, vapor, sal o animales de granja radiacin nuclear localidades muy secas condiciones de vibracin superiores a las normales operacin arriba o debajo de la velocidad nominal sobrecargas en el eje, alineacin incorrecta y mala seleccin de poleas

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FACTOR DE SERVICIO DE UN MOTOR Algunos motores estn diseados para desarrollar ms de su potencia nominal (HP) sin que se les produzca dao. El factor de servicio de un motor es un margen de seguridad para las sobrecargas del motor, por ejemplo un motor con factor de servicio 1.15 indica que el motor puede operar al 115% de la capacidad de corriente a plena carga sin que sufra dao el aislamiento Los factores de servicio tpicos son: 1,1.15,1.25 y 1.35

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SELECCIN DE UN MOTOR DE INDUCCION Los motores de induccin jaula d ardilla son muchas veces referidos como los caballos de trabajo de la industria , debido a que son de bajo costo y confiables. Ellos se ajustan a muchas aplicaciones y tienen la mejor confiabilidad Los motores de induccin, jaula de ardilla polifsicos en el rango de 1 a 2000 HP son especificados por su tipo de diseo: A,B,C o D Estos estndares de diseo estn disponibles para clases particulares de aplicaciones , basados en los requerimientos de carga tpica de cada clase Los motores de jaula de ardilla, tienen requerimientos de mantenimiento mnimo y son frecuentemente elegidos Los motores de induccin de rotor devanado son tiles en algunas aplicaciones debido a que sus circuitos de rotor pueden ser alterados para dar las caractersticas de arranque u operacin deseadas; sin embargo, ellos requieren mantenimiento a los cojinetes

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TIPO DE CARCAZA

El tipo de carcaza se seleccionara segn las condiciones de operacin, sean consideradas como normales o especiales, por ejemplo, sumergido en agua, a prueba de goteo, aprueba de polvo, en ambientes explosivos, etc.

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PRUEBA A LOS DEVANADOS DE LOS MOTORES ELECTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA INTRODUCCION En los motores elctricos, como en los transformadores , existen pruebas de rutina, de prototipo y de mantenimiento Para llevar acabo el mantenimiento de los motores elctricos de C.A, con frecuencia es necesario que se efecten pruebas de diagnostico, esto requiere del conocimiento y correcto manejo de los instrumento de prueba de algunas herramientas y , por supuesto, de las metodologas de prueba que se deben aplicar en cada caso, segn sea lo que se pretenda saber. Para esto, es necesario conocer los instrumentos de prueba, identificar las fallas y hacer uso de los mtodos para diagnosticar fallas en motores elctricos de C.A para lo cual se requiere: conocer y aplicar correctamente los instrumentos de prueba adoptando las medidas de seguridad necesarias determinar y analizar los tipos de fallas en motores de C.A y sus causas elaborar programas de mantenimiento para motores elctricos Conviene comparar la lectura del ampermetro con el valor de la corriente a plena carga que aparece en la placa de datos del motor y con los valores obtenidos cuando el motor fue puesto en operacin La corriente debe estar dentro del 10% de variacin con respecto a su valor nominal operando el motor a plena carga. En un sistema trifsico la corriente debe ser balanceada tambin. Una corriente desbalanceada puede indicar un problema con los devanados del motor Si estos valores varan en forma significativa, entonces es necesario medir el voltaje que debe estar dentro de un rango de 10% de tolerancia con respecto a sus valores nominales. Esta medicin se puede llevar a cabo tambin con un volt-ampermetro de gancho Cuando la corriente es alta y el voltaje es bajo, la causa puede ser el motor, por lo que este se desconecta de la lnea y se mide el voltaje; cuando es demasiado alto o demasiado bajo, se debe corregir antes de proceder al desarrollo de pruebas elctricas Si el voltaje se eleva de su valor nominal con el motor desconectado, se tiene una mayor probabilidad de que el motor este en falla. Se debe verificar primero un posible incremento en la carga elctrica, antes de suponer que se trata de un problema elctrico. El problema de la carga mecnica se puede derivar de un acoplamiento defectuoso, chumaceras en mal estado o falta de lubricacin, as como un posible aumento en la carga accionada, cualquiera de estas causas 64

produce un aumento en la corriente que demanda el motor, con la consecuente cada de tensin. La mayora de las fallas elctricas en los motores se deben principalmente a fallas de aislamiento de los devanados, ya que estas fallan por que los motores operan con temperaturas arriba de sus valores nominales; esta condicin puede ser causada por una sobrecarga o una pobre ventilacin Tambin son causa de falla en los motores elctricos: la exposicin a la humedad, las atmsferas corrosivas, el polvo, las limaduras o partculas metlicas, as como los arcos elctricos en la alimentacin o fallas en los controladores (arrancador, arcos elctricos en la alimentacin o fallas en los controladores ( arrancador, arcos elctricos en la alimentacin o fallas en los controladores (arrancador, cuchillas, etc.). Una de las fallas mas comunes de los devanados (bobinados) es el cortocircuito, este se puede dar cuando dos o mas espiras estn elctricamente en contacto, cuando una espira hace contacto con las laminaciones del estator o rotor, o bien con la carcaza. Esto quiere decir que el corto circuito puede ser entre los devanados Durante el funcionamiento del motor un cortocircuito puede estar provocado por una sobrecarga o exceso de corriente que caliente los devanados, de modo que esto puede hacer que se quemen los aislamientos de los conductores, quedando estos al descubierto Un cortocircuito en cualquier parte del devanado puede provocar una operacin ruidosa del motor, con presencia de humo. Otro indicativo del cortocircuito es la demanda o consumo de una corriente elevada cuando el motor opera en vaci ( sin carga mecnica acoplada a su eje PRUEBAS ELECTRICAS A LOS DEVANADOS Antes de suponer que un motor tiene algunas fallas y consumir un tiempo considerable, desarrollando pruebas elctricas , es conveniente observar las condiciones del circuito. Si el motor continuo operando, se puede medir la corriente usando un volt-ampermetro de gancho; con esto se elimina la necesidad de desconectar los conductores para conectar un ampermetro convencional en serie con el circuito por medir Conviene comparar la lectura del ampermetro con el valor de la corriente a plena carga que aparece en la placa de datos del motor y con los valores registrados cuando el motor fue puesto en operacin La corriente debe estar dentro del 10 % de variacin con respecto a su valor nominal operando el motor a plena carga. En un sistema trifsico, la corriente debe ser balanceada tambin. Una corriente desbalanceada puede indicar un problema con uno de los devanados del motor Si estos valores varan en forma significativa, es necesario medir el voltaje que debe estar dentro de un rango de 10% de tolerancia con respecto a sus valores nominales. Esta medicin se puede llevar a cabo tambin con un voltampermetro de gancho

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Cuando la corriente es alta y el voltaje bajo, la causa puede ser el motor, por lo que este se desconecta de la lnea de la lnea y se mide el voltaje; es demasiado alto o demasiado bajo, se debe corregir antes de proceder al desarrollo de pruebas elctricas Si el voltaje se eleva de su valor nominal con el motor desconectado, se tiene una mayor probabilidad de que el motor este en falla. Se debe verificar primero un posible incremento en la carga mecnica, antes de suponer que se trata de un problema elctrico. El problema en la carga mecnica se puede derivar de un acoplamiento defectuoso chumaceras en mal estado o falta de lubricacin, as como un posible aumento en la carga accionada; cualquiera de estas causas produce un aumento en la corriente que demanda el motor, con la consecuente cada de tensin La mayora de las fallas elctricas en los motores sew deben principalmente a fallas de aislamiento de los devanados, ya que estos fallan por que los motores operan con temperatura arriba de sus valores nominales; esta condicin puede ser causada por una sobrecarga o poca ventilacin Tambin son causa de falla en los motores elctricos: la exposicin a la humedad, las atmsferas corrosivas, el polvo, las limaduras o partculas metlicas, as como los arcos elctricos en la alimentacin o fallas en los controladores (arrancador, arcos elctricos en la alimentacin o fallas en los controladores ( arrancador, arcos elctricos en la alimentacin o fallas en los controladores (arrancador, cuchillas, etc.). Una de las fallas mas comunes de los devanados (bobinados) es el cortocircuito, este se puede dar cuando dos o mas espiras estn elctricamente en contacto, cuando una espira hace contacto con las laminaciones del estator o rotor, o bien con la carcaza. Esto quiere decir que el corto circuito puede ser entre los devanados Durante el funcionamiento del motor un cortocircuito puede estar provocado por una sobrecarga o exceso de corriente que caliente los devanados, de modo que esto puede hacer que se quemen los aislamientos de los conductores, quedando estos al descubierto Un cortocircuito en cualquier parte del devanado puede provocar una operacin ruidosa del motor, con presencia de humo. Otro indicativo del cortocircuito es la demanda o consumo de una corriente elevada cuando el motor opera en vaci ( sin carga mecnica acoplada a su eje) Para la localizacin de bobinas en corto circuito se pueden usar los siguientes procedimientos 1. si el motor lo permite se pone en marcha y se deja operar durante algn tiempo, localizando al tacto la bobina mas caliente que ser aquella que se encuentre en corto circuito

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2. otros de los mtodos comunes para el desarrollo de las pruebas elctricas de los devanados, son los siguientes: mtodo de la lmpara de prueba mtodo del volt-ampermetro de gancho mtodo de Megger o medidor de resistencia de aislamiento mtodo de Growlrt o zumbador mtodo de molivoltmetro Estos procedimientos y mtodos de prueba simplificados que se usan de forma mas comn, se describen de forma grafica a continuacin, definiendo en cada lamina la metodologa por seguir, las conexiones y la interpretacin de los resultados La idea de estos procedimientos de prueba es que sean fcilmente interpretados y de los resultados o valores obtenidos en su caso, se pueden tener los diagnsticos de tipo y localizacin de la falla

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PRUEBAS DDE AISLAMIENTO Y MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELECTRICO En las grandes industrias o factoras, es comn encontrar cientos de motores elctricos de distintos tamaos, que deben recibir en forma regular mantenimiento preventivo elctrico. Generalmente dentro de este programa se encuentran todos aquellos los motores considerados como crticos , as como aquellos muy grandes, costosos y difciles de reemplazar. Tambin se incluyen los motores que son vitales para los procesos dentro de los cuales se encuentran operando, que pueden generar altos costos cuando estn fuera de servicio o su costo de reemplazo es elevado Normalmente los motores fraccionarios o de potencias pequeas no se incluyen en estos programas Como se ha mencionado antes , los enemigos de los equipos elctricos son la suciedad, el calor, la humedad y la vibracin, todos estos causan dao excesivo al aislamiento de los motores, a los valeros y chumaceras, a los contactos y a la mayora de las partes en movimiento, por lo tanto, el alma de cualquier programa de mantenimiento efectivo es: inspeccin visual pruebas de aislamiento como respaldo

Tcnicas de prueba de aislamiento Se pueden desarrollar tres pruebas bsicas para probar el aislamiento, cualquiera de ellas, o las tres, ofrecen una evaluacin excelente de las condiciones de aislamiento del motor Prueba de aislamiento de corta duracion Esta prueba conocida como prueba de aislamiento SPOT , es la prueba de resistencia de aislamiento mas simple, durante esta el voltaje de salida del aparato probado se eleva hasta el valor deseado y a un tiempo determinado se toma la lectura de resistencia de aislamiento. Los niveles de voltaje de prueba recomendados se dan en la siguiente tabla:

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Para obtener el valor de la resistencia, es practica comn que la prueba de resistencia de de aislamiento spot se desarrolle por un tiempo de 60 seg por que en muchos casos la lectura de la resistencia de aislamiento se continua elevando para un periodo de tiempo mayor. Si la prueba se suspende a los 60 seg., se establece un parmetro consistente para cada maquina La prueba spot se usa cuando se desea obtener una evaluacin rpida de referencia de las condiciones de un motor, las lecturas se deben tomar: entre cada fase de motor y tierra entres las tres fases unidas temporalmente contra tierra Si los valores de lectura estn arriba de los valores mnimos aceptables, el motor se considera en condiciones de operacin para un periodo de tiempo preseleccionado ( 6 meses a 1 ao) Para motores hasta 460 V de tensin nominal, el valor mnimo aceptable es de 1 Megohm. Tambin se establece que no debe ser menor de 1 megohm del valor obtenido en la expresin

Raislamiento >

Tensin en terminales (Megohms) Potencia en KVA + 100

El valor de la resistencia de aislamiento debera ser de alguna manera mayor, dependiendo de la historia del aislamiento, sin embargo, los valores aceptables pueden variar de acuerdo con otros factores, tales como: voltajes nominales de los motores y tipos de aislamiento, altura de operacin sobre el nivel del mar, potencia nominal del motor y el medio ambiente en lugar de la instalacin De particular importancia son los efectos de la temperatura, humedad y la limpieza del rea donde esta instalado el motor.

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Lo ms importantes con la prueba de aislamiento tipo spot es la tendencia de los valores comparativos de las lecturas de las pruebas de ao con ao. Estas lecturas proporcionan una excelente gua de las condiciones del motor Determinacin de ndice de polarizacin (IP) Cuando se prueban grandes motores o generadores, la capacitancia geomtrica es algunas veces tan grande, que es difcil llevar a cabo la prueba de resistencia de aislamiento, debido a los tiempos de carga que son largos La prueba de ndice de polarizacin se puede usar para obtener una indicacin inmediata de la condicin de aislamiento del motor. Es importante observar que esta prueba no esta afectada por la temperatura, debido a que se basa en relaciones cuyos valores no estn afectados por variaciones de temperatura Para desarrollar la prueba se toma una lectura de la prueba de resistencia de aislamiento de 1 minuto y una segunda lectura despus de 10 minutos. El ndice de polarizacin es el valor obtenido de dividir la segunda lectura entre la primera, es decir:

IP =

R 10 minutos R 1 minuto

El valor obtenido proporciona una indicacin inmediata de la condicin del aislamiento del motor. En la siguiente tabla, se dan unos valores de relaciones y las correspondientes condiciones relacionadas para el aislamiento probado En general, un valor elevado del IP indica que el aislamiento se encuentra en buenas condiciones. Un valor de IP menor que la unidad indica que se debe tomar una accin correctiva en forma inmediata

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Frecuentemente una lectura de valor bajo indica que el aislamiento esta sucio o hmedo. La limpieza y/o secado generalmente restauran el IP a valores aceptables. Conviene tener en mente que los valores de IP sobre un mismo motor son relativos. Si por ejemplo, para un motor en particular se han tenido valores bajos de IP durante un cierto numero de aos, que ni limpiando , secando y chocando se han logrado cambios en el IP, se debe suponer que esto es normal para este motor en particular Prueba comparativa de paso de voltaje Esta prueba es particularmente til cuando se examinan motores grandes, que tienen una gran dependencia a su capacitancia . La prueba es comparativamente fcil de desarrollar, debido a que las corrientes de carga no deben estar en cero y no se requiere conexiones por temperatura para resultados intermedios Para comenzar la prueba de paso de voltaje, es necesario determinar el mximo voltaje de prueba que se debe usar, hecho esto, se divide este valor entre un numero igual de pasos y el voltaje de prueba deseado es de 5000 V, cada paso ser de 1000 V Una tcnica comnmente usada es la de aplicar dos voltajes con una relacin entre ellos de alrededor de 1 a 5 (500 V y 2500 V). Las experiencias basadas en esta prueba, han mostrado que una reduccin del 25% del valor de la resistencia de aislamiento, usando esta relacin, se debe a la presencia de una cantidad excesiva de humedad y otros elementos contaminantes Para desarrollar la prueba, primero se eleva el voltaje de prueba al primer paso o escaln y se mantiene este valor durante 1 minuto, se toma el valor de la resistencia y se eleva el valor de voltaje al siguiente paso, el procedimiento se repite y se toman lecturas de resistencia de aislamiento para todos los pasos

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Con los valores obtenidos se hace una grafica en papel Log-Log y se nota una reduccin en la resistencia de aislamiento la valor mas lato de voltaje , se considera que el aislamiento se esta debilitando, de manera que se deben investigar las causas Si el valor de la resistencia de aislamiento continua cayendo , en la medida que los pasos de voltaje se incrementan, esto es indicativo de algn problema en el aislamiento y probablemente el motor requiera de servicio. Si el valor de la resistencia permanece casi constante o se incrementa al incrementar los pasos o niveles de voltaje de prueba, se dice que el aislamiento esta en buenas condiciones

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PRUEBA DE AISLAMIENTO EN SITIO Una prueba de aislamiento en sitio es una prueba que verifica el aislamiento del motor sobre la vida del motor. Se hace cuando el motor esta en servicio alrededor de casi 6 meses Para desarrollar esta prueba se aplica el siguiente procedimiento 1. conectar un megger (meghmetro) para medir la resistencia de cada terminal del devanado a tierra. Las lecturas se registran despus de 60 segundos. En caso de que no se obtenga la lectura mnima aceptable, se debe revisar y dar mantenimiento al motor. Se debe registrar el valor de la lectura mnima, ya que esta sirve de referencia 2. se descargan los devanados del motor a travs de una resistencia 3. se repiten los pasos anteriores cada 6 meses y se traza la grafica

PRUEBA DE AISLAMIENTO DE VOLTAJE Una prueba de aislamiento de paso de voltaje es aquella que crea esfuerzo elctrico en los aislamientos internos para revelar envejecimiento o dao que no se pueden encontrar durante otras pruebas de asilamiento de motor. La prueba de aislamiento de paso de voltaje se desarrolla o aplica solo o despus de una prueba de aislamiento en sitio Para desarrollar una prueba de aislamiento siguiente procedimiento de paso de voltaje se aplica el

1. se ajusta el meghmetro a 500 V y se conecta para medir la resistencia de cada terminal del devanado de tierra. Se toma la lectura de cada resistencia. Cada 60 segundos se debe registrar la lectura mas baja. 2. colocar las terminales del medidor cobre el devanado que tiene la lectura mas bajo 3. ajustar el meghmetro con incrementos de 500V,comenzando con 1000 V y terminando con 5000V. registrar las lecturas cada 60 segundos. 4. descargar los devanados del motor Los resultados se interpretan para determinar la condicin de aislamiento. Cuando un aislamiento esta seco y en buen estado, tiene la forma de la curva A. cuando el asilamiento esta deteriorado adopta la forma de la curva B

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PRUEBA DE ROTORES DE JAULA DE ARDILLA CON GROWLER

La prdida en el par de salida a velocidad nominal en un motor de induccin se puede deber a circuitos abiertos en el rotor de jaula de ardilla Para probar el rotor de jaula de ardilla y determinar que barras estn abiertas, se procede como sigue: 1. colocar el rotor sobre el growler 2. se coloca el volt-ampermetro de gancho en la lnea de alimentacin y se ajusta el ampermetro a la escala mas grande 3. energizar el growler y girar el rotor sobre el mismo, tomando nota de las corrientes. El growler acta como el primario de un transformador 4. si el rotor esta bien debe tener mas o menos la misma indicacin de corriente en todas las posiciones 5. si alguna barra esta abierta entonces la corriente baja en el punto en que esta abierto

TERMOPARES Leyes curvas y tablas caractersticas, tubos de proteccin y su seleccin

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El termopar se basa en el efecto descubierto por seebeck en 1821, de la circulacin de una corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unin de medida o caliente y unin de referencia o fra) se mantienen a distinta temperatura

Esta circulacin de corriente obedece a dos efectos termoelctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la liberacin o absorcin de calor en la unin de dos metales distintos cuando una corriente circula a travs de la unin del efecto thompson que consiste en la liberacin o absorcin de calor cuando una corriente circula a travs de un metal homogneo en el que existe un gradiente de temperatura

El efecto Peltier puede ponerse de manifiesto en el montaje de la figura 6.18 a

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En una cruz trmica formada por la unin en su centro de dos metales distintos se hace pasar una corriente en uno u otro sentido con el interruptor k 2 abierto. Des pues de cada paso de corriente se abre k1(desconectndose la pila) y se cierra k 2 leyendo en el galvanmetro la f.e.m creada, que es proporcional a la temperatura alcanzada por la cruz trmica en cada caso Se observara que restando el calentamiento ohmico, que es proporcional al cuadrado de la corriente, queda un remanente de temperatura que en un sentido de circulacin de la corriente es positivo y negativo en el sentido contrario. El efecto depende de los metales que formen la unin El efecto Thomson puede detectarse en el circuito de la figura 6.18 b formado por una barra metlica MN, con un termopar diferencial AB aislado y una bobina H para calentamiento elctrico centrada con relacin a AB. En rgimen calentando con la bobina H uno de los puntos, el B por ejemplo se presentara una diferencia de temperaturas con el A, lo que se acusara con el galvanmetro, si ahora se hace pasar una corriente por la barra MN se notara un aumento o disminucin de la temperatura diferencial con el efecto contrario si se invierte la corriente. La combinacin de los dos efectos de Peltier y Thomson, es la causa de circulacin de corriente al cerrar el circuito en el termopar. Esta corriente puede calentar el termopar y afectar la precisin en la medida de la temperatura, por lo que durante la medicin debe hacerse mnimo su valor Estudios realizados sobre el comportamiento establecer tres leyes fundamentales: de termopares han permitido

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1. LEY DEL CIRCUITO HOMOGENEO: Es un conductor metlico homogneo no puede sostenerse la circulacin de una corriente elctrica por la explicacin exclusiva de calor 2. LEY DE LOS METALES INTERMEDIOS: si en un circuito de varios conductores la temperatura es uniforme desde un punto de soldadura A a otro punto B, la suma algebraica de todas las fuerzas electromotrices es totalmente independiente de los conductores metlicos intermedios y es la misma que si se pudieran en contacto directo A y B 3. LEY DE LAS TEMPERATURAS SUCESIVAS: la f.e.m generada por un termopar con sus uniones a la temperaturas T 1 y T3 es la suma algebraica de la f.e.m del termopar con sus uniones a T 1 y T2 y de la f.e.m del mismo termopar con sus uniones a temperaturas T2 y T3 Por estas leyes se hace evidente que en el circuito se desarrolla una pequea tensin continua proporcional a la temperatura de la unin de medida, siempre que haya una diferencia de temperaturas con la unin de referencia. Los valores de esta f.e.m estn tabulados en tablas de conversin con la unin de referencia a 0 C. La seleccin de los alambres para termopares se hace de una forma que tengan una resistencia adecuada a la corrosin, a la oxidacin a la reduccin y a la cristalizacin, que desarrollen una f.e.m. relativamente alta, que sean estables, de bajo costo y de baja resistencia elctrica y que la relacin entre la temperatura y la f.e.m sea tal que el aumento de esta sea paralelo al aumento de la temperatura. Las tablas 6.3 y 6.4 muestran los termopares ms comunes, la f.e.m que pueden desarrollar, la temperatura ms alta a que pueden trabajar satisfactoriamente y su composicin qumica Figuran a continuacin tablas de valores de f.e.m en funcin de la temperatura para los termopares citados. La figura 6.20 puede citarse como gua en la seleccin de termopares En la medicin de temperaturas elevadas que se encuentran en la fabricacin de acero en fusin se usan cartuchos con termopares R o S que se enchufan en una lanza. El operario sumerge esta en acero y aunque el cartucho se funde en segundos, da tiempo a que un circuito especial fije la mxima temperatura alcanzada Sealemos que el termopar tipo E de cromel constatan puede usarse en vaco o en atmsfera inerte o medianamente oxidante o reductora. Este termopar posee la f.e.m ms alta por variacin de temperatura y puede usarse para temperaturas entre -200 a + 900

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El termopar tipo T de cobre constantan, tiene una elevada resistencia a la corrosin por humedad atmosfrica o condensacin y pueden utilizarse en atmsferas oxidantes o reductoras. Se prefiere generalmente para las medidas de temperatura entre -200 a +260C El termopar tipo J de hierro-constantan es adecuado en atmsferas con escaso oxigeno libre. La oxidacin de hilo de hierro aumenta rpidamente por encima de 550 C siendo necesario un mayor dimetro del hilo hasta una temperatura lmite de 750C

Caractersticas de termopares

El termopar tipo K de cromel-alumel se recomienda en atmsferas oxidantes y a temperaturas de trabajo entre 500 y 1250 C. No debe ser utilizado en atmsferas reductoras ni sulfurosas a menos que este protegido con un tubo de proteccin

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Los termopares tipo R,S y E de Pt-Pt/Rh se emplean en atmsferas oxidantes y temperaturas de trabajo de hasta 1500C. Si la atmsfera es reductora, el termopar debe protegerse con un tubo cermico estanco En la figura 6.21 pueden verse varios tipos de termopares con un tubo de proteccin. El material del tubo de proteccin o vaina debe ser adecuado para el proceso donde se aplica y suele ser de hierro, acero sin soldadura, acero inoxidable, inconel, cermico, carburo de silicio, etc. En la tabla 6.6 se indica una gua de seleccin de tubos segn la aplicacin cuando el termopar esta instalado a una distancia larga del instrumento no se conecta directamente al mismo sino por medio de un cable de extensin (figura 6.22)

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Los cables de extensin son conductores con propiedades elctricas similares alas del termopar hasta ciertos lmites de temperatura (0-200C) y son mas econmicos .se suelen utilizar los siguientes: Conductores tipo J para termopares tipo J Conductores tipo K o tipo T para termopares tipo K Conductores tipo T para termopares tipo T Conductores tipo E para termopares tipo E Conductores cobre-cobre nquel para termopares tipo R,S o B Las conexiones entre el cable de compensacin, el termopar y el instrumento deben ser perfectas, sin empalmes en el cable de compensacin utilizando el hilo correcto y el conjunto de instalacin debe evitarse el paso prximo por fuentes de calor (aparece el efecto thompson ) si estas recomendaciones no se cumplen aparecen tensiones trmicas de corriente continua que dan lugar a un desplazamiento en la calibracin del instrumento El termopar es susceptible al ruido elctrico industrial debido a que durante su funcionamiento puede generar tensiones de 2 1 50 mV y se encuentra en un entorno donde las grandes maquinas elctricas (motores) pueden crear cientos de milivoltios en el cable de conexin. Por otro lado el termopar trabajando con una antena puede recoger radiacin electromagntica de radio, tv y microondas. De aqu que se requiera que los cables de conexin estn torcidos y dentro de una funda metlica que se pone a tierra y que el amplificador tenga una buena relacin seal / ruido Para medir la f.e.m pueden emplearse el circuito galvanmetro y el circuito potencimetro PRUEBAS A TRANSFORMADORES En los transformadores de potencia por lo general se hacen distintos tipos de pruebas, las cuales tienen propsitos diferentes, ya que algunas son para determinacin o verificacin de parmetros y se hacen en la propia fabrica, tambin se tienen las pruebas de prototipo que se hacen solo a transformadores nuevos que sean de diseo nuevo o bien o para hacer modificaciones a diseos ya probados. De las pruebas ms comunes que se hacen estn aquellas que permiten determinar o verificar los parmetros equivalentes de los transformados y apartar de estos determinar la eficiencia o rendimiento de un transformador. Las otras pruebas que se hacen a los transformadores son las denominadas de mantenimiento y que por lo general se efectan en sitio es decir en el mismo lugar en donde se encuentran conectados los transformadores en la subestacin, dentro de las instalaciones elctricas, generalmente este tipo de pruebas determina en primer termino el estado de los aislamientos y se hacen con equipo de tipo porttil la mayora de las veces

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DETERMINACION DEL RENDIMIENTO DE LOS TRANSFORMADORES Para determinar el rendimiento en los transformadores de potencia se debe considerar que estos tienen cierto tipo de prdidas elctricas y magnticas que es necesario evaluar. Estas se clasifican como: Perdidas en el fierro o ncleo Perdidas debido a la resistencia de los devanados (RI2) o de efecto joule Perdidas adicionales Las perdidas en el ncleo se miden con el circuito secundario abierto a los valores nominales de frecuencia y la tensin en el devanado primario (o secundario a circuito abierto) Las perdidas debidas a la resistencia de los devanados se calcula en base a los valores ohmnicos de las resistencias medidas en corriente continua y referidas a 75C de temperatura. Las corrientes de referencia para las condiciones de plena carga son los nominales de los devanados Las perdidas adicionales se obtienen de la prueba de corto circuito y se deben referir a la temperatura de 75 C, hacindolas cambiar en proporcin inversa a las variaciones de los valores de la resistencia ohmnica en funcin de la corriente nominal

*** MEDICION DE LA RESISTENCIA OHMICA *** La medicin de la resistencia ohmnica de los devanados de los transformadores se realiza por el mtodo del voltmetro y el ampermetro. Algunas veces se puede recurrir a los mtodos de medicin con puentes de medida o bien por comparacin. Por lo que respecta a la valoracin de los resultados obtenidos en una medicin de resistencia ohmnica. A continuacin se indican los pasos principales para la medicin de la resistencia: 1. el diagrama indicado se debe usar para la medicin de resistencia de valor bajo (devanado secundario) del orden de dcimas de ohm, de otra manera, el voltmetro se debe instalar antes del ampermetro 2. la medicin esta afectada de un error sistemtico, ya que el ampermetro mide tambin la corriente absorbida por el voltmetro 3. la lectura de los dos instrumentos se puede hacer en forma simultanea 4. en la resistencia por medir, la corriente se debe mantener a un valor tal que no caliente sensiblemente la resistencia

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La medicin de la resistencia ohmnica se hace siempre a maquina fra, es decir los devanados se consideran a temperatura ambiente. La temperatura de referencia se establece de la media leda por un cierto numero de termmetros localizados sobre la maquina MEDICION DE LA RESITENCIA OHMICA TRIFASICOS EN LOS TRANSFORMADORES

La medicin se debe hacer entre terminales de lnea de cada uno de los devanados y con base a la media aritmtica de los resultados obtenidos de las mediciones realizadas sobre los tres pares de terminales, es posible, conociendo la conexin del devanado, llegar al valor medio de la residencia por fase. La media aritmtica se puede obtener ya que prcticamente las tres fases son iguales y el resultado de la medicin es sensiblemente idntico. En un devanado trifsico conectado en estrella, el valor medio de la resistencia ohmica de cada columna (fase) se obtiene dividiendo entre dos el valor obtenido de la media aritmtica de los valores medidos entre el par de terminales

Cuando el devanado trifsico esta conectado en delta, el valor medio de la resistencia de cada una de las fases se obtiene multiplicando por 1.5 el valor obtenido de la media aritmtica de los valores medidos entre cada par de terminales

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LOS PROCEDIMIENTOS INSTALACIONES

DE PRUEBA A TRANSFORMADORES EN LAS

Todos los transformadores requieren de cierto mantenimiento, pero los transformadores que son operados en reas donde se tienen atmsferas corrosivas y polvos elctricamente conductivos, requieren de frecuentes inspecciones. La humedad, la elevacin de la temperatura y los ambientes corrosivos y contaminados son los primeros enemigos que pueden afectar un transformador. Aun los transformadores de tipo seco que estn hermticamente sellados requieren de frecuentes inspecciones Los registros para el mantenimiento de un transformador se inician cuando el transformador esta instalado. Los datos concernientes con la operacin del aparato se deben registrar cuando el transformador se pone en servicio y opera normalmente. Estos podran concluir: el voltaje presente, los KVA entregados a la carga y las lecturas de temperatura apropiadas para el tipo de enfriamiento del transformador. Se puede incluir otra informacin algunas pruebas de puesta en servicio, tales como: alto potencial, rigidez dielctrica del aceite ( cuando este es el medio de enfriamiento) Esta informacin sirve como base para comparar los datos obtenidos durante la rutina de mantenimiento y para determinar cambios en las condiciones que pueden llevar a daos en el transformador. Es til tambin localizar las fallas en el sistema cuando estas ocurren.

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Cuando una compaa lleva un buen registro de las fallas, este puede proveer una gua sobre que tan frecuentemente se debe programar el mantenimiento. Esto refuerza o apoya a las recomendaciones de los fabricantes sobre cuando comenzar con el mantenimiento de las distintas partes o componentes que deben ser consideradas. PRUEBAS DIELECTRICAS Un refrigerante decolorado puede indicar un alto grado de oxidacin y la presencia de sedimentos o lodos. Para investigar el estado real del refrigerante (aceite por lo general) se deben realizar pruebas dielctricas que tambin permitan determinar con una aproximacin general el estado de los aislamientos del transformador en general Las pruebas dielctricas se hacen durante la fase de puesta en servicio del transformador, en los periodos de mantenimiento o cuando se presentan fallas y es necesario hacer un diagnostico de las mismas. De los resultados de estas pruebas, algunas veces se obtienen conclusiones respecto a las acciones que se deben tomar, ya sea para los fines de mantenimiento (tratado de aceite, secado del transformador, etc.) o bien para reparaciones. PRUEBA DE RIGIDEZ ELECTRICA DEL ACEITE La determinacin de la rigidez dielctrica del aceite es importante para verificar la capacidad que tiene para soportar esfuerzos dielctricos