Arrancadores de propósito definido para motores eléctricos

Los  arrancadores de propósito definido para motores  eléctricos se fabrican para un grupo específico  de maquinas.

Arrancadores para motor de propósito definido

Si bien el termino arrancador es el de poner en marcha al motor, incluye un grupo de componentes que  administran el funcionamiento del motor en tareas de  control, protección, medición y monitoreo.

Arrancador magnético para compresor de aire

Los arrancadores magnéticos son los mas populares constan de  un gabinete (plástico o de lamina) y en su interior contiene un contactor y un relevador de sobrecarga.

Arrancador magnético

Al arrancador magnético, en este caso tendríamos que complementarlo para poner en marcha el motor.

Complementos del arrancador magnético

Los arrancadores de propósitos definidos, son fabricados  y puestos a la venta a la medida de las necesidades, para ventiladores para equipo de refrigeración, compresores, bandas transportadoras, etc.

Arrancador compacto reversible

En cuanto al modo de control también existe variedad, control a 2 hilos, con estación de botones de arranque y paro, así como arrancadores reversibles y con arranque estrella delta, por citar solo unos.

Los arrancadores suaves, son electrónicos, limitan la corriente y el par en el arranque controlando el voltaje de alimentación del motor, desde cero hasta el voltaje nominal.

Arrancador suave

El motor recibe del arrancador suave una tensión ya programada iniciando con una tensión baja que va aumentando de manera gradual, el motor empieza a girar, gracias a la alimentación progresiva de voltaje, se evitan picos de corriente y caídas de tensión.

Los arrancadores suaves, tienen integrada la protección eléctricas contra sobrecarga, sobretensiones, fallas de fase, ahorran espacio y funciones de mantenimiento, en cuanto a lo mecánico, se evitan sacudidas de arranque y con ello desgastes de correas y elementos de trasmisión,  la función de paro también se pueden programar.

11ª Expo Emprendedores Conalep

 Las Chabelitas del 503 de Asistente Directivo,  sobresalieron en la pasada 11ª Expo Emprendedores realizada en el Centro Mexicano Francés del Conalep de Gómez Palacio, Durango.

Motor monofásico de 2 velocidades

El motor monofásico de 2 velocidades, cuenta con 2 bobinados de marcha cada uno con diferente  número de polos.

Motor monofásico de 2 velocidades

Del motor salen tres terminales “C” Common, “H” Alta (High) y “L” baja (Low).

Las velocidades en un motor monofásico dependen del número de polos de los bobinados del estator.

Para obtener la velocidad alta suelen tener un bobinado  de marcha con 4 polos y para la velocidad baja otro bobinado de marcha pero  con 6 polos.

Diagrama eléctrico de un motor monofásico de 2 velocidades, señalando los polos.

Dado que nuestro motor es de inducción y tiene rotor de jaula de ardilla, es asíncrono.

Un motor es síncrono cuando el rotor gira a la misma velocidad que que los campos giratorios del estator no es nuestro caso.

Todos los motores asíncronos de 4 polos tienen poco menos de 1800 y los de 6 polos menos de 1200 rpm.

La velocidad síncrona del  campo giratorio en revoluciones por minuto proviene de la siguiente formula.

RPM = 120 X La frecuencia / número de polos

Con la frecuencia de 60  ciclos /segundo

Número de polos	Revoluciones por minuto (RPM))
2	3200
4	1800
6	1200
8	900

Los polos están formados por bobinas de alambre de magneto (un hilo de cobre barnizado).

Estos conductores se alojan en las ranuras que deberán cubrirse con “aislante” (tiras de hojas plásticas que van entre el hierro del estator y las bobinas).

La distribución de la bobina se hace en pasos de “pequeñas bobinas”.

Términos de bobinado

La imagen representa los “4 polos” del bobinado de trabajo,  faltara indicar  cuantas vueltas lleva por cada paso.

Toma de datos de bobinado de motor

La imagen  corresponde a los trabajos que realiza mi amigo el Ing. Sergio Elías Reyes Medina, verán en ella  que no van solo dos vueltas entre los pasos. Se requiere contar el número de vueltas para volver rebobinar de la forma que fue diseñado.

Bobinados de  marcha para motor de 2 velocidades

La imagen muestra los  2 devanados de trabajo  de un  motor,  fueron bobinados por un joven aprendiz, falta darle forma por un maestro experto e instalar el bobinado de arranque.

Platinos del interruptor centrifugo para motor de 2 velocidades

El interruptor centrifugo  permite arrancar solo en velocidad alta esto es porque solo se tiene un bobinado de arranque.

En  alta velocidad solo se conectan los bobinados  de 4 polos.

En baja velocidad una vez alcanzada la velocidad de arranque el interruptor centrifugo desconectara los bobinados de 4 polos y conectara el bobinado de 6 polos.

Diagrama eléctrico de un motor monofásico de 2 velocidades

Los motores monofásicos de dos velocidades son muy utilizados  en  los ventiladores de aire evaporativo. 

Se llevo a cabo la 11ª Expo Emprendedores

El pasado 14 de diciembre del presente 2016. En las instalaciones  del Centro Mexicano Francés del conalep, en la ciudad de Gómez Palacio, Durango.
Se realizo la 11ª Expo emprendedores.

Alumnos de Mecatrónica ganadores de primer lugar en la   11ª Expo emprendedores

Entre 32 proyectos resulto ganador del primer lugar los alumnos del 512 de Mecatrónica  del Ing. José Eligio Guerrero Pulido. 

11ª Expo emprendedores del Centro Mexicano Francés en Gómez Palacio, Durango.

Fue una competencia reñida, difundida  por los medios de comunicación mas importantes de la región, encabezados por la televisora Multimedios Laguna, como en ocasiones anteriores el equipo de la jefatura de Formación Técnica, invito a evaluar a  un nutrido jurado de primer nivel, con miembros de las instituciones de educación superior, cámaras de comercio y economía,  así como  expertos en el diseño industrial de las empresas exportadoras  ANITEK y  HM maquinados.

Otro  detalle importante fue, invitar a disfrutar del evento  a los padres de los alumnos del plantel.

Diagramas de motores eléctricos monofásicos industriales y la placa de datos.

Los diagramas de motores eléctricos monofásicos industriales y la placa de datos, tienen información relevante que se complementan.

Diagramas de motores eléctricos monofásicos industriales y su placa de datos.

La buena interpretación permitirá que el motor  se conecte correctamente.

Analizaremos algunos de estos datos sin olvidar “que todos son importantes”

En los primeros datos eléctricos de placa. Tenemos que el  motor  se puede conectar a 2 tensiones.

Para conservar la potencia para ambas tensiones, se realizan cambios de conexiones, obteniéndose 2 corrientes la menor es siempre la del voltaje mas alto  (a 230 volts  consume 2.5).

En la instalación de un  motor  a menor corriente se emplean conductores mas delgados y mas pequeños los equipos de control que suelen ser mas baratos.

De entrada si decidimos  conectarlo a 220 (Si dije 220 y no 230 volts), que son los valores nominales de nuestra tensión de alimentación siempre con una tolerancia de +/- 10%, tendremos también menos caídas de tensión por menor corrientes de arranque.

A menor corriente en bobinados, menor calor  en el motor (efecto joule I² R). menos daños por temperatura.

Diagramas de conexiones de motor eléctrico monofásico

El diagrama me informa que cuenta con un capacitor de arranque, y que también lo puedo cambiar de sentido de giro.

Características con carga de  motor eléctrico monofásico

La corriente de 2.5 es con una carga de 100%, aceptan un factor de sobrecarga por corto tiempo.

Es la corriente que consume el motor nuestra principal referencia  del funcionamiento del motor, la medimos con un multímetro con amperímetro de gancho.

Pruebas al  motor eléctrico monofásico

El motor sin carga debe consumir menos corriente que la indicada en la placa.

Diagramas de conexiones de motor eléctrico monofásico  con dos capacitores

Podríamos  encontrarnos un motor  industrial de 3 HP, con doble capacitor  y  protección térmica con restablecimiento manual, además con rodamiento 6206 en el eje de trasmisión, todo  estaría perfecto,            solo si.             “Tenemos 220 volts”.

Un solo dato que falte nos impedirá que funcione.

Diagramas de conexiones de motor eléctrico monofásico  con dos capacitores con opción de cambio de giro

El color de las terminales es opcional dependerá del fabricante seguir las normas NEMA respecto a color de terminales, los números de las terminales si lo son, por norma se intercambian las terminales T5  y T8 para realizar el cambio de giro.

Diagramas de conexiones de motor eléctrico monofásico  con capacitores con opción de doble voltaje y cambio de giro

Son los técnicos profesionales lo que deberán interpretar todos los datos de placa, es su obligación aplicar las normas técnicas para que  su trabajo sea sobresaliente.

Alumnos de Mecatrònica en el  Centro Mexicano Francés del conalep en Gómez Palacio, Durango. Mèxico.

Protección térmica tipo disco bimetálico para motor monofásico

La protección térmica tipo disco bimetálico para motor monofásico, es un interruptor  de temperatura de protección contra sobrecargas.

Protección térmica tipo disco bimetálico para motor monofásico

Popularmente conocidos  en México como “KLIXON” marca registrada por la empresa estadunidense  Texas Instrument,  Inc., hoy día  denomina “SENSATA THEGNOLOGIES, Inc”.

Es muy utilizada en motocompresores de refrigeradores y motores  de aparato de aire evaporativo.

Protege al motor contra sobrecargas por; prolongado tiempo de arranque, rotor bloqueado, tensión de línea bajo, falta de ventilación, temperatura ambiente alta.

Protector térmico para motor tipo disco

 Estos  protectores están equipados con un disco bimetálico sobre el que están montados los contactos, este disco hace la función de interruptor de acción rápida.

La corriente a través del disco y la influencia del calor del motor hará que la temperatura del disco aumentara flexionándolo y permitiendo  abrir  los contactos.

Protector térmico sensible tanto a la temperatura como a la corriente

Una vez que se motor se ha enfriado a un nivel aceptado  volverá a cerrar los contactos de manera automática, permitiendo que el motor reinicie  su funcionamiento.

El protector Klixon viene calibrado de fábrica,  es de doble ruptura y pueden contener elemento calefactor, tapa y restablecimiento manual.

El diagrama eléctrico de los refrigeradores domésticos solía ser un reto a mi imaginación en mis épocas de estudiante en mi natal Castaños Coahuila, las letras C, S, y R son las terminales del bobinado del estator, en la clavija “C” se conecta la terminal del protector térmico.

Diagrama eléctrico de  refrigerador

Un relevador de arranque va montado en las clavijas “S” y “R”, la bobina del relevador va conectada en serie con el devanado de trabajo, gracias a la corriente inicial (el motor demanda mas corriente al empezar a moverse) permitirá que la armadura del relevador de arranque cierre su contacto  alimentándose el bobinado  arranque.

Una vez alcanzada la velocidad la corriente disminuye, el campo del relevador  de arranque no es capaz ya de mantener la armadura, cae por gravedad y desconectando el bobinado de arranque del motor.

El relevador de arranque hace la función del interruptor centrifugo imposible de operar dentro del motocompresor con aceite y  refrigerante a presión.  

Conexiones para motor de 2 tensiones

El protector no es ajustable y puede ser utilizado en motores de doble voltaje.

Diagramas de conexiones para motor de 2 tensiones

Este tipo de protección ha protegido a millones de motores monofásicos. Su tecnología ha prevalecido por más de medio siglo.

Empleo de la Tecnología en el CMF del conalep

Alumnos en prácticas   en el Centro Mexicano- Francés del CONALEP en taller de Mecatrònica en Gómez Palacio, Dgo.

Terminales del motor monofásico de fase partida

las terminales del motor monofásico de fase partida, se encuentran en su caja de conexiones.

Terminales de motor monofásico

La marcación de las terminales con normas técnicas de fabricación a nivel internacional le corresponde a la Comisión Electrotecnia Internacional (IEC), en los Estados Unidos de Norteamérica es la Asociación de Fabricantes Eléctricos Nacionales (NEMA).

Las marcas en cables de terminales de conexión NEMA llevan la letra “T” y  un número.

Motor monofásico para dos voltajes 

El motor monofásico de fase partida  tiene  dos bobinados de alambre de magneto (bobinado de marcha “RUM”  y bobinado de arranque “START” conectados en paralelo.

Las terminales de estos bobinados se marcan  para  identificar y realizar los cambios de conexiones que nos permitan realizar el cambiar de giro, o conectarlo a diferente tensión.

El motor puede ser  diseñado para un solo sentido de rotación. En este  caso si se desea invertir su giro un experto lo tiene que desarmar y realizar cambios de conexiones internas y no en caja de conexiones.

Arranque del motor monofásico a derecha

El  marcado de las terminales NEMA , para el bobinado de marcha es T1 Y T4  y para el bobinado de arranque T5 y T8.

    Cambio de sentido de rotación

Como referencia del sentido de rotación se utiliza el sentido de las manecillas de reloj,  frente al eje del motor si concide con este movimiento es a derecha.

El cambio de sentido de rotación, por norma se realiza intercambiando las terminales de las conexiones del bobinado de arranque T5 y T8.

 Cambio de sentido de rotación del eje del motor monofásico 

Para  movimiento CW (clockwise) T1 y T5 se unen y se conectan a  L y T2 y T8 a N, para el movimiento contrario CCW (counter clockwise) T1 y T8 se unen y se conectan a  L y T2 y T5 a N.

 Existen  motores  monofásicos de fase partida que cuentan  con capacitor de arranque, (el capacitor se emplea para tener un mayor par y una menor corriente en el arranque), el capacitor no cambia la numeración de las terminales.

Conexiones del motor monofásico con capacitor de arranque

Hay motores que pueden trabajan  para  dos voltajes a 110 o 220 volts.

Los motores con conexión para  2 voltajes  tienen  dos bobinado idénticos de marcha.

 En 110 voltios los bobinados de marcha se conecta en paralelo. 

Motor monofásico en bajo voltaje

El diagrama cuenta con una protección térmica (interruptor de temperatura, con terminales P1 y P2), esta protección va atada a los bobinados, Las fallas mecánicas o eléctricas demandaran un esfuerzo mayor del motor  manifestadose en aumentos de calor.

En serie con el bobinado de arranque se encuentra el capacitor  de arranque “SC”  y un interruptor centrifugo “CS”.

En 220 voltios los bobinados de marcha se conecta en serie  y en medio de estos una terminal del bobinado de arranque se conecta para que al bobinado de arranque  por medio de este “divisor de voltaje” le lleguen solo 110 voltios.

Motor monofásico en alto voltaje

El conocer las marcas nos facilita realizar cambios en las conexiones del motor.

Marcas de terminales para motor monofásico para 2 voltajes

 Las terminales T6 y T7, corresponden a motores que cuentan  con doble bobinado de arranque.

Alumnos de Mecatrónica en

 Centro Mexicano-Francés del CONALEP

En la imagen alumnos de Mecatrónica en Taller integral del Centro Mexicano-Francés del CONALEP, en la ciudad de Gómez Palacio, Durango México. Conservan los tornillos de la base de conexiones  roscándolos sobre un plato desechable, evitando que puedan caer al suelo, hoy  fue día de realizar el diagrama, y  mañana de  armar el motor.