SALVADOR ALEJANDRO JUAN ANTONIO.pdf

8/17/2019 SALVADOR ALEJANDRO JUAN ANTONIO.pdf

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Universidad Tecnológica de CampecheIng. Mecatrónica

Actividad

Selección de un motor para un proceso mecatrónica

Nombre del alumno:

Juan Antonio Salvador Alejandro

Asignatura:

Control de motores

Profesor:

Ing. Eduardo Bocanegra Moo

Grado:

8

Grupo:

“B”

Fecha de entrega:

28/01/16


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INDICEINDICE .................................................................................................................... 2

OBJETIVOS ............................................................................................................ 3

Objetivo general. .................................................................................................. 3

Objetivos específicos. .......................................................................................... 3

INTRODUCCIÓN. ................................................................................................... 4

Identificación del proceso. .................................................................................... 4

Descripción de proceso o trabajo a realizar. ........................................................ 6

Marco teórico. ...................................................................................................... 6Tipos de Torno CNC ............................................................................................ 6

Tornos paralelos universales CNC....................................................................... 7

1. CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES SEGÚN EL ESTANDAR NEMA. ... 8

Letra de diseño. ................................................................................................... 8

Código de rotor bloqueado. ..................................................................................... 9

Montaje .............................................................................................................. 10

FRAME/ CACASA .............................................................................................. 11

Datos de placa. ..................................................................................................... 13CARGA .............................................................................................................. 19

RED ................................................................................................................... 19

ARRANQUE ....................................................................................................... 19

IP (Protección interna). ...................................................................................... 20

IC (Código de enfriamiento). .............................................................................. 21

CODIGOO DE PRIMERA LETRA: IC X A X ...................................................... 21

CODIGO DE SEGUNDA LETRA: IC X X # ........................................................ 21

Conexiones. ....................................................................................................... 22

Caja de conexión ............................................................................................... 23

Tipos de conexiones. ......................................................................................... 24

Aislamiento. ....................................................................................................... 25

Requerimientos del sistema. .............................................................................. 26


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Carcasa. ............................................................................................................. 27

.............................................................................................................................. 28

Datos técnicos del motor. ................................................................................... 28

Cálculos Matemáticos. ....................................................................................... 29CONCLUSION ...................................................................................................... 30

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 31

INTRODUCCION ............................................................................................... 33

OBJETIVOS

Objetivo general.

Analizar las características de un proceso mecatrónico en un área industrial,describiendo la mecánica y componentes que interfieren en el proceso activo,detalles de los elementos de la maquinaria, datos técnicos, selección en generalutilizando el protocolo de estándar NEMA (National Electrical ManufacturersAssociation) localizar los puntos requeridos.

Objetivos específicos.

Analizar el proceso mecatrónico propuesto.

Clasificar elementos requeridos del proceso mecatrónica según la normativa NEMA

en función de la maquinaria.

Detallar protocolos específicos del estándar NEMA para el motor propuesto.


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INTRODUCCIÓN.

El proceso es el conjunto de operaciones al que se someten ciertos objetos paraelaborar o transformar materia prima en un producto. Aplicando la mecatrónicaque busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del serhumano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica,automatizando todo para procesos más rápida producción.

En el ensayo se realizará el análisis de características y requerimientos para unmotor utilizado en un proceso mecatrónica c L 44Torno CNC de bancada planacon control Siemens 828, según el estándar de política NEMA (National ElectricalManufacturers Association).

Se identificarán las condiciones y variables del proceso que pueden afectar elóptimo funcionamiento del motor, en base a esas condiciones, con la revisión de la

norma NEMA en base a lo que menciona en sus apartados para los motores deC.A. y C.D. se irán relacionando las condiciones del proceso con lasespecificaciones de los motores, clasificaciones, índice de protección, tipo deenfriamiento, número de carcasa, clase de aislamiento, datos de la placa.

Se mostrará la selección del motor en base a la relación de la norma (NEMA) y lascondiciones, se mencionarán las características del motor para poder buscarlo enlos catálogos de proveedores, para ubicar el motor de manera real.

Identificación del proceso.

Conocer el tipo de motor requerido para un torno cnc de tipo industrial.


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Funcionamiento

En su funcionamiento los tornos CNC tienen tres ejes de referencia, llamados X,Z,Y:

-El eje Z es el que corresponde al desplazamiento longitudinal de la herramienta enlas operaciones de cilindrado.

-El eje X es el que realiza el movimiento transversal de la herramienta y correspondea las operaciones de refrentado, siendo perpendicular al eje principal de lamáquina.

Estos son los dos ejes principales, pero con los CNC de última tecnología comienzaa tener mucha más importancia el EJE Y: eje que comanda la altura de lasherramientas del CNC.

Estos ejes tienen incorporada la función de interpolación, es decir que puedandesplazarse de forma simultánea, pudiendo conseguir mecanizados cónicos yesféricos de acuerdo a la geometría que tengan las piezas.

Las herramientas van sujetas en un cabezal en forma de tambor donde pueden iralojadas de seis a veinte portaherramientas diferentes las cuales van rotando deacuerdo con el programa de mecanizado. Este sistema hace fácil el mecanizadointegral de piezas complejas.


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La velocidad de giro de cabezal portaherramientas, el avance de los carroslongitudinal y transversal y las cotas de ejecución de la pieza están programadas,y, por tanto, exentas de fallos humanos imputables al operario de la máquina.

Dada la robustez de las máquinas, permiten trabajar a velocidades de corte yavance muy superiores a los tornos convencionales y, por tanto, requiere una grancalidad de las herramientas que utiliza suelen ser de metal duro o de cerámica.

Descripción de proceso o trabajo a realizar.

La investigación está orientada para descubrir el Motor adecuado que utiliza en elen el modelado de piezas pequeñas, el torno cnc es, requiere un motor con altogrado de protección ambiental, ya cualquier viruta, líquido refrigerante puede caer

directamente en el motor y dañar las conexiones, el tono cnc moldea piezas aaltas velocidades de forma que sobre calienta toda la maquina.

Marco teórico.

Tipos de Torno CNC

Torno CNC de bancada inclinada: Este tipo de torno posee una bancada

inclinada de una pieza que otorga mayor rigidez, precisión y durabilidad en

el trabajo que se vaya a realizar como taladrado, torneado, fresado. Todo

esto se controla mediante un control digital muy sofisticado conocido como

‘’control FANUC’’.

Torno CNC de bancada plana: existen en dos presentaciones.

1. El de la serie FLC, utiliza un sistema de refrigerado y una puerta de seguridad

de vidrios. Es muy utilizado para realizar trabajos con piezas pequeñas y


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también complejas como brocas, piezas de metal, hierro y todo material para

el cual se requiera una minuciosa exactitud.

2. La serie BJ VSCNC, utiliza un sistema de refrigerado, un sistema eléctrico de

programable de cuatro estaciones y un control FANUC. A diferencia delprimer modelo, éste se utiliza para realizar trabajos con exactitud en

medianas y grandes piezas.

Tornos Verticales CNC: Este tipo de torno posee guías cuadradas (eje X y

Z) para poder marcar un mejor corte acompañado de un controlador digital

FANUC. Este tipo de tornos está diseñado para trabajar con herramientas de

gran volumen.

Tornos paralelos universales CNC

Dentro de este tipo existen varios modelos:

La serie S90 permite realizar trabajos precisos, esto se utiliza cuando no se

quiere realizar grandes trabajos en series y sólo se necesita el corte de

pequeñas piezas.

La serie SMART-TURN 7, posee un sistema digital muy avanzado, lo cualpermite que el tiempo de trabajo en un corte sea menor. Sin duda, la lectura

del lenguaje ISO hace que este tipo de tornos sea dinámico para todo tipo de

movimientos y operaciones.

La serie YZ presenta un diseño industrial más sofisticado ya que posee un

freno de emergencia que permite una mayor seguridad al momento de

realizar los cortes. Son mayormente para producir objetos pequeños como

flejas, poleas bujes, etc. La serie BJ posee una chuchilla giratoria de tres mordazas la cual se moviliza

fácilmente mediante un plato de arraste. Su utilización se ha enfocado en la

reparación y refracción de piezas de diferentes tamaños.

La serie DA-1640 está completamente revestido de hierro fundido el cual le

da una mayor resistencia para realizar diversos trabajos. Lo particular de este


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modelo es la gran velocidad de corte que posee y el poco ruido que emite al

realizar el mismo. Se utiliza mayormente para trabajaos de reparación y

refracción.

Tornos CNC Petroleros: Son mayormente utilizados para la reparación delíneas de tubos petroleros, metalúrgicos e hidroeléctricos. Se presentan en

la serie SCT y se les conoce por ser muy eficientes en trabajos de torneado

convencional y excéntrico.

Tornos de herramientas vivas CNC: Se utilizan para realizar trabajos

complejos y realizan cortes de mayor exactitud. Esto se debe a que posee

un sujetador tipo BMT provisto de embriague de dientes cursos el cual

permite realizar una sujeción exacta. Se presentan en la serie FML-1032Y.

1. CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES SEGÚN EL ESTANDARNEMA.

Letra de diseño.

La letra de diseño es una indicación de la forma de la curva de par-velocidad. Ellasson A, B, C y D.

El Diseño A (jaula de ardilla normal o estándar) se especifican con pocafrecuencia, la característica más importante del Diseño A es su alto par dedesenganche, uso a velocidades constates. Tiene grandes áreas de ranuras parauna muy buena disipación de calor, el par de arranque es relativamente alto, y bajoresistencia del rotor produce una aceleración bastante rápida hacia velocidadesnominales. Este diseño mejora la regulación de velocidad, pero la corriente varia de5 a 7 veces la corriente nominal.

El Diseño B (motores de propósito general) es el motor para servicio industrialnormal que ofrece un razonable par de arranque con corriente de arranquemoderada y un buen desempeño general en la mayoría de las aplicacionesindustriales, es muy parecido a la clase A por su comportamiento de sudeslizamiento-par. Este aumento reduce un poco el par y la corriente de arranqueesta varia de 4 y 5 veces la corriente nominal, en los motores mayores a 5HP usandoun arranque de voltaje reducido.


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El Diseño C (rotor de doble jaula de ardilla) se usa para cargas de difícil arranquey está diseñado específicamente con alto par de arranque, menor corriente dearranque, debido a su alto par de arranque acelera rápidamente, sin embargo,cuando se emplea en grandes cargas, se limita la disipación térmica del motor por

que la mayor parte de la corriente se concentra en el devanado superior, el rotortiene tendencia a sobre calentarse, este se adecua mejor a grandes cargasrepentinas pero de tipo de baja inercia.

El Diseño D (motores de inducción de jaula de ardilla o como de alto par y alta

resistencia) es el llamado motor de alto deslizamiento, que ofrece un muy alto parde arranque, pero tiene alto deslizamiento en RPM con par de plena carga. Podríadecirse que este motor exhibe car acterísticas de “esponjosidad” cuando cambianlas cargas. Los motores de Diseño D son particularmente adecuados paraaplicaciones en prensas punzadoras de baja velocidad y en grúas y ascensores. Engeneral, la eficiencia a plena carga de los motores de Diseño D es muy baja, por lo

que normalmente se los usa en aplicaciones donde las características de par sonde importancia fundamental. Este motor está diseñado para servicios pesados dearranque.

El motor elegido es de tipo “B”.

Elevación de temperatura limitada a la clase “B” (80K).

Código de rotor bloqueado.La letra de código indica la cantidad de corriente con rotor bloqueado o

corriente de irrupción que demanda un motor al arrancar.

Letra decódigoNEMA

KVA/HP conrotor

bloqueado

Letra decódigoNEMA

KVA/HP con rotorbloqueado

A 0-3.15 L 9.0-10.0B 3.15-3.55 M 10.0-11.2

C 3.55-4.0 N 11.2-12.5D 4.0-5.0 O Not usedE 4.5-5.0 P 12.5-14.0F 5.0-5.6 Q Not usedG 5.6-6.3 R 14.0-16.0H 6.3-7.1 S 16.0-18.0I Not used T 18.0-20.0


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Extiende la vida útil del motor cuando se opera en ambientes agresivos, protegiendo

el motor contra agua y polvo garantizando un adecuado grado de protección del motor

W22.

El motor W22 de 2 hp tiene 5.3. con una letra de codigo F (5.0-5.6).

Montaje

El montaje del motor y la ubicación se da por las necesidades donde se tenga queaplicar, usando soportes para el motor.

En este caso se colocaría en el cochero de una casa como se muestra en la imagenes la instalación del motor.

Motor de alta velocidad SPIDO Cuenta con una fuerza de 1000 newton-ideal parapuerta de hasta 100 KL de peso. Incluye: 2 controles remotos riel 100% cadena.

.


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FRAME/ CACASA

Las dimensiones serán dadas con letras conforme a la Tabla 4-1. ( pág137).Normalmente están aplicadas al extremo de la máquina, con la letra F, alextremo opuesto del lado de accionamiento. Las dimensiones de letras diferentesa las mencionadas serán utilizadas por los fabricantes individuales y serán

designados por la letra X seguida de A, B, C, D, E, etc.


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Datos de placa.

Los sufijos deberán ser añadidos al número de carcasa de la siguiente manera:


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Es una placa normalmente de aluminio la cual está sujeta en un lugar visible delmotor, normalmente a un costado para que el usuario pueda ver especificacioneseléctricas, térmicas y mecánicas del motor.

la siguiente información o datos son los mínimos que debe llevar la placa de datosy placas auxiliares, de cualquier motor de corriente alterna monofásico o trifásico,en forma indeleble y en lugar visible. según la NEMA 2010 apartado 10.39.

Las placas de datos o de identificación de los motores suministran una grancantidad de información útil sobre diseño y mantenimiento.

Esta información es particularmente valiosa para los instaladores y el personalelectrotécnico de la planta, encargado del mantenimiento y reemplazo de losmotores existentes.


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Ilustración 1Datos de placa

1. Nombre o marca registrada del fabricante2. Modelo o Número de Catálogo3. Potencia nominal en Hp o Kw4. Tensión nominal (volts).5. Corriente nominal a carga plena en Amperios(AMPS)6. Revoluciones por minuto a carga plena (RPM)7. Frame de la carcasa8. Frecuencia eléctrica en Hz.9. Número de fases PH10. Factor de Servicio Ser. F.11. Letra de clave para kVA de rotor bloqueado por kw/Hp12. Letra de Diseño DES13. Clase de aislamiento CLASS14. La eficiencia nominal a carga plena en porcentaje (2 dígitos enteros y 1 decimal)15. Factor de potencia P.F16. Temperatura Ambiente RATING17. Tipo servicio (continuo o intermitente).18. Balineras (Bearings) (DE del Eje del motor)(ODE lado opuesto)19. Logos de certificaciones.

Iniciemos a Saber cómo leer los datos de placa

Nombre o marca; registrada del fabricante: ya sea el nombre o Logotipo de la marca del

fabricante

CAT No: Modelo o número de Catálogo, es la nomenclatura que el fabricante quiera

establecer de acuerdo a sus intereses.

Hp o Kw: Es la potencia máxima de salida en el Eje . Sin incluir las pérdidas, esta puede

aparecer en Hp o en Kw.


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Spec; es la Identidad(ID) del Motor

VOLTS; Es el voltaje de operación del motor, puede que tenga mas de un valor si el motor

admite varias configuraciones en sus terminales.

Ejemplo 115V, 208V, 230V, 460V

AMPS oFLA: Amperios a plena carga (Full Load Amperes), es la corriente que "consume" el

motor cuando entrega el par nominal. Ejem 1.2/0.6

RPM: Revoluciones por minuto, aquí puede existir una pequeña confusión, ya que usualmente

aquí se expresa la velocidad de sincronismo, en motores de inducción esta no es la verdadera

velocidad a la que trabaja bajo carga, ya que la misma se encuentra en valores que oscilan

entre el 1% y 6% (a esto se le conoce como deslizamiento), dependiendo de las características

del motor, en la mayoría de los casos los motores de mayor potencia tienen menos

deslizamiento que los pequeños.

polos Velocidad sincrónica

60 ciclos(Hz) 50 ciclos(Hz)

2 3600 3000

4 1800 15006 1200 1000

8 900 750

10 720 600

FRAMA; tamaño de la Carcasa, Nema define las dimensiones físicas del motor,usualmente son 4 caracteres alfanuméricos, este código da las medidas que debetener el motor en ciertos lugares, por ejemplo, la distancia de la base al eje o ladistancia entre los pernos de agarre con la base. Existen al menos 3 tipos de códigosnema, porque a lo largo del tiempo se han cambiado los códigos, antes de 1952 nollevaban ninguna letra, de 1952-1964 una U al final 364U y de 1964 a la fecha tienenla letra T al final del código (Ejemplo: 364T).

Hz; Es la frecuencia para la cual el motor fue diseñado. La frecuencia más común es 60Hz(ciclos por segundo)

PH; Indica el tipo de fuente de alimentación para el que ha sido diseñado el motor. Trifásica o

monofásica, hay casos pocos comunes en que la alimentación disponible es bifásica. Ejemplo

PH: 1 monofásico. PH: 3 trifásico.

Serv.F.; Es un multiplicador que indica la cantidad esperada de sobrecarga que puede manejar

un motor. Por ejemplo, no se puede esperar que un motor con Factor de servicio de 1.0

trabaje en forma continúa excediendo su potencia (Hp) nominal. Pero en un motor con FS de

1.15 se puede esperar que maneje cargas de un 15% más de su potencia nominal.

CODE; Es La letra de código que indica la cantidad de corriente con rotor bloqueado ocorriente de irrupción que demanda un motor al arrancar.

DES; Letra de diseño NEMA, otra letra más del NEMA, esta letra nos indica lascaracterísticas de par/velocidad que tiene el motor en el arranque y bajo carga, por logeneral los motores tienen asociado la letra B, lo que indica que son de uso Industrialque ofrecen un razonable para de arranque.CLASS; Clase de aislamiento, esto es según la NEMA, se asignan letrasdependiendo del tipo de aislamiento térmico del motor, lo que le permite operar endeterminadas condiciones de temperatura.


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NEMA NOM EFF; Nos indica el porcentaje de rendimiento de la potencia de entrada que es

efectivamente convertida en salida de trabajo en el eje del motor.

P.F.: Nos indica el porcentaje del factor de potencia, que es una medida del amperaje

magnetizante requerido por un motor específico.

RATING: Nos indica la máxima temperatura segura en torno al motor sí se lo hará funcionar

continuamente a plena carga, en la mayoría de casos, la temperatura ambiente nominal

estandarizada es de 40 C.

CC: nos indica el tipo de Servicio, generalmente es Continuo.

BEARINGS: nos indica el número de las Balineras tanto la del Eje de salida, como la del lado

opuesto. (DE: lado del eje, ODE: lado opuesto al Eje).ENCL: Nos indica el tipo de carcasa del motor,

Motor de excitación en serie.

La conexión del devanado de excitación se realiza en serie con el devanado delinducido, como se puede observar en el dibujo. El devanado de excitación llevarápocas espiras y serán de una gran sección.

La corriente de excitación es igual a la corriente del inducido. Los motores deexcitación en serie se usan para situaciones en los que se necesita un gran par dearranque como es el caso de tranvías, trenes, etc. La velocidad es regulada conun reostato regulable en paralelo con el devanado de excitación. La velocidaddisminuye cuando aumenta la intensidad.

Motor de excitación en derivación o shunt.

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Como podemos observar, el devanado de excitación está conectado en paralelo aldevanado del inducido. Se utiliza en máquinas de gran carga, ya sea en laindustria del plástico, metal, etc. Las intensidades son constantes y la regulaciónde velocidad se consigue con un reostato regulable en serie con el devanado deexcitación.

Motor de excitación compuesta o compound.

El devanado es dividido en dos partes, una está conectada en serie con elinducido y la otra en paralelo, como se puede ver con el dibujo. Se utilizan en loscasos de elevación como pueden ser montacargas y ascensores. Teniendo eldevanado de excitación en serie conseguimos evitar el embalamiento del motor alser disminuido el flujo, el comportamiento sería similar a una conexión en shuntcuando está en vacío. Con carga, el devanado en serie hace que el flujo aumente,de este modo la velocidad disminuye, no de la misma manera que si hubiésemosconectado solamente en serie.

Motor de excitación independiente.

https://vertigo2040.files.wordpress.com/2011/07/6.jpghttps://vertigo2040.files.wordpress.com/2011/07/51.jpg


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Como podemos observar en el dibujo, los dos devanados son alimentados confuentes diferentes. Tiene las mismas ventajas que un motor conectado en shunt,pero con más posibilidades de regular su velocidad.

CARGA

La carga es la que define la potencia y velocidad del motor. En la gran mayoría deaplicaciones, el motor jaula de ardilla puede atender cualquier carga en su eje,pero es conveniente hacer un estudio detallado de cuál será el momento deinercia, la curva Par-Velocidad de la carga.

RED

Las principales características que identifican una red eléctrica son la tensión(voltaje) y frecuencia. Es usual que los motores tengan doble tensión,generalmente 220/440 V. Industrias “grandes” tienen tensiones mayores, como

pueden ser 460 V ó 480 V. Se acostumbra a que los motores con potencias depotencias de 10 HP o superiores sean aptos para el arranque Estrella-Triángulo,con el objetivo de que la red no se desestabilice por las altas corrientesconsumidas durante el arranque directo.

ARRANQUEUno de los momentos más críticos para el motor, la red y la carga es el arranque.Por sus características propias, el motor jaula de ardilla consume durante elarranque una corriente que puede oscilar entre 5 y 8 veces la corriente nominal. Elarranque es el periodo en el que el motor hace la transición desde su estado dereposo hasta su velocidad de régimen. Para la red, la mejor condición de arranquees aquella en que este tiempo de transición es el mínimo posible y la corriente

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consumida es la mínima posible. Para el motor, la mejor condición de arranque esla que garantiza el menor calentamiento. Para la carga, la mejor condición esaquella que garantiza los menores desgastes mecánicos.

IP (Protección interna).

IP significa INTERNAL PROTECTION y determina el grado de protección(mecánico) o de encerramiento del motor. Viene seguido de dos cifrascaracterísticas; la primera de ellas indica la protección contra el ingreso decuerpos sólidos y la segunda indica la protección contra el ingreso de líquidos. Lossiguientes son los más comunes.


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IC (Código de enfriamiento).

IC # X X La primera cifra característica indica la forma de enfriamiento del

motor. Significado de la primera cifra característica (NEMA, 2010)

CODIGOO DE PRIMERA LETRA: IC X A X

Significado de la primera letra característica, indica el refrigerante primario delmotor.

1# Letra del código IC

A AireF Refrigerante

H Hidrógeno

N Nitrógeno

C Dióxido de carbono

W Agua

U Aceite

S Otro refrigerante

Y Refrigerante aun no seleccionado

CODIGO DE SEGUNDA LETRA: IC X X #

Significado de la segunda número característica, indica el método de movimientodel refrigerante primario del motor.

2# Letra del código IC0 Convección libre


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1 Auto circulación

2-4 Reservado para futuro uso

5 Independiente del Componente

6 Montado en el motor

7 Separado e independiente

8 Desplazamiento Relativo

9 Todos los demás componentes

Tabla 1 Código de Segunda letra del rotor

De acuerdo con la norma IEC 60034-5, el grado de protección de una máquinaeléctrica girante es compuesto por las letras IP seguidas de dos dígitos,significando:

a) Primer dígito: relacionado con la protección de personas contra el contacto oaproximación con partes energizadas y contra contacto con partes girantes(excepto ejes girantes lisos y similares) adentro del involucro y protección de lamáquina contra la penetración de cuerpos sólidos extraños:

b) Segundo dígito: protección de la máquina contra los efectos perjudiciales de lapenetración de agua. Los motores W22 son suministrados con grado de

protección de acuerdo con la norma IEC 60034-5. En su versión estándar losmotores de las carcasas 63 a 200L son IP55 y para las carcasas 225S/M a 355A/Bel grado de protección es IPW55, lo que significa que:

a) Primer dígito 5: máquina protegida contra polvo. El involucro provee proteccióncontra el contacto o aproximación con partes energizadas y partes en movimientoy el ingreso de polvo no es totalmente evitado. Pero, el polvo no entra en cantidadsuficiente para interferir en la operación satisfactoria de la máquina.

b) Segundo dígito 5: máquina protegida contra chorros de agua. El aguaproyectada de cualquier dirección por una manguera contra la máquina no tieneefecto perjudicial en su operación.

c) Letra W significa que el motor está apto a operar bajo intemperies

Conexiones.


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En un tablero de terminales, la identificación de las terminales montadas serárígidamente, o bien marcando en la placa de terminales y/o por medio de undiagrama conectado a la máquina.

Cuando los devanados no están fijados de manera permanente a montadosrígidamente a las terminales de la caja de bornes, las terminales montadas seidentificarán por sólo números, y la identificación no tiene por qué coincidir con lasterminales de los cables conectados montados en el tablero. (NEMA, Motores yGeneradores, 2010).

Caja de conexión

Una caja de conexión o caja eléctrica es un contenedor de conexiones eléctricas,por lo general destinada a ocultarlas de la vista y desalentar la manipulación. Unapequeña caja de conexiones de metal o de plástico.

Mayor espacio interno y bloque de conexiones más accesible al usuario, contribuyendo para

conexión y manejo más fácil de los cables. Las dimensiones fueron optimizadas para

suministrar más espacio para entrada de cables de la red y conexiones auxiliares, resultando

un fácil montaje. La caja de conexiones puede ser montada arriba en la derecha o la

izquierda del motor utilizando la misma carcasa. g Versatilidade das formas construtivas - O

novo

Aumento del espacio interno haciendo las conexiones más accesibles para

el usuario resultando en un manejo de cables y conexión más fáciles.

Caja de conexiones se puede montar en la parte superior, izquierda o

derecha del motor en la misma carcasa desde la 447T y mayores. Montaje

superior es opcional en carcasas menores


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Tipos de conexiones.

Los motores trifásicos presentan lógicamente tres devanados (tres impedancias) yseis bornes. Los fabricantes, para facilitar las conexiones (sobretodo el triángulo),disponen en la caja de bornes una colocación especial de estos

arranque estrella-triangulo


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Los motores y las cargas trifásicas en general, son flexibles y pueden conectarse aredes con distinta tensión de línea, sin más que variar la conexión.

Aislamiento.

Un sistema de aislamiento es una asamblea de materiales aislantes en laasociación con los conductores y las partes estructurales de apoyo. Todos loscomponentes descritos debajo de eso son asociados con el bobinado estacionario

constituya un sistema de aislamiento y todos los componentes que son asociadocon el bobinado rodando constituyen otro sistema de aislamiento.

Sistema de Aislamiento WISE Los menores niveles de temperatura permiten mejorar mucho

más las características del exclusivo sistema WISE de WEG, lo cual ofrece una resistencia

más prolongada a degradación del aislamiento debido a la temperatura a través del

mejoramiento de los materiales que componen el sistema, tales como: alambre, filmes

aislantes, sistema de impregnación, barniz, cables y otros componentes.


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Requerimientos del sistema.

Alto desempeño con máxima eficiencia energética es el objetivo del nuevo motoreléctrico WEG. Alta eficiencia y bajo costo de propiedad durante toda la vida útildel motor ha sido la base para el desarrollo de la nueva plataforma W22. Undiseño creado para maximizar la eficiencia y ahorro de energía.

Rediseñado para proporcionar un flujo de aire mejorado en todas las carcasasmanteniendo bajas temperaturas de funcionamiento y garantizar la fiabilidad y vidaútil prolongada. El diseño aerodinámico de la deflectora aumenta el flujo de aire,


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reduciendo así al mínimo las pérdidas debidas a la recirculación de aire entre elventilador y la deflectora. El ventilador fue diseñado para proporcionar resistenciay nivel de ruido reducido. La caja de conexiones del motor y cáncamos desuspensión fueron reposicionados en las carcasas más grandes para permitir un

mejor flujo de aire.El nuevo sistema de refrigeración W22 también contribuye para:

Temperatura de los rodamientos más fría, extiende los intervalos de relubricación

Menor nivel de ruido cumpliendo con las más exigentes normas de salud y seguridad

Baja temperatura general de funcionamiento que resulta en una vida útil más larga

Carcasa.

La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el materialempleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y suaplicación.

La caja de conexiones fue colocada próxima de la tapa delantera resultando en lareducción de la temperatura de los rodamientos y nivel de ruido, una vez que elflujo de aire fue mejor distribuido a través de la carcasa. Los pies del motor sonsólidos suministrando mayor resistencia contra vibración. El diseño de la carcasatiene puntos que pueden ser utilizados como provisiones para sensores devibración como característica estándar.

Los pies del motor son sólidos proporcionando una estructura más resistente a lasvibraciones. El diseño de la carcasa tiene puntos que pueden ser utilizados comoprovisiones para sensores de vibración como característica estándar. Beneficiosdel nuevo diseño de carcasa:

Reducción de la temperatura del motor

Cáncamos de suspensión reposicionados - manejo más fácil en la aplicación

Provisión para sensores de vibración – carcasa y tapas con las provisiones dispuestas

90° de acuerdo a las recomendaciones técnicas de mantenimiento. Análisis de

vibración más fácil y más fiable


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Pies sólidos - Mayor fiabilidad en las aplicaciones de alta vibración y también

proporcionan fácil alienación en la instalación

Datos técnicos del motor.

Trifásico, 2, 4, 6 y 8 polos, 50 y 60 Hz

Tensión: 208-230/460V

TCVE (IP55) protección contra agua y polvo

Rotor de jaula

Rodamientos de bolas estándar

Eje de acero carbono 1040/45 con tratamiento térmico y eliminación de tensiones

(4140 para carcasas 404/5T y arriba en los motores 4, 6 y 8 polos)

Aislamiento Clase “F” (ΔT = 80K) para todas las carcasas

Sistema de aislamiento de Flujo continuo con alambre clase “H”

Elevación de temperatura limitada a la clase “B” (80K)

NEMA diseño “B”

Factor de servicio: 1.25 hasta 100HP y 1.15 hasta 125HP y mayores

Temperatura ambiente 104 º F (40 º C)


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Altitud: 3300 ft (1000 m)

Caja de conexiones roscada NPT

Tarjeta de Identificación en acero inoxidable AISI 316 grabada a láser

Equipado con tapón de drenaje cerrado de goma

Rodamientos reengrasables, llenados con grasa en los rodamientos delantero y trasero

Caja de conexiones con junta de goma

Cálculos Matemáticos.

( ) =()

√ 3

∅

( )= Corriente normal.

(= Potencia

V= Tensión nominal


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∅= Factor de potencia

N= Eficiencia

Velocidad:

La velocidad del motor constante es aquella en la que la velocidad defuncionamiento normal es constante o casi constante. Un motor de velocidadajustable es aquella en la que puede ser el control de velocidad en un rango definido,pero una vez ajustado se mantiene prácticamente afectada por la carga.

Un motor de velocidad ajustable es uno en el que la velocidad se puede controlaren un intervalo definido, pero cuando una vez ajustada permanece prácticamente

afectada por la carga.Ejemplos de motores de velocidad ajustable son: un motor en derivación decorriente directa con la resistencia de campo control diseñado para una gamaconsiderable de ajuste de la velocidad; o un motor de corriente alterna controladopor una fuente de alimentación de frecuencia.

Ambiente:

Para elegir las medidas adecuadas si realizaron un alto potencial de pruebas queconsisten en la aplicación de un voltaje superior al nominal de tensión durante untiempo determinado con el fin de determinar la idoneidad contra la ruptura deaislamiento de materiales y espacion, tomando en cuenta las condiciones deoperación.

Las denominaciones para KVA de rotor bloqueado por caballo de fuerza, medida apleno voltaje t clasificación de frecuencia para el motor es de: A

CONCLUSION

Un motor requiere cumplir con normativas para un mejor desempeño en losprocesos a realizar por el proceso es conjunto de operaciones para transformar a


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un producto, combinado con la aplicación de la mecatrónica se busca agilizar elproceso, así como sus tiempos de procesamiento y aumentar la eficiencia.

Los tonos de cnc son de gran ayuda para modelar piezas pequeñas con precisión yen poco tiempo lograr modelar 50 veces más rápido que un modelado manual.

Con la ayuda del estándar NEMA para protección, se agilizan de forma eficiente,medidas, usos, conexiona miento, tipos de carcasa entre otros elementos quebuscan brindar protección a los motores utilizados, para evitar tiempos muertos deproducción y perdidas de economía por reparación del motor.

BIBLIOGRAFÍA

MOTORES ELECTRICOS “SIEMENS” (2002), Catalogo general


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NEMA MG1 (MG 1-2009, Revision 1-2010) MOTORS AND GENERATORS


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INTRODUCCION

La estructura de esta Norma Oficial Mexicana (en adelante NOM), responde a lasnecesidades técnicas que se requieren para la utilización de la energía eléctrica enlas instalaciones eléctricas en el ámbito nacional; se cuida el uso de vocablos y serespetan los términos habituales para evitar confusiones en los conceptos.Asimismo, se han ordenado los textos procurando claridad de expresión y unidadde estilo para una mejor comprensión de sus disposiciones.

El Título 3 “Lineamientos para la aplicación de las especificaciones en las

instalaciones eléctricas (utilización)”, establece la metodología para la apropiada

aplicación de las disposiciones y una guía general para su interpretación correcta.El Título 4 de esta NOM establece los “principios fundamentales”, los cuales no

están sujetos a modificaciones en función de desarrollos tecnológicos. El Título 5

“Especificaciones”, contiene los requisitos técnicos cuya observancia tienen porobjeto asegurar la conformidad de las instalaciones eléctricas a los principiosfundamentales del Título 4 de esta NOM. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION1.1 Objetivo 1.1.1 El objetivo de esta NOM es establecer las especificaciones ylineamientos de carácter técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadasa la utilización de la energía eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadasde seguridad para las personas y sus propiedades, en lo referente a la protección

contra: - Las descargas eléctricas, - Los efectos térmicos, - Las sobre corrientes, -Las corrientes de falla y – Las sobretensiones. El cumplimiento de las disposicionesindicadas en esta NOM promueve el uso de la energía eléctrica en forma segura;asimismo esta NOM no intenta ser una guía de diseño, ni un manual deinstrucciones para personas no calificadas.

1. Circuito de motores eléctricos


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Las partes que conforman un Arranque de Motor Eléctrico, se determina por los

criterios del artículo 430 de la NOM 001 SEMP 2012, Completa la tabla, reconociendo

las partes que conforman la sección de Motores de la NOM.

2. Capacidades de componentes

Para el Cálculo de las capacidades de los componentes, identifique el articulo ycriterio en la NOM.


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Circuito de potencia

3. Estrella-Triangulo-Reversible

Describa la secuencia de operación de un arranque Estrella-Triangulo


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4. Calculo de capacidades de componentes

Determina las capacidades de los componentes, para un motor de

__2.5__ HP


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5. Describa un arranque a tensión reducida, dibuje un esquema y

determine una nomenclatura para identificar los elementos


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6. CQA

Que sabía antes de comenzar el curso

Que he aprendido

Que me falta por aprender


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EL TRANSISTOR UJT (transistor de unijuntura)

También llamado transistor monounión, uniunión.

Este es un dispositivo de conmutación del tipo ruptura.

Sus características lo hacen muy útil en muchos circuitos

industriales, incluyendo temporizadores, osciladores, generadores de onda, ymàs importante aùn, en circuitos de control de puerta para SCR y TRIACs.

Este dispositivo puede provocar grandes tiristores con un pulso en la base 1

Es un dispositivo semiconductor unipolar, con un funcionamiento diferente al deotros dispositivos. Es un dispositivo de disparo.

Esta constituido por dos regiones contaminadas con tres terminales externos: dosbases y un emisor. El emisor esta fuertemente dopado con impurezas P y laregión N débilmente dopado con N. Por ello, la resistencia entre las dos bases,RBB o resistencia interbase, es elevada (de 5 a 10KΩ estando el emisor abierto).


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SCR

El SCR (Silicon Controlled Rectifier o Rectificador Controlado de Silicio, es undispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposiciónpnpn. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta.

Es un elemento unidireccional, conm utador casi ideal, rectificador y amplificador ala vez.

El SCR necesita una corriente mínima de mantenimiento (IH) para que se mantengaen conducción y una corriente de enclavamiento (IL) para que el dispositivo puedapermanecer en conducción cuando se eliminan los pulsos de la puerta.

VGT e IGT , que determinan las condiciones de encendido del dispositivosemiconductor.

VGNT e IGNT, dan los valores máximos de corriente y de tensión, para los cualesen condiciones normales de temperatura, los tiristores no corren el riesgo dedispararse de modo indeseado. La de voltaje comúnmente es 1.5Kv y la corrientemáxima es 1 KA.

PGM potencia máxima

Frecuencia de conmutación: Baja 60 Hz


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TRIAC

El TRIAC (Triode for Alternative Current) es un dispositivo semiconductor de tresterminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga,

con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueadopor inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor demantenimiento. El TRIAC puede ser disparado independientemente de lapolarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva onegativa.

Dispositivo capaz de soportar las potencias más elevadas. Único dispositivo capazde soportar 4000Amp y 7000Volt.

• Frecuencia máxima de funcionamiento baja, ya que se sacrifica la velocidad (vidamedia de los portadores larga) para conseguir una caída en conducción lo menor

posible. Su funcionamiento se centra en aplicaciones a frecuencia de red.


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DIAC

Dispositivo bidireccional simétrico (sin polaridad) con dos electrodos principales:MT1 Y MT2, y ninguno de control. Puede conducir en dos sentidos siempre quellegue a su tensión de disparo.

La mayoría tienen una tensión de disparo de 30 v.Hasta que la tensión aplicada entre sus extremos supera la tensión de disparoVBO; la intensidad que circula por el componente es muy pequeña. Al superar latensión la corriente aumenta bruscamente y disminuye VBO.

VBO= VOLTAJE DE RUPTURA

IBO= corriente de ruptura.

IB= LEAKAGE CURRENT: CORRIENTE DE RUPTURA

IL: Corriente de enclavamiento.


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BCT


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RCT


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JTO

FED-CTH


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MTO


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IGCT


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IGBT


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MCT


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SITH


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FUENTES CONMUTADAS:

Las fuentes conmutadas fueron desarrolladas inicialmente para aplicacionesmilitares y aerospaciales en los años 60, por ser inaceptable el peso y volumen de

las lineales, se han desarrollado desde entonces diversas topología y circuitos decontrol, algunas de ellas son de uso común en fuentes conmutadas paraaplicaciones industriales y comerciales

3.1.1 Rectificación y filtro de entrada Las fuentes conmutadas son convertidorescccc, por lo que la red debe ser previamente rectificada y filtrada con una amplitudde rizado aceptable. La mayoría de las fuentes utilizan el circuito de la figura paraoperar desde 90 a 132 Vac o de 180 a 260 Vac según sea la posición delconmutador. obteniéndose aproximadamente 310 Vcc desde la red de 220 Vac.En la posición de cerrado el circuito funciona como rectificador doblador detensión, obteniéndose también 310 Vcc a partir de 110 Vac. Para evitarsobrecalentamientos los condensadores electrolitos de filtro (C1 y C2) deben serde bajo ESR (baja resistencia interna) y de la tensión adecuada. Es convenienteconectar en paralelo con estos otros condensadores tipo MKP para mejordesacoplo de alta frecuencia de conmutación. Los rectificadores deben soportaruna tensión inversa de 600v.

Pico de arranque

Al arrancar una fuente conmutada, la impedancia presentada a la red es muy bajaal encontrarse los condensadores descargados, sin una resistencia en serieadicional la corriente inicial sería excesivamente alta. En la Fig.1, TH1 y TH2 son

esistencias NTC (coeficiente negativo de temperatura), que limitan esta corriente aun valor aceptable. Las fuentes de media y gran potencia disponen de circuitosactivos con resistencia limitadora que se cortocircuito por medio de relés o deconmutadores estáticos cuando ya están los condensadores cargados. En el casode las fuentes de AMV se utiliza un transistor MOSFET de potencia.

Protección contra transitorios

Además del filtrado de ruidos reinyectados a la red que incorporan las fuentesconmutadas, es aconsejable la utilización de un varistor conectado a la entradapara proteger contra picos de tensión generados por la conmutación en circuitos

inductivos de las proximidades o por tormentas eléctricas.

CONFIGURACIONES BÁSICAS

Las fuentes conmutadas son de circuitos relativamente complejos, pero podemossiempre diferenciar cuatro bloques constructivos básicos:

1) En el primer bloque rectificamos y filtramos la tensión alterna de entradaconvirtiéndola en una continua pulsante.


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2) El segundo bloque se encarga de convertir esa continua en una onda cuadradade alta frecuencia (10 a 200 kHz.), la cual es aplicada a una bobina o al primariode un transformador.

3) El tercer bloque rectifica y filtra la salida de alta frecuencia del bloque anterior,entregando así una corriente continua pura.

4) El cuarto bloque se encarga de comandar la oscilación del segundo bloque.Este bloque consiste de un oscilador de frecuencia fija, una tensión de referencia,un comparador de tensión y un modulador de ancho de pulso (PWM). Elmodulador recibe el pulso del oscilador y modifica su ciclo de trabajo según laseñal del comparador, el cual coteja la tensión continua de salida del tercer bloquecon la tensión de referencia.

Puente inversor por PWM

DefinicionÍndice de modulación de frecuencias mf : relación entre las frecuencias de lasseñales portadora y de referencia. Al aumentar la frecuencia de la portadoraaumentan las frecuencias a las que seproducen armónicos.


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Índice de modulación de amplitud ma: relación entre las amplitudes de las señalesde referencia y portadora.

Inversores trifásicos

Genera una salida alterna trifásica a partir de una entrada continua.

Control de velocidad de motores de inducción.

Cada interruptor tiene un ciclo de trabajo del 50%.

La conmutación tiene lugar cada T/6, lo que representa un intervalo de 60º.

Los pares de interruptores deben estar coordinados de manera que no esténcerrados al mismo tiempo.

La carga triafásica puede estar conectadas en estrella o en triángulo.

La serie de Fourier de la tensión de salida tiene una frecuenciafundamental =frecuencia de conmutación. Los armónicos serán 6k +-1 ; para k=1,5,7,11,13,…


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Inversor trifásico PWM

Las mismas ventajas que los monofásicos:•Pocos requisitos de filtrado para la reducción de armónicos.

•Control de amplitud a la frecuencia fundamental.

•Conmutación comparando onda senoidal de referencia con una portadoratriangular.

•Amplitud de salida se determina por la relación entre la portadora y lamoduladora.

Las tres onda senoidales de referencia están desplazadas 120º

La portadora es la misma para las tres.


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