Objetivo Disear y conectar los diagramas elctricos de control y fuerza, ms sencillos posibles que cumplan con lo siguiente:1. Control Separado2. Control Manual-Fuera-Automtico3. Control a dos hilos4. Control a tres hilos5. Que permita operar un motor trifsico de corriente alterna en ambas direcciones. Debe contar las protecciones que tiene la norma que son: 1. Si el motor est operando en una direccin, por ningn motivo debe de entrar la otra direccin; 2. Para cambiar de direccin debe de transcurrir un tiempo considerable despus de oprimir stop, para dar la seal de mando.6. Se pueda arrancar un motor trifsico de corriente alterna, pero si el suministro de energa elctrica falla, el motor arranca automticamente si la energa regresa en 10 segundos o menos; si no, tendr que ser arrancado manualmente.7. Arranque un motor trifsico de corriente alterna a tensin reducida mediante el mtodo de Estrella-Delta (Y- ) con simbologa Europea.Teora Algunos de los factores a considerarse respecto al controlador, al seleccionarlo e instalarlo, pueden enumerarse como sigue:1. Arranque: El motor se puede arrancar conectndolo directamente a travs de la lnea. Sin embargo, la mquina impulsada se puede daar si se arranca con ese esfuerzo giratorio repentino. El arranque debe hacerse lenta y gradualmente, no slo para proteger la mquina, sino porque la oleada de corriente de la lnea durante el arranque puede ser demasiado grande. La frecuencia del arranque de los motores tambin comprende el empleo del controlador.2. Paro: Los controladores permiten el funcionamiento hasta la detencin de los motores y tambin imprimen una accin de freno cuando se debe detener la mquina rpidamente. La parada rpida es una funcin para casos de emergencia.3. Inversin de la rotacin: Se necesitan controladores para cambiar automticamente la direccin de la rotacin de 1as mquinas mediante el mando de un operador en una estacin de control. La accin de inversin de los controladores es un proceso continuo en muchas aplicaciones industriales. Esta puede hacerse por medio de estaciones de botones, un interruptor de tambor o un mdulo inversor de giro.

CONTROL A DOS Y TRES HILOS. Control de dos hilos Dispositivos de control: Termostato, interruptor de flotador, interruptor de presin etc. El arrancador se desconecta cuando ocurre una falla de voltaje y se conecta tan pronto como se restablece la energa. Tiene la ventaja de que el operario no tendr que arrancar de nuevo para la operacin de la mquina. Los sopladores, extractores y ventiladores son ejemplos de aplicacin. Tiene la desventaja de que los materiales en produccin se pueden daar al arrancar repentinamente la mquina cuando se restablece la energa.Control de tres hilosEl arrancador se desconectar al ocurrir una falla de voltaje, pero no se conectar automticamente al restablecerse la energa. Un operario tendr que oprimir el botn de arrancar para reanudar la produccin.Estaciones de botones mltiples El circuito de control de botones de tres alambres puede extenderse mediante el uso de varias estaciones de botones para control. El motor se puede parar o arrancar desde cierto nmero de estaciones separadas, conectando en paralelo los botones de arranque y en serie los de paradaCONTROL SEPARADO. En el arranque pleno algunas veces los arrancadores estn equipados con pequeos transformadores reductores para separar el circuito d potencia del circuito de control. Las conexiones para control no se hacen en L1, ya que se toman de una fuente separada independientemente de la energa principal de alimentacin al motor. CONTROL MANUAL-FUERA-AUTOMTICO. En MANUAL el relevador de salida se energiza sin importar el estado de los electrodos. En la posicin de FUERA el relevador se mantiene des energizado sin importar el estado de los electrodos. En AUTOMTICO el relevador se energiza segn el estado de los electrodos.ARRANQUE A TENSIN PLENA. Consiste en aplicar al motor la plena tencin de la red. En este arranque se emplea motor con rotor de jaula de ardilla MTODOS DE ARRANQUES A TENSIN REDUCIDA (AUTOTRANSFORMADOR, ESTRELLA-DELTA, RESISTENCIA PRIMARIA Y RESISTENCIA SECUNDARIA, BOBINADO BIPARTIDO). Estrella-DeltaCon este sistema se pretende que la fase de arranque la tencin sea reducida y por tanto, la intensidad sea menor. Para ello es necesario que no existan puentes de conexin en la placa de bombas del motor. A continuacin describimos el funcionamiento de este tipo de arranque, que se efecta en 2 fases.Primera: fase de arranque conexin estrella Y. Los devanados del motor quedan conectados en serie, con lo cual la tensin de lnea (VL) queda dividida.Segunda: fase de marcha normal conexin delta .Los devanados del motor quedan alimentados a plana tensin de lnea (VL).Arranque por autotransformador Este sistema de arranque es empleado para motores de gran potencia y con tenciones de alimentacin elevadas. Consiste en acoplar en la entrada del motor un autotransformador reductor, con el fin de iniciar el arranque a tencin reducida e ir elevndola hasta llegar al valor de la red.Arranque por bobina o devanado bipartido.A veces se emplea tambin el arranque por bobina aunque sta no se pueda dividir fcilmente en secciones. Las caractersticas de arranque son muy parecidas a las del arranque por resistencias estatricas, pero el aumento de tensin en bornes a medida que el motor va adquiriendo la velocidad de sincronismo, lo que produce un mayor par mximo.Un bajo factor de potencia del motor en el arranque da lugar a una resistencia ms pequea de la bobina para una reduccin dada de la tensin con rotor parado, que la que se obtiene con resistencia estatrico. A medida que la velocidad del motor aumenta no solamente disminuye la corriente, sino que el factor de potencia aumenta y la tensin que cae de la bobina se desfasa con respecto a la cada de tensin en el motor, a medida que el motor vaadquiriendo la velocidad nominal, mientras que la tensin en bornes y el par aumenta por encima del valor que se obtiene conarranque o resistencia para las mismas condiciones iniciales.Arranque mediante resistencias en el estatorEste mtodo de arranque consiste en conectar el motor a la lnea mediante una resistencia en serie en cada una de las fases. La resistencia se puede graduar en secciones para limitar la corriente de arranque a un valor pretendido segn las normas de la compaa y el par que necesita la mquina de carga.Los arrancadores de resistencias manuales de diferentes posiciones son normalmente del tipo de disco. En los arrancadores de contactor se puede disponer uno de estos para obtener una aceleracin adicional cortocircuitando la resistencia de arranque. Corrientemente, sin embargo se emplea solamente una seccin de la resistencia que se cortocircuita cuando el motor adquiere la velocidad deseada.Un motor dado desarrolla el mismo par de arranque a una tensin reducida ya sea mediante autotransformador o mediante resistencias de arranque. Sin embrago, mediante este ltimo mtodo, el motor puede acelerarse casi hasta la velocidad nominal, porque a medida que la velocidad aumenta la corriente disminuye y la cada de tensin en las resistencias tambin, aumentando la tensin aplicada y el par. Con este mtodo la corriente de arranque es proporcional a la reduccinde tensin y el par lo es al cuadrado de la tensin. Por lo tanto si se compara el funcionamiento del motor de otra clase con resistencias de arranque para el 65 % de tensin, la corriente de arranque seria: 5 veces la corriente nominal 93 % del par nominalEste ejemplo muestra claramente que el efecto de las resistencias de arranque en el arranque del estator es de aumentar la corriente de arranque, para un mismo par con respectoa la absorbida con la conexin estrella delta o con autotransformador. Sin embrago, tiene la ventaja y es que evita los transitorios de corriente, porque el motor no se desconecta de la lnea durante el periodo de arranque.El nmero de arranques queda limitado por la potencia de sus resistencias y, como estas deben soportar la corriente retrica con el motor parado, su precio y sus dimensiones fsicas tienden a limitar su empleo con motores de baja potencia. El arranque mediante resistencias proporciona una aceleracin suave puesto que la velocidad del motor aumenta a medida que disminuye la corriente y se reduce la cada de tensin en las resistencias, aumentando, por tanto, la tensin en los terminales del motor y aumentando el par a medida que el motor acelera.Cuando se necesita un arranque suave y gran par de arranque se puede conseguir esto mediante una resistencia nica en cada una de las fases del estator. Cuando la resistencia tiene varios terminales se puede elegir el par de arranque mediante la posicin del selector de las resistencias. Este mtodo se emplea con motores de jaula de ascensores pequeos, donde, debido a la corta duracin del periodo de carga, la resistencia se deja a menudo permanentemente al circuitoARRANQUE MEDIANTE RESISTENCIAS EN EL ROTOR.Para este tipo de arranque se ha de utilizar un motor con el rotor bobinado.Se trata de conectar a las bobinas del rotor unas resistencias en serie y cortocircuitadas a su salida.En el primer tiempo se conectan todas las resistencias, en el segundo se elimina la mitad de las resistencias y en el tercero se cortocircuitan las bobinas del rotor funcionando el motor a su plena tensin como si fuera una jaula de ardilla.AVANCE GRADUAL Y FRENADOEl avance gradual consiste en controlar la velocidad de inicio de un motor, lo cual se recomienda cuando se necesite variar la velocidad, bien sea en forma gradual o escalonada, como es el caso de las herramientas como tornos, taladradoras, en general todas las que trabajen con arranque de viruta, pues de esta manera se reducen las transmisiones mecnicas, con lo que se reducen las prdidas. Tambin se utilizan en ventiladores, ascensores, etc.Es importante destacar que los dispositivos empleados en el frenado elctrico se dimensionan en funcin de la potencia de frenado. La potencia mecnica de frenado depende del par y la velocidad de frenado. Cuando mayor sea la velocidad, mayor ser la potencia. Esta potencia se transmite a una tensin e intensidad determinadas. Cuando mayor sea la tensin, menos intensidad se necesita para una misma potencia. La intensidad es el componente principal que define el coste de accionamientos de CA de baja tensin.

Material a utilizar Estacin de control Interruptores

Contactores Multmetro, cables, conexiones

Rels de tiempo ON-Delay Rels de sobrecarga

Rels de tiempo OFF-Delay Lmparas indicadoras

Desarrollo Prctica No. 1Se realiz el diseo y la conexin del diagrama siguiente:

Es evidente el porqu del nombre de este tipo de control, y esto es porque el diagrama de control no est conectado a la L1 del BUS, sino que est alimentado independientemente, a partir ya sea de una fuente de 12 VCD o por un transformador y rectificador que nos disminuya el valor de la fuente hasta12 o 24 VCD. Tiene un funcionamiento igual que en el control que se ha manejado hasta ahora, as que se omitir la explicacin de su funcionamiento.Prctica No. 2Para el control manual-fuera-automtico se conect un diagrama como sigue:

En este diagrama, se cuenta con un selector de posicin, que cuenta con tres posiciones: AUTOMTICO, FUERA y MANUAL; adems que cuenta con un interruptor de nivel. Este tipo de control se utiliza cuando en algn proceso necesitamos que se controle de manera automtica, o manual, o si queremos, por alguna razn de mantenimiento, dejarlo fuera por completo. El selector, se coloca en la posicin A (automtico), para que el control se realice automticamente, dependiendo de un interruptor, en este caso de nivel; es decir, cuando el nivel de algn contenedor, se encuentre por debajo de algn nivel, se energizar el contactor que se encarga de cerrar los contactos normalmente abiertos, y as energizar el motor, si se sobrepasa cierto nivel, el contactor se desenergizar parando al motor. Si el selector est en posicin F (fuera), por ningn motivo debe de arrancar el motor, ya que no se est permitiendo que la corriente circule hacia el contactor. Si est en posicin M (manual), siempre estar en funcionamiento el motor, sin importar el nivel, ya que el paso de la corriente no est impedido por nada.Prctica No. 3Un diagrama de control a dos hilos se ilustra a continuacin:

Este tipo de control se le denomina de dos hilos, ya que solo hay dos conectores desde el fusible hasta el contactor principal del motor. Se logra teniendo un interruptor, en este caso, de presin con diferencial. Es decir, cuando la presin de algn proceso, est por debajo del calibrado, el proceso energiza al contactor que se encarga de cerrar los contactos al motor en la fuerza. Si se supera su valor calibrado, el contactor se desenergizar cambiando de estado al motor. Es importante observar que cuando no se cuenta con diferencial, el motor puede encender y apagar en intervalos cortos de tiempo, lo cual despus de algo de tiempo, disminuye la vida til del motor, ya que provoca muchos arranques. Con diferencial, se puede determinar en qu punto se arranca el motor, y en qu punto detenerse, dejando un rango en el que el motor pueda descansar desde su paro hasta el nuevo arranque. Este tipo de control es enteramente automtico.Prctica No. 4Un diagrama de control a tres hilos es exactamente igual a los que ya hemos estado trabajando con anterioridad, es decir, con un diagrama como el siguiente:

Se puede decir que el funcionamiento de este control ya se ha determinado en la Unidad 1. No es necesario profundizar mucho, solo comentar que se llama a tres hilos ya que existen 3 conectores desde el fusible hasta el contactor principal, que se encarga de arrancar y detener el motor.Prctica No. 5El diagrama de control y fuerza para un caso tpico de inversin de giro es como se ilustra a continuacin:

En mltiples procesos es necesario que un motor que se encuentra girando con un sentido de rotacin, tenga una inversin de su giro. Para ello se debe de contar con dos botones de arranque, uno para un sentido de rotacin (FW Forward), y otro para el lado contrario (REV Reverse). Por Norma, para poder realizar una inversin del giro del motor es necesario cambiar las lneas de alimentacin: la L1 pasa a ser la L3, y viceversa, tal y como se muestra en el diagrama de fuerza. Tambin por norma, una vez que se detenga el motor, que giraba en una direccin, se debe esperar a que se detenga por completo para poder iniciar el giro en direccin contraria. Por ello se colocaron esos Rels de tiempo OFF-Delay. Una vez que est energizado en una direccin, el contacto instantneo del FW s encarga de enclavar el contactor, y paralelamente se energiza el Rel de tiempo. Al energizarse este, abre el contacto de tiempo RT de la parte del giro invertido, asegurando as que no pueda entrar por ninguna razn. Una vez que se detenga, el rel de tiempo, se encarga de cerrar el contacto de tiempo de la seccin del giro invertido despus de un tiempo determinado. Despus de ese tiempo, puede arrancar el motor hacia el lado contrario. Una vez que el motor arranca en sentido contrario se enclava de igual forma, y al energizarse el segundo rel de tiempo OFF-Delay impide que el giro en la direccin contraria a la que est funcionando se lleve a cabo. Se debe de observar que en la fuerza, si se encuentra girando en una direccin, los contactos de esa direccin se cierran alimentando al motor. Al detener el motor, se queda sin alimentacin. Al arrancar en la direccin contraria los contactos de la otra direccin se activan cambiando las lneas 1 y 3 del diagrama de fuerza.Prctica No. 6Para este caso, que fue el problema del examen de la unidad 1, se requiere un diagrama como el siguiente:

10 segEn este caso, se requera un diagrama de control muy parecido a los que siempre se han utilizado, slo que ahora se cuenta con un rel de tiempo OFF-Delay, con el cual se asegura que si una falla elctrica se presenta y dura menos de 10 segundos, se energice el contactor que tiene los contactos de arranque del motor. Si se quiere detener el proceso, sera difcil con un push button ya que si se utilizara, se tendra que dejar presionado durante 10 segundos para apagar. Mejor se utiliz un interruptor manual como paro del motor.Prctica No. 7El arranque a tensin reducida Estrella-Delta, se suele representar en simbologa Europea. El diagrama de control de este tipo de arranque es el siguiente:

Mientras que el diagrama de fuerza del mismo arranque queda de la siguiente manera:

El arranque a tensin reducida estrella-delta es muy utilizado en la industria, ya que de esta forma se evita que la corriente nominal del motor se eleve hasta 7 veces su valor, que es lo que ocurre cuando arranca a tensin plena. Con este tipo de arranque se logra que slo se incremente 2.7 o 2.8 veces el valor de la corriente nominal. Los arranques suaves evitan el sobrecalentamiento lo cual puede provocar que el aislante que recubre al devanado se cristalice, haciendo que una bobina pegue con otra, y de esta forma desbalancear al motor. Siempre hay que tener mucho cuidado con las sobrecargas ya que son las que pueden en su momento provocar un sobrecalentamiento tambin y presentar el fenmeno anterior.En el diagrama de fuerza, se ubica el interruptor termomagntico (I), el relevador de sobrecarga (F2), los tres devanados del motor, y 3 interruptores, K1, K2 y K3. El K1 es el contacto de la acometida. El K2 es el contacto punto estrella, es el encargado de poner en corto las terminales de las bobinas, para as producir una conexin de tipo estrella. El K3 es el contacto de la etapa delta, el cual, entra despus de cierto tiempo (hablando de estndares, el tiempo de cambio de conexin es de 7 segundos), despus de haberse abierto el contacto de punto estrella, para poder conectar las lneas con su vecino para producir una conexin delta, con la cual se puede elevar la potencia del motor una vez que su corriente haya sido estabilizada.En el diagrama de control se puede observar que al energizar, la corriente entra directamente al contactor K2 (punto estrella) el cual cierra el diagrama de fuerza asegurndose que estar conectado en estrella. A la vez cierra y abre los contactos con el mismo nombre permitiendo que entre el contactor K1 que es el contacto de la acometida. Despus de 7 segundos el contactor K7 (relevador ON-Delay) que haba sigo energizado al mismo tiempo que el contactor K2, abre su interruptor de tiempo, desenergizando al contactor K2, abriendo y cerrando sus contactos, desconectando la estrella. As se permite el paso de la corriente hacia el contactor K3, el cual enclava sus contactos, y a la vez permitiendo unir en el diagrama de fuerzas la T1 con la T2, la T2 con la T3, y la T3 con la T1, de esta forma conectando al motor en delta para maximizar su potencia sin haber elevado tanto su corriente nominal al arrancar.Conclusin Se ha aprendido mucho sobre los diagrama de control que se utilizan mucho en la industria. El arranque estrella delta el cual es muy til cuando la corriente del motor se sube a ms de 2.7 veces la corriente nominal al arrancar; arranques bipartidos, donde se conecta una seccin solamente del motor, y despus se conecta la otra seccin; arranques automticos, manuales, a dos o tres hilos. Tambin hay que tener presente siempre cuidar mucho los equipos, pero tambin al personal, para evitar incidentes en el rea de trabajo. Esto nos permite prepararnos un poco ms para cuando nos encontremos ejerciendo nuestra profesin en alguna empresa, tener los conocimientos y las prcticas que complementan nuestra educacin.