Lab Maquinas 1.docx

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE ELECTRICA Y ELECTRONICA

CARRERA DE INGENIERIA MECATRÓNICA

LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS

NRC: 2507

INFORME DE LABORATORIO No: 1

CONOCIMIENTO DE EL LABORATORIO, LAS FUENTES DE PODER Y PRACTICA SOBRE APLICACIONES DEL CONTACTOR

AUTOR: ALEXIS CARRERA

AÑO: 2015

Tema: CONOCIMIENTO DE EL LABORATORIO, LAS FUENTES DE PODER Y PRACTICA SOBRE APLICACIONES DEL CONTACTOR 1. Objetivos: 

Analizar y familiarizarse correctamente con el laboratorio, las fuentes de tensión AC monofásicas y trifásicas y la fuente de tensión DC.



Identificar el contactor y todo el equipo de medición.

2. Marco Teórico: Corriente continua y corriente alterna diferencias: La diferencia de la corriente alterna con la corriente continua, es que la corriente continua circula sólo en un sentido. La corriente alterna circula por durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante. Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y la usamos para alimentar la TV, el equipo de sonido, la lavadora, la refrigeradora, etc. La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua. La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores. Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule. Una vez en el punto de utilización o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.

Ilustración 1.- Sentido de corriente en AC y DC.

Fuentes DC: Fuentes de corriente continua Las fuentes son elementos generadores, y aunque se denominan así, pueden ser de tensión o de corriente. Una tensión es una diferencia de potencial entre dos puntos. Vab = Va – Vb Y es continua cuando no cambia de polaridad en el tiempo, es decir que el borne positivo (el de mayor potencial) es siempre el mismo, igual que el negativo o de menor potencial. Fuentes de corriente continua: Las fuentes son elementos activos, de acuerdo a sus características o comportamiento frente a distintas cargas podemos diferenciar dos tipos: los generadores de tensión y los de corriente. Palabras relacionadas con el tema: baterías, pilas, generadores, rectificadores. Símbolos de la fuente de tensión continua La tensión o diferencia de potencial se mide siempre entre dos puntos y su unidad es el voltio. Aunque la diferencia de potencial es un valor escalar se atribuye un sentido en el que trata de hacer circular la corriente convencional. La corriente “trata” de salir por el positivo de la fuente, aunque a veces los parámetros del resto del circuito la hacen circular en sentido contrario.

Simbología de fuente de tensión variable Fuentes AC: Fuentes de tensión alterna Son generadores de tensión o de corriente. Se llama tensión alterna a la diferencia de potencial que cambia de polaridad en el tiempo, este cambio es generalmente periódico y la “onda de tensión” graficada en función del tiempo tiene forma senoidal. Fuente de corriente alterna Son elementos activos, también pueden ser Generadores de tensión y de corriente.

Símbolo de fuente de tensión alterna variable

Fuentes AC Trifásicas: Fases

La electricidad de corriente alterna fluye hacia atrás y adelante en los cables a 60 Hz en la forma de una onda sinusoidal. Los generadores de la compañía de energía producen tres de estas ondas sinusoidales, compensadas entre sí por 120 grados. Cada onda sinusoidal es una fase. La empresa transmite la electricidad que produce en tres cables separados, uno para cada fase. Una fuente de alimentación es un adaptador que convierte la electricidad de corriente alterna suministrada por las compañías de energía en la corriente continua que necesitan los equipos electrónicos. La fuente de alimentación se encuentra ya sea dentro de la carcasa del equipo o forma parte de la clavija que conecta el equipo a la energía de la casa. Las compañías eléctricas producen electricidad en tres fases, que se transmite en tres cables. Una casa normalmente tiene una o dos fases. Las fuentes de alimentación que se conectan a la corriente de la casa de 110 voltios son monofásicas. Los clientes industriales obtienen tres fases. Transformador Un transformador aumenta o disminuye el voltaje de corriente alterna a través del uso de pares de bobinas de alambre. Una fuente de alimentación monofásica simple, como la que usa una televisión o una computadora, contiene un transformador y los componentes que convierten la corriente alterna en corriente continua. Una fuente de alimentación trifásica tiene un transformador con tres conjuntos de bobinas, una para cada fase. Un técnico puede conectar las bobinas de diferentes maneras, para aplicaciones comerciales, industriales y de alta tensión. Debido a que el transformador utiliza las tres fases, puede entregar hasta 173 por ciento más de energía que un transformador monofásico. Rectificador En una fuente de alimentación, un conjunto de diodos forman un "rectificador" que convierte la corriente alterna en corriente continua. Para la fuente de la casa de una sola fase, cuatro diodos conectados en forma de diamante producen corriente continua. Una fuente de alimentación trifásica necesita seis diodos, con cada fase alimentando un par de diodos. Los diodos producen una sola salida de CC a partir de una entrada trifásica. Usos Las fuentes de alimentación trifásicas pueden producir niveles de potencia altos necesarios para aplicaciones industriales y científicos. Algunos procesos industriales pueden requerir más de 30.000 voltios para usos tales como la pulverización y los recubrimientos de alta precisión. Otros equipos pueden usar cientos de amperios de corriente para la galvanoplastia o la soldadura. Contactor:

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se dé tensión a la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden. Si bien constructivamente son similares a los relés, no son lo mismo. Su diferencia radica en la misión que cumple cada uno: ambos permiten controlar en forma manual o automática, ya sea localmente o a distancia toda clase de circuitos, pero mientras que los relés controlan corrientes de bajo valor como las de circuitos de alarmas visuales o sonoras, alimentación de contactores, etc; los contactores se utilizan como interruptores electromagnéticos en la conexión y desconexión de circuitos de iluminación y fuerza motriz de elevada tensión y potencia.

Tipos de contactores Funcionamiento Los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente podrá ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías. Los contactos auxiliares son de dos clases: abiertos, NA, y cerrados, NC. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las auto alimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo. Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, esta mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos, el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser: 

Por rotación, pivote sobre su eje.



Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas.



Combinación de movimientos, rotación y traslación.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil.Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie. Pulsador: Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para realizar cierta función. Los botones son de diversas formas y tamaño y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos y electrónicos. Los botones son por lo general activados, al ser pulsados con un dedo. Permiten el flujo de corriente mientras son accionados. Cuando ya no se presiona sobre él vuelve a su posición de reposo. Puede ser un contacto normalmente abierto en reposo NA o NO (Normally Open en Inglés), o con un contacto normalmente cerrado en reposo NC.

Relé mecánico: El relé (en francés: relais "relevo") o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835. Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores"

Voltímetro: Voltímetro. Aparato que mide tensiones eficaces tanto en continua como en alterna, y su colocación es de forma obligatoria en "paralelo" al componente sobre el cual se quiere medir su tensión.

Voltímetro DC

Voltímetro AC

Amperímetro: Amperímetro. Aparato que mide el valor medio de la corriente, y su colocación es de forma obligatoria en "serie" con el componente del cual se quiere saber la corriente que le atraviesa. Amperímetro de continua Amperímetro de alterna

Amperímetro DC

Amperímetro AC

3. Equipos Equipo de medición: 

Fuente de poder TF-123



Fuente de poder PS-12



Voltímetro analógico 120/220 AC



Amperímetro AC de 4A



Pulsador TM61 y TM22



Lámpara



Contactor TM103



Relé Mecánico

4. Procedimiento: 4.1.- Observar el equipo de la mesa de trabajo del laboratorio. Observe el diagrama de la figura 1. Y compatibilice los elementos del esquema con los dispositivos de laboratorio; Selecciónela fuente trifásica variable.

4.2.- Medir los valores máximos de voltaje de: 

Fuente AC variable: NR, NS, NT, RS, RT, ST.



Fuente AC fija: NR, NS, NT, RS, RT, ST.



Fuente DC variable.



Fuente DC fija.

4.3.- Armar el siguiente circuito:

Arranque el circuito de control y de potencia presionado el pulsador ON, observe si funciona el circuito de enclavamiento y todas las lámparas del circuito de potencia deben mantenerse encendidas. Luego de que pase el tiempo programado de 20’’, se debe de apagar todo el sistema automáticamente, tomar nota de todos los pasos del funcionamiento del circuito.

PASOS EN LA CONEXIÓN Y FUNCIÓN: Conectamos primero la fuente y conectamos el polo R como fuente AC variable; de ahí conectamos un pulsador N.A y en paralelo a este un switch del contactor, esto es para tener un enclavamiento porque al cerrar con el pulsador la conexión, pasa energía al contactor, y este cierra todos los switch N.A, por lo que tenemos una lámpara encendida, y el relé que esperara 20 segundos para cambiar su estado (d1); y las tres lámparas de las fuentes directas. Al pasar los 20 segundos el relé cambiara su estado a Abierto, por lo que no abra energía en el contactor y este cambiara a sus estados iniciales todos los switch. Produciendo así que en 20 segundos de funcionamiento del circuito se apague completamente hasta tener que volver a aplastar el pulsador. 5. Cuestionario 

Indique que es una fuente de tensión alterna trifásica y una fuente DC:

La fuente de tensión alterna trifásica, es aquella que suministra energía con corriente alterna, es decir una corriente de electrones que viajan en dos sentidos cada determinado tiempo por lo que no hay polaridad, y al ser trifásica; significa que posee tres fases las cuales están desfasadas en 120° entre ellas; estas pueden ser de forma, triangulo o de forma estrella; en el caso del laboratorio de máquinas eléctricas, tenemos una fuente trifásica en forma de estrella donde tenemos como simbología nuestro R, S , T y Neutro(solo se presenta en la forma estrella, no en la forma de triángulo). La fuente DC, es una fuente que suministra energía con corriente continua o directa, es decir una corriente del electrones que viaja a un solo sentido, por ende, se tiene un polo positivo y un polo negativo. En el laboratorio tenemos fuentes AC variables, es decir que pueden variar de 0 – 120 V, Cuando tenemos fuentes AC podemos conectar de dos formas por lo que tenemos dos tipos de voltajes: 1.- Voltajes de fase: son los voltajes que se dan al conectar una fase con el neutro en el laboratorio la fuente fija tiene 120 V en su máxima capacidad, 2.- Voltajes de línea: son los voltajes que se dan al conectar una fase con otra fase, en el laboratorio la fuente fija en línea tiene 208 V. Mientras que también en fuentes DC, en el laboratorio poseemos tanto fuentes variables como fijas, la cual el máximo es de 120 V. 

Con los datos obtenidos realice la tabla de tensiones de fase y de línea y encuentre su relación

FUENTE - CONEXION

VOLTAJE REAL

VOLTAJE NOMINAL

AC – NR (VARIABLE)

120

121

AC – NS (VARIABLE)

115

121

AC – NT (VARIABLE)

120

121

AC – RS (VARIABLE)

215

208

AC – RT (VARIABLE)

215

208

AC – ST (VARIABLE)

210

208

AC – NR (FIJO)

117

110

AC – NS (FIJO)

120

110

AC – NT (FIJO)

115

110

AC – RS (FIJO)

215

190

AC – RT (FIJO)

215

190

AC – ST (FIJO)

215

190

DC (VARIABLE)

125

125

DC (FIJA)

125

110

Si buscamos la relación entre la tensión de fase y de línea obtenemos que: 𝑘= 𝑘=

𝑉𝑓 𝑉𝑙

215 = 1.79166 120

Que aproximadamente es igual a √3 Quedándonos la relación como 𝑉𝐿 = √3 𝑉𝑓 VL= Voltaje de línea Vf= Voltaje de Fase 

Indique que es un contactor y sus usos.

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se dé tensión a la bobina, su funcionamiento consiste en que existe switch que se encuentran tanto como NA y otros NC, pero cuando pasa energía al contactor, su bobina cambia el estado de todos los switch dándonos por consiguiente un elemento que puede cambiar el estado dependiendo de si existe corriente en ella o no. Permiten automatizar fácilmente el arranque y paro de motores. Posibilitan el control de una maquina desde varios puntos o estaciones de maniobra. Permiten accionar circuitos sometidos a corrientes muy altas, por ejemplo 200 A, mediante corrientes muy pequeñas. Proporcionan un alto nivel de seguridad para las personas, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados de la carga y las corrientes y tensiones

relacionadas con los circuitos de mando son relativamente pequeñas Permiten controlar y automatizar equipos y máquinas que manejan procesos relativamente complejos mediante la ayuda de dispositivos auxiliares de mando como interruptores de fines de carrera, detectores de proximidad, temporizadores, termóstatos, etc. Se montan sobre rieles o perfiles normalizados DIN de 35 mm cuadrados de ancho, como casi todos los dispositivos de maniobra, mando y protección modernos, lo cual simplifica el diseño de aplicaciones y permite aprovechar al máximo el espacio disponible en los tableros. Como alternativa, pueden ser también fijados mediante tornillos. Disponen de una gran variedad de accesorios, incluyendo bloques de contactos NO y NC de instalación frontal o lateral, los cuales se acoplan generalmente a presión, sin necesidad de herramientas. Esta característica reduce al mínimo el tiempo de montaje y garantiza conexiones confiables y seguras. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 

Tenemos a nuestra disposición una fuente de voltaje que nos proporciona energía en DC y AC, siendo este variable o fija, y la fuente de AC puede ser tensión el línea o en fase.



Un relé mecánico en nuestro circuito actúa que después del tiempo puesto, cambie su estado.



Se pudo comprender como funciona un circuito de enclavamiento, para que mientras el circuito sigue activo se mantenga proporcionando energía al contactor.



El contactor es un elemento que cuando recibe energía cambia todos sus switchs de estados.



Se recomienda tener cuidado con las máquinas, y siempre verificar las conexiones antes de encender para evitar cortocircuitos y daños a la misma



Se recomienda siempre que se realice un cambio en el circuito apagar la fuente de voltaje. ANEXO:

BIBLIOGRAFIA:

1. http://www.um.edu.ar/catedras/claroline/backends/download.php?url=L2FwdW5 0ZXMvRnVlbnRlc19kZV9jb3JyaWVudGVfY29udGludWEucGRm&cidReset=tru e&cidReq=ELECTAPLI 2. http://acvsdc.blogspot.com/p/corriente-alterna-ac.html 3. http://es.wikipedia.org/wiki/Contactor 4. https://www.google.com.ec/search?q=rele+mecanico&biw=1366&bih=623&sour ce=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=N0s9Vf3ZJcTqgwS8toCQBw&ved=0CAYQ_AUo AQ#tbm=isch&q=rele+mecanico+con+cronometro&imgrc=TgsqyZCku9nkM%253A%3B5Wfs7okqNZG0MM%3Bhttp%253A%252F%252Fimg.aliba ba.com%252Fimg%252Fpb%252F748%252F012%252F656%252F656012748 _428.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fes.aliexpress.com%252Fitem%252FDC12V-0-30-Seconds-30s-Electric-Delay-Timer-Timing-Relay-DPDT-8P-wBase%252F953484378.html%3B800%3B533