CIRCUITO DERIVADO DE UN MOTOR

Al circuito derivado de motor se le llama circuito de fuerza debido a que a través de el se alimenta la energía eléctrica para que desarrolle su potencia de trabajo. La instalación eléctrica de un motor llamado circuito derivado de fuerza o circuito derivado del motor, cuando está provista de un arrancador semiautomático o automático, básicamente esta compuesta de dos circuitos eléctricos, el de fuerza y el de control.

Circuitos necesarios para el arranque de un motor eléctrico.

A la parte de una instalación eléctrica que corresponde a un motor, se llama circuito derivado del motor. A la parte de una instalación eléctrica que está antes de cualquier circuito derivado, se le conoce circuito alimentador.

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Selección del Motor Eléctrico para una InstalaciónAl seleccionar un motor eléctrico se debe considerar: La potencia del motor. La velocidad del motor. Tipo de carga. Tipo de suministro de energía eléctrica.Selección del Motor Eléctrico para una Instalacióna) Selección de la potencia del motor. Calcular correctamente la potencia que requiere la carga. Aplicar un factor de diseño. El cálculo debe tener en cuenta la eficiencia del sistema que une la carga con el motor. No sobredimensionar innecesariamente la potencia de un motor. Un motor es más eficiente operando entre 75 % y 95% de su potencia nominal.Selección del Motor Eléctrico para una Instalaciónb) Selección de la velocidad del motor. Según el requerimiento puede ser de alta o baja velocidad. Existe la alternativa de utilizar motores de velocidad ajustable. c) Tipo de carga y otros. El tipo de servicio y de carga puede adecuarse al usode determinados motores. La temperatura del ambiente de funcionamiento, determina el tipo de aislamiento del motor. La existencia de partículas en el aire, determina el tipo de carcasa, etc.Selección del Motor Eléctrico para una InstalaciónSELECCIÓN EN FUNCIÓN DE VELOCIDAD Y POTENCIASelección del Motor Eléctrico para una InstalaciónMOTORES DE INDUCCIONEs el de mayor uso en la industria. Es económico y necesita poco mantenimiento.Ideal para velocidades entre 900 y 1800 RPM.Se usan con convertidores de frecuencia para variar la velocidad.Las tensiones y corrientes del rotor son inducidas por el campo giratorio creado en el estator. Rotor Jaula de ardilla Rotor devanado.Los tipos de rotores son:Selección del Motor Eléctrico para una Instalación

MOTORES DE INDUCCIONRotor Jaula de ArdillaRotor DevanadoSelección del Motor Eléctrico para una InstalaciónLa NEMA, clasifica, por ejemplo, a los Motores de Jaula de Ardilla en cuatro clases de diseño principales: A, B, C y DClase A:Rotor de resistencia muy baja. Par de arranque bajo. Corriente de arranque elevada. Par máximo alto. Rotor de una mayor impedancia y par de arranque mayor que en la clase A. Es el más utilizado. Doble jaula de ardilla, similares a clase A y D.Clase B:Clase C:Clase D:Rotor de más alta impedancia Par de arranque máximo. Baja eficiencia y alto deslizamiento.Selección del Motor Eléctrico para una InstalaciónMOTORES SÍNCRONOS El devanado del rotor es excitado con corriente continua y el rotor gira a la velocidad del campo magnético giratorio. Se usa para grandes cargas de baja velocidad.Su velocidad es constante ante variaciones de carga.No tiene par de arranque propio. Para el arranque pueden usarse tres métodos básicos:1- Reduciendo la velocidad del campo giratorio. 2- Empleando un motor primo externo. 3- Usando devanados amortiguadores.Selección del Motor Eléctrico para una InstalaciónCOMPENSADOR SÍNCRONOUn Motor Síncrono puede actuar como Capacitor Síncrono, sobreexcitando el motor, para lo cual se suministra al rotor más corriente que la requerida.En este estado de operación, su Factor de Potencia estará en adelanto, ayudando a compensar el Factor de Potencia en atraso de la instalación.Selección del Motor Eléctrico para una Instalaciónd) Tipo de suministro en Baja Tensión de la localidad.Sistema trifásico 380 / 220 voltios04 conductores (Trujillo)Sistema trifásico 220 voltios03 conductores (Lima)Para una misma potencia la eficiencia de un motor trifásico de inducción es mayor que la de un motor monofásico. Además tiene un mejor Factor de Potencia.Diseño del Circuito de Potencia de un Motor EléctricoEl diseño del circuito de alimentación de un motor, debe considerar los siguientes aspectos: a) La sección del conductor de un circuito derivado que alimenta a un motor debe tener una capacidad de corriente no menor al 125% de la corriente nominal a plena carga del motor. Excepto: en la alimentación de motores de Servicio No Continuo (Ver Tabla 5-VII del C.N.E.)b) El tipo de conductor, en cuanto a su cubierta, aislamiento, temperatura de operación, etc., dependerá de las particularidades de cada instalación.Diseño del Circuito de Potencia de un Motor Eléctricoc) Los dispositivos de protección, contra sobrecargas y contra cortocircuitos, pueden ser individuales o pueden estar constituidos por un único dispositivo que cumpla las dos funciones. d) En general, la corriente nominal de ruptura ( If ) de un dispositivos de protección, contra sobrecargas no debe ser mayor que los siguientes porcentajes de la corriente a plena carga:Motor con Factor de Servicio >= 1.15 Motor con Sobretemperatura < 40 C Todos los demás Motores 125 % 125% 115%Diseño del Circuito de Potencia de un Motor Eléctrico

c) Si un relé de sobrecarga u otro dispositivos de protección equivalente, no es suficiente para arrancar el motor o soportar la carga, se permite utilizar un relé de capacidad de ruptura superior más próximo. Esta capacidad no debe ser mayor que los siguientes porcentajes de la corriente a plena carga:Motor con Factor de Servicio >= 1.15 Motor con Sobretemperatura < 40 C Todos los demás Motores 140 % 140% 130%Diseño del Circuito de Potencia de un Motor EléctricoLa corriente de ruptura ( If ) de un dispositivo de protección contra sobrecargas, debe ser mayor que la corriente nominal a plena carga ( In ) y menor que la capacidad de corriente del conductor ( Ic )In < If < IcDiseño del Circuito de Control de un Motor Eléctricoa ) El circuito de control o de mando de un motor, será más complejo en un motor de potencia considerable, respecto a uno de baja potencia. Ejemplo: para un motor portátil de no mayor de 1/3 HP su control puede ser un tomacorriente con su enchufe. b) El circuito de mando controla los dispositivos utilizados para el arranque y parada del motor. Los dispositivos más utilizados son los contactores.Diseño del Circuito de Control de un Motor EléctricoSELECCIÓN DEL CONTACTOR Es necesario conocer las siguientes características del receptor: La corriente de servicio o, en su defecto, la potencia del circuito. En este caso se calculará por la fórmula: P = √¯3 V I cos ( Trifásico) La naturaleza de la carga.Diseño del Circuito de Control de un Motor EléctricoSELECCIÓN DEL CONTACTORSegún la C.E.I., la naturaleza de las cargas determina los siguientes tipos de contactores, :AC-1 AC-2 Para cargas resistivas o débilmente inductivas. (Cos ø = 0.95) Para cargas inductivas (Cos ø = 0.65) Arranque e inversión de marcha de motores de anillos rozantes.AC-3Para cargas fuertemente inductivas (Cos ø = 0.35 – 0.65) Arranque y desconexión de motores de Jaula de ardilla.Para motores de jaula de ardilla, marchas a impulsos y frenados por inversión.AC-4Diseño del Circuito de Control de un Motor EléctricoARRANQUE DE UN MOTOR ASÍNCRONO CON ROTOR DE JAULA DE ARDILLA ARRANQUE DIRECTO.- Se realiza a plena tensión por medio de un contactor. Debido a que la corriente de arranque es del orden de 6 a 7 veces la corriente nominal, las condiciones de la instalación eléctrica se alteran por la caída de tensión producida. Este tipo de arranque debe realizarse sin carga para reducir el tiempo de la corriente de arranque.ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR CON ROTOR JAULA DE ARDILLACircuito de PotenciaCircuito de ControlDiseño del Circuito de Control de un Motor EléctricoARRANQUE DE UN MOTOR ASÍNCRONO CON ROTOR DE JAULA DE ARDILLA ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA.- Cuando el motor no necesita de un gran par de arranque se le aplica, una tensión menor, disminuyendo proporcionalmente la corriente. Métodos de arranque a tensión reducida más utilizados: Arranque por conmutación estrella - triángulo Arranque por autotransformador.Arranque por dispositivos electrónicos.Diseño del Circuito de Control de un Motor EléctricoARRANQUE DE UN MOTOR ASÍNCRONO CON ROTOR DE JAULA DE ARDILLA ARRANQUE POR CONMUTACIÓN ESTRELLA – TRIÁNGULO Inicialmente, cuando los bobinados del motor está en estrella, reciben una tensión UF, menor que la tensión de línea UL, reduciendo de esta manera la corriente de arranque.UF = UL / √¯3El régimen de funcionamiento es con los bobinados del estator en triángulo. Los devanados del estator deben tener 6 bornes accesibles, para realizar las conexiones correspondientes.ARRANQUE POR CONMUTACIÓN ESTRELLA – TRIÁNGULO

ARRANQUE RÉGIMENK1M Cerrado K1M CerradoK3M Abierto K3M AbiertoK5M Cerrado K5M CerradoCriterios para la instalación y funcionamiento de los motores eléctricosDos criterios principales deben considerarse para una buena instalación y funcionamiento de los motores eléctricos: 1.- SEGURIDAD DE LA INSTALACIÓN Cumplimiento de las normas del C.N.E., la I.E.C, y otros. Correcto dimensionado de los conductores, dispositivos de protección, el sistema de puesta a tierra, etc. Supervisión de la ejecución de la instalación. Evaluación del nivel de riesgo eléctrico. Prevención.Criterios para la instalación y funcionamiento de los motores eléctricos2.EFICIENCIA DE OPERACIÓN Y ECONOMÍACorrecto cálculo de la potencia de carga y selección del motor.Minimización de las pérdidas de energía. Mantenimiento preventivo.

Circuito derivado: Conductor o conductores de un circuito desde el dispositivo final de sobrecorriente queprotege a ese circuito hasta la o las salidas finales de utilización.

Ampacidad Alm. :1 .25∗39+32+14=94.75amperesCorriente de protecciónalm . :70+32+14=116 amperes

CLAVES: JA = Jaula de ardilla ; RD = Rotor devanado ; AT = Auto transformador

CS = Control secundario TP = Tensión plena

AMPACIDAD DEL ALIMENTADOR: 1.25 * 39 + 32 + 14 = 94.75 amperes

CONDUCTOR: THWN No. 2 AWG

DIÁMETRO TUBERÍA CONDUIT: 25 mm

CORRIENTE PROTECCIÓN ALIMENTADOR: 70 + 32 + 14 = 116 amperes

SE INSTALARA UN INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO DE 100 AMPERES