Canal ElectroClub

Compartiendo conocimiento y experiencia laboral en temas de Electricidad Industrial Ocasionalmente hablamos de ciencia y tecnología

Blog dedicado a compartir conocimiento y experiencia laboral principalmente en temas de Electricidad Industrial.

28 de julio de 2014

¿ Variador de Velocidad Controlando dos Motores de AC ?

Estamos recibiendo una pregunta recurrente vía correo electrónico la cual daremos respuesta en el presente post. La interrogante dice lo siguiente ¿Un variador de velocidad puede  controlar dos motores de AC al mismo tiempo?
La respuesta es: sí es posible controlar con un solo variador de velocidad dos motores de AC siempre y cuando respetemos dos consideraciones importantes.

a) El variador de velocidad debe ser dimensionado para soportar la potencia de los dos motores

b) los motores deben realizar la misma función y el mismo trabajo durante el proceso en la maquinaria o equipo  instalado.

Cumpliendo a cabalidad los puntos anteriores el variador de velocidad controlará dos motores sin ningún problema, para ser más claros voy a poner  en contexto  una situación real de un proceso productivo industrial en el cual un variador de velocidad controla dos motores  de AC.

En la industria Textil y en especial en el área de estampado es común encontrar  maquinas industriales conocidas como Ramas Tensoras, este tipo de maquinaria tiene como objetivo principal dar un ancho especifico a la tela y al mismo tiempo alinear la trama o el hilo, para desarrollar lo anterior la tela es introducida en hornos o cámaras de aire caliente, el calor es producido principalmente por quemadores de gas, para distribuir el calor de forma  uniforme y en toda la tela se utilizan ventiladores de aire de circulación, estos ventiladores están compuestos por un motor y una turbina, durante el proceso es fundamental  mantener el control de la velocidad cuya rapidez de las turbinas es medido por un parámetro llamado porcentaje de circulación ¿cómo? logramos controlar la velocidad de las turbinas, creo que ya se lo imaginan; es posible modificando la velocidad de los ventiladores de aire de circulación es decir la velocidad en los motores por lo tanto haciendo uso de un variador de frecuencia, en la imagen que acompaña este artículo se muestra el diagrama eléctrico del  variador de velocidad =841-GB03 (rectángulo  azul) quien controla a dos ventiladores cuyos motores  son en (rectángulo verde)  =841-MB03 horno 3  y el  =841-MB04 en el horno 4.

Observemos que el variador de velocidad tiene una capacidad de 30KW cálculo hecho para soportar la potencia de los motores a controlar, con esto cumplimos la consideración del inciso a)

También los dos motores desarrollan el mismo trabajo, distribuyen aire caliente a través de la cámara y sostienen la misma carga al contar con una turbina idéntica, cumpliendo así con la indicación del inciso b)

Debo precisar que el variador de velocidad mostrado en la imagen cuenta con otros elementos de monitoreo entre ellos un encoder utilizado para determinar la velocidad del motor, termistores (T1 y T2) para supervisar  la temperatura de los motores y algo muy interesante, utiliza  el protocolo de comunicaciones CAN (Controller Area Network) el cual se encarga de la transmisión de mensajes e instrucciones durante todo el sistema, esto lo hace ser un variador de velocidad muy completo del cual ya tendré oportunidad de hablarles.

15 de julio de 2014

¿ Arranque Estrella-Delta en motores de 9 puntas?

Una pregunta común estamos recibiendo a través de nuestros medios de contacto sobre todo por e-mail, la interrogante dice así ¿Cómo puedo realizar la conexión Estrella-Delta en un motor de 9 puntas?. bien la respuesta a este cuestionamiento es;  no es posible realizar la conexión estrella- delta en motores de 9 puntas, solo es posible para motores de 6 puntas y de 12 puntas (Actualización 24 /Agosto /2016);  pero antes de redactar la explicación a esta importante consulta primero que nada hay que explicar el concepto de arranque Estrella-Delta y poner en contexto la forma correcta de utilizar la conexión.

Cuando un motor arranca a tensión plena es decir aplicando un voltaje de alimentación de forma directa, la corriente eléctrica  en el momento de arranque es aproximadamente 5 a 9 veces mayor que a plena carga. Es por esta razón cuando los motores de mediana y alta potencia son empleados, es necesario buscar algún método para reducir esa corriente pico. El arranque Estrella-Delta es el método más utilizado en los motores de media potencia, con este método el aumento de la corriente durante el arranque será tan solo de 2 o hasta 4 veces la intensidad nominal, es decir 3 veces menos que con un arranque directo.

Al operar el arranque Estrella-Delta este sistema conecta los devanados del motor en configuración estrella, en cuanto se supera el momento principal de inercia (suele ocurrir al alcanzar el 70 u 80 % de la velocidad nominal), los devanados del motor se conectan en configuración delta con el fin de que el motor alcance su voltaje y potencia máxima,

¿Que requisitos debe cumplir el motor para poder utilizar el arranque Estrella-Delta?

particularmente son dos requisitos.

a) El motor debe poderse conectar en estrella y en delta (con esto se eliminan inmediatamente a los motores de 3 puntas)

b) los devanados del motor deben soportar tanto alto como bajo voltaje; es decir si la placa de datos de un motor indica 220/440V el motor es compatible  en arranque Estrella-Delta (esto elimina inmediatamente a los motores que permiten solo un voltaje de alimentación).

Entonces la ¿pregunta? final. Si bien es cierto que los motores de 6 puntas cumplen los requisitos anteriores, los motores de 9 y de 12 puntas también los cumplen entonces ¿porque no es posible realizar el arranque Estrella- Delta en motores de 9 terminales?, la respuesta es; por el puente interno que tiene este tipo de motor y en consecuencia la dificultad en realizar las conexiones de estrella a delta; a continuación voy a dar la siguiente explicación 

Conexión Estrella  en 9 puntas es  4-7,      5-8,     6-9 ;      L1-1, L2-2 y L3-3 
Conexión Delta(Doble Estrella) en 9 puntas es 1-7-L1, 2-8-L2,3-9-L3 puente 4-5-6 

Como sabemos la idea principal del arranque Estrella-Delta es primero arrancar en configuración estrella y después de unos segundos cuando el motor llegue al 70 u 80 % de su velocidad nominal se conectará en conexión delta quedándose trabajando el motor de esa forma, el problema radica en lo siguiente; 

Estamos en estrella; y en este momento hay que fijarnos  muy bien en las uniones existentes en la conexión es decir; 4 con 7, 5 con 8 y 6 con 9; recordemos que son uniones físicas es decir hay un amarre entre esos cables ya sea que estén empalmados o bien fijos con zapatas y apretados con tornillo y tuerca para cualquiera que sea el caso el problema es; ¿cómo? le vamos a hacer si tenemos esos empalmes para ahora pasar del empalme 4 con 7 a convertirlo en 1 con 7 y a su vez conectarlo con L1 y recordar que 1 estaba conectado en L1 y después al mismo tiempo la unión 5 con 8 ahora se convierta 2 con 8 a su vez con L2 y recordar que 2 estaba conectado en L2 y así finalmente ahora el empalme 6 con 9 se tiene que convertir en 3 con 9 junto con L3 y nuevamente 3 estaba conectado en L3, pero ahí no termina todo los cables que quitamos es decir 4, 5, 6 hay que unirlos para formar el puente y todo esto hay que realizarlo al mismo tiempo porque si no lo hacemos es posible que el motor quede alimentado con solo dos fases lo cual incrementaría la corriente eléctrica e inmediatamente se dispararían las protecciones térmicas o de sobrecarga, ¿se dieron cuenta de la dificultad en realizar las conexiones?, 

Es por esta razón que no es factible realizar  la conexión Estrella-Delta en motores de 9 puntas.

Actualización( 24/08/2016)

Agradezco a todos los usuarios y seguidores de la pagina que me enviaron sus esquemas de conexión para el Arranque Estrella-Delta en motores de 12 puntas, comprobé todos los diagramas  y perfectamente se puede utilizar el arranque en un motor de este tipo,  con lo cual el Post queda debidamente actualizado. Muchas gracias a todos..


10 de julio de 2014

Variadores de Velocidad para Motores de AC

Los variadores de velocidad mejor conocidos como Drives, debido a la traducción en idioma ingles principalmente por parte de  USA, son dispositivos que permiten modificar la  velocidad electrónicamente  mediante una variable eléctrica llamada frecuencia esto es para el caso de Drives para motores de AC, en contra parte los variadores de velocidad para motores de CD modifican el valor del voltaje para variar la velocidad de los motores.

La instalación de Variadores de Velocidad en la industria, nace de dos motivos principalmente.

a) mejorar el proceso operativo
b) ahorro de energía

Cuando existen aplicaciones donde la demanda de torque es la misma a cualquier velocidad. Ejemplo bandas transportadoras, grúas, ascensores, compresores, mezcladoras etc. En este tipo de carga el motivo principal  para la aplicación de un variador de velocidad es la de optimizar del proceso y rara vez el ahorro de energía (excepto en aplicaciones donde exista algún tipo de frenado).

En cambio aplicaciones cuya carga sea variable como es el caso de ventiladores, Bombas, compresores centrífugos etc.  La demanda de torque del variador tendrá una relación proporcional; es decir en bajas velocidades implicara bajo torque, por consiguiente bajo consumo de energía  a mayores velocidades implicara mayor torque y un consumo de potencia cercano a lo que indica la placa del motor, es en estos casos cuando el variador de velocidad ofrece grandes oportunidades de ahorro en energía (entre el 30 y 70 %).

Consideraciones Generales:

Para lograr un adecuado aprovechamiento y cumplir con el perfecto funcionamiento y desempeño de los variadores de velocidad, sean los casos cuando se  inicia una nueva instalación o en su defecto cuando lleven tiempo operando, siempre hay que tener en mente las siguientes consideraciones.

a) Verificar el rango de corriente tanto del variador de velocidad como del motor.

b) Considerar siempre los rangos de velocidad requeridos la operación del variador en la frecuencia nominal de 60Hz (caso de México). Solamente es posible con un descenso en el torque del motor, la operación en baja frecuencia y alto torque del motor puede ocasionar sobrecalentamiento del motor, si no cuenta con ventilación adecuada.

c) Verificar el desempeño de la aplicación con sobrecarga, Cuando esto sucede el Drive limitara muy rápidamente la corriente nominal del motor  aproximadamente a un 150%  

d) En aplicaciones donde se utilicen motores de gran potencia y en el caso de necesitar paradas rápidas se debe considerar el uso de un resistor de frenado que absorba y disipe la energía o en su defecto usar variadores de velocidad con capacidades regenerativas o de recuperación.

En el presente vídeo titulado variadores de velocidad para motores de AC Explicamos de forma general las formas que existen en la industria para modificar  la velocidad de los procesos, además se detallan los pasos necesarios para el correcto funcionamiento y la puesta en marcha de los variadores de velocidad para motores de AC.

Vídeo Variadores de Velocidad Para motores de AC.


Motores de CD

Los Motores de CD fueron los primeros motores en surgir en la industria que conocemos hoy en día, pese a que actualmente han sido relegados en gran porcentaje por los motores de corriente alterna, sus características únicas los hacen indispensables y aun son muy utilizados. Muestra de ello los motores de CD son los elementos más empleados en aplicaciones cuando debe ajustarse la velocidad de un proceso, así como para aplicaciones donde se requiere de un gran par de arranque. En la actualidad se utilizan a gran escala motores de CD cuya potencia es de una fracción de caballo; en la industria del transporte como automóviles, trenes, aviones donde impulsan ventiladores, mueven los limpiadores de los parabrisas y accionan el levantamiento de asientos y ventanas, también son muy útiles para impulsar motores de gasolina y diésel en autos, camiones, autobuses, tractores, lanchas y un sinnúmero de equipos de todas las áreas y para una infinidad de aplicaciones.

En los presentes dos vídeos titulados motores de CD Parte 1 y motores de CD parte 2 se explican las diferencias físicas y en funcionamiento de los motores de CD respecto a los motores de corriente alterna CA, haciendo énfasis en el nombre  de cada componente y explicando el funcionamiento y operación, también se indican las diferencias físicas entre los motores de CD más utilizados en la industria actualmente; el motor de CD de rotor devanado y el de imán permanente, de igual forma en vídeos posteriores se explicara la forma de conectar cada tipo de motor de CD a su correspondiente variador de velocidad.

Vídeo Motores de CD parte 1
Vídeo Motores de CD parte 2



2 de julio de 2014

Placa de Datos de un Motor Trifasico de CA

Cualquier motor eléctrico sea de CA o de CD posee una placa de datos que lo identifica y cuya información es relevante para todo profesional dedicado al mantenimiento eléctrico, para demostrar lo anterior voy citar dos  ejemplos;
Para comenzar hay que  poner en contexto una situación real, algo muy común en la industria es encontrar un motor dañado ya sea por desgaste físico o por llegar al término de su vida útil. Para cualquier caso tenemos dos opciones; uno  adquirir un nuevo motor y dos mandar a repararlo (embobinar), en el primer caso tendremos que comunicarnos con el fabricante del motor y enviarle el número de identificación, información que se encuentra en la placa de datos una vez obtenido el dato el fabricante nos enviara un nuevo motor, si optamos por la segunda opción tendremos que mandar a reparar el motor por lo tanto el personal que realice el trabajo  lo primero que va a preguntar es lo siguiente ¿de qué potencia o cual es la capacidad del motor?, resulta relevante esa información  porque necesita  enviarnos  el presupuesto o la cotización por la reparación, en términos de costo no es lo mismo reparar un motor de 30 HP a uno de 1 HP,
una pregunta recurrente es ¿Cómo sabemos la capacidad del motor? nuevamente recurrimos a la placa de datos ahí encontraremos la información expresada en KW (kilowatts) o en HP(caballos de fuerza), si el valor obtenido viene expresado en KW podemos hacer una simple conversión a HP, un ejemplo se muestra en el presente vídeo de explicación.

Sin duda resulta  muy importante conocer y entender la información  que  proporciona una placa de datos, en el vídeo que acompaña esta nota explicamos otros parámetros importantes que aparecen en la placa de datos de los motores  como lo son el voltaje y la corriente.
Vídeo  Placa de Datos de un Motor trifásico de AC


1 de julio de 2014

Motores Monofásicos (Arranque por Capacitor)

Los motores monofásicos son máquinas eléctricas muy utilizadas en la actualidad, no solo se encuentran en las grandes industrias sino también en nuestros hogares.
Se suelen encontrar en capacidades menores a 1KW aunque hay algunas excepciones como los motores para extractores de humo o del aire acondicionado con potencias superiores a los 10KW, se emplean principalmente en electrodomésticos, bombas de agua, en algunas máquinas-herramientas, compresores y en ventiladores de pequeña potencia.
En esta ocasión el presente vídeo explica el funcionamiento y la conexión eléctrica  de un tipo de motor monofásico muy particular, el motor monofásico con capacitor de arranque, estos motores  se utilizan cuando es necesario arrastrar cargas con gran inercia por tal motivo es necesario un par elevado. Se fabrican habitualmente para capacidades  de 2.2 KW aproximadamente 3 HP y se emplean muy a menudo en bombas de agua y compresores,
Está construido por 2 devanados uno llamado principal o de trabajo y estará en servicio permanentemente, es por ello que está construido con alambre del calibre necesario para soportar  la corriente durante el servicio. Al otro devanado se le conoce como de arranque y se le llama así porque solo permanece  en servicio durante el momento en que el motor arranca, debido a esto el alambre con el que se construye suele ser más delgado en comparación con el devanado de trabajo. También hay otros elementos que intervienen en la construcción de este motor uno de ellos es el interruptor centrifugo; es un  elemento que sirve para proteger al devanado de arranque y al capacitor, que no están diseñados para un servicio permanente; se conecta en serie con el devanado de arranque quien lo desconecta cuando el motor alcanza el 70 y 80 % de su velocidad nominal, esto suele  suceder en los primeros segundos después de que el motor arranca. El capacitor de arranque está diseñado para prestar un servicio transitorio durante el arranque del motor, el capacitor debe tener un  valor elevado lo más común es encontrar valores que oscilan entre  los 60 y 700 uF.
Para finalizar una pregunta muy recurrente ¿cómo identifico al devanado de arranque y de trabajo?
R= si no vienen identificados con alguna etiqueta o por colores anotados en la placa de datos, la prueba es la siguiente: medir con el multímetro la resistencia de cada uno de los devanados y tomar nota de las lecturas, el devanado de trabajo siempre es menor en resistencia al devanado de arranque, esto es porque el devanado de trabajo es quien consume la mayor cantidad de corriente y por tal motivo es el de menor resistencia. (ojo esto es valido para motores con capacitor de arranque) en motores monofásicos con capacitor de trabajo la prueba es diferente 

















Vídeo Motores monofásicos (Arranque por Capacitor)
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Sensores de Proximidad (Práctica)

En el presente vídeo se continúa con la explicación sobre los sensores de proximidad utilizados en la industria, pero en esta ocasión de forma práctica.

Utilizando un sensor inductivo explicamos la forma de alimentarlos eléctricamente, se realizan mediciones para determinar el tipo de sensor PNP o NPN, así como la manera de determinar si un sensor se encuentra dañado.








Vídeo Sensores de Proximidad (Práctica)

ACTUALIZACION  agosto 2014
El video se encuentra offline,  tuve que ponerlo temporalmente en privado por el hecho de  recibir una infracción (strike) en el canal youtube por una reclamación de copryright de la firma Festo Pneumatic , durante la grabación del video fui muy cuidadoso en ocultar nombres y marcas registradas, así que ya realice la apelación  correspondiente con la finalidad de que sea eliminada la  infracción y el video se encuentre de nuevo en el canal y alcance de todos ustedes

Saludos a todos……..