Arranque.pptx

Sistemas Eléctricos de Equipo
Pesado
Ing. Berly Torres

Metas
la operación
del sistema
• Identificar
correcta
arranque, incluido
de
el
interruptor de llave de
arranque, el relé de arranque,
el solenoide de arranque y los
interruptores de interbloqueo.
• Inspeccionar el sistema de
arranque.
• Diagnosticar con precisión el
sistema de arranque.

Componentes clave:
Un sistema básico de arranque
tiene distintas partes:
•Batería: Suministra energía
para el circuito.
• Interruptor de arranque:
Activa el circuito. Cuando se
activa el interruptor de
arranque, una pequeña cantidad
de corriente fluye desde la
batería al solenoide y de nuevo a
la batería a través del circuito de
conexión a tierra.

Componentes clave:
Solenoide: conecta el mando
del motor de arranque con el
volante. El solenoide
(interruptor de motor) conecta
el piñón con el volante y cierra
el interruptor dentro del
solenoide entre la batería y el
motor de arranque. Esto
completa el circuito y permite
que la corriente alta fluya en el
motor de arranque.

Componentes clave:
Motor de arranque: acciona el
volante para poner en marcha el
motor. El motor de arranque
toma la energía eléctrica de la
batería y la convierte en energía
mecánica giratoria para poner
en marcha el motor.

Efecto giratorio o de par
La operación de un motor de
arranque toma la energía
eléctrica de un suministro de
energía, tal como una batería, y
la convierte en energía
mecánica giratoria. Todos los
motores eléctricos producen
una fuerza de rotación gracias a
la interacción de campos
magnéticos dentro del motor.

Efecto giratorio o de par
Cuando el conductor que lleva
corriente se coloca en el campo
magnético permanente, se ejerce
una fuerza, o par, en el conductor.
Como la dirección de la corriente
fluye hacia dentro en un lado de la
bobina y hacia fuera en el otro, un
lado está forzado a subir y el otro
está forzado a bajar. Esto
proporciona un efecto giratorio o
de par en la bobina.

Campo magnético
• Las piezas polares del conjunto
del armazón polar se pueden
comparar con los extremos de
un imán. El espacio entre los
polos es el campo magnético.

Devanado inductor
• Si se enrolla
alrededor
un cable
de las piezas
polares y se hace pasar
corriente a través de él, la
fuerza del campo magnético
entre las piezas polares
aumenta. A este cable se le
denomina el devanado
inductor debido a que es la
fuente del campo magnético.

Motor básico
• Si permitimos que la corriente
fluya desde la batería a un
circuito de cable, también se
forma un campo magnético
alrededor del cable.
• S¡ el circuito de cable se coloca en
el campo magnético entre las dos
piezas polares y se hace pasar
corriente a través del circuito, se
crea un inducido de motor de
arranque simple. El campo
magnético alrededor del circuito
y el campo entre las piezas
polares se repelen y hacen que el
circuito gire.

Inducido del motor de arranque
Componentes:
• El conmutador y las escobillas
crean contactos deslizantes que
mantienen el flujo de corriente
en la misma dirección a través
de los devanados del inducido.
Esto mantiene el giro del motor
de arranque en la misma
dirección.
• La velocidad del motor puede
variar a través del cambio de la
cantidad de corriente que pasa
por el circuito de cable.
1:Conmutador.
2:Las escobillas.
3:Circuitos de cables.

Componentes:
1. El conmutador tiene muchos segmentos,
que se aíslan entre si. A medida que los
circuitos de cable giran y se alejan de las
zapatas de bobina, los segmentos del
conmutador cambian la conexión eléctrica
entre las escobillas y los circuitos de cable.
Esto invierte el campo magnético alrededor
de los circuitos de cable. El circuito de cable
vuelve a dar vuelta y pasa la otra pieza
polar. La conexión eléctrica en constante
cambio mantiene el giro del motor. Se usan
varios circuitos de cable y un conmutador
con muchos segmentos para aumentar la
potencia y la uniformidad del motor.
1:Conmutador.
2:Las escobillas.

Inducido del motor de arranque:
1:Conmutador.
2:Las escobillas.
2. Las escobillas van en la parte
superior del conmutador y se
deslizan por este para conducir la
corriente de la batería a los
segmentos del conmutador que
están conectados a los circuitos
de cables que giran.

Inducido del motor de arranque:
3. Cada circuito de cables están
conectados a su propio segmento en
el conmutador para proporcionar
flujo de corriente a través de cada
circuito de cable a medida que las
escobillas entran en contacto con
cada segmento..
Al girar el motor, muchos circuitos de
cable contribuyen al movimiento
para producir una fuerza de rotación
constante y uniforme.
1:Conmutador.
2:Las escobillas.

Estructura:
 El inducido esta hecho de trozos delgados de acero laminado unido y esta enrollado
con cable de cobre aislado.
 El núcleo de hierro laminado soporta los circuito de cable de cobre y ayuda a
concentrar el campo magnético creado por las bobinas.
 Los extremos de los devanados del inducido de cobre están soldados al conmutador.

Devanado inductor
Un devanado inductor es
la parte fija de los
componentes internos de
un motor de arranque, y
consta de un cable aislado
enrollado en forma de
circular que crea un campo
magnético potente
alrededor del inducido.

Partes del Motor de Corriente Continua

Configuración del Campo Magnético:
Los campos del motor de arranque se pueden conectar entre sí en
tres configuraciones diferentes para proporcionar la intensidad de
campo necesaria.
Configuraciones :
Devanado en serie
Devanado en paralelo
Compuesto

Los motores de arranque devanados en serie pueden producir una potencia de par
inicial muy alto cuando se activan por primera vez. El par disminuye en la medida que
operan los motores de arranque debido a la fuerza contraelectromotriz, que disminuye
el flujo de corriente simultáneamente, ya que todos los devanados están en serie.
Devanado en serie

Devanado en serie
I inducido=I inductor
1. Puede desarrollar un elevado par-motor de arranque, es decir, justo al arrancar, el
par motor es elevado.
2. Si disminuye la carga del motor, disminuye la intensidad de corriente absorbida y el
motor aumenta su velocidad. Esto puede ser peligroso en vacío.
3. Sus bobinas tienen pocas espiras, pero de gran sección.

Los motores de devanado paralelo proporcionan un flujo de corriente más
alto y un par más grande al dividir el devanado en serie en dos circuitos
paralelos.
Devanado en paralelo ó derivación

I absorbida = I inductor + I inducido
1. En el arranque, el par motor es menor que en el motor serie.
2. Si la Intensidad de corriente absorbida disminuye y el motor está en vacío. La velocidad
de giro nominal apenas varía. Es más estable que el serie.
3. Cuando el par motor aumenta, la velocidad de giro apenas disminuye.
Devanado en paralelo ó derivación

Los motores compuestos tienen tres devanados, 2 en serie y un devanado en paralelo.
Esto produce un buen par inicial para el motor de arranque y se beneficia de ciertos
ajustes de carga debido al devanado paralelo. Este tipo de motor de arranque también
tiene beneficios adicionales de control de velocidad debido al campo paralelo.
Compuesto

Mando del motor de arranque
Objetivos.
• Después de que la energía eléctrica se transmite al motor de
arranque, se necesita cierto tipo de conexión para poner esta energía
en funcionamiento. El mando del motor de arranque permite usarla
energía mecánica producida por el motor de arranque.

Objetivos.
• El par que produce el motor de arranque, aunque es alto, no es
adecuado para poner en marcha el motor directamente, y se pueden
usar otros medios. La relación entre el piñón en el motor de arranque
y el volante en el motor proporciona el par necesario para poner en
marcha el motor.

Nota: si el motor de arranque quedó activo en el volante después de
encender el motor, se pueden producir daños en el inducido como resultado
de velocidades muy altas creadas, como rpm de motor aumentadas.
A altas velocidades, el inducido perderá sus devanados debido a la fuerza
centrifuga.

Piñones
El engranaje que activa y controla el volante se denomina engranaje de
piñón. El engranaje del volante se denomina corona. La manera en que el
piñón del motor de arranque se activa con la corona del volante depende
del tipo de mando que se use.

Piñones
Los engranajes de piñón del motor de arranque y los
mecanismos de mando pueden ser de dos tipos diferentes.

ENGRANAJE DEL PIÑÓN:
Mando de embrague de
exceso de velocidad
El mando de embrague de exceso de velocidad
requiere una palanca que mueve el piñón con la
corona del volante.
El piñón se activa con la corona del volante
antes de que el inducido comience a girar.
El embrague de exceso de velocidad bloquea el
piñón en una dirección y lo suelta en la otra
dirección, lo que permite que el piñón gire la
corona del volante para el arranque y que el
piñón se mueva libremente cuando el motor se
ponga en marcha.
Mando de embrague de exceso de
velocidad

velocidad

Mientras el motor arranca: rodillo bloqueado
velocidad

Después de arrancar el motor: RPM del motor diésel altas
velocidad

El mando de inercia (no se muestra)
lo activa la fuerza de rotación cuando
el inducido gira.
La manga de mando tiene un corte de
rosca muy ancho, que corresponde a
roscas en el interior del piñón.
Mando de inercia
Mando de inercia

Mando de inercia
•A medida que el motor
comienza a girar, la inercia
creada en el mando provoca
que el piñón se mueva arriba
de las roscas hasta que se
activa con la corona en el
volante.

Mando de inercia
Una desventaja de los motores de
arranque de inercia es que el piñón
no está conectado positivamente
antes de que el motor de arranque
comienza a girar.
Si el mando no se activa con el
volante, el motor de arranque girará
a altas velocidades sin poner en
marcha el motor.
Si el piñón se demora, golpeará al
engranaje con mucha fuerza, lo que
dañará los dientes.

Interruptor de llave de arranque
• El interruptor de llave de
arranque. instalado en el
conjunto de tablero o consola,
activa el motor de arranque al
proporcionar energía al relé del
motor de arranque desde la
batería. Se puede operar
directamente por llave/botón,
o de manera remota a través de
un enlace desde un control
activado por llave.

Activar relé de arranque:
• Los interruptores de arranque son
dispositivos de relativamente baja
corriente, calificados interruptores
de aproximadamente 5 a 20
amperios.
• Ya que la bobina de un relé de
motor de arranque extrae
aproximadamente 1 amperio, el
interruptor de arranque puede
activarse fácilmente en el relé del
motor de arranque.

Relé de arranque
• El relé de encendido o arranque es
un interruptor magnético que se
activa por la energía de la batería
suministrada a través del
interruptor de llave de arranque.
• Ubicado entre el interruptor de
llave de arranque y solenoide de
arranque, los relés se suelen
colocar de manera que los cables
entre el motor de arranque y la
batería sean lo mas corto posible.

Control de corriente:
Con una pequeña corriente
del interruptor de llave de
arranque, el relé de arranque
controla la corriente amplia
en el solenoide del motor de
arranque, lo que reduce la
carga en el interruptor de
llave de arranque.

Control de corriente:
El magnetismo provocado por el
flujo de corriente a través de los
devanados de relé provocará
que el émbolo salga, y el disco
de contacto toque los extremos
del terminal de la batería y el
motor de arranque. Esto
provoca que la corriente fluya
desde la batería al solenoide del
motor de arranque.

Amperios estándares
•Los contactos del interruptor
de un relé de arranque
entre 100 y
se califican para
300
estándar
moverse
Amperios.
•Ya que el solenoide del motor
de arranque requiere sólo de 5
a 50 Amperios. El relé de
arranque puede cambiar
fácilmente esta carga.

Solenoide del motor de arranque
• El solenoide del motor de arranque
produce un campo magnético que
introduce el émbolo del solenoide y
el disco en los devanados de la
bobina, lo que completa el circuito
del sistema de arranque.
• El solenoide se instala en el motor
de arranque de modo que el
varillaje se pueda conectar al
mando de embrague de exceso de
velocidad para activar el mando.

Solenoide del motor de arranque
• Los solenoides contienen dos
devanados diferentes para que la
operación sea eficaz. Cuando el
interruptor de encendido se gira a la
posición de arranque, la corriente de
la batería fluye por el devanado de
entrada y el devanado de sujeción.
• Estos devanados contienen muchas
bobinas de cable y producen un fuerte
campo magnético para mover el
émbolo pesado hacia delante y activar
el mando del motor de arranque.

Flujo de corriente
• Cuando un émbolo llega al final de
su trayectoria a través del solenoide
activa un disco de contacto que
operará como un relé y permitirá
que la corriente fluya hacia el motor
de arranque desde la batería.
• Esto también sirve para desconectar
el devanado de entrada en serie
desde el circuito y permite que la
corriente fluya solo por un
devanado de sujeción de desviación
de corriente.

Flujo de corriente
NOTA: sólo el campo magnético
devanado de sujeción
más liviano creado por el
se
necesita para mantener el
émbolo en su posición. Esto
reduce la cantidad de corriente
de control requerida, elimina la
acumulación de calor y
proporciona más corriente para
el motor de arranque.

Operación correcta:
Se mostrarán los 5 pasos para
operar un sistema de
arranque.

Operación correcta: Paso 1
Cuando el interruptor de arranque
se cierra, la corriente de la batería
fluye desde la batería al interruptor
de encendido y luego al relé de
arranque.
Esto provoca que los contactos se
cierren en el relé de arranque, lo
que permite que la corriente fluya
por el devanado de entrada y el
devanado de sujeción del solenoide
del motor de arranque.

La activación del devanado de
entrada y el devanado de
sujeción produce una fuerza
magnética. La fuerza
magnética saca el émbolo a la
izquierda, lo que mueve el
embrague de exceso de
velocidad y el piñón hacia la
corona del volante.

Cuando el émbolo se mueve a la
izquierda, los contactos del solenoide se
cierran. En este punto, el piñón
comienza a mezclarse con la corona del
volante, y los devanados de entrada
hacen corto, lo que provoca que el flujo
de corriente por el solenoide se
contacte con el devanado inductor, el
inducido, las escobillas y la conexión a
tierra.
La corriente sigue fluyendo por el
devanado de sujeción en la conexión a
tierra.
devanado
de entrada
devanado
de
sujeción

El motor de arranque se energiza, el
piñón activa la corona del volante y el
motor comienza a ponerse en marcha.
En este momento, el émbolo se
mantiene en la posición de entrada sólo
a través de la fuerza magnética del
devanado de sujeción.
NOTA: tan pronto como el motor se
pone en marcha, la corona del volante
gira más rápido el piñón de lo que gira el
motor de arranque. El embrague de
exceso de velocidad interrumpe la
conexión mecánica entre el embrague y
el motor de arranque.
devanado
de entrada
devanado
de
sujeción

Cuando se suelta el interruptor de
encendido, la corriente fluye por el
devanado de sujeción y éste fluye
en la misma dirección, lo que
provoca que la fuerza magnética del
devanado de sujeción se reduzca.
Los contactos del solenoide están
abiertos, el émbolo y el embrague
de exceso de velocidad vuelven a su
posición original a través de la
fuerza del resorte de retorno, el
inducido se detiene y el motor se
apaga.
devanado
de entrada
devanado
de
sujeción

Interruptores de bloqueo -
Interruptores de seguridad:
Algunas máquinas están
equipadas con interruptores de
seguridad que afectan la
operación del motor de
arranque.
NOTA: todos los interruptores
de seguridad deben
mantenerse en buenas
condiciones de operación y
nunca desactivarse o eliminarse

1. Las máquinas equipadas con
servotransmisión o transmisión
automática requieren un interruptor de
seguridad neutro que sólo permite la
operación del motor de arranque en
neutro.
Los contactos del interruptor están
cerrados cuando el selector de transmisión
está en neutral, y están abiertos cuando el
selector de transmisión está en cualquier
marcha
Se puede instalar en la transmisión, en el
cambiador o en el varillaje.

2. Algunas transmisiones además
usan un interruptor del selector que
evitará la operación del motor de
arranque a menos que la transmisión
se ubique en la posición neutral.

Diagnóstico con multímetro digital
de los siguientes
Cualquiera
síntomas puede
diagnosticar
llevarlo a
un sistema de
un multímetro
arranque con
digital:
• El motor de arranque arranca
lentamente.
• El motor de arranque no gira.

Diagnóstico con multímetro digital
Probar el sistema de arranque con un
multímetro digital le ayudará a
determinar la causa fundamental.
Para lograrlo, debemos:
• Confirmar que las baterías cumplen
con las especificaciones
• Revisar los interruptores y
cables/conectores de las baterías en
el motor de arranque para
asegurarse de que no están
provocando demasiada pérdida de
voltaje

Probar el voltaje de la batería
• El voltaje de la batería (energía) disponible durante la puesta en
marcha depende de la temperatura de las baterías.
NOTA: el voltaje bajo de la batería puede ser provocado por una
condición de la batería o un motor de arranque en cortocircuito.

1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, mida los puntos A y B
2. Poner en marcha el motor. Anotar la lectura del multímetro

Resultados
En el ejemplo, el medidor debe indicar entre
16 V y 20 V (temperatura de 80°F / 27°C).
• Si la lectura de un medidor es igual o
superior a lo que muestra el gráfico A,
continúe para probar la conexión del motor
de arranque.
• Si la lectura de un medidor es menor a lo
que muestra el gráfico A, el voltaje de las
baterías es demasiado bajo. Pruebe las
baterías según SIS.
NOTA: los gráficos utilizados en las siguientes
páginas se usan solo como guías de lo que se
puede esperar de un sistema normal.

Probar conexión
1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, mida los puntos A y B
2. Poner en marcha el motor. Anotar la lectura del multímetro

Probar conexión
Resultados
En el ejemplo, el medidor debe indicar
entre 16 V y 20 V (temperatura de 80°F /
27°C).
• Si la lectura de un medidor es igual o
superior a lo que muestra el gráfico A,
continúe con la prueba del motor.
• Si la lectura de un medidor es menor a
lo que muestra el gráfico A, la pérdida
de voltaje entre las baterías y el motor
de arranque es demasiado alto. Siga con
la medición de las caídas de voltaje en el
circuito de puesta en marcha del motor.

Probar conexión
Caídas de voltaje permitidas
• El Gráfico B muestra las caídas
máximas permitidas de voltaje del
circuito de la batería de alta
corriente en el motor de arranque.
NOTA: las caídas de voltaje
superiores a las que se muestran
generalmente son provocadas por
conexiones sueltas o corroídas, o
contactos con interruptores malos.

Extremo positivo
1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, coloque en los puntos A y B
2. Poner en marcha el motor
3. Mida y compare con el gráfico B

Extremo negativo
1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, coloque en los puntos C y D

Interruptor de desconexión
1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, coloque en los puntos E y F

Contactos de relé de arranque
1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, coloque en los puntos G y B

Contactos de solenoide
1. Con el medidor en la posición de voltaje de CC, coloque en los puntos B y H

Análisis del sistema de arranque
Sonido - ausencia de sonido
• Mientras intenta hacer girar el motor, puede que escuche ciertos
sonidos que indiquen que puede existir un problema en el circuito de
arranque.
• La ausencia de sonido cuando la llave está en la posición de
ARRANQUE (START) es uno de los sonidos que le indican que puede
existir un problema en el circuito de arranque.

No se escucha ningún sonido cuando la llave de contacto se coloca en la
posición de ARRANQUE (START). Esta ausencia de sonido puede ser un
indicio que:
 La bobina del relé de arranque está en mal estado.
 El relé de arranque no está recibiendo energía.
Causas posibles de que el relé de arranque no esté recibiendo energía:
 Las baterías estén descargadas o con muy poca carga.
 Hay un circuito abierto debido a que:
• El interruptor de desconexión de la batería tiene un circuito abierto.
• El disyuntor tiene un circuito abierto.
• Un cable de la batería está desconectado del borne.
• Hay un conector desconectado.
• Hay una falla en la llave de contacto.

Sonido - un solo chasquido (click)
 Si el relé del arranque emite un chasquido (click) cuando la llave está en la
posición de arranque (start) y no se escucha ningún otro sonido, puede que exista
un problema en el circuito de arranque.
 Cuando el relé de arranque emite un chasquido (click) con la llave en la posición
de arranque (START), pero no se escucha ningún otro sonido. Nos indica que
existe un problema en una de las áreas siguientes:
• Contactos del relé de arranque.
• Solenoide de arranque.
• motor de arranque
• cables y conexiones
• baterías (con poca carga)
• contacto del tope de la corona con el piñón
• motor o transmisión (atascados).

Sonido - chirrido o chasquido repetido
• Puede existir un problema con el circuito de arranque si se escucha
un chirrido o un chasquido repetido con la llave en la posición de
arranque (start).
• Puede indicar que el solenoide de arranque está recibiendo
energía, pero puede que exista:
• Una bobina de retención de corriente del solenoide de
arranque con un circuito abierto.
• Bajo voltaje en el motor de arranque debido a poca carga en la
batería.
• Una alta resistencia en el circuito (contactos o conexiones
deficientes).

Sonido - giro lento y respuesta demorada
 Cuando el giro del motor es lento o tiene una respuesta demorada, el problema pudiera
ser que:
• El motor de arranque tuviera:
• Las escobillas o el inducido en mal estado.
• Los devanados en cortocircuito parcial.
• O estuviera atascado mecánicamente.
• El problema también pudiera ser de bajo voltaje en el motor de arranque debido a:
• Baterías parcialmente descargadas.
• O alta resistencia en el circuito.
• Otra posibilidad seria la existencia de un problema mecánico en el motor que
ocasione un arrastre excesivo.
• Esta condición puede ser causada también por la combinación de aceite del motor
de alta viscosidad (para mayores temperaturas) y bajas temperaturas.

Sonido - chirrido o choque
• Mientras se intenta el giro del motor, otro sonido que le indica
que puede existir un problema con el circuito de arranque es un
sonido de chirrido o choque entre los dientes del engranaje del
piñón y los dientes de la corona. Este sonido puede indicar que:
• Se ha instalado una pieza incorrecta (posiblemente el piñón).
• Un espacio producido por un desajuste del piñón que
ocasiona un enganche parcial del piñón con la corona.
• Montajes del motor de arranque sueltos o un piñón o una
corona muy gastados.

Sonidos
• Volvamos de nuevo a los sonidos que sugieren la existencia de un
problema en el circuito de arranque. Algunos apuntan a un componente
específico, mientras que otros tienen más de una causa posible.
• No se escucha ningún sonido cuando la llave está en la posición de
ARRANQUE (START).
• El relé de arranque produce un chasquido cuando la llave está en la
posición de ARRANQUE (START), pero no se escucha ningún otro
sonido.
• Se oye un chirrido o chasquido repetido con la llave en la posición de
ARRANQUE (START).
• El giro del motor es lento o tiene una respuesta demorada.
• Un sonido de chirrido o de choque entre los dientes del engranaje del
piñón y la corona mientras se intenta el giro del motor.

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