Arrancadores En DC

S.E.S. D.G.E.S.T.

Carrera: INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

ASIGNATURA: maquinas eléctricas

NOMBRE DE LA INVESTIGACION: ARRANCADORES PARA MOTORES EN D.C.

Cancún quintana Roo a 30 de mayo del 2013.

Índice

Contenido pag.

1.- introducción 3

2.- objetivos 4

3.- planteamiento del problema 5

4.- alcances 6

5.- limitaciones 7

6.- antecedentes 8

7.- conclusiones 25

8.- bibliografía 26

1.- introducción

Los Motores de Corriente Directa (CD) o Corriente Continua (CC) se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, además, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías. Este tipo de motores debe de tener en el rotor y el estator el mismo número de polos y el mismo número de carbones. Los motores de corriente directa pueden ser de tres tipos:

Serie

Paralelo

Mixto

Se encontrará que los arrancadores y controles se clasifican:

Por la forma en que funcionan: manual o automática.

Por la forma en que están construidos: de placa o de tambor.

Por el tipo de cubierta: abierta o protegida.

Además, los arrancadores y controles se clasifican según el número de terminales con que se conectan al motor:

Arrancadores de contacto doble, triple y cuádruple.

Los motores tradicionales de corriente directa de Rotor y rotor devanado son de mayor utilidad en aplicaciones cuya potencia requerida sea de moderada a alta en las velocidades debe ser ajustable o en la demanda un arranque y un paro frecuentes con cargas de par pesadas. Para aplicaciones de potencia baja a moderada con requisitos especiales de desempeño.

Las situaciones industriales actuales de control, los motores se operan directamente de las líneas de suministro de corriente directa o alterna. Es decir, las terminales de los devanados del motor se conectan directamente a las líneas que suministran la corriente eléctrica. El comportamiento operativo del motor

2.- objetivos generales y específicos.

2.1.- objetivo general:

El objetivo general estudiar el funcionamiento y comportamiento de los arrancadores para motores de corriente continua, así como evaluar los inconvenientes que produce el no seccionar el arrancador indicado para la capacidad del motor.

2.2.- objetivos específicos:

Indagar sobre los tipos de arrancadores de corriente continua.

Indagar sobre los inconvenientes de los motores de corriente continua.

Indagar sobre la sección y cálculo de arrancadores para motores de corriente continua.

3.- planteamiento del problema

En la industria la aplicación de motores de corriente directa tiene creciente en la demanda muy grande; las aplicaciones van desde el suministro de agua hasta la automatización de plantas de ensamblaje de vehículos.

Los motores de corriente alterna no son muy utilizados para trabajos de precisión por que la construcción de un variador de corriente alterna es mucho más costosa y complicada que y de corriente directa, ya que no contiene un conmutador.

El gran problema de los motores que en el arranque cuando el voltaje del inducido es cero la corriente es muy alta, produciendo un peligro muy alto para el operario.

4.- alcances

Nos limitares investigar los arrancadores para motores de corriente continua para las siguientes aplicaciones.

Su arranque y paro.

Su inversión de giro.

Su velocidad.

Su temperatura.

Su corriente.

Su modo de operación.

Así como los cálculos para la selección de las protecciones necesarias para la operación segura del mismo.

5.- limitaciones

6.- antecedentes

Los objetivos de este tipo de equipo son:

Proteger el motor contra daños debidos a cortocircuitos en el equipo.

Proteger el motor contra daños por sobrecargas prolongadas.

Proteger el motor contra daño por corrientes de arranque excesivas.

Proporcionar la forma adecuada para controlar la velocidad de operación.

Para que un motor dc funcione bien, debe ser protegido de daño físico durante el periodo de arranque. En condiciones de arranque, el motor no está girando, por tanto EA=0V. Puesto que la resistencia interna de un motor normal es muy baja comparada con su tamaño, fluye una corriente muy alta.

Consideremos un motor de 50hp, 250V, este motor tienen una resistencia en el inducido RA de 0.06Ω y corriente de plena carga menor que 200ª, pero la corriente de arranque es:

I_A=(V_T-E_A)/R_A =(250V-0V)/0.06Ω=4167 A

Esta corriente es 20 veces la corriente nominal del motor a plena carga. Es posible que un motor experimente daños debido a tan altas corrientes, a pesar de que solo esté expuesto a ellas durante un instante breve.

Una solución al problema de corriente excesiva durante el arranque consiste en insertar una resistencia de arranque en serie con el inducido para restringir el flujo de corriente cuando EA crezca y sirva de limitante. La resistencia no debe estar en el circuito permanentemente debe todo a que generaría pérdidas excesivas y causaría una caída demasiado grande en el par-velocidad del motor con un aumento de la carga.

Por lo tanto, el resistor se debe insertar en el circuito del inducido para limitar el flujo de corriente en el arranque y luego se debe quitar conforme se acumula la velocidad del motor. En la práctica moderna los resistores de arranque están hechos de una seria de piezas, cada una de las cuales se quita sucesivamente del circuito del motor conforme el motor acelera para limitar la corriente en el motor a un valor seguro y la vez no reducirla a un valor tan bajo que no se logre una rápida aceleración.

La figura muestro motor en derivación con un resistor de arranque extra que se puede eliminar del circuito por segmentos si se cierran los interruptores 1A, 2A y 3A. Se requiere revisar dos acciones para construir un arrancador del motor funcional.

Figura 1.Motor dc en derivación con resistencia de arranque en serie con el inducido los contactos 1ª, 2 A, y 3 A cortocircuitan secciones de la resistencia de arranque cuando se cierran. (imagen obtenida del libro de chapman 3er. Edición).

El primero es escoger el tamaño y números segmentos de resistor necesarios para limitar la corriente de arranque a los valores deseados.

El segundo es diseñar un circuito de control que cierren los interruptores en el momento adecuado para eliminar del circuito ciertas partes del resistor.

Algunos de los antiguos trabajadores para motores de corriente directa utilizaban un resistor de arranque continuo que una persona Ibarra tirando gradualmente del circuito moviendo la palanca. Este tipo de roncadores presentan varios problemas porque dependerá en gran medida de que la persona que arrancaba el motor no movió la palanca demasiado rápido o demasiado despacio. Si se retiraba la resistencia demasiado rápido (antes de que el motor acceder lo suficiente), el flujo de la corriente resultante será demasiado grande. Puesto que defendió una persona para su funcionamiento correcto, este arrancador es están sujetos a sufrir problemas por error humano. Hoy han sido remplazados casi por completo por circuitos arranque automáticos.

En ejemplo se ilustra la selección del tamaño y el número de segmentos de resistor requerido por un circuito de arranque automático. La pregunta del tiempo requerido para retirar los segmentos de resistor del circuito del inducido se examinarán más adelante.

Figura 2: Arrancador manual para motor dc. (Imagen obtenida del libro de chapman 3er. Edición)

Ejemplo: la figura muestra un motor de corriente directa en derivación con 100 hp, 250 V y 350 A con una resistencia del inducidos de 0.05. Se desea diseñado circuito de arranque para este motor que limiten la corriente de arranque máxima al doble del Valor nominal y que cierren secciones de la resistencia conforme las corrientes del inducido llega a su Valor nominal.

¿cuántos tramo de resistencia de arranque se requieren para limitar la corriente al intervalo especificado?

¿cuál es el Valor de cada segmento del resistor? ¿a qué voltaje se debe retirar cada tramo de la resistencia arranque?

Solución:

Se debe seleccionar a resistor de arranque

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