UNIVERSIDAD VERACRUZANA · 3.2 Tipos de diagramas de control ... 3.8 Tipos de arranque de motores...

UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ELÉCTRICA

“MANUAL DE CONTROL PARA MOTORES

ELÉCTRICOS TRIFÁSICOS”

MONOGRAFÍA

Que para obtener el título de: INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA

PRESENTA:

IVAN ERICK LANDA DELGADO

DIRECTOR:

MTRO. JESÚS ANTONIO CAMARILLO MONTERO

XALAPA, VER. SEPTIEMBRE 2013

Agradecimientos

A mis padres: Sr. Miguel Ángel Landa Aponte y Sra. Rosario Delgado Huerta. A quienes dedico este trabajo porque gracias a su apoyo y consejos he llegado a realizar una de mis metas, la cual representa la herencia más valiosa que pudiera recibir.

A mi hermana: Sandra Mariel Landa Delgado. Por su apoyo y carillo mostrado a lo largo de mi vida. A mi novia: Por su cariño, comprensión durante este tiempo junto a mí, así como su apoyo incondicional en los buenos y malos momentos.

A mi director de monografía: Mtro. Jesús Antonio Camarillo Montero. Por su apoyo, consejos y opiniones para la culminación de este trabajo.

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 6

1. GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE MOTORES... 7

1.1 Antecedentes ....................................................................................... 7

1.2 Conceptos básicos ........................................................................... 11

1.2.1 Partes principales del motor ......................................................... 13

1.3 Motor de inducción trifásico ............................................................ 14

1.3.1 Placa de bornes ............................................................................ 15

1.3.2 Principio de funcionamiento de los motores trifásicos .................. 17

1.3.3 Clasificación de los motores de inducción trifásicos ..................... 20

1.3.4 Datos de placa .............................................................................. 21

1.4 Arranque ............................................................................................ 22

1.4.1 Arrancadores manuales ................................................................ 23

A. Arrancador manual en motor tipo jaula de ardilla ............................. 24

B. Arrancador manual en motor de rotor bobinado .............................. 25

1.4.2 Arrancadores automáticos ............................................................ 26

1.4.3 Arrancadores en estado sólido ..................................................... 28

A. Arrancadores suaves ....................................................................... 30

2. CONTROLES ELÉCTRICOS .................................................................... 32

2.1 Protección de motores de corriente alterna ................................... 32

2.1.1 Fallas comunes en los motores trifásicos ..................................... 33

A. Fallas por causas internas ............................................................... 33

B. Fallas por causas externas .............................................................. 34

2.1.2 Protección contra cortocircuito...................................................... 37

2.1.3 Protección contra sobrecarga ....................................................... 38

A. Relevador térmico de sobrecarga de aleación fusible ..................... 40

B. Relevadores de sobrecarga bimetálicos .......................................... 40

C. Relevador magnético de sobrecarga ............................................... 41

2.1.4 Protección por pérdida de fase ..................................................... 42

2.2 Componentes de circuito de control ............................................... 44

2.2.1 Arrancadores magnéticos para el voltaje de la línea .................... 44

A. Electroimanes de arrancador ........................................................... 46

B. Envolventes de protección ............................................................... 47

2.3 Relevadores y contactores ............................................................... 47

2.3.1 Relevadores de control ................................................................. 47

2.3.2 Contactores .................................................................................. 49

2.4 Relevadores de control de tiempo ................................................... 50

2.4.1 Relevador de control de tiempo con fluido amortiguador .............. 51

2.4.2 Controles neumáticos de tiempo .................................................. 51

2.4.3 Controles de tiempo impulsados por motor .................................. 52

2.4.4 Relevador magnético de límite de tiempo ..................................... 52

2.5 Dispositivo piloto para control......................................................... 52

2.5.1 Estación de botones para control ................................................. 53

2.5.2 Interruptores ................................................................................. 53

A. Interruptor de flotador ...................................................................... 54

B. Interruptor de límite .......................................................................... 55

C. Interruptores térmicos ...................................................................... 56

D. Interruptores termomagnéticos ........................................................ 56

E. Interruptores de presión ................................................................... 57

3. ELABORACIÓN DEL CIRCUITO DE CONTROL ..................................... 59

3.1 Simbología ......................................................................................... 59

3.2 Tipos de diagramas de control ........................................................ 60

3.2.1 Diagrama de alambrado ............................................................... 61

3.2.2 Diagrama de línea o escalera ....................................................... 62

3.3 Control de dos alambres .................................................................. 64

3.4 Control de tres alambres .................................................................. 65

3.4.1 Estación de botones múltiples ...................................................... 66

3.5 Control separado............................................................................... 66

3.6 Control de secuencia ........................................................................ 67

3.7 Control reversible.............................................................................. 68

3.7.1 Interconexión mecánica ................................................................ 69

3.7.2 Interconexión por botones ............................................................ 69

3.7.3 Interconexión por medio de contactos auxiliares .......................... 70

3.8 Tipos de arranque de motores trifásicos ........................................ 71

3.8.1 Arranque directo ........................................................................... 71

3.8.2 Arranque por resistencia primaria ................................................. 73

3.8.3 Arranque por autotransformador ................................................... 74

3.8.4 Arranque a rotor bobinado ............................................................ 76

3.8.5 Arranque por conexión estrella-delta ............................................ 77

3.8.6 Arranque suave ............................................................................ 79

3.8.7 Arranque por convertidor de frecuencia ........................................ 82

3.9 Comparación entre métodos de arranque de un motor eléctrico . 83

EJERCICIOS PRÁCTICOS.............................................................................. 86

CONCLUSIÓN ................................................................................................. 92

REFERENCIAS ................................................................................................ 93

ANEXOS .......................................................................................................... 94

Iván E. Landa Delgado, 2013

6

INTRODUCCIÓN

Con el surgimiento del motor eléctrico en 1888, nadie imaginó que se hubiese

dado un gran salto en la evolución de la tecnología industrial. En la actualidad

el motor eléctrico de inducción es el más utilizado de la industria por su

capacidad para mover pequeñas y grandes cargas.

En un motor de inducción las corrientes que fluyen en el lado secundario

designado como rotor, se inducen por las corrientes que fluyen en el lado

primario designado como estator.

El control de motores se puede decir que es una necesidad desde el

surgimiento de los motores eléctricos, la gran gama de aplicaciones de estos

mismos dentro de distintos procesos industriales requieren de la

automatización de los procesos industriales, conforme avanza el tiempo se han

implementado diversos sistemas de control donde cada vez es más notoria la

electrónica de potencia.

En la actualidad dentro de la industria se utilizan tecnologías convencionales

combinadas en un mismo proceso, como pueden ser el control por relevadores

y colectores, arrancadores automáticos, o los de tipo estado sólido; con esto se

obtiene una mejor versatilidad, confiablidad, etc. El objetivo principal del control

de motores es gobernar las distintas etapas del motor como son: el paro, el

arranque, la velocidad y el par.

Para el operario o encargado de mantenimiento es de vital importancia tener un

conocimiento de estas tecnologías así como los elementos que influyen en el

sistema de control.

CAPITULO 1 GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE MOTORES


7

1. GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE CONTROL

DE MOTORES

Cuando se menciona la frase control de motores se piensa principalmente en

los conceptos de velocidad, movimiento, potencia, entre otras; las cuales son

fundamentales en el control de motores. Una de las cosas importantes dentro

de este tema es la protección, la cual está ligada en todos los sistemas de

control eléctrico. La protección eléctrica es parte primordial del control, pues se

encarga de evitar daños dentro del circuito de control, así como en el mismo

motor o sus conductores, e incluso daños que pueden afectar a otros equipos y

al personal operario.

El control de motores es el proceso mediante el cual se manipula un motor.

Debido a la gran gama de variaciones dentro de la industria donde es

necesario utilizar un motor eléctrico, por ejemplo: para mover bandas, en la

industria petrolera, en el campo, para diferentes tareas en los que se requiere

controlar la velocidad, el arranque, el sentido de giro, el tiempo de trabajo de la

maquinaria, etc. Por esto y muchas cosas más es de gran importancia el

control de los motores.

1.1 Antecedentes

Los motores eléctricos son el resultado de los principios básicos del

electromagnetismo. Los cuales nos podemos remontar a sus inicios en el siglo

XIX cuando se realizaron los primeros experimentos de este tipo por Faraday,

Henry, Lenz, Maxwell. Se puede decir que el punto de partida para todas las

máquinas eléctricas de hoy en día inicia con el estudio de Michael Faraday en

1831, con el principio de inducción electromagnética, también conocida como la

ley de inducción de Faraday.

La inducción electromagnética es el principio fundamental mediante el cual

trabajan las máquinas eléctricas actuales como son el trasformador, generador

y motores eléctricos.



8

Las primeras máquinas eléctricas fueron las dinamoeléctricas, las cuales su

principio de funcionamiento estaba basado en la inducción de Faraday que

para estos tiempos las máquinas eléctricas solo se les podía definir como

convertidores de energía mecánica en energía eléctrica (generador) y como

convertidores de energía eléctrica en energía mecánica (motor).

En 1885, Galileo Ferraris fue el primero en descubrir el campo magnético

giratorio, el cual estaba basado en utilizar dos corrientes alternas

independientes de igual frecuencia pero diferente fase. Un año después Nikola

Tesla diseño y patento el primer motor eléctrico de corriente alterna.

En 1888 Tesla público un artículo que describía, tres tipos de motores estos

eran de tipo bifásico y con polos salientes en el estator, se alimentaban de dos

corrientes desfasadas 90º y sus devanados al igual que las corrientes se

encontraban desfasados 90º.

Primer motor: contaba con cuatro polos salientes y giraba a la velocidad de

sincronismo, pero no poseía la capacidad de autoarranque.

Segundo motor: De tipo asíncrono, poseía un rotor devanado que podía

arrancar; pero giraba a una velocidad por debajo del sincronismo.

Tercer motor: De tipo síncrono, utilizaba una corriente continua en el devanado

del rotor.

En 1892, La empresa Westinghouse fue la primera en desarrollar un motor

bifásico, contaba con devanados tanto en el estator como en el rotor, logrando

así el primer motor practicó. Éste era un motor bifásico de 304 HP, 12 polos a

220V, este motor se alimentaba de dos alternadores monofásicos de 507 HP,

60Hz. Los cuales se encontraban desplazados 90º eléctricos para generar la

tensión bifásica.

Para 1891, la compañía Thomson-Houston inicio la construcción de motores de

inducción trifásicos, formando una alianza con Westinghouse para fabricar

motores asíncronos trifásicos utilizando el invento de Charles F. Scott, el cual

convertía un sistema bifásico en trifásico mediante un trasformador y de esta



9

forma alimentaba este tipo de motores. A esto se le conoce como “Conexión de

Scott -T”, se muestra en la Figura 1.1 que es básicamente la manera de

obtener dos fases, separadas 90° eléctricos en el espacio y en el tiempo, a

partir de una fuente de alimentación trifásica, cuyas fases se hallan separadas

120° eléctricos, o viceversa.

Deriv. 50%

Deriv. 86.6%

1

2

3

N1

S2

S1

N2

Figura 1.1 Conexión de transformador Scott

En 1916 H.G. Reist y H. Maxwell patentan el primer motor de rotor jaula de

ardilla, construido mediante barras de aluminio por parte de la compañía

General Electric.

El motor de rotor devanado fue inventado por Tesla, éste empleaba dos

devanados con resistencias diferentes para lograr generar un alto par de

arranque, pero no fue sino hasta el año de 1925 basados en las ideas de Elihu

Thomson de utilizar condensadores especiales para arranque.

En cuanto al control de motores desde la misma invención del motor, surgió la

necesidad de poder manipular su arranque, paro y sobre todo su velocidad.

Conforme avanza la tecnología es más fácil y más adecuando este tipo de

control, hasta hace unos pocos años el control de motores estaba basado en

automatismos de relevadores y colectores.

Los primeros sistemas para intentar controlar la velocidad de los motores

fueron implementados para motores de corriente directa pese a que los

motores de corriente alterna de inducción no eran adecuados para las

aplicaciones donde se requería regular la velocidad.



10

En 1891 aparece el control Ward Leonard que sirve para la variación de la

velocidad como se menciona anteriormente por la falta de tecnologías este tipo

de método solo era aplicado para motores de corriente continua.

El control Ward Leonard, consta de un motor trifásico de corriente alterna el

cual está accionado a dos generados de corriente continua uno de estos hará

la función de una excitatriz lo cual proporcionará tanto al motor como al

generador un control de campo con una corriente continua. El control de

velocidad depende de las pequeñas variaciones de potencia en el campo del

generador principal. Se utilizan conmutadores de inversión dentro del circuito

del inducido para de este modo abrir e invertir conexiones en el mismo, de esta

forma, poder parar e invertir el sentido de rotación del motor.

Para el año de 1911, aparece el control Kramer para el motor de rotor

devanado, este método consiste en la utilización de un trasformador variable

que se encuentra conectado a los anillos colectores del motor bobinado en vez

de directamente a la línea.

La frecuencia del rotor bobinado será también a la frecuencia del voltaje en el

conmutador, dependiendo de la posición de las fases en las escobillas se podrá

alterar el factor de potencia en el motor, y cuando se incremente el voltaje en el

rotor del convertidor se incrementa la velocidad. Además de que los

convertidores de frecuencia utilizada también actúan como un motor

convirtiendo la energía suministrada a través de un autotransformador de

potencia mecánica. Este sistema es muy útil en aplicaciones de control de

velocidad para grandes potencias.

Para los años de 1920 a 1930 comenzó, la aparición de los dispositivos

electrónicos. En 1923 se inventó el rectificador de selenio. Posteriormente en

1925 se desarrolló un rectificador de óxido de cobre, pero no fue hasta 1928

que Albert W. Hull de la compañía General Electric inventara el tiratrón y el

rectificador de vapor de mercurio controlado (ignitrón). Esto permitía regular la

c.c. que producían los rectificadores, y sustituyendo algunos sistemas de Ward-

Leonard por convertidores estáticos. Durante la siguiente década se establecen



11

los principios de funcionamiento de los inversores (c.c.-c.a.).

En la década de 1930 a 1940 se establecen los principios de funcionamiento de

los inversores o convertidores estáticos de c.c. a c.a., y los cicloconvertidores.

En el año de 1947 en los laboratorios de la Bell Telephone Company, se

descubrió el primer transistor de unión, abriendo una puerta muy importante

dentro de la electrónica de potencia, la cual entra con gran fuerza a partir de la

década de los 50’s donde aparecen los semiconductores en estado sólido

como son el diodo y el transistor.

La verdadera fecha de inicio de la revolución electrónica de potencia fue en

1956 con el descubrimiento del tiristor o SCR (Silicon Controlled Rectifier o

Rectificador Controlado de Silicio).

Otro aspecto clave en la evolución de control se da hasta la década de los 70’s

en donde se da el comienzo de la microelectrónica. Posteriormente en la

década de los 80’s comienza a desenvolverse el microprocesador, que es la

tecnología en la que actualmente nos basamos en el control de las maquinas

eléctricas, cabe destacar la fecha de 1988 cuando la General Electric crea el

dispositivo llamado MCT (MOS-Controlled Thyristor o tiristor controlado por

MOS).

La electrónica de potencia se considera una ciencia muy cambiante debido a

que los avances son muy rápidos y las nuevas tecnologías pronto se vuelven

obsoletas.

1.2 Conceptos básicos

Los motores eléctricos se pueden clasificar en dos tipos: los de corriente

continua y los de corriente alterna, en estos últimos se destaca la rama de los

motores de inducción, los cuales son los más utilizados en la industria debido a

que son sencillos, resistentes y requieren de poco mantenimiento.

En el control de motores, es necesario conocer ciertos aspectos fundamentales

que serán de relevancia conforme se desarrolle el tema, de manera que se



12

hará más fácil y sencilla la comprensión del mismo.

Motor eléctrico.- Es un dispositivo capaz de trasformar la energía eléctrica en

energía mecánica mediante la interacción de sus campos magnéticos.

Potencia.- Es la razón de cambio del trabajo por unidad de tiempo. Dado que

en los motores eléctricos se encargan de trasformar la energía o en este caso

trabajo eléctrico en trabajo mecánico se puede decir que trasforma potencia

eléctrica en potencia mecánica.

Los motores eléctricos utilizan una potencia eléctrica dada por un voltaje y una

corriente, la potencia eléctrica que se suministra al motor puede ser de

diferentes tipos como:

Potencia de corriente directa.

(1.1)

Potencia de corriente alterna (MONOFÁSICA)

(1.2)

Potencia de corriente alterna (TRIFÁSICA)

(1.3)

√ (1.4)

La potencia en los motores eléctricos (convencionales) es dada por el par y la

velocidad angular dados en una flecha para así transferir la energía. La unidad

de potencia eléctrica es el Watt, mientras que la potencia mecánica se puede

medir en caballos de fuerza (HP). La conversión o equivalencia es la siguiente:

La potencia mecánica en los motores eléctricos se encuentra aplicada en el eje

del motor y se describe con la siguiente ecuación:

(1.5)



13

Como el trabajo en un sistema rotatorio es la aplicación de un par a través de

un ángulo se establece que:

(1.6)

Así mismo, si el par es constante en el movimiento rotatorio, la potencia está

dada por:

( ) (

)

(1.7)

Dónde:

( )

( )

( )

(

)

Motor trifásico.- este tipo de motor es similar al motor monofásico, su principal

diferencia es que se alimenta de tres líneas o fases de alimentación. Este

motor trasforma la energía eléctrica trifásica en energía mecánica. Este tipo de

motores se fabrican para diferentes potencias desde muy pequeñas como una

fracción de un HP hasta miles de HP.

El motor trifásico cuenta con tres fases de devanado separadas cada una de la

otra a 120º entre el número de pares de polos. Para generar un campo giratorio

es necesario conectar una tensión trifásica desplazada 120º. Figura 1.2.

1.2.1 Partes principales del motor

Estator.- es la parte estática del motor que opera como base, en esta se

encuentran los devanados que producen el campo giratorio. Se puede decir

que el estator es el inductor en un motor. El estator no se mueve



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mecánicamente, pero si magnéticamente.

Rotor.- es la parte móvil del motor y recibe los efectos del campo giratorio. Se

compone de un eje donde se encuentran colocados los juegos de bobinas.

Figura 1.2 Desfasamiento entre fases del devanado del motor.

Armadura.- es el conjunto de elementos que incluye el embobinado del motor,

en este se inducen las fuerzas electromotrices y circulan las corrientes de la

potencia de entrada. En la armadura se induce uno de los campos magnéticos.

Piezas polares (polos).- para que un motor funcione es necesario por lo menos

que tenga un polo norte y un polo sur. Una parte de estos se encuentra unida a

la coraza o flecha dependiendo si es un motor de CD o uno de CA y la otra

parte queda libre. Su función está dada por el principio del electroimán y

producen el campo inductor.

1.3 Motor de inducción trifásico

Este motor es llamado así puesto que la corriente alimenta directamente el

devanado del estator y al devanado del rotor por inducción, esta máquina es la

más resistente y la más utilizada en la industria, además de que puede operar

como motor o generador.

Los motores de inducción se pueden clasificar de acuerdo con su tipo de rotor:



15

1. Rotor devanado

2. Rotor jaula de ardilla

El rotor devanado tiene tres grupos de devanados aislados con conexiones

llevadas al exterior a tres anillos rozantes montados sobre el eje, las

conexiones externas a la parte rotatoria se hacen a través de escobillas

montadas sobre los anillos rozantes, por lo que este tipo de motor se le llama

con frecuencia motor de anillos rozantes. En la Figura 1.3 se muestra un rotor

de anillos rozantes.

Figura 1.3 Rotor con anillos.

El rotor jaula de ardilla comprende un grupo de barras de cobre o aluminio

instaladas dentro de las ranuras, las cuales están conectadas a un anillo en los

extremos del rotor. La construcción de los devanados del rotor asemeja a una

“jaula de ardilla”. En la Figura 1.4 se muestra un rotor de tipo jaula de ardilla.

Figura 1.4 Rotor tipo jaula de ardilla.

1.3.1 Placa de bornes

Los motores asíncronos cuentan con terminales del devanado del estator, a

este grupo de terminales se le conoce como placa de bornes. Las



16

terminaciones de los bobinados están unidas a esta. Por norma las placas de

bornes deben utilizar las letras U1, V1, W1 para designar el lado principal y el

lado secundario utiliza las letras U2, V2, W2.

En la Figura 1.5, se muestra una placa de bornes y sus distintas formas de

conexión (delta o en estrella). Cabe señalar que las terminales de fases iguales

no se encuentran una enfrente de la otra como se observa en la Figura 1.5a,

esto es debido a que es más fácil realizar la interconexión de las mismas

utilizando placas.

Figura 1.5 Placa de bornes. Forma de conexión.

Un dato importante es que la conexión en estrella se utiliza cuando el motor se

conecta a la tensión más elevada en sus datos de placa, en cuanto a la

conexión en delta o triángulo se usa para la tensión más baja. Por ejemplo; si

tenemos un motor de corriente alterna con las siguientes características: 7.5

HP, 220/440 V, 20/10 A, 1722 Rpm Es decir; que la potencia es de 7.5 HP, y

estando a plena carga gira a la velocidad de 1722 Rpm, y se conecta en

triangulo a 220 V y absorbe una corriente de línea de 20 A; pero se puede

alimentar con 440 V a lo cual su corriente de línea será la de 10 A pero de esta

forma debe ser conectado en estrella.

La placa de bornes también es muy útil en las conexiones cuando se requiere

un sentido de giro especifico puesto que esto se logra fácilmente

intercambiando dos líneas cualesquiera en la Figura 1.6, se muestra la forma

correcta de las conexiones de la placa de bornes para obtener el sentido de

rotación deseado.



17

Figura 1.6 Placa de bornes y conexiones para sentido de rotación.

1.3.2 Principio de funcionamiento de los motores trifásicos

Los motores de corriente alterna trifásicos se pueden clasificar en dos grandes

grupos los considerados síncronos y los de tipo de inducción. El motor de

corriente alterna basa su funcionamiento en la acción que ejerce el campo

magnético giratorio generado en el estator sobre las corrientes que circulan por

los conductores situados sobre el rotor.

Cuando se contacta una alimentación trifásica de corriente alterna a las

terminales del estator, las tres corrientes circulan por su devanado primario y

se induce una corriente en sentido opuesto al devanado secundario, siempre

que el devanado secundario este en cortocircuitado por una impedancia

exterior. Debido a las fuerzas electromagnéticas se produce el movimiento

entre el lado primario y el secundario para generar la potencia.

La característica principal de los motores de inducción es que trabajan

induciendo tensiones y corrientes en su rotor, al igual que en un trasformador,

el primario (estator) induce un voltaje en el secundario (rotor), en cambio, en

los motores síncronos se suministra por una excitatriz o alguna fuente externa

En los motores de tipo rotor devanado cuentan con anillos rozantes, los cuales

su función es para la interconexión de las resistencias de arranque, que son

utilizadas para incrementar la velocidad de arranque del motor de una forma



18

gradual y la corriente de línea no sea tan elevada como para dañar los

aislamientos de los devanados o el mismo motor.

La operación de los motores de inducción es igual a la de los devanados de

amortiguamiento en los motores síncronos.

Los motores síncronos se denominan de esta manera pues su velocidad de

rotaciones es igual a la velocidad de sincronismo esto es debido a la excitación

separada. En cambio, los motores de inducción no cumplen con el sincronismo

pero este es de suma importancia para el desarrollo de los siguientes

conceptos.

La velocidad de rotación debe estar en sincronismo con la frecuencia del

sistema, a esto se le conoce como velocidad de sincronismo.

(1.8)

Dónde:

.

Por ejemplo en el caso más sencillo es de un motor de dos polos en el cual

utilizaremos una frecuencia ( ) de 60 Hz o 60 ciclos por segundo, debido a que

la frecuencia de corriente alterna en América está dada a 60 Hz.

Sustituyendo

( )

Tenemos que la velocidad síncrona del motor es de 3,600 revoluciones por

minuto.

Un motor de inducción depende del voltaje y la corriente del rotor, se habla de



19

su velocidad relativa. Se utilizan dos términos para definir el movimiento

relativo entre el rotor y los campos magnéticos los cuales son:

Velocidad de deslizamiento

Deslizamiento

La velocidad de deslizamiento se puede definir como la diferencia que existe

entre la velocidad síncrona y la velocidad del rotor.

(1.9)

Dónde:

( )

El deslizamiento lo podemos definir como la velocidad relativa expresada sobre

una base, expresada en porcentaje.

( ) (1.10)

(1.11)

Dónde:

Si el rotor está en reposo se dice que el deslizamiento es 1 y cuando el motor

se encuentra sin carga S0, dado esto se puede determinar la velocidad del

rotor como:

( ) (1.12)

La mayoría de los motores de inducción tienen un deslizamiento menor al 5%.

Para términos prácticos estas ecuaciones se pueden expresar en función de



20

velocidad angular radianes por segundo.

(1.13)

( ) (1.14)

1.3.3 Clasificación de los motores de inducción trifásicos

La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) estableció cierta

clasificación para los motores de inducción basándose en sus características

de par intensidad y velocidad. La Tabla 1.1 muestra las distintas clasificaciones

de los motores de inducción trifásicos.

Tabla 1.1 Clasificación NEMA para motores de inducción trifásicos.

DESIGNACIÓN

NEMA DESCRIPCIÓN

A

Para motores diseñados con un par de arranque normal

aproximadamente 15 % del de régimen su corriente de

arranque es de 5 a 7 veces la nominal y el deslizamiento a

plena carga es menor al 5 % y en el caso de los motores

grandes es menor a 2%.

B

Motor con un par de arranque normal y baja corriente de

arranque entre 4 a 5 veces su corriente nominal.

Deslizamiento a plena carga entre 1.5 % y 3 %, en motores de

más de 200 HP menor a 1%.

C Motor con alto par de arranque, baja corriente de arranque y

deslizamiento bajo a plena carga.

D Motor con alto par de arranque, baja corriente de arranque y

un alto deslizamiento.

E Motor de bajo par de arranque, 130% del nominal y un bajo

deslizamiento cercano al 2%.

F Motor de bajo par de arranque y bajo corriente de arranque

presenta un deslizamiento mayor que los de clase E.



21

1.3.4 Datos de placa

En la industria son de vital importancia conocer las especificaciones del motor

dadas por el fabricante, esto en el caso de los motores se coloca en una placa

la cual proporciona una gran cantidad de información cuando se requiera hacer

una instalación o mantenimiento.

Dentro de la publicación NEMA MG1, 10.40 publicada en 1998, dice que para

los motores monofásicos y trifásicos se deben incluir los siguientes datos

gravados en la placa de identificación:

Motores jaula de ardilla

a. Razón social de fabricante

b. Potencia de salida en HP

c. Tiempo de operación

d. Temperatura

e. Aislamiento

f. Velocidad en RPM

g. Frecuencia en Hz

h. Número de fases

i. Corriente de carga nominal

j. Voltaje nominal

k. Letra clave de diseño

l. Clave KVA con rotor bloqueado

m. Factor de servicio

n. Factor de servicio mayor a 1.15

o. Protección térmica

Motores rotor devanado

a. Razón social de fabricante

b. Potencia de salida en HP

c. Tiempo de operación

d. Temperatura



22

e. Aislamiento

f. Velocidad en RPM

g. Frecuencia en Hz

h. Numero de fases

i. Corriente nominal

j. Voltaje nominal

k. Corriente a pleno lado secundario

l. Tensión secundaria

En la Figura 1.7 se ilustra un ejemplo de una placa característica de un motor

de inducción trifásico.

Figura 1.7 Placa de características de un motor trifásico de C.A.

1.4 Arranque

El arranque de un motor trifásico es el proceso por el cual se pone en marcha

una maquina eléctrica. La principal característica para que el arranque de un

motor pueda llevarse a cabo es que el par de arranque debe ser superior al par

resistente de la carga.



23

Durante el proceso de arranque se da una elevación de corriente lo que puede

llegar a ocasionar baja en las líneas de suministro de energía las cuales

pueden ser notorias en la iluminación, así como afectar a otros equipos que se

encuentren conectados en las mismas líneas de suministro.

Desde un punto de vista teórico se puede justificar la elevación de la corriente

mediante el circuito equivalente del sistema puesto que la resistencia de carga

es nula en el instante inicial y el deslizamiento sería igual a la unidad, por esto

el motor ofrecerá una impedancia muy baja y se considera prácticamente en

cortocircuito.

Debido a la gran elevación de corriente, se han implementado diferentes

arrancadores que se encargan de manipular el arranque y paro de los motores.

Cabe señalar que motores pequeños de bajas capacidades pueden conectarse

directamente a la línea de alimentación, pero en los motores grandes es

necesario utilizar arrancadores para evitar las subidas de corriente durante el

arranque. Los arrancadores pueden ser de tipo manual, automático y los más

nuevos de estado sólido o arrancadores suaves.

1.4.1 Arrancadores manuales

Los arrancadores manuales son dispositivos que se definen como reguladores,

cuya función primordial es la de manipular la puesta en marcha y la aceleración

del motor eléctrico.

Los arrancadores manuales de tipo sencillo, pueden ser: a plena tensión o a

tensión reducida. La implementación de cada uno de estos sistemas depende

del trabajo que realizara, así como del motor adecuado para dicho trabajo.

Las ventajas que se obtienen al utilizar arrancadores de tipo manual son:

El operador puede variar el tiempo para que la secuencia de operación

se lleve a cabo.

Los arrancadores de tipo manual son muy sencillos tanto en su

fabricación como en su mantenimiento.



24

Existen menores averías, puesto que no se emplean relés ni

acoplamientos eléctricos.

Cuando se carece de espacio en la instalación los arrancadores

manuales son prácticos pues son de menor tamaño.

Los costos son mucho más bajos a diferencia de los arrancadores

automáticos.

Mantenimiento sencillo.

A. Arrancador manual en motor tipo jaula de ardilla

Para el arranque de motores grandes o medianos dependiendo de sus distintas

capacidades se suelen utilizar disyuntores o los llamados reguladores de

tambor. Estos reguladores de tambor son de tipo rotativo, consta de un

conjunto de gruesos conductores circulares hechos de cobre laminares

giratorios, cada uno de estos aislado del otro, los contactos en el interruptor de

tambor se hacen girar por una manivela en la parte superior del elemento.

Si se observa la Figura 1.8, muestra cómo se encuentran repartidos los

contactos en el interior del interruptor de tambor dispersados en 360º, así como

las cuatro posiciones que conlleva, iniciando en la posición de arranque y

terminando con la puesta en marcha.

Los interruptores de tambor son muy utilizados para el arranque de los motores

en serie, así como para la regulación de velocidad, siempre y cuando la

resistencia que se coloque en serie con el inducido sea de variación y no

intermitente.

Las principales ventajas de los reguladores de tambor son:

Bajo costo.

Requieren de poco espacio en su instalación puesto que las resistencias

de arranque se colocan externas.

El tambor se encuentra totalmente protegido y se fabrican para

diferentes entornos como pueden ser impermeable, a prueba de



25

explosiones, etc.

Figura 1.8 Segmentos de contacto del tambor rotatorio (Desarrollado en 360º).

B. Arrancador manual en motor de rotor bobinado

En cuanto a los motores de tipo de rotor bobinado se suelen utilizar los

llamados arrancadores manuales planos, claro está en los motores pequeños o

de bajas capacidades y para los motores grandes utilizando reguladores de

tambor.

Figura 1.9 Arrancador manual plano por resistencia del secundario

En la Figura 1.9, se muestra un arrancador manual plano, en este observamos

cómo se encuentra alimentado el estator así como su protección, en este caso

un disyuntor de sobrecarga (OCB). Del lado derecho está colocado el



26

arrancador manual, este operara cuando la resistencia del lado secundario se

gire desde su posición (Fuera) a la posición máxima resistencia del rotor.

Este tipo de arrancador puede utilizarse para el control de velocidad si se

desea, solo se deben normalizar las resistencias para un servicio continuo de la

corriente del rotor a cualquier valor de deslizamiento. Es importante recordar

que este tipo de arrancadores serán adecuados para los motores pequeños.

Cuando se requiere arrancar motores grandes se utilizan interruptores como

pueden ser los de tambor o los de levas. En la Figura 1.10 se muestra un

diagrama de arranque por interruptor de tambor y la secuencia de tiempos.

Cabe señalar que solo se muestra el circuito del rotor.

Figura 1.10 Arranque por interruptor de tambor.

En el circuito del rotor podemos observar que el arrancador utiliza varias

resistencias las cuales se cortocircuitaran por medio de los contactos “S” con

una determinada secuencia.

1.4.2 Arrancadores automáticos

Los arrancadores automáticos están directamente relacionados con principios

de los arrancadores manuales, están diseñados para controlar indirectamente

mediante pulsadores de contacto momentáneo.

Los arrancadores automáticos se pueden decir que son mejores que los de tipo

manual puesto que pueden ser fácilmente operados por un operario inexperto,

sin tener complicaciones y evitara que pueda producirse algún daño a la

maquinaria. Así como se limita el riesgo de que pueda existir algún error

humano por falta de conocimiento.



27

Cuando se realiza una selección entre los arrancadores de tipo automático y de

tipo manual se deben considerar los siguientes factores, así como las ventajas

de los arrancadores manuales anteriormente mencionadas.

Los arrancadores automáticos evitan el cansancio del operario en ciclos

frecuentes de arranque y parada.

Se puede controlar a distancia, es decir, que los contactos pueden estar

a gran distancia del arrancador y de esta forma proteger al mismo

operario de algún accidente.

Se pueden situar los pulsadores en espacios confinados y debido a sus

pequeñas dimensiones se pueden colocar varias para operar diferentes

equipos.

Limitación de errores humanos por falta de conocimientos durante la

puesta en marcha (este último punto aplicado completamente con

referencia a los arrancadores manuales que por las limitaciones entre el

arranque de motor y el tiempo)

Los dispositivos automáticos empleados se clasifican en dos tipos según su

funcionamiento: los de bucle abierto y los de bucle cerrado, el de bucle abierto

gobierna la potencia de un motor de forma prefijada, independientemente del

funcionamiento del motor. En cuantos los de bucle cerrado dependerá en parte

del funcionamiento del motor.

Para analizar los arrancadores de motores de inducción polifásicos se deben

considerar las distintas clases de los motores de jaula. (Ver anexo 1) Los

arrancadores automáticos pueden ser tres tipos: los de arranque a plena

tensión, arranque a tensión reducida y arranque por devanado parcial.

En el arranque a plena tensión generalmente se utiliza una tensión de control,

para los arrancadores de este tipo se pueden encontrar en las graduaciones

normalizadas por NEMA, en estas se establece desde el tamaño 00 hasta 9 e

incluso puede haber mayores que se consideran de características especiales.

Los valores nominales de arrancadores a plena tensión se muestran en la tabla

del Anexo 2, es de vital importancia recordar que para motores de servicio



28

rápido se debe tomar el valor inmediato superior. Esto es porque el motor está

sometido con mucha frecuencia a cambios, como pueden ser arranque, paro,

inversión, etc. y se dice que un motor que esté sometido a más de cinco

cambios por minuto se considera de servicio rápido.

Los arrancadores de tiempo fijo son muy útiles para los motores de inducción

de tipo jaula de ardilla, este tipo de arrancadores es adecuado cuando se

implementan motores muy grandes, pero cuando se tiene un flujo de corriente

durante el arranque puede llegar a afectar a otros equipos, por lo cual

requieren de algún método de arranque a tensión reducida los cuales se

describirán más profundamente durante el capítulo 3.

1.4.3 Arrancadores en estado sólido

Desde que surgió el deseo de controlar un motor eléctrico se han

implementado diferentes métodos, así como el seguir nuevas tecnologías. El

desarrollo de los aparatos encargados del control de los motores ha

evolucionado hasta llegar a este tipo de arrancadores, los cuales mediante la

electrónica de potencia logran manipular de una manera óptima y más eficaz a

diferencia de los anteriores.

Los arrancadores de estado sólido son los más modernos utilizados en el

arranque de motores de corriente alterna. Existen ciertas diferencias entre los

de tipo convencional y estos de nueva generación, alguna de estas son:

No utilizan algún tipo de enlace mecánico para realizar cambios de baja

a alta potencia.

No es necesario implementar resistores inductores o algún

autotransformador.

El sistema de control de conexiones tanto para arranque y paro está

dado en un circuito de control de baja potencia.

Mantenimiento mínimo, puesto que no utiliza contactos.

Los arrancadores en estado sólido tanto para c.a. como para c.c utilizan los

llamados SCR (Rectificadores Controlado de Silicio). La mayoría de los



29

arrancadores de estado sólido operan durante el arranque del motor.

Los arrancadores de estado sólido se enfocan en que la corriente del motor

dependerá del voltaje y la velocidad; mientras que el par mecánico del motor

será proporcional al cuadrado del voltaje.

El voltaje en los arrancadores de estado sólido depende del ángulo de disparo

en el SCR el cual aparece a continuación en la Figura 1.11.

Figura 1.11 Ángulo de disparo del SCR y salida del voltaje

Dentro de este tipo de arrancadores en estado sólido se encuentran el

arranque suave que es el sistema más moderno en el control de motores, este



30

requiere un mayor tiempo durante el cual se demanda corriente reducida y

proporciona un par reducido, algunos de los arrancadores en estado sólido

utilizan un transformador conectado a las líneas de alimentación para

monitorear y limitar la corriente de arranque mediante el envío de una señal a

los circuitos de control de tiempo del SCR. Es decir, si la corriente del motor

alcanza su límite (previamente ajustado) se aumenta el ángulo de disparo del

SCR, de esta forma, se reduce el voltaje de salida y la corriente.

A. Arrancadores suaves

Este tipo de arrancadores son el equipo más moderno en la actualidad en el

control de motores eléctricos, se encargan de disminuir los picos de corriente

durante el arranque de motores eléctricos y el par mecánico de arranque. En la

Figura 1.12 se muestra la diferencia existente entre el arranque directo de un

motor y el arranque suave.

Se utiliza un control de fase para reducir el voltaje y éste se incrementará

suavemente hasta el voltaje de línea, claro está que se debe predeterminar un

tiempo en el cual debe alcanzarse el voltaje a plenitud mediante el uso de

arranque y frenado de esta forma se hace un menor esfuerzo de la maquinaria

y se alarga su vida útil.

Figura 1.12 Gráfica de relación entre el arranque directo y el arranque suave en los

motores eléctricos.

Este tipo de arrancadores son ideales cuando se requiere un arranque suave y

lento, puesto que en lugar de operar a plena tensión utilizan elementos de



31

control para ir aumentando gradualmente el voltaje como se mencionó

anteriormente esto se realiza mediante el ángulo de disparo.

En la Figura 1.13, se muestra como mediante elementos semiconductores

conectados a las líneas de alimentación se controla el voltaje y a medida que

aumenta el tiempo va aumentando el voltaje efectivo aplicado en el motor para

lograr el arranque gradual del mismo.

Figura 1.13 Control de fase mediante arrancadores suaves

Algunas ventajas del uso de los arrancadores suaves pueden ser:

Evitar paros bruscos (en el caso de bandas transportadoras o en un

elevador).

Menor consumo de energía de las líneas de distribución, puesto que

reducen los picos elevados de corriente.

Mayor vida útil de los elementos mecánicos como pueden ser el eje o

los acoples del motor.

Menos esfuerzo en los reductores de velocidad de tipo mecánico,

dando una mayor vida útil en cuanto a engranes, gusanos y

cojinetes.

CAPITULO 2 CONTROLES ELÉCTRICOS


32

2. CONTROLES ELÉCTRICOS

2.1 Protección de motores de corriente alterna

Todas las instalaciones eléctricas tienen un límite térmico, el cual está asociado

a los tipos de materiales aislantes utilizados.

En todo elemento que se utiliza para conducir o manipular la corriente eléctrica

se produce el efecto Joule (RI²), también llamadas perdidas resistivas, que se

presentan en forma de calor. Por ejemplo, un conductor con una resistencia R y

una corriente I, el calentamiento producido en este conductor será proporcional

a RI² así mismo si aumentamos la corriente al doble, el calor proporcional en el

nuevo conductor será dado por RI² se puede escribir de la siguiente manera.

( ) (2.1)

Al desarrollarlo se obtiene que la cantidad de calor se incrementa 4 veces. Esto

quiere decir que al aumentar la corriente en un conductor se aumenta también

el calor, debido a que crece con el cuadrado de la corriente.

El calentamiento en los conductores causa que el aislamiento de los mismos se

deteriore rápidamente provocando un cortocircuito de la línea, entre líneas o de

línea a tierra.

También están las fallas provocadas por sobrevoltajes que se pueden dar por

exceder los niveles del aislamiento ocasionando cortocircuitos.

Una corriente de cortocircuito puede ser tan grande como para provocar una

explosión, dañar completamente el equipo o incidentes al personal operador.

Cuando se da una sobrecarga en un motor se eleva la temperatura en su

devanado y si no se utiliza una protección adecuada para este fenómeno se

puede llegar a dañar el aislamiento en el devanado e incluso puede llegar a

quemarse.

Por estas y algunas causas más se deben proteger a los motores para evitar

fallas, accidentes, pérdidas del equipo, etc. Para esto existen diferentes formas



33

de proteger al motor, enfocándonos en la protección contra cortocircuito,

protección contra sobrecarga, protección contra sobrecorriente y protección

contra perdida de fase.

2.1.1 Fallas comunes en los motores trifásicos

Las fallas en los motores se pueden clasificar en dos categorías: las fallas

debido a causas internas y las fallas debido a causas externas.

Fallas por causas internas

Cortocircuito fase-tierra.

Cortocircuito entre dos fases.

Cortocircuito en los devanados.

Problemas en los devanados (sobrecalentamiento).

Fallas por causas externas

Fallos en la red de alimentación.

Condiciones indebidas de funcionamiento del motor.

Condiciones de instalación del motor.

*Las fallas debido a causas externas se localizan fuera del motor eléctrico, pero

estas pueden dañar al mismo.

A. Fallas por causas internas

La falla más común en el devanado de un motor es causada por el

sobrecalentamiento. Esto se debe a un aumento de temperatura, ocasionado

por una sobrecarga que termina en un pico de corriente que recorre los

devanados.

El devanado del estator en el motor está integrada de conductores de cobre

para conducir la corriente eléctrica por ellos, estos se encuentran aislados por



34

diferentes tipos de aislantes, generalmente se utiliza un barniz. Si una parte del

aislamiento se encuentra dañado o no está cubierto completamente, el

conductor puede provocar un cortocircuito entre una fase y tierra, entre dos o

tres fases o simplemente entre devanados de la misma fase.

Las causas pueden ser eléctricas (descargas superficiales o subida de

tensión), térmicas (calentamiento o sobrecalentamiento) o mecánicas

(vibración).

B. Fallas por causas externas

Subida de tensión

Hablando de fallos en la red de alimentación o simplemente la alimentación del

motor, el más común de estos será una subida de tensión para cualquier

equipo o dispositivo, al cual entre una tensión con un valor pico que exceda los

límites de su especificación se considera como una subida de tensión.

Un exceso de tensión temporal o permanente se puede dar por diferentes

factores, entre ellos los atmosféricos, las descargas electrostáticas, etc.

Otra causa puede ser la tensión de la red y estas ocurren por dos factores:

Modo regular entre los conductores a tierra.

Modo diferencial entre los conductores activos.

Fases desequilibradas

Un sistema trifásico se dice que está equilibrado cuando sus fases tienen una

amplitud de 120º entre cada una de ellas. Cuando la amplitud entre sus fases

es diferente de 120º se dice que está desequilibrado.

El desequilibrio se puede deber a la apertura de las fases, a la presencia de

cargas monofásicas próximas al motor o a la red de la misma.

El desequilibrio se puede aproximar con la siguiente ecuación:



35

( ) ( ) [(

)] [(

)] (2.2)

Dónde:

El desequilibrio en las fases de alimentación genera una componente inversa

que crea fuertes corrientes rotóricas que calientan el rotor y acaban

provocando el sobrecalentamiento del motor.

Caída de tensión

Una caída de tensión es una pérdida de tensión en un punto de la red de

alimentación. Un corte de corta duración sucede cuando la tensión disminuye

por debajo del 90 % de la nominal por menos de 3 minutos; un corte de larga

duración sucede cuando se excede a los 3 minutos. En cuanto un microcorte

dura aproximadamente 1milisegundo.

Las caídas de tensión están generalmente causadas por factores externos (un

fallo en la alimentación, un cortocircuito, etc.) o factores relacionados con la

instalación en su misma conexión de cargas pesadas como grandes motores o

trasformadores pueden tener un efecto radical en el motor.

Fallos de funcionamiento

Arranque demasiado largo del motor

La fase de arranque del motor es el tiempo requerido por el mismo para

alcanzar la velocidad nominal de rotación. El tiempo de arranque en el motor

está en función del par de resistente y del par del motor.

( )

( )

(2.3)



36

Dónde:

Debido a estas características un motor solo puede soportar un número

limitado de arranques por hora (especificaciones del fabricante) y se tiene un

cierto tiempo de arranque en función de la corriente de arranque.

Sobrecarga

Una sobrecarga en el motor es causada por un incremento del par resistente o

por una caída de tensión de alimentación 10% mayor a la tensión nominal. Por

el aumento en la corriente consumida por el motor trae consigo un incremento

en la temperatura o calentamiento, lo cual reducirá en gran medida la vida útil

del motor.

Bloqueo del rotor

El bloqueo en el rotor es una causa mecánica produce una sobrecorriente casi

igual a la de arranque. Durante el bloqueo el motor se sobrecalienta y las

pérdidas en el rotor se elevan al máximo, cuando esto sucede la refrigeración

se paraliza, dado que los motores funcionan con la rotación del motor.

Desalineación del motor

Esta es una falla del tipo mecánica, pero es causada por una mala instalación,

por ejemplo; el ensamblado impreciso de los componentes, la posición relativa

de los componentes sea altera después del montaje, etc.

En la Tabla 2.1 se clasifican las fallas más comunes que se pueden presentar

en los motores trifásicos.



37

Tabla 2.1 Clasificación de fallas.

2.1.2 Protección contra cortocircuito

La función primordial de un dispositivo de protección contra cortocircuito es la

de resguardar a los conductores, a los circuitos derivados del motor, los

Falla Causa Efecto Consecuencia

Cortocircuito Entre fases.

Fase-Neutro

Fase-Fase

Pico de corriente

Fatiga

electrodinámica en

los conductores

Destrucción de los

devanados

Pico de

tensión

Descarga

atmosférica

Desconexión

de carga

Destrucción del

aislante en los

conductores

Destrucción de los

devanados por perdida

de aislamiento

Desequilibrio

de tensión

Apertura de

fases

Carga

monofásica

Incremento

perdidas

Reducción del par

disponible

Sobrecalentamiento

Caídas de

tensión

Inestabilidad de

red de

alimentación

Reducción de par

disponible

Incremento a

perdidas

Sobrecalentamiento

Arranque de

motor

Par resistente

muy elevado

Caída de

tensión

Incremento del

tiempo arranque Sobrecalentamiento

Bloqueo Problema

mecánico Sobrecorriente

Sobrecalentamiento

Sobrecarga

Caída de

tensión

Incremento del

par resistente

Mayor consumo de

corriente Sobrecalentamiento

Desalineación Problema

mecánico

Mala instalación de

equipo Sobrecalentamiento



38

aparatos de control y al motor. Para esto se utilizan interruptores automáticos y

fusibles que se pueden colocar individuales o combinados.

Los fusibles son un dispositivo muy eficaz en cuanto a la protección debido a

que actúan con rapidez, limitando la energía disipada en cortocircuito.

Generalmente la protección se instala en la misma envolvente donde está el

medio de desconexión del motor.

Los interruptores termomagnéticos se componen de un elemento térmico y un

elemento magnético, el elemento térmico está formado por la unión de dos

elementos metálicos de diferente coeficiente de dilatación, el cual se calienta

con el paso de la corriente y se deforma, lo cual crea un cambio de posición

que sirve para disparar el interruptor de protección.

El elemento magnético está formado por una bobina cuyo núcleo es movible, el

cual dispara el mecanismo del interruptor. Dicho circuito se abre de manera

instantánea cuando ocurre un cortocircuito.

El elemento térmico opera cuando ocurre una sobrecarga, mientras que el

elemento magnético opera en el caso de un cortocircuito.

La mejor protección se obtiene con un dispositivo doble, fusible-interruptor. El

fusible protege contra cortocircuitos de gran intensidad, y el interruptor protege

contra sobrecargas y cortocircuitos con intensidad de valor moderado.

La capacidad de los fusibles e interruptores magnéticos se pueden seleccionar

de valores estandarizados que viene en la Tabla del anexo 4. “Es necesario

conocer la letra de código del motor”.

2.1.3 Protección contra sobrecarga

Las fallas más habituales en las maquinas son las sobrecargas, que se

manifiestan como una elevación de temperatura en el devanado del motor,

cuanto más alta sea la sobrecarga, más se incrementa la temperatura que

puede llegar a dañar los aislantes y el sistema de lubricación.

Los aislantes tienen diferentes límites de temperatura soportada cuando está



39

sobrepasa el límite de funcionamiento, los aislantes se desgastan

prematuramente y se acorta su vida útil. Una correcta protección contra

sobrecargas es indispensable para: Optimizar la durabilidad de los motores,

impidiendo que trabajen en condiciones de calentamiento excesivo.

La protección contra sobrecargas se obtiene en los controladores conectando

elementos térmicos bimetálicos o elementos térmicos de aleación fusible en

serie con dos conductores del motor por lo menos hablando de los motores

trifásicos. Estos elementos al calentarse debido a la intensidad, actúan sobre

contactos que abren el circuito de la bobina excitadora de un contacto

electromagnético.

Éste tipo de dispositivo de protección contra sobrecargas son sensibles al

porcentaje de falla, es decir; una falla pequeña tardará un tiempo en disparar el

relevador mientras que una falla grande disparará instantáneamente el

relevador. Este sistema de protección no cubre al motor contra una posible falla

por cortocircuito, si esto sucede el relevador podría mantenerse atraído durante

el tiempo suficiente como para dañar el equipo o motor.

Para una correcta selección de dispositivos contra sobrecargas, es necesario

considerar la corriente nominal de funcionamiento y el factor de servicio

indicado por el fabricante (datos de placa del motor). En el caso de que los

dispositivos de protección del motor se disparen reiteradamente debe

verificarse la corriente que absorbe, a fin de determinar si el defecto se

encuentra en el dispositivo de protección o es el propio motor absorbe una

corriente excesiva.

Los relevadores de sobrecarga se pueden clasificar en térmicos y magnéticos,

los relevadores de sobrecarga magnética reaccionan únicamente a los excesos

de corriente y no son afectados por la temperatura. En cuanto los relevadores

de sobrecarga térmica operan por la elevación de temperatura causada por una

sobrecarga. Estos se pueden clasificar en relevadores de aleación fusible y

bimetálicos.



40

A. Relevador térmico de sobrecarga de aleación fusible

En los relevadores térmicos de sobrecarga o relevadores de crisol soldadura, la

corriente del motor pasa por un pequeño devanado calefactor. Bajo

condiciones de sobrecarga, la temperatura aumenta causando que una

soldadura especial se funda y permita que la rueda de trinquete gire y abra los

contactos. En la Figura 2.1 se muestra a grandes rasgos como se encuentra

diseñado un relevador térmico de sobrecarga de aleación fusible.

Para obtener diversos valores de corriente de disparo a diferentes corrientes de

carga plena se dispone de un rango bastante amplio de diferentes unidades

térmicas. El elemento calefactor y el crisol de soldadura se encuentran

combinados en una sola pieza, formando una unidad inalterable. La

característica de transferencia de calor y la exactitud de la unidad no pueden

ser accidentalmente cambiadas, como puede ser posible cuando el calefactor

es un elemento separado los relevadores térmicos de aleación fusible se

restablecen manualmente.

Figura 2.1 Relevador térmico de sobrecarga de aleación fusible

B. Relevadores de sobrecarga bimetálicos

Los relevadores térmicos de sobrecarga bimetálicos se llaman así porque

emplean una tira bimetálica en forma de U, asociado con un elemento

calefactor. En su interior se haya dispuesta una cinta formada por dos laminas



41

metálicas soldadas, de distinto coeficiente de dilatación. Dicha cinta se

encuentra fija a un extremo y con el otro libre de acción, mantiene normalmente

cerrados los contactos del circuito que alimenta la bobina del arrancador. La

mayoría de los relevadores pueden ajustarse entre un rango del 85 % y el

115% del valor nominal del calefactor.

Cuando circula corriente por el elemento calefactor, la cinta se calienta y por

sus características térmicas de sus dos laminas se curva por su extremo libre,

esto hace que se separen los circuitos auxiliares y el circuito de excitación de la

bobina queda interrumpido, los contactos principales se abren y hacen que el

motor se detenga.

Los relevadores de sobrecarga bimetálicos en el campo son convertibles,

pueden ser de reposición manual, automático o viceversa. En la reposición

automática después de haberse disparado el relevador, el dispositivo volverá a

cerrarse cuando se haya enfriado. Esto se utiliza comúnmente cuando los

relevadores se encuentran instalados en lugares de difícil acceso o incluso

inaccesible.

El restablecimiento automático no debería usarse con el control de dos hilos, ya

que cuando los relevadores de sobrecarga cierran los contactos después de un

disparo el motor puede volver a arrancar y en caso de que la sobrecarga aún

no se haya eliminado el relevador de carga se dispara nuevamente,

eventualmente este ciclo se estará repitiendo causando que el motor se queme

debido al calor acumulado.

C. Relevador magnético de sobrecarga

Un relevador magnético de sobrecarga tiene un núcleo móvil dentro de una

bobina, el relevador se conecta en serie con el motor. El flujo magnético de la

bobina empuja al núcleo hacia arriba, cuando el núcleo se eleva lo suficiente

(movimiento que es determinado por la corriente y la posición del núcleo) esto

opera unos contactos en la parte superior del relevador. El movimiento del

núcleo es detenido lentamente por un pistón que trabaja en un cilindro

amortiguador lleno de aceite que se encuentra debajo de la bobina, esto



42

produce una característica de inversión de tiempo. El valor efectivo de la

corriente se ajusta moviendo el núcleo en una varilla roscada. El tiempo de

disparo varía dejando de cubrir los agujeros de derivación en el pistón.

El relevador de sobrecarga magnético se utiliza algunas veces para proteger a

los motores que tengan largos periodos de aceleración o ciclos de trabajo no

usuales.

2.1.4 Protección por pérdida de fase

Un motor eléctrico trifásico tiene una corriente muy similar en cada una de sus

fases, lo ideal sería que la corriente en cada una de estas fuese la misma pero

siempre se dan pequeñas perdidas que se pueden despreciar.

Una pérdida de fase se puede generar por las siguientes causas:

Pérdida en la red de subministro eléctrico.

Quemadura de un fusible.

Daño en el contactor del motor.

Apertura de uno de los conductores de alimentación del motor.

Cuando se sufre una pérdida de fase, el motor sigue funcionando, esta vez

como un sistema bifásico esto hará que pierda capacidad de potencia de

entrega y que las dos fases que continúan trabajando incrementen hasta un

75% la corriente y la potencia entregada por el motor disminuirá alrededor del

50 %, lo que puede producir un exceso de vibración, ruido fuera de lo normal, y

el factor más importante que es el incremento en la temperatura del motor.

Un motor se debe proteger adecuadamente contra las pérdidas de fase para

evitar daños en sus enrollamientos y en sus conductores ya que entre más

tiempo permanezca trabajando con una pérdida de fase más calor generara y

el motor corre el riesgo de quemarse.

En la mayoría de los casos, la sobrecorriente hará que se disparen las

unidades de sobrecarga, desconectando el motor de la línea y así evitando que

se quemen sus devanados. En ciertas condiciones de carga el motor puede



43

trabajar con dos fases, sin que lleguen a actuar los dispositivos térmicos y se

quemen sus devanados por esto aunque se tenga un dispositivo doble siempre

se considera un tercer dispositivo para proteger al motor por una pérdida de

fase.

Para proteger al motor se utilizan relés de sobrecargas o disparador por

sobrecargas estos pueden ser de mínima tensión que se basan en si se pierde

una fase la tensión en esta será igual a cero y los de asimetría de las fases que

calculan la diferencia de potencia entre la línea de mayor y la de menor tensión.

Relevador de mínima tensión

Mide la diferencia de tensión entre las fases cuando existe una diferencia de

potencial entre alguna de ellas, se produce el disparo estos relés son

adecuados para la protección de las redes de distribución.

Relevador de asimetría de fases

Comparan las tensiones de las tres líneas, estás deben mantenerse en un

rango cuando alguna supera este valor se produce el disparo. De esta manera

es posible mejorar la protección del motor si existe una pérdida de fase.

Monitor de voltaje trifásico

En la actualidad se utilizan este tipo de dispositivos, puesto que ofrece las

siguientes funciones, supervisar las redes trifásicas en cuanto a la secuencia

de fase, falla de fase, desequilibrio de la fase y subtensión.

Este dispositivo trabaja bajo el principio de un circuito cerrado y pose una

fuente de poder interna, los rangos de ajustes manejados por Siemens en este

tipo de dispositivos son: 160-690, 110-115, 220 y 240. Y se ajustan mediante

potenciómetros.



44

2.2 Componentes de circuito de control

2.2.1 Arrancadores magnéticos para el voltaje de la línea

En el control magnético se emplea energía electromagnética para cerrar sus

interruptores. Los arrancadores magnéticos para voltaje son dispositivos

electromecánicos y son un medio eficaz en el arranque y paro de motores.

Estos dispositivos se conectan directamente a la línea con el motor, pese a que

un motor conectado de esta forma alcanza al arranca una corriente elevada y

un par máximo. Se utiliza un arrancador debido a que un par alto de arranque

puede dañar las diferentes piezas del motor (engranes, coples, etc.)

Los arrancadores son muy utilizados en la industria, ya que son seguros y

económicos, pero su característica principal es que se pueden operar desde

puntos remotos. Generalmente se utilizan cuando se puede aplicar con

seguridad un torque de arranque a pleno voltaje a la maquina impulsada y

cuando no hay objeción a la oleada de corriente resultante del arranque a

través de la línea.

Los arrancadores magnéticos son controlados por medio de dispositivos pilotos

como pueden ser las estaciones de botones (local y remota), relevadores de

control de tiempo o interruptores de tipo flotador.

Los arrancadores magnéticos deben tener la capacidad de interrumpir el

circuito del motor, existen gran variedad de motores de diferentes capacidades

por ende los arrancadores magnéticos se fabrican en diferentes tamaños, cada

uno con determinada capacidad en caballos de fuerza. La tabla de tamaños de

controladores se muestra en el Anexo 5.

Los arrancadores de tres polos son para aplicaciones con motores que operan

para los sistemas trifásicos de corriente alterna. Los arrancadores de dos polos

se utilizan para motores monofásicos.

Para proteger a un motor contra sobrecalentamiento, se emplean relevadores

de sobrecarga en un arrancador para limitar a un valor determinado la cantidad



45

de corriente. Está se conoce como protección contra sobrecarga. Los

relevadores de sobrecarga de un arrancador sirven para impedir que el motor

tome una corriente excesiva que dañe el aislante.

Los relevadores magnéticos pueden ser de tipo reversible o de tipo combinado.

Los de tipo reversible se utilizan como su nombre lo dice para invertir la

dirección de rotación del motor. El ejemplo más sencillo es en un motor trifásico

tipo jaula de ardilla donde se logra cambiar el sentido del motor sólo cambiando

dos de las líneas e invertirlas.

Por otro lado el arrancador magnético combinado está compuesto por un

dispositivo de protección contra cortocircuito. Ya sea interrumpe los fusibles o

los termomagnéticos. Son de los más comunes en la industria pese a que

utiliza menos espacio y son de fácil instalación. Generalmente se instalan en

gabinetes el cual se mantiene cerrado mecánicamente por la palanca de este y

no permite que se abra a menos que se desconecte el interruptor lo cual es una

buena medida de seguridad tanto para la empresa como para el operario. En la

Figura 2.2 se muestra un contactor magnético operado por solenoide, éste

cuenta con tres contactos móviles y tres estacionarios los cuales al momento

de entra en operación la solenoide pasaran de normalmente abiertos a

normalmente cerrados.

Figura 2.2 Contactor magnético operado por solenoide.



46

A. Electroimanes de arrancador

Los electroimanes son dispositivos electromecánicos que se emplean para el

accionamiento de arrancadores, contactores, relevadores y válvulas. Utilizan

una bobina alrededor de un núcleo de hierro dulce, de esta forma al energizar

la bobina se generara un flujo magnético.

Como se menciona la forma en la que se activa o desactivan el arrancador es

por medio de una bobina la cual utiliza la fuerza magnética para abrir y cerrar

los contactos móviles. La bobina está conformada por un núcleo de hierro en

forma de “E” Figura 2.3 el cual cuando se aplica una corriente a través del

alambre enrollado se genera un campo magnético que hace que el núcleo de la

bobina se mueva y cierre los contactos, arrancando el motor de igual manera

cuando la bobina es desenergizada el campo magnético generado desaparece

y se abren los contactos, deteniendo al motor.

Uno de los factores a evitar en estos dispositivos es el zumbido y el

calentamiento que pueden ser causados tanto por una alineación incorrecta en

la bobina como por sustancias que puedan haber quedado entre sus partes a la

hora de la instalación también se trata de evitar a lo que se le llama “corrientes

de Eddy” que es el efecto de la corriente inducida en el hierro por la acción del

trasformador lo cual puede generar un calentamiento excesivo en el hierro

originándonos perdidas e incluso una falla. Para esto se fabrican los

electroimanes laminados y remachados para así reducir el efecto del calor.

Figura 2.3 Núcleo de hierro en forma de E



47

B. Envolventes de protección

Básicamente los envolventes de protección son un simple gabinete estos se

utilizan en los equipos de control tanto como para el mismo motor y el operario.

Los gabinetes de protección se utilizan por las siguientes razones:

Para prevenir contactos accidentales.

Proteger los elementos de control contra condiciones ambientales

(salpicaduras, lluvia, polvo, corrosión, etc.).

Prevención contra fuego o explosiones.

NEMA ha establecido normas para la construcción e instalación de gabinetes

debió al tipo de aplicación en particular y ubicación donde se colocaran los

elementos de control. Los tipos más comunes de gabinetes se muestran en la

Tabla 2.2.

2.3 Relevadores y contactores

Los relevadores mejor conocidos como relevadores de control son dispositivos

de tipos electromagnéticos se utilizan comúnmente en los circuitos de control

para amplificar la capacidad del contacto o multiplicar las funciones de

interrupción y cierre de un dispositivo piloto de control. Por otra parte, los

contactores se utilizan para interrumpir los circuitos de potencia o las cargas

elevadas de corriente.

2.3.1 Relevadores de control

Los relevadores de control como se mencionó anteriormente son dispositivos

de tipo electromagnético, estos se sutilizan en los circuitos de control como un

dispositivo auxiliar para interrupción, por ejemplo; en una bobina de un

arrancador o para controlar un motor pequeño. Un relevador de control no

proporciona una protección contra sobrecarga al motor.

Los relevadores de control se fabrican en gran diversidad como puede ser de

tiro sencillo, tiro doble, con varias configuraciones de circuitos de contactos



48

normalmente abiertos (NO) y normalmente cerrados (NC) e incluso algunos

con contactos convertibles. Todos estos se fabrican de diferentes variaciones

de voltaje, sus rangos (120,150, 300, 600 volts).

Tabla 2.2 Envolventes de protección.

Tipo Especificación

1 Interiores servicio en general.

2 Interiores, a prueba de humedades, goteo y suciedad.

3 Exteriores, a prueba de lluvia hermética al polvo.

3R Exteriores, hermético al agua.

3S Exteriores, hermético agua, granizo, polvo.

4 Interiores y exteriores, hermético a la lluvia.

4X Interiores y exteriores, hermético a la lluvia, no metálico y resistente a corrosión.

5 Interiores y exteriores, hermético a polvo.

6 Sumergible (tiempo limitado).

6P Hermético al agua durante sumersiones prolongadas o profundidad limitada.

7 Lugares peligrosos de gases, con prueba de explosión, hidrostática y temperatura.

8 Lugares peligrosos y aparatos sumergidos en aceite.

9 Lugares peligrosos y aparatos expuestos al polvo intenso.

10 Lugares con peligro de gases, con prueba de explosión en minas.

11 Lugares peligrosos, resistente al ácido o gases corrosivos.

12 Interiores, para industria, herméticos al polvo y al goteo de líquidos no corrosivos.

Las principales aplicaciones de los contactos de estos dispositivos son dentro

del circuito del control para abrir o cerrar circuitos que sirven tanto manipular el



49

arrancador, las bobinas del contactor, la interrupción de solenoides e incluso a

otros relevadores.

Cuando se selecciona un relevador se debe considerar su función y la

aplicación para la que se utilizara, el voltaje bajo el cual operara y la capacidad

de corriente de sus contactos el número de contactos y sus características (NO

o NC).

2.3.2 Contactores

Los contactares magnéticos son operados por electromagnetismo. Son

utilizados para interrumpir circuitos derivados. Un contactor no contiene

relevadores de sobrecarga, los contactores se emplean para controlar los

motores de C.A. una de las principales ventajas del control electromagnético es

que se puede usar para el control remoto para ello se utiliza diferentes tipos de

dispositivos piloto como pueden ser estación de botones interruptores de

flotador, de presión, térmicos, de limite.

Contactor magnético

Los contactores magnéticos son elemento operados por corriente alterna,

utilizan una bobina de cobre, la cual es mejor conocida como bobina de

extinción, su función es suprimir el arco eléctrico. Este tipo de bobinas se

utilizan para alargar la vida útil de los contactos debido a que al suprimir el arco

eléctrico se evita en gran medida la trasmisión de calor hacia ellos. Figura 2.4

muestra la forma básica en que opera la bobina de extinción. La mayoría de los

contactores utilizados en arrancadores se encuentran sometidos a grandes

corrientes lo que hace que el arco que se pueda generar tenga un efecto más

fuerte sobre los contactos.

La bobina se conecta en serie con la línea para que la fuerza magnética y de

acción sea proporcional al tamaño del arco eléctrico. La función de la bobina de

imán es que en el momento que se abren los contactos se genera el arco

eléctrico el cual se debe mover hacia los extremos de los contactos lo más

rápido posible para extinguirlo, ya que entre más tiempo actué el arco sobre los



50

contactores mas calentamiento les producirá y por lo tanto mayor desgaste. En

la Figura 2.5 se muestra el comportamiento del arco eléctrico entre los

contactos a la acción de la bobina de extinción.

Figura 2.4 Protección de bobina de extinción.

Figura 2.5 Desviación de arco eléctrico en los contactos.

2.4 Relevadores de control de tiempo

Los relevadores de este tipo son dispositivos que sirven para accionar o poner

en forma de operación otros aparatos así como también para interrumpir la

misma. Este tipo de relevadores se utilizan cuando se considera controlar

intervalos de tiempo. Su funcionamiento se basa en diferentes tipos de acción

neumática, pueden ser con fluido amortiguador, impulsado por motor,

neumáticos de tiempo, etc.



51

2.4.1 Relevador de control de tiempo con fluido amortiguador

Este tipo de dispositivos es llamado así debido a que su operación depende del

movimiento de un núcleo de hierro operado por un solenoide. En donde se

genera el retardo de tiempo a través de un pistón que opera dentro de un

amortiguador que esta relleno de aceite o en algunos casos de un fluido tipo

silicona.

Un problema con este tipo de relés es el mecanismo que opera requiere de un

rango de tiempo para que el pistón regrese a su posición original de no ser así

el funcionamiento puede que no sea el adecuado o dispare los interruptores en

tiempos inapropiados.

Los relevadores de este tipo son muy adecuados para usarse con potencias

hasta de 600 volts tanto para corriente continua como para corriente alterna.

2.4.2 Controles neumáticos de tiempo

Los controles neumáticos de tiempo implican diversas ventajas, ya que tienen

gran exactitud y se pueden utilizar en una gran variedad de arreglos de

contactos y de control, estos dispositivos también son invulnerables a los

cambios de temperatura ambiente y de la presión.

En estos relevadores se utiliza la neumática para el retardo de tiempo que se

acciona mecánicamente en una estructura de imán. Este dispositivo utiliza un

fuelle o un diafragma, se logra controlar la precisión del tiempo mediante una

válvula de aguja que limita el paso de aire.

Los controles neumáticos de tiempo pueden proporcionar el retardo de tiempo

de dos diferentes formas puede ser de cerrado - retardo y abierto - retardo. El

primero de ellos proporciona el retardo cuando se energiza el relevador, el

segundo de ellos proporciona el retardo de tiempo cuando se desconecta o

abre el relevador como una función de switch.



52

2.4.3 Controles de tiempo impulsados por motor

Este tipo de controles son muy utilizados en la industria cuando se requiere

tener elementos sucesivos, como una inversión de dirección la característica

principal es que son operados por un pequeño motor asíncrono el cual impulsa

un puente de levas montado en una flecha para abrir o cerrar los interruptores.

Dentro dela industria son muy utilizados en los circuitos para operar

relevadores o contactores.

2.4.4 Relevador magnético de límite de tiempo

Estos relevadores son comúnmente empleados para desconectar los pasos de

resistencia en el arranque de motores de corriente continua. El control de

tiempo es a través de una laminilla no magnética o un tornillo de ajuste.

El relevador de límite de tiempo utiliza una bobina, de manera que al

suministrar corriente, la fuerza electromotriz actúa en sentido opuesto

moviendo un núcleo de hierro, para así abrir los contactos el retardo de tiempo

es controlado a través de un resorte o utilizando una laminilla de bronce cuanto

más gruesa sea menor será la intensidad de flujo y se podrá liberara más

pronto la armadura.

2.5 Dispositivo piloto para control

Se conoce como dispositivo de control a los elementos que no son operados

por medios eléctricos y tienen contacto dentro del circuito de control, este tipo

de dispositivos pueden ser un botón, un pedal, una palanca, etc. Se utilizan

para controlar el arrancador y a su vez poner en operación al motor, los

dispositivos de control pueden ser de contacto sostenido o contacto

momentáneo.

Los dispositivos de control mantenido o momentáneo el primero puede ser

mantenido sostenido al presionar un botón hará que se cierre el contacto pero

solo se mantendrá cerrado mientras se mantenga el botón se utiliza para el



53

control de dos hilos, el contacto momentáneo por otro lado ara que se cierren

los contactos NO y que se abran los contactos NC cuando se libera el botón

regresan a su posición original este tipo de contacto se usa en el control de tres

hilos.

2.5.1 Estación de botones para control

Más que ser un dispositivo de control se considera una estación de control

pues se encarga del arranque, paro, marcha hacia adelante, marcha hacia

atrás, e incluso en algunos casos la velocidad del motor de una forma sencilla y

segura. Los interruptores (botones) pueden ser de contacto momentáneo o

mantenido. Normalmente para estos interruptores se utilizan dos juegos de

contactos para que al oprimir el botón un contacto se abre y el otro se cierra.

También se cuenta con lamparas indicadoras dentro de las estaciones de

botones usualmente en color verde y rojo, estas tienen como función indicar al

operario si se encuentra operando el motor o si esta energizada la línea o si se

encuentra fuera de operación.

Las estaciones de botones se fabrican de diferentes tipos como pueden ser de

servicio normal o de servicio pesado. Toda estación de botones debe tener una

envolvente donde se encuentre generalmente son plasticas o de lamina

metálica, estas pueden clasificarse aprueba de agua, aprueba de polvo, a

prueba de explosión y sumergibles.

Algo importante de las estaciones de botones es que se pueden montar junto al

controlador o desde una posición alterna lo que se conoce como una estación

remota generalmente en la industria se utilizan las estaciones remotas por

cuestion de seguridad. La Figura 2.6 muestra una estaciónde botones de paro

y arranque.

2.5.2 Interruptores

Los interruptores son muy utilizados dentro de la industria para trabajos

automáticos, puesto que su función primordial es parar u operar el motor a

través del arrancador de una manera automática, no obstante, se debe utilizar



54

el interruptor indicado para el trabajo a realizarse.

Figura 2.6 Estación de botones paro/arranque

A. Interruptor de flotador

El interruptor flotador es un dispositivo de control que se aplica cuando se

requiere controlar el nivel de agua o algún otro líquido. Los contactos de éste

se controlan a través de una cadena Figura 2.7 o una palanca la cual al llegar a

cierto rango decide que se cierren o abran sus contactos dependiendo el rango

Figura 2.8. Para ellos se utiliza un contrapeso o un flotador que indicara la

medida del líquido.

Un claro ejemplo de este tipo de interruptor se tiene en la caja de un sanitario

en un baño cualquiera, cuando se tira de la cadena, esta es básicamente una

palanca la cual abre mecánicamente un tapón permitiendo que baje el nivel del

agua y el flotador que se encuentra dentro desciende y permite que entre agua

nueva al sistema en este caso la caja, el flotador comenzara a elevarse

dependiendo del nivel del agua, cuando se llega a cierto nivel el flotador con su

movimiento hará que se cierre el orificio por donde está entrando agua al

sistema. Este proceso es el mismo solo que el flotador abrirá y cerrara

contactos eléctricos los cuales al abrirse o cerrarse producirán que se arranque

o pare el motor o la bomba.



55

Estos dispositivos no se pueden sumergir en el agua, pero se utilizan para

operar un tanque de almacenamiento, un tanque elevado o en un sumidero.

Son de gran ayuda en tanques cerrados donde es difícil medir el nivel del

líquido y así evitar derrames.

Figura 2.7 Interruptor flotador accionado por

cadena.

Figura 2.8 Interruptor flotador accionado por

varilla

B. Interruptor de límite

Son dispositivos de control que se encargan de limitar el movimiento al

interrumpir el circuito de control. Estos pueden ser de diferentes tipos de

contacto como momentáneo, retorno por resorte o mantenido.

El interruptor de límite es operado por una palanca, la cual es golpeada por la

maquinaria, al generarse esta acción los interruptores son abiertos y así

cortado el circuito del arrancador. Generalmente se usan como dispositivos

piloto con los arrancadores magnéticos para controlar el arranque, paro,

dirección de la rotación o para evitar un mal funcionamiento en la maquinaria

como un giro incorrecto. En la Figura 2.9 se muestran algunos de los diversos

tipos de interruptores de límite utilizados en la industria.



56

Figura 2.9 Familia de Interruptores de límite.

C. Interruptores térmicos

Los interruptores térmicos se encargan de medir la temperatura, son muy

utilizados en los sistemas de calefacción cuando hay variaciones de

temperatura. También se utiliza para la medición de fluidos como puede ser el

aire o un gas.

Estos dispositivos ocupan estructuras bimetálicas de acción rápida las cuales

pueden ser de varilla, de ruptura, tubo o estado sólido. Otros dispositivos

utilizan fuelles para mover los contactos utilizando la presión del fluido y un

interruptor de presión. Este tipo de interruptores también es conocido como

termostato.

D. Interruptores termomagnéticos

Estos interruptores automáticos para protección de sobrecorriente y

desconexión, se usan tanto en sistemas de corriente alterna como en directa.

Pueden ser de cuatro tipos dependiendo de su nivel de capacidad de

interrupción: normal, alta, extra alta y limitadores de corriente. Su principal uso

es en gabinetes industriales, tableros de alumbrado, de distribución, centros de

control de motores.

Este tipo de interruptor funciona a través de un mecanismo de disparo de libre

apertura y cierre rápido. Utiliza una barra para asegurar la apertura y cierre de



57

todos los polos, esta unidad de disparo está compuesta por elementos térmicos

y magnéticos individuales para cada polo, cuentan con una temperatura y una

corriente máxima para su disparo, pero se puede ajustar para el punto de

disparo deseado. En la figura 2.10 se muestra un interruptor termomagnético.

Figura 2.10 Interruptor de la marca SQUARE D.

E. Interruptores de presión

Son dispositivos que miden las presiones determinadas dentro del sistema, en

diferentes tipos de maquinarias son muy utilizados para controlar lubricantes a

alta presión como bombas o en compresores impulsados por motor. Este tipo

de interruptores se puede clasificar en tres diferentes, cada uno de ellos por su

mecanismo de operación:

1. Interruptor de presión tipo fuelle.

2. Presostato tipo diafragma.

3. Tubo de bourdon.

El interruptor de tipo fuelle su manera de acción se da cuando se genera el

aumento o disminución de presión, su fuelle se expande o se contrae el cual

moverá una palanca que se encargara de cerrar o abrir los contactos

dependiendo de su posición (NO o NC), esto servirá para detener o poner en



58

operación la maquinaria en la que se encuentra instalado dicho interruptor. En

éste interruptor puede regular la presión a la cual operara mediante un tornillo

de ajuste.

En el interruptor de tipo diafragma, básicamente el accionamiento de este es

muy similar al de tipo fuelle, solo que en vez de un fuelle utiliza un diafragma o

pistón, el cual se eleva o disminuye según los cambios de presión. Figura 2.11.

Figura 2.11 Presostato o interruptor tipo diafragma.

El interruptor de tubo de bourdon, este dispositivo de presión es un tubo en

forma semicircular que cuando se aumenta la presión la fuerza que ejerce

sobre el tiende a enderezarlo generando el movimiento de una varilla unida

para abrir o cerrar los contactos (dependiendo de su posición original) a través

de un interruptor de mercurio. Figura 2.12.

Figura 2.12 Interruptor tipo Tubo de bourdon, C: común, NC: contacto normalmente cerrado, NA:

contacto normalmente abierto

CAPITULO 3 ELABORACIÓN DEL CIRCUITO DE CONTROL


59

3. ELABORACIÓN DEL CIRCUITO DE CONTROL

Para el diseño y la instalación de circuitos de control en motores de corriente

alterna se elaboran diagramas de control, para que no existan confusiones.

Dentro de los diagramas se utilizan símbolos previamente definidos para

mostrar los componentes del circuito de control. Tanto el diagrama elaborado

como los mismos símbolos no necesariamente deben tener la forma en la que

se realizara la instalación, e incluso los elementos poseen diferente apariencia

física.

La elaboración del circuito de control es de suma importancia en estos tiempos,

tanto en la industria como en cualquier lugar que se utilicen aparatos eléctricos,

pues siempre existe la necesidad de dar mantenimiento a equipos para que

trabajen adecuadamente, en la actualidad no solo se utilizan los conceptos

clásicos del control electromagnético si no también se adecuan a los de la

electrónica.

Dentro de los circuitos de control es importante conocer el significado de las

abreviaturas que se utilizan para los dispositivos o funciones dentro del circuito.

En la tabla (3.1) se muestra las diferentes abreviaturas designadas para los

elementos utilizados en los diagramas de control de motores. Así como

instrumentos de medición.

3.1 Simbología

La simbología es básicamente el lenguaje con el cual se escribe y puede leerse

un circuito de control, para tales fines se utilizan símbolos estandarizados la

Tabla de símbolos se muestra en el anexo 6 y 7. Sin importar como se haya

realizado el circuito de control cualquier persona especializada o con

conocimiento en el medio pueda comprender con claridad lo expresado en el

mismo diagrama.

Los símbolos sirven para mostrar y definir los componentes y las funciones del

circuito, así como para representar elementos básicos entre ellos contactos del

relevador, interruptores, bobinas, el mismo motor, botones, etc.; cabe señalar



60

que las unidades o dispositivos mostrados en los símbolos no necesariamente

tienen la misma forma física.

3.2 Tipos de diagramas de control

Los diagramas de control son importantes para facilitar el diseño o instalación,

así como para facilitar las labores de reparación y/o mantenimiento; se pueden

considerar dos clases de diagramas de control como pueden ser los diagramas

de alambrado y los diagramas de línea o escalera.

Tabla 3.1 Abreviaturas comunes para designar dispositivos o funciones en el control de

motores.

DISPOSITIVO Ó FUNCION ABREVIATURA

Amperímetro AM, A

Voltímetro VM, V

Resistencia R, RES

Relevador de control(Instantáneo) CR

Hacia adelante F,FWD

Instantáneo INST

Interruptor de limite LS

Contactor principal(de línea) M

Normalmente cerrado NC

Normalmente abierto NO

Sobrecorriente OC

Sobrecarga OL

Interruptor de botón de presión PB

Reversa R, REV

Relevador de retraso de tiempo TD, TDR,TR

Cierre de retraso de tiempo TC, TDC

Apertura de retraso de tiempo TD,TDO



61

DISPOSITIVO Ó FUNCION ABREVIATURA

Transformador T

Terminal de línea L1, L2, L3

Terminal de Motor T1,T2,T3

Terminal de trasformador(alta) H1, H2

Terminal de trasformador(baja) X1, X2

3.2.1 Diagrama de alambrado

Tanto para la revisión como para la instalación de equipo son de gran utilidad

los diagramas de alambrado, pues en estos se muestras los diferentes tipos de

dispositivos utilizados en el sistema y la relación física real entre ellos en la cual

se encuentran localizados. Este tipo de diagramas es muy útil en la instalación

o remplazo de equipo, debido a que muestran con exactitud en donde se

conectan las líneas de alimentación, así como la localización real de los

dispositivos y el mismo motor. Una desventaja de los diagramas de alambrado

si se le puede llamar así, es la dificultad que conlleva seguir la secuencia

eléctrica.

Contacto auxiliar Contacto de línea Contacto de línea Contacto de línea

Paro Arranque

L3

M

Motor

Bobina

Relevadores

de sobrecarga

Relevadores

de sobrecarga

L1 L2

Figura 3.1 Ejemplo de un diagrama de alambrado para motor trifásico.



62

El diagrama de alambrado también se puede decir que es la representación

precisa de un circuito de control con la localización real de sus diferentes

componentes y la distribución de las líneas tal como se encuentran dentro de la

instalación. La Figura 3.1, muestra el ejemplo de la conexión de un diagrama

de alambrado para un motor trifásico.

3.2.2 Diagrama de línea o escalera

Este diagrama es más simple a comparación del diagrama de alambrado,

puesto que el conjunto de símbolos se interconecta entre dos líneas (línea,

neutro) para indicar el flujo de la corriente a través de los dispositivos.

El diagrama de línea nos permite una comprensión más sencilla y rápida,

debido a que muestra básicamente la fuente de alimentación y como fluye la

corriente a través de los diferentes componentes y dispositivos dentro del

circuito. El diagrama de línea no muestra las localizaciones reales de los

componentes. Figura 3.2.

Los circuitos de control se presentan de manera más directa (entre las líneas

verticales L1, L2), la localización de los componentes se representa de forma

que de una secuencia de operación a los dispositivos y así comprender la

forma en la que se encuentra operando el circuito. Los diagramas de línea son

más eficientes cuando se requiere diseñar, modificar o expandir el circuito.

Se puede decir que el diagrama de línea es sencillo de leer. Los componentes

se escriben de izquierda a derecha entre las líneas; describiendo paso a paso

el funcionamiento del sistema si algún contacto se encuentra en una posición

errónea el equipo se encontrara desenergizado, en cambio, cuando los

contactos están cerrados hacen que pase la corriente de una línea a otra así

logrando energizar el equipo. En estos dispositivos los componentes se

muestran en su posición original (desactivados).

Aparte de estos dos diagramas de control se puede considerar también los

denominados diagrama de bloques Figura 3.3 y el diagrama unifilar Figura 3.4,

son importantes pero en el sentido de una descripción precisa del



63

funcionamiento, así como para la realización de la instalación o mantenimiento

de la misma.

ᵩ N

Paro arranqueM OL

M

MR

MV

1

2

3

4

2,3,4

Figura 3.2 Ejemplo de diagrama de línea de control con lámparas piloto.

El diagrama de bloques es descrito por una serie de bloques, en los cuales se

describe brevemente la función que realizan dentro del sistema, estos bloques

se encuentran entrelazados por flechas las cuales indican la dirección de la

corriente. En tanto en el diagrama unifilar representa el conjunto del sistema

eléctrico de una manera más gráfica, el camino que recorre la energía eléctrica

desde su alimentación hasta su destino en este caso el motor.

Figura 3.3 Diagrama de bloques para control

de motor.

fusible

contacto

Ol

M

Figura 3.4 Diagrama unifilar de motor.



64

3.3 Control de dos alambres

El control a dos alambres o a dos hilos, se llama básicamente así porque se

conectan dos alambres a un dispositivo de control el cual puede ser: un

interruptor de temperatura, de flotador, de límite, de presión o algún dispositivo

de control mantenido. Estos conectados a la bobina del arrancador magnético.

El funcionamiento básico de este control es cuando se cierra el interruptor se

energiza la bobina, la cual cerrara los contactos de las líneas para así energizar

el motor cuando los contactos del dispositivos de control se abren la bobina del

motor se queda energizada pero se para el motor. Figura 3.5.

El control de dos alambres se le conoce también como “liberación por falta de

voltaje”, esto se debe a que cuando ocurre una falla en el voltaje, el arrancador

se desconecta y cuando se restablece la energía inmediatamente se vuelve a

conectar el arrancador.

Una ventaja de este tipo de control es que el operario no tendrá que arrancar

nuevamente la operación de la maquina; pero por el contrario los materiales de

producción se pueden dañar por el repentino arranque cuando se restablece la

energía, en tanto para los motores trifásicos grandes o de 240V en adelante se

requiere de más contactos de los que se ocupan generalmente en el control de

dos alambres.

OLM

M

Motor trifásico

OL

OL

M

M

M

1

2

3

Dispositivo de control

Figura 3.5 Diagrama elemental de arrancador control a 2 alambres.



65

3.4 Control de tres alambres

Este tipo de control es llamado así dado que el contactor está conectado a tres

alambres. En este control se utilizan dispositivos piloto; como pueden ser las

estaciones de botones, ya sean de contacto momentáneo o de contacto

permanente. También se suelen utilizar interruptores dentro del circuito de

control, como pueden ser de límite de presión, etc.; esto con el fin de

complementar los dispositivos de mando (arranque-paro).

El control de tres alambres es conocido como “protección contra falta de

voltaje”, esto nos dice que en caso de una falta de voltaje el arrancador se

desconectara pero a diferencia del control de dos alambres, este no se pondrá

en funcionamiento en el momento que se recupere la energía. La característica

principal de este tipo de control es que utiliza un contacto auxiliar en el

contactor para mantener el circuito cerrado.

La Figura 3.6 muestra el diagrama básico de control que se describe de la

siguiente manera: se oprime el botón de “arranque”, esto hará que se energice

la bobina “M”, la cual cerrara el contacto “M” haciendo funcionar el motor o

equipo que se esté poniendo en operación; cuando se oprime el botón de

“paro” se abrirá el circuito y la bobina pierde energía generando así la apertura

del contacto “M” y se detendrá el equipo. Mientras que la Figura 3.7 muestra el

diagrama de arranque de un motor por medio del control de tres alambres.

ᵩ NOls

MParo Arranque

M

1

2 3

3

2

1

Arranque

Paro

Figura 3.6 Circuito básico de control 3 alambres y estación de botones.



66

OLMParo Arranque

M

M

OL

OL

M

M

M

1

2

3

Figura 3.7 Diagrama elemental de arrancado a 3 alambres para motor trifásico.

3.4.1 Estación de botones múltiples

En el control de tres alambres es muy usual ver estaciones de botones

múltiples utilizadas para control. En estas el motor se puede arrancar o detener

desde diferentes estaciones de botones, generalmente esto es utilizado cuando

en una planta o industria se decide tener estaciones de botones remotas.

La manera correcta de realizar el diagrama de control de una estación de

botones múltiples, se realiza de manera que los botones que están encargados

del paro del motor se colocan en serie en la línea de energía y los encargados

del arranque en paralelo. Figura 3.8.

Paro1 Paro2 Paro3 Arranque2

Arranque1

Arranque3

M

ᵩ NOls

Figura 3.8 Control 3 alambres con estación de botones múltiples.

3.5 Control separado

Este tipo de control utiliza una fuente externa para el circuito de control, como

puede ser un trasformador aislador o un voltaje independiente (circuito de

control está separado de la energía que alimenta el motor). Figura 3.9a. Este



67

control también se puede lograr conectando el circuito de la bobina a una

fuente separada de tensión. Figura 3.9b.

Paro Arranque

M

M OL

Sec. 120v

Priam.480v

L1

L2

L3

M

CONTACTOS M OLS

a) b)

Paro Arranque

M

M OL

Conectados a la fuente externa

L1

L2

L3

M

CONTACTOS M OLS

Fusible

Figura 3.9 a) Control separado con transformador aislador, b) Control separado con fuente externa.

3.6 Control de secuencia

El control de secuencia se utiliza cuando se requiere que dos equipos estén

operando simultáneamente, generalmente cuando el equipo principal requiere

de algún equipo auxiliar por ejemplo un sistema de lubricación o una bomba

hidráulica, para lograr esta función se interconectan las estaciones de botones

(arranque-paro).

La estación del segundo equipo se interconecta a los contactos del primer

equipo, así el segundo equipo no podrá ser energizado mientras no se

encuentre operando el equipo principal. Figura 3.10.

Paro arranqueM1

M

M2

S.C.

Paro Arranque

M2

S.C

ᵩ N

Figura 3.10 Diagrama de arrancador tipo estándar para control de secuencia.

Por otro lado, el llamado control automático de secuencia Figura 3.1, tienen la

misma función, solo que en este el segundo equipo se accionara de una



68

manera automática cuando entre en operación el equipo principal. Esto se

logra utilizando una sola estación de control (arranque-paro), el cual se conecta

haciendo la bobina y esta cerrara los contactos para que se coloque en

operación el primer equipo y este permitirá que el siguiente equipo se ponga en

operación. Se suelen colocar diferentes interruptores en el circuito de control

para llevar a cabo un proceso mejor controlado.

Paro arranqueMotor de la bomba de

aceite lubricante

M1

M1

Motor principal

M2

S.C.

S.C

TR

Interruptor de presion

TRMotor de alimentacion

S.C

ᵩ N

Figura 3.11 Diagrama de control secuencial (utilizando dispositivos piloto).

3.7 Control reversible

Una característica de los motores trifásicos es que al invertir dos puntas

cualesquiera de la línea de alimentación se logra invertir su sentido de giro. Los

arrancadores reversibles se utilizan para esta función dado, que dispositivos

que intercambian las líneas. Claro que no trabajan solos se debe instalar dos

contactores uno para accionar hacia adelante y otro para atrás o reversa.

En diversas aplicaciones en la industria es necesario que los motores eléctricos

puedan realizar la función de invertir su giro. Pero se debe tener cuidado en

este tipo de control ya que debe evitarse que se puedan accionar al mismo

tiempo ambos contactores, para ello se emplean tres métodos de interconexión

los cuales son:

Mecánica.

Por botones.

Por contactos auxiliares.



69

3.7.1 Interconexión mecánica

La interconexión mecánica es llamada así por el hecho de que utiliza un

dispositivo mecánico para evitar que se puedan accionar los dos contactares al

mismo tiempo. En la Figura 3.12 se observa el diagrama de este método y

como se encuentra colocado el dispositivo mecánico para evitar que se cierren

los contactos del contactor desactivado.

Bobina A

Bobina R

Paro Adelante

A

Atrás

R

ᵩ NOls

Figura 3.12 Diagrama del método de interconexión mecánica.

3.7.2 Interconexión por botones

Este método tiene básicamente la misma función que el anterior que es impedir

que se puedan accionar simultáneamente las bobinas del arrancador. Para

esos se utilizan botones uno para arranque y otro para reversa que

interconectan entre ellos. En el diagrama podemos observar que al presionar el

botón de giro hacia adelante se energizara la bobina “A”, la cual cierra el

contacto “A” y así mantiene girando el motor por el contrario cuando se

presiona el botón de reversa se energiza la bobina “R” que cerrara el contacto

“R” para hacer que el motor gire en el sentido contrario.

Este método es de gran utilidad pese a que no es necesario presionar el botón

de paro y después invertir el giro, con solo presionar el botón del sentido

contrario al giro que tenga el motor, se abrirá el circuito y se desenergizará la

bobina que se encontraba en funcionamiento al mismo tiempo se pondrá en

operación la bobina que se encontraba desenergizada de esta forma se logra

invertir el sentido de rotación en el motor. Véase la Figura 3.13. Se suelen

utilizar relevadores de tiempo como sistema de protección para lograr que se



70

detenga el motor o pierda velocidad y con esto evitar que cambie de sentido

muy bruscamente.

La inversión de rotación es ampliamente utilizada en la industria más no es

muy recomendada cuando se utiliza en largas jornadas donde se invierta el giro

constantemente, púes las inversiones repetidas pueden sobrecalentar los

relevadores de sobrecarga.

Bobina A

Bobina R

N

Paro

Adelante Reversa

ᵩ

A R

Ols

Figura 3.13 Diagrama del método de interconexión de botones.

3.7.3 Interconexión por medio de contactos auxiliares

Este método utiliza contactos auxiliares normalmente cerrados (NC) colocados

en los contactos de marca ya sea hacia adelante y reversa, cuando se acciona

un botón cualquiera energizara su bobina esta abrirá el contacto de botón

contrario para evitar así que se puedan poner en marcha los dos

simultáneamente.

La Figura 3.14 muestra el método de interconexión por contactos auxiliares y

se puede describir de la siguiente manera: al oprimir el botón “adelante” se

energizara la bobina “A” encargada de cerrar el contacto NO “A”y abrir el

contacto “A” normalmente cerrado. De esta manera, evita que se pueda

energizar la bobina “R”, para poner el motor en reversa se necesita presionar el

botón de paro para detener el motor, y se presionara el botón “reversa” de esta

forma se logra energizar la bobina “R” que se encargara de cerrar o abrir los

contactos “R” dependiendo de la posición inicial en la que se encuentren

normalmente (NC o NO).



71

N

Bobina A

Bobina RA

RParo Adelante

Reversa

R

A

ᵩOls

Figura 3.14 Diagrama de método de interconexión de contactos auxiliares.

3.8 Tipos de arranque de motores trifásicos

Como sabemos los motores suelen consumir corrientes muy elevadas en el

momento del arranque y estos aparte de ser perjudicial para el motor, también

puede provocar fluctuaciones dentro de la red de suministro eléctrico lo que

puede llegar a afectar otros equipos. Debido a este tipo de problemas se

consideran diversos tipos de arranque de los motores eléctricos trifásicos.

Diversos factores se consideran para seleccionar el tipo de arranque que se

utilizara, estos factores son:

1. Requisitos de torque y arranque de la carga.

2. Las características de arranque del motor.

3. La fuente de energía y el efecto de la corriente de arranque del motor

sobre el voltaje de línea.

4. El efecto de torque de arranque del motor en la carga impulsada.

5. Función que realizara el motor.

3.8.1 Arranque directo

El arranque directo o arranque a pleno voltaje, es el arranque más simple de

estos métodos pese a que se conecta el motor directamente a la línea de

alimentación, se utiliza simplemente un interruptor de cuchillas y se colocan



72

fusibles como el sistema de protección.

Generalmente en estos sistemas se utilizan arrancadores para realizar la

función de protección contra sobrecarga los arrancadores pueden ser de tipo

manual o magnéticos dependiendo del tamaño del motor.

La mayoría de los motores que se construyen en la actualidad son capaces de

soportar la sobrecorriente que se produce durante el arranque. Pero la

protección también nos protege el circuito de control, pese a que hay diferentes

dispositivos y algunos de ellos puede que no sean capaces de soportar la

sobrecorriente.

Es importante antes de realizar la instalación de este tipo de arranque una

verificación de los conductores y verificar la capacidad del sistema de

distribución para determinar si es posible realizar este tipo de arranque o

preferentemente optar por un arranque a tensión reducida.

M

MOTOR

M

M

M

L1

L2

L3Ols

Fusibles

Paro Arranque

M

Bobina M

Ols

Figura 3.15 Diagrama de arranque directo.

El diagrama de la Figura 3.15 muestra el método de arranque directo, donde al

presionar el botón de arranque se energizara la bobina (M), la cual se

encargara de cerrar los contactos (M) para energizar el motor, como podemos

observar este tipo de arranque se utiliza generalmente para motores pequeños

de bajas capacidades.



73

3.8.2 Arranque por resistencia primaria

El método de arranque de resistencia primaria es de los más utilizados, a

causa de su simplicidad, este método es de tipo a voltaje reducido. Consiste en

la conexión de resistencias en serie con las líneas de alimentación hacia el

motor. La corriente de entrada deberá pasar a través de las resistencias lo que

creara una caída de voltaje. Cabe mencionar que al reducir la carga de

arranque del motor este arrancara con una velocidad reducida.

El método de arranque por resistencia primaria es controlado por dos grupos

de contactos; uno utilizado para la alimentación del motor a través de las

resistencias y otro para sacar a las resistencias del sistema y de esta forma

suministrar el voltaje pleno al motor y para acelerar el motor a su velocidad

plena.

En este tipo de arranque se utiliza un temporizador (controladores de tiempo o

relevadores de control de tiempo), encargado de sacar del sistema a las

resistencias mediante la activación de los contactos de una manera automática.

M

MOTOR

L1

L2

L3Ols

Fusibles

Paro Arranque

M

Bobina MOls

S

S

S

M

M

M

S

TrBobina S

Figura 3.16 Diagrama de arranque por resistencia primaria.



74

El diagrama de la Figura 3.16 muestra el arranque por resistencia primaria, en

donde operara al presionar el botón de arranque de esta forma se energizará la

bobina (M), encargada de cerrar los contactos (M) para arrancar el motor, a

tensión reducida puesto que pasara a través de las resistencias que están

conectadas en serie con cada fase, un temporizador el cual después de un

tiempo definido conmutara, energizando la bobina (S) para sacar a las

resistencias del circuito y de esta manera alimentar al motor a plena carga.

Para detener el motor se deberá presionar el botón de paro y de esta manera

se abrirá el circuito deteniendo el motor.

3.8.3 Arranque por autotransformador

Este tipo de arranque es poco usual, se utiliza para motores muy grandes de

potencias muy elevadas. Se alimenta a voltaje reducido mediante el uso de dos

autotransformadores, tomando así menos corriente y su torque será menor. En

este el arranque se da en tres tiempos:

I. Se acopla el autotransformador en estrella, a continuación el motor se

acopla a la red de alimentación a través de los devanados del

autotransformador, en este momento se lleva acabo el arranque del

motor a un voltaje reducido en función de la relación de trasformación.

II. La estrella se abre antes de que el motor pase a pleno voltaje, ahora

una parte del devanado se conecta a la red para crear una inductancia

en serie con el motor. (todo esto se realiza cuando se alcanza la

velocidad de equilibrio).

III. Las inductancias en serie con el motor se cortocircuitan y el

autotransformador queda fuera del circuito dejando al motor trabajando

a voltaje pleno.

Este arranque se lleva a cabo sin interrupciones de corriente al motor lo que

evita que se produzca algún fenómeno transitorio. Pero se deben tomar ciertas

precauciones ya que pueden aparecer fenómenos durante el acoplamiento a

pleno voltaje.

Como se mencionó anteriormente este método de arranque es utilizado para



75

motores grandes con ponencias superiores a 150 KW; aunque el precio de un

autotransformador es muy elevado.

M

MOTOR

L1L2L3

Ols

Paro Arranque

TR

Bobina TR

Ols

TR TR TR

S SS M M M

TRM

S

Bobina S

Bobina M

S

S

S

Figura 3.17 Diagrama de arranque con autotransformador (a voltaje reducido).

El diagrama de la Figura 3.17 muestra el método de arranque por

autotransformador en donde se observa cómo se encuentra arrancado un

motor por medio de un autotransformador. Cuando oprime el botón de arranque

se energizará la bobina “TR”, los contactos “TR” conmutaran energizando el

autotransformador y al mismo tiempo se energizaran temporizadores, el

primero de ellos normalmente cerrado y el otro normalmente abierto, cada uno

de estos puede activar su respectiva bobina, es de gran importancia notar la

utilización de un dispositivo de interconexión para evitar una sobreposición que

pueda ocasionar una falla.

La bobina “S” del temporizador normalmente cerrado conmutara los contactos



76

“S” que energizaran el motor a través del autotransformador y así conseguir un

arranque a voltaje reducido, después de un tiempo determinado el segundo

temporizador conmutara y el primero saldrá de operación logrando de esta

manera activar la bobina “M” y desactivar la bobina “S”, de esta forma,

cortocircuitara el autotransformador y cerrar los contactos “M” de las líneas

para alimentar el motor a voltaje pleno.

3.8.4 Arranque a rotor bobinado

Este tipo de arranque se aplica a los motores de rotor bobinado con anillos

rozantes. En este se utilizan resistencias conectadas en serie con las bobinas

del rotor en forma que al elevarse la impedancia, se disminuye la corriente

absorbida en el arranque y a medida que se va adquiriendo velocidad las

resistencias se van disminuyendo hasta quedar totalmente fuera del circuito.

Este tipo de arranque mejora en gran medida el factor de potencia e incluso es

posible la velocidad de arranque ±25% si el motor esta en carga. La velocidad

se regula mediante la variación del deslizamiento; esto quiere decir, que si se

aplica un voltaje menor a los bobinados del rotor, aumentara su deslizamiento y

disminuirá la velocidad del rotor.

En la Figura 3.18 muestra el método de arranque a rotor bobinado, este

método es específicamente para los motores que cuentan con este tipo de

rotor. Cuando se oprime el botón de arranque se energizara la bobina “M”

cerrando así los contactos “M” en el circuito y arrancando el motor. La tensión

pasara a través de las resistencias conectadas en serie a las bobinas del rotor,

de esta forma, se disminuye la corriente absorbida durante el arranque,

después de un tiempo determinado conmutara el temporizador “M” cerrando

activando la bobina “TR” para que cerrar los contactos “TR” cortocircuitando el

primer grupo de resistencias de esta forma se aumentara la velocidad en el

motor, esta bobina a su vez activara un nuevo temporizador el cual activara

nuevamente otra bobina para cortocircuitar el siguiente grupo de resistencias

con los contactos en este caso “TR2” y se llevara a cabo el mismo proceso

para cortocircuitar el grupo de resistencias con los contactos “TR3” de esta



77

manera aumentando la velocidad del motor y poniéndolo en operación a

tensión plena.

M

Ols

M MM

L1 L2 L3

TRTR TR

TR2 TR2 TR2

TR3TR3TR3

Paro ArranqueBobina M

M

Bobina TR

Bobina TR2

Bobina TR3TR2

TR

M

TR

TR2

M

M

Ols

Figura 3.18 Diagrama de arranque a rotor bobinado.

3.8.5 Arranque por conexión estrella-delta

Este método se utiliza cuando se requiere reducir la corriente de arranque y la

torsión en el motor. Este tipo de arranque consiste en arrancar el motor con

conexión estrella a un voltaje inferior a la que soporta el motor.



78

Cuando se conecta el devanado del estator de un motor en delta, el voltaje de

cada fase será el mismo que el valor de la línea de alimentación, al realizar una

conexión por algún medio externo en estrella el voltaje de cada fase se reducirá

hasta el valor del voltaje de línea entre la raíz de tres (VL/ √3), esto es igual al

58 % del voltaje de la línea. Debido a que se disminuye el voltaje, el par de

arranque también se reducirá ya que son proporcionales. El principio del

arranque en estrella-delta consiste en acoplar los devanados del motor en

estrella a la red de tensión esto es lo que genera que el voltaje disminuya.

Al arrancar el motor con un par menor la velocidad de este mismo será menor.

Esta se estabilizara cuando el par del motor y el par resistente se estabilicen

(alrededor del 80% de la velocidad nominal) en este momento los devanados

se acoplan en delta y el motor trabaja naturalmente. Se utiliza un temporizador

para controlar la transición del acoplamiento de estrella a delta. La corriente

que recorre los devanados se interrumpe con la apertura del contactor de

estrella y se restablece con el cierre del contactor de triángulo.

Es importante considerar que el arranque estrella–delta es apropiado para las

maquinas que tienen un par resistente débil o que pueden arrancar en vacío.

También hay que considerar que solo se puede utilizar en motores en los que

las dos extremidades de cada uno de sus tres devanados estatóricos vuelven a

la placa de bornes.

En la Figura 3.19 se muestra el método de arranque estrella-delta o estrella-

triangulo, en este método al presionar el botón de arranque, el motor operara

con el devanado de estrella. debido a la activación de la bobina “TR”, los

contactos de este mismo conmutaran alimentando la bobina “S”, que a su vez

cerrara los contactos “S” y energizaran la bobina “M” para cerrar sus contactos

asignados “M” todo esto es prácticamente instantáneo puesto que el interruptor

de tardo de tiempo se encuentra normalmente cerrado, después de un tiempo

determinado este interruptor se abrirá desenergizando la bobina “S” y al mismo

tiempo se energizara la bobina “R”, la cual está encargada de cerrar los

contactos “S” en el circuito, de esta forma, el motor estará trabajando en delta o

triangulo a voltaje pleno.



79

Ols

MS

R

Paro Arranque

TR

TR

OLSBobina TR

Bobina S

Bobina M

Bobina RM S

S

TR

Figura 3.19 Diagrama de arranque estrella-delta.

3.8.6 Arranque suave

Este tipo de arranque como se mencionó anteriormente, funciona mediante

dispositivos electrónicos los cuales permiten un aumento continuo y lineal del

par y ofrece la posibilidad de una reducción selectiva de la corriente de

arranque. En éste también se puede controlar el paro de un motor de una

manera suave, esto se logra mediante la reducción de la tensión.

Los arrancadores suaves utilizan tiristores que se conectan en antiparalelo (en

electrónica de potencia es cuando se conecta dos tiristores en paralelo pero

con sus polaridades invertidas) a cada una de las fases, Figura 3.20 uno



80

encargado de la onda positiva y otro de la onda negativa; es importante saber

que los tiristores solo se encuentran activos durante la etapa de aceleración y

desaceleración del motor.

Figura 3.20 Conexión de tiristores en antiparalelo.

Podemos encontrar dos variantes de arrancadores suaves, uno que solo

controla dos fases del motor mediante los tiristores y en el otro se controla cada

una de las fases.

El control mediante dos fases Figura 3.21, es utilizado para motores pequeños

y medianos (menores a 250kw), con ellos se pude ajustar el tiempo de

arranque y el tiempo de paro así como la tensión de arranque; para sacar de

operación a los tiristores se utilizan contactos internos para realizar la función

de bypass y sacar de operación al arrancador cuando el motor este trabajando

a su tensión y par adecuados.

M

Fusibles

Tiristores

Tiristores

Figura 3.21 Diagrama de control suave mediante dos fases.

El segundo por medio del control de las tres fases de alimentación, figura 3.22,

es utilizado para poner de 7,5kW en adelante, se encarga de limitar la corriente

así como de las protecciones del motor.



81

Una de las partes más importantes de los arrancadores suaves es su

capacidad de regular sus diferentes parámetros como son el tiempo y el voltaje

de arranque, estos se regulan por medio de potenciómetros con los cuales se

ajustan a los valores deseados.

M

Fusibles

Tiristores

Tiristores

Tiristores

Contactos

contactos

Figura 3.22 Diagrama de control suave mediante tres fases.

Dentro de la gama de los arrancadores suaves algunos de ellos permiten dos

diferentes tipos de conexión, circuito estándar y circuito delta “In-delta”.

En el circuito estándar la conexión es muy sencilla puesto que los tiristores se

conectan en serie con cada una de las líneas de alimentación del motor. En

cuanto al circuito “In-delta” solo es posible en arrancadores suaves con control

de tres fases, en este los tiristores se encontraran conectados dentro de la

delta del motor (en serie con las bobinas individuales del motor). Figura 3.23.

Esto conlleva una gran ventaja puesto que el diseño del arrancador en esta

configuración puede ser de un factor de 1/√3 aproximadamente 58 % de la

corriente nominal del motor.

Figura 3.23 Circuito “In-delta” o circuito en triángulo



82

3.8.7 Arranque por convertidor de frecuencia

Dentro de los diversos sistemas de arranque el método por convertidor de

frecuencia es el más efectivo siempre que se requiera controlar y ajustar la

velocidad de un motor. Aunque el método fue implementado principalmente

para el control de la velocidad, es utilizado para diferentes objetivos como

pueden ser:

Arranque con cargas de gran inercia.

Optimizar el consumo eléctrico.

Arrancar con grandes cargas en redes de baja capacidad de

cortocircuito.

El arranque por convertidor es de las técnicas nuevas de control de motores, se

le puede considerar otro tipo de arranque suave, pero su aplicación solo tiene

sentido si se requiere variar la velocidad durante la operación del motor.

En los convertidores de frecuencia es donde se lleva a cabo la transformación

de las características de la energía de entrada al convertidor de energía

suministrada por la red de distribución, pasan de tensión alterna continua o de

una tensión alterna a otra alterna de diferente valor eficaz.

El esquema del diagrama de arranque por convertidor de frecuencia, se

muestra a grandes rasgos en la Figura 3.24, se encuentra conformado por un

rectificador en las líneas de alimentación seguido de una etapa de corriente

directa a la cual se le conoce como “D.C. link” y después un inversor para

pasar de corriente directa a corriente alterna para alimentar el motor.

Figura 3.24 Control con rectificador de frecuencia para un motor.



83

3.9 Comparación entre métodos de arranque de un motor

eléctrico

Durante el desarrollo del capítulo se han mostrado los diferentes tipos de

arranque de un motor de inducción trifásica, entre los que destacan los

métodos de arranque “suave”.

En la Tabla 3.2 se muestran las principales características de los distintos

métodos de arranque así como algunas de sus aplicaciones y su

comportamiento.

Tabla 3.2 Características de los distintos métodos de arranque.

COMPARACIÓN DE LOS DIFERENTES MÉTODOS DE ARRANQUE

ARRANQUE DIRECTO RESISTENCIA

PRIMARIA AUTOTRANSFORMADOR

ROTOR

DEVANADO ESTRELLA- DELTA

SUAVE "SOFT

STARTER"

CONVERTIDOR

DE

FRECUENCIA

DIAGRAMA

SIMPLIFICADO

M

Motor 3~

M

Motor 3~

M

Motor 3~

M

Motor 3~

M

M

Motor 3~

Δ

Y

CORRIENTE DE

ARRANQUE 5 a 10 In Aprox. 4.5 In 1.5 a 4 In Aprox. 2 In 2 a 3 In 4 a 5 In In

PAR DE ARRANQUE Aprox. 2.5

Mn 0.75 a 1 Mn 0.5 a 0.85 Mn Aprox. 2 Mn 0.2 a0.5 Mn Aprox. 0.5 Mn 1.5 a 2 Mn

CAÍDA DE TENSIÓN Alta Baja

Baja ( pero debe

tenerse cuidado al pasar

a directo)

Baja Media al arranque y

alta en el cambio Baja Baja

CARACTERÍSTICAS

Alta

aceleración

con un alto

consumo

de

arranque.

Arranque a

tensión

reducida.

La caída de

tensión es

proporcional

a la corriente

absorbida

por el motor.

Arranque a tensión

reducida.

La corriente y el par de

arranque varían en la

misma proporción.

Solo para

motor de rotor

devanado.

Necesario un

circuito

rotórico.

Puede

funcionar

como

regulador de

velocidad.

Arranque con

reducción de par y

corriente.

Valor pico de par y

corriente al realizar

cambio.

Arranque

ajustable.

Posibilidad de

rapa de parada

Alto par con

baja corriente.

Características

de arranque

ajustable

APLICACIONES Cualquiera

Apropiado

para

maquinas

cuyo par

resistente

crece con la

velocidad.

Bombas y ventiladores Cualquiera Sin carga

Bombas,

ventiladores,

bandas

trasportadoras

etc.

Cualquiera

ÚTIL PARA

GRANDES CARGAS

DE INERCIA

Si No No Si No No Si

VALOR COMERCIAL Bajo Medio Medio Medio Bajo Alto Muy alto



86

EJERCICIOS PRÁCTICOS

Para concluir se incluyen ciertos ejercicios prácticos con la finalidad de demostrar

la elaboración de sus diagramas correspondientes.

1. Utilizando la tabla de simbología en anexos dibújese el diagrama de control

para un motor trifásico tipo jaula de ardilla, el cual se encuentra acoplado a

una bomba para subministrara agua a un tanque elevado, utilice

dispositivos de protección así como los elementos necesarios para detener

o arrancar el motor en base al volumen del agua en el tanque.

2. Elaborar el diagrama de control para un motor de inducción trifásico, se

requiere que el motor pueda invertir su sentido de giro, éste motor también

puede ponerse en operación desde una segunda estación de control

(remota).

3. Elaborar el diagrama de control para un elevador de carga el cual utilizara

dos motores uno para el acenso y otro para el descenso. Utilice la

protección adecuada para evitar que pueda chocar la plataforma tanto en la

parte superior como en la parte inferior.

4. Elabora el diagrama de control para dos motores que trabajan en el mismo

proceso, el segundo motor se encarga del sistema de lubricación y solo

puede activarse cuando el motor principal se encuentra activado. El

proceso es automático y el primer motor enciende después de 5 segundos

y el sistema de lubricación se activara a los 10 segundos.

5. Diseñar el diagrama de control que permita a 5 motores operara de la

siguiente manera:

I. Al presionar un botón, arrancará al instante el motor M1, 20

segundos después de haber arrancado M1, arrancará M2.

II. Los motores M3, M4 y M5 deberán tener su botón de arranque y paro

de forma independiente al de M1 y M2.

III. No será posible arrancar M3 si M4 está operando y no se podrá



87

operar M4 si M3 está operando.

IV. Si el Ol de M2 se acciona, deberán parar todos los motores al mismo

tiempo.

Ejemplo; Circuito de control de arrancador SIEMENS, utilizado para la puesta en

marcha de motor en patín de descarga número 1 de PEMEX refinación T.A.R.

Xalapa.

ParoArranque

V R

440V/120V

Fusible

NO

NC

NC Bobina

B

Protección termomagnética

1 2 3

Estacionde botores remota

Diagrama de alambrado

Diagrama de secuencia

440V/120V

Bobina

B

ols

B

ArranqueParo

R

V

Estación remota

B

B



88

Respuestas

1. Se utilizan interruptores de tipo flotador para abrir o cerrar el circuito y de

esta manera accionar el motor. Al presionar el botón “arranque” se activara la

bobina “A” cerrando los contactos “A”, de esta manera el motor arrancara a

tensión reducida. Después de un tiempo determinado el temporizador “TR-A”

conmutara activando la bobina “B” y cerrando sus respectivos contactos para

que el motor trabaje a su tensión plena. (Cuando el tanque este lleno el

interruptor flotador NC se abrirá para sacar de operación al motor de una

forma automática. De la misma manera cuando el nivel del agua en el tanque

llegue a su nivel mínimo el interruptor flotador pasara a su posición de abierto

a cerrado para alimentar la bobina y arrancar nuevamente el motor.

arranqueparo

Interruptor flotador

NC

Bobina A

ols

TR- ABobina B B

M

MOTOR

L1L2L3

BB

A A A

B

Nivel maximo

Nivel mínimo

2. En este diagrama se pueden utilizar diferentes métodos de interconexión para

evitar que se accionen contactos al mismo tiempo, dado que el motor operara

tanto en sentido horario como en sentido anti horario es necesario utilizar dos

bobinas de contactos para accionar el motor. el esquema de control puede



89

ser el siguiente:

Utilizando un dispositivo de interconexión mecánica

Arranque D2Paro 2Paro 1

Arranque D1

Bobina D

Bobina I

D

I

Arranque I1

Arranque I2

ᵩ NOls

Utilizando interconexión por contactos

Arranque D2Paro 2Paro 1

Arranque D1

Bobina D

Bobina I

D

I

Arranque I1

Arranque I2

ᵩ NOls

D

I

3. En este diagrama utilizaremos el motor para subir y uno para bajar, para

realizarlo de una forma más casilla utilizaremos dos estaciones de botones

distintas y para evitar que las plataformas puedas chocar tanto arriba como

abajo utilizaremos un interruptor de limite.



90

Bobina de contactos A

Motor 2

Bobina de contactos B

Motor 1

Paro Arriba

Abajo Paro

Interruptor de limite arriba

Interruptor de limite abajo

A

B

B

A

A

B

1

2

4

6

ᵩ N

3

5

2,3,6

3,5,6

4. En este diagrama utilizaremos 2 temporizadores o relevadores de control de

tiempo para accionar los motores, se colocaron luces piloto solo como

indicación cuando su respectivo motor se encuentre activado.

Bobina de contactos AParo Arriba

A

Contacto con retardo de tiempo 5 S

Contacto con retardo de tiempo 10 S

Motor 1

Luz indicadora

Luz indicadora

Motor 2

Ols

ᵩ N

1

2

3

4

5

2,3,5



91

5. El diagrama de control puede ser de la siguiente manera:

Paro Arranque

M1

A

TrA, 20s

AM2

B

Paro Arranque

M3

CC

A B D

Paro Arranque

M4

DD

A B C

Paro Arranque

M5

EE

A B

Ols

Ols

Ols

Ols

Ols

ᵩ N

1

2

5

4

3

6

7

8

9

10

tr2,3,5,7,9

5,7,9

6,7

5,8

10


92

CONCLUSIÓN

El conocimiento de los distintos métodos de control de motores es de vital

importancia en la industria, tanto para temas de instalación como para temas de

mantenimiento y prevención de diferentes anomalías que se puedan presentar.

Dentro de una planta se requiere que el equipo se encuentre en condiciones

óptimas de operación, de no suceder esto pueden producir accidentes y pérdidas

económicas para la empresa.

Tal vez el punto más importante por el cual es necesario el control de motores, es

la cantidad de procesos que se manejan en la industria, en donde se aplican

motores de corriente alterna los cuales pueden realizar diferentes funciones como

mover una banda trasportadora, manejo de grandes cargas de inercia, para el

accionamiento de bombas e incluso en un elevador.

El arranque de motores es el proceso en el cual pueden surgir mayores problemas

en un motor eléctrico, por esta razón es de gran importancia el uso de

arrancadores específicos para las tareas a realizar por el motor, y así protegerlo

de posibles fallas que puedan llegar a generar gastos económicos.


93

REFERENCIAS

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básicas (Primera ed.). España: McGraw-Hill.

Enríquez Harper, G. (1988). El ABC de las máquinas eléctricas: Instalación y

control de motores de corriente alterna III. (Primera ed., Vol. III). D. F.,

México : Limusa.

Enríquez Harper, G. (1999). Fundamentos de control de motores eléctricos en la

industria. México: Limusa.

Fraile Mora, J. (2008). Maquinas Eléctricas (Sexta ed.). México: McGraw-Hill.

Kosow, I. L. (1982). Control de Máquinas Eléctricas. México: Reverte.

Monterrey, V. C. (Enero de 2011). Manual Eléctrico . (Segunda). (S. d.

Conductores Monterrey, Ed.) México, México.

Mott, R. L. (1992). Diseño de elementos de máquinas (Segunda ed.). México:

Prentice Hall.

N. Alerich, W. (1972). Control de motores eléctricos: teoría y aplicaciones (Primera

ed.). México: Diana.

National Electrical Manufacturers Association. (1998). NEMA Standards

Publication MG 1-1998. Recuperado el 8 de Julio de 2013, de

http://www.homewoodsales.com/PDFs/tech-

library/Motors/NEMA/CompleteMG1-1998Rev3.pdf

Ponce Cruz, P., & Sampe López, F. J. (2008). Maquinas Electricas Y Tecnicas

Modernas De Control (Primera ed.). México: Alfaomega.

Schneider Electric. (15 de Abril de 2009). Guía soluciones de automatización y

control industrial. Recuperado el 7 de Agosto de 2013, de Schneider

Electric: http://www.schneiderelectric.es/sites/spain/es/soporte/libreria-

automatizacion-control/descarga/guia-soluciones.page

SquareD. (Octubre de 1991). Fundamentos de control para motor. Mexico: La

Nueva Imagen.

SquareD. (s.f.). Fundamentos de control para motor. Mexico: La Nueva Imagen.

ANEXOS

ANEXO 1

Características técnicas de motores asíncronos trifásicos de rotor jaula de

ardilla.

ANEXO 2

Valores nominales nema de arrancadores nema a plena tensión

VALORES NOMINALES DE ARRANCADORES NEMA A PLENA TENSION

POTENCIA CORRESPONDIENTE A LAS

TENSIONES DE LINEA INDICADAS

NUMERO DE

TAMAÑO

NEMA

8 HORAS VALOR

NOMINAL DE LA

CORRIENTE DEL

CONTACTOR (A)

110V

Trifásico

(HP)

220V

Trifásico (HP)

440/550V

Trifásico

(HP)

0 9 0 1,5 2

0 18 2 3 5

1 27 3 7,5 10

2 45 - 15 25

3 90 - 30 50

4 135 - 50 100

5 270 - 100 200

6 540 - 200 400

7 810 - 300 600

8 1215 - 450 900

9 2250 - 800 1600

ANEXO 3

Clasificación NEMA y características de los SCIMS polifásicos basadas en la construcción del rotor.

LETRA CLASE NEMA

CONTRUCION DEL ROTOR Y

TIPO PAR

CORRIENTE DE

ARRANQUE DESLIZAMIENTO

FACTOR DE

POTENCIA RENDIMIENTO

GAMA DISPONIBLE

DE LOS TAMAÑOS

COMERCIALES

APLICACIONES SEGÚN LAS CARACTERISTICAS

Arranque (% a plena

carga)

Máximo (% a plena carga)

(% a plena carga)

(% a plena carga) (% a plena

carga) (% a plena

carga) (HP)

A

Rotor normal, par y corriente de arranque

normales

105-150 200-250 500-1000 3 · 5 bajo

85-90 elevado

88-92 0-200

Generalmente necesita un arrancador por tensión reducida pero puede arrancarse a

plena tensión cuando la capacidad lo permite. Se emplea para cargas a velocidad constante que necesitan un par de arranque

elevado, tales como herramientas mecánicas, sopladores y ventiladores.

B Rotor universal baja corriente de arranque

105-158 190-250 500-550

baja 3 · 5 bajo

82-87 87-89 Igual que el

anterior

Puede arrancar a plena tensión. Las aplicaciones son análogas a los de clase A

con las características de un factor de potencia y corriente de arranque algo

inferiores.

C Dos jaulas par elevado baja

corriente 200-250 200-230

500-550 baja

3 · 7 82-84 82-84 1-200

Par de arranque elevado. Cargas a velocidad constante tales como bombas,

compresores equipos refrigeradores, trituradores, bandas transportadoras y

cadenas de montaje. Pueden arrancar a plena tensión

D

Jaula única rotor de resistencia elevada, par

elevado, deslizamiento

elevado

250-350 Igual que el

par de arranque

300-800 7 · 15 50-75 50-75 0-150

Par de arranque y aceleración muy elevada pero deslizamiento muy grande de todo tipo. Prensas punzonadoras, cizallas y troqueles de chapa gruesa y otras cargas de inercia elevada tales como montacargas, grúas,

ascensores, pueden arrancar a plena tensión.

F

Dos jaulas par pequeño baja corriente de

arranque

50-80 150-190 350-500 muy baja

2-4 bajo

82-88 87-90 40-200

Cargas de poca inercia y pequeño par de arranque tales como bombas centrifugas,

sopladores y ventiladores. Elevado rendimiento y pequeño deslizamiento puede

arrancar a plena tensión.

ANEXO 4

Capacidad de ajuste de dispositivo de protección contra corto circuito y

falla a tierra para el circuito derivado de motores.

Tipo de motor

Porcentaje de la corriente a plena carga

Fusible sin

retraso de

tiempo

Elemento

dual (fusible

con retraso)

Interruptor

con disparo

instantáneo

Interruptor

de tiempo

inverso

Monofásico todos los tipos sin letra de

código 300 175 700

250

Motores monofásicos y polifásicos jaula de

ardilla con arranque a voltaje pleno o

arranque por reactor o resistor:

Sin letra de código:

Código F a V:

Código B a E:

Código A:

300

300

250

150

175

175

175

150

700

700

700

700

250

250

250

250

Motores jaula de ardilla y síncronos con

arranque por autotransformador menores a

30 amperes Sin letra de código:

Mayores a 30 amperes sin letra de código:

Código F a V:

Código B a E:

Código A:

250

200

250

200

150

175

175

175

175

150

700

700

700

700

700

200

200

200

200

150

Jaula de ardilla con alta reactancia menores

de 30 amperes sin letra de código:

Mayores a 30 amperes sin letra de código:

Rotor devanado sin letra de código:

250

200

150

175

175

150

700

700

250

250

200

150

ANEXO 5

Tabla de tamaño de los controladores (NEMA)

Tamaños de los controladores

(designaciones NEMA)

Tamaño del arrancador

H.P. máximos del motor trifásico

Voltaje del motor

00

0

1

2

3

4

1/3

1-1/2

3

7-1/2

15

25

110

00

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1-1/2

2

5

15

30

50

100

200

300

450

208-220

00

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2

3

7-1/2

25

50

100

200

400

600

900

440-550

ANEXO 6

Simbología DIN

ANEXO 7

Simbología NEMA

ANEXO 8

Conexiones de los circuitos de potencia y control, a través de los

arrancadores 600 V o menos.

1 FASE 2 FASES

4 HILOS 3 FASES

NOMENCLATURA DE LINEAS L1, L2

L1, L3-FASE 1

L2, L4-FASE 2 L1,L2, L3

A TIERRA CUANDO SE USE

L1 SIEMPRE

AISLADA A

TIERRA

- ,L2

RELEVADORES

DE

SOBRECARGA

EN

ARRANCADORES

1 ELEMENTO

2 ELEMENTOS

3 ELEMENTOS

L1

-

-

-

L1, , L4

-

-

-

L1,L2, L3

CIRCUITO DE CONTROL

CONECTADO A: L1, L2 L1, L3 L1, L3

PARA REVERSIBLES LINEAS

INTERCAMBIABLES - L1, L3 L1, L3

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