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- 1. 1 Arranque, paro e inversión de giro en un motor trifásico a través de arduino y relevadores Araujo Sánchez Pedro, Espinoza Cárdenas Juan, Felix Palomino Juan Daniel, González Castro Ángel Ingeniería mecatrónica, Instituto Tecnológico de Culiacán, 14 de octubre de 2019 Resumen: Este reporte describe cómo fue que realizamos la práctica de arranque en un motor trifásico utilizando distintos tipos de conexiones asi como usando relevadores y un arduino. También de cómo podemos invertir en giro del rotor con el software del arduino. Palabras claves: motor trifásico, arduino, relevador, rotor. Introducción: Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator lo que provoca que el arranque de estos motores no necesite circuito auxiliar, son más pequeños y livianos que uno monofásico de inducción de la misma potencia, debido a esto su fabricación representa un costo menor. Por su variedad de potencia y tamaño son muy usados en la industria no siendo así en el sistema residencial y doméstico debido fundamentalmente a que en este sector no llega la corriente trifásica. En la industria se emplean para accionar máquinas-herramienta, bombas, montacargas, ventiladores, extractores, elevadores, grúas eléctricas, etc. Estos motores constan de tres partes fundamentales, estator, rotor y escudo. Arranque y paro en el motor trifásico Los motores trifásicos son motores en los que el bobinado inductor colocado en el estator, está formado por tres bobinados independientes desplazados 120º eléctricos entre sí y alimentados por un sistema trifásico de corriente alterna. Para esta práctica fue necesario
- 2. 2 de un arduino el cual es una placa impresa con los componentes necesarios para que funcione el microcontrolador y su comunicación con un ordenador a través de la comunicación serial como en este caso que nos sirvió para enviar las instrucciones de lo que logramos, utilizamos tres relevadores que son dispositivos electromecánicos que funcionan como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes en este caso eran relés de 10 amperes, usamos el motor de inducción rotor devanado los cuales son aquellos motores eléctricos de inducción en donde el circuito secundario es un devanado polifásico o bobinas cuyas terminales están en corto circuito o cerradas a través de circuitos adecuados y fue necesaria de igual forma la fuente de alimentación. Previamente tuvimos que realizar un programa que hicimos en el software de arduino (Fig.1) para poder cargarlo y que con esas instrucciones se pudiera hacer la práctica de arrancar y parar el motor trifásico; el cual con un ejercicio anterior determinamos que tiene un periodo de 5 segundos para que deje de girar (Fig.2), lo que nos sirvió para poder ajustar el programa de arduino y así hacer bien la práctica. Desde las tres salidas de la Fuente de alimentación los conectamos al puerto común de cada relé y con el puerto N.O. de cada relay alimentamos al motor de inducción rotor devanado, siendo tres contactos, uno llamado común, otro normalmente cerrado (N.C.) y el otro normalmente abierto (N.O. o N.A.) estos son elementos conductores que permiten establecer o interrumpir el paso de la corriente en cuanto la bobina se energice. Mientras tanto en el motor trifásico, tienen tres embobinados independientes, uno para cada fase. Cada embobinado tiene dos terminales, de tal manera que tenemos un total de 6 Fig.1 Fig. 2
- 3. 3 terminales, que podemos numerar como 1 y 4, 2 y 5así como 3 y6. La fuente de energía eléctrica trifásica, tiene tres terminales, que designaremos como A, B y C y que se deberán conectar a los embobinados del motor que se describieron anteriormente. Los embobinados del motor, pueden ser conectados en la configuración tipo estrella, en donde las terminales 4, 5 y 6 se conectan juntas y las fases eléctricas A, B y C a las terminales del motor 1, 2 y 3. Hacemos conexiones tipo Estrella en las bobinas, en esta, todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea. Cuando tuvimos todo conectado correctamente y con el programa de arduino verificado, energizamos con la fuente y el rotor giró, duró 5 segundos en detenerse completamente y volvió a girar dadas las instrucciones del software (Fig. 3). Inversión de giro en el motor trifásico Los motores asíncronos trifásicos son usados en una gran variedad de aplicaciones en la industria. Mover parte de una máquina herramienta, subir y bajar un guinche para levantar o bajar una carga o desplazar atrás y adelante un puente grúa son sólo algunos pocos ejemplos. En estas aplicaciones es muy común tener que controlar el sentido de giro del motor, para poder elegir en qué dirección se mueve el mecanismo que tiene bajo su control. A diferencia de otros tipos de motores en los que hay que recurrir a circuitos de control complicados, en el caso de los motores asíncronos trifásicos, controlar el sentido de giro es bastante sencillo. Fue necesario diseñar un programa distinto al de la práctica anterior, diferente conexión y un relevador más. Ocupábamos guiarnos a través de un diagrama de conexiones para saber en qué orden conectar los cables y con cuales otros hacer puentes y por eso nos basamos en el de la Fig. 4. Fig. 3
- 4. 4 Con un nuevo programa le enviamos nuevas instrucciones al arduino, que conectado a 5 relés hicieron girar el rotor del motor y después inversamente, de nuevo el motor de inducción rotor devanado tuvo conexión tipo estrella y tratándose del mismo motor de la práctica pasada, teníamos como mismo dato que dura 5 segundos en detenerse el giro. Las tres terminales de la fuente las conectamos con los contactos comunes del relay 1, 2 y 3, a la vez hicimos puente en el común el del 1 con el del relé 4 y el común del 3 con el del 5, el contacto común del relay 2 va conectado directo a la fuente en nuestro caso. En los contactos normalmente abiertos puenteamos el del relay 1 con el 5 y van conectados a una fase del motor, el del 3 con el 4 y de nuevo va conectado a otra fase del motor, el contacto del 2 va directo a la última fase del motor. Cuando energizamos, obtuvimos los hechos esperados, el rotor giró hacia ambos sentidos (Fig. 5). Conclusiones Para finalizar, podemos concluir que es importante aprender y poner en práctica la forma en la que podemos maniobrar un motor, una de las primeras lecciones que aprende alguien que quiere familiarizarse con los motores trifásicos es invertir el sentido de giro habitual de un motor. Esta propiedad es extremadamente útil a la hora de desatascar bombas sumergibles parcialmente atoradas por materia sólida, desatrancar máquinas giratorias atascadas por algún imprevisto, elevar una plataforma para vehículos, e invertir el giro para pararla, o como elemento de ayuda para subir o bajar las ventanillas eléctricas, cuando el coche no tiene batería, y se le acopla una alimentación externa, etc. Referencias automatismosuets.wordpress.com/con exión-estrella-triangulo/ catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/docum entos/lep/salvatori_a_m/capitulo1.pdf Fig. 4 Fig. 5
- 6. 6 Biografias Araujo Sánchez Pedro Ingeniería mecatrónica Culiacán, Sinaloa 20 años Espinoza Cárdenas Juan Antonio Ingeniería mecatrónica Angostura, Sinaloa 20 años Felix Palomino Juan Daniel Ingeniería mecatrónica Cosalá, Sinaloa 20 años González Castro Ángel Ingeniería mecatrónica Culiacán, Sinaloa 20 años