Unidad 5

Aplicaciones Típicas

• Bombas de agua (evita golpe de ariete)
• Compresores de tornillo
• Bandas transportadoras con carga
• Ventiladores industriales de gran inercia
• Molinos y mezcladoras

Comparativa Soft Starter vs VFD

| Característica | Soft Starter | VFD |

| ------------------------------- | ------------------- | --------------------------- |

| Reduce corriente de arranque | ✔ Sí | ✔ Sí |

| Controla velocidad en operación | ✖ No | ✔ Sí |

| Ahorro de energía continuo | ✖ Limitado | ✔ Grande |

| Costo | Medio | Alto |

| Simplicidad | Mayor | Requiere programación |

| Ideal para | Arranque/paro suave | Control completo de proceso |

Estas prácticas deben realizarse SIEMPRE con supervisión de instructor certificado, equipo de protección personal (EPP) completo y bajo las normas NOM-029-STPS y NOM-001-SEDE vigentes.

EPP Obligatorio para Estas Prácticas

• Guantes dieléctricos Clase 00 (mínimo) para baja tensión
• Lentes de seguridad con protección lateral
• Botas dieléctricas
• Ropa de algodón (no sintéticos)
• Herramienta con mangos aislados

PRÁCTICA 1 - Identificación de Fases con Multímetro

Objetivo: Verificar voltajes de un sistema trifásico real y calcular el factor de desequilibrio.

Materiales: Multímetro digital (categoría CAT III 600V mínimo), tablero trifásico supervisado por instructor.

Procedimiento:

1. Verificar que el tablero esté energizado y bloqueado según protocolo LOTO del instructor

2. Medir voltaje L1-N, L2-N, L3-N. Anotar cada valor

3. Medir voltaje L1-L2, L2-L3, L1-L3. Anotar cada valor

4. Calcular el promedio de voltajes fase-fase

5. Calcular el porcentaje de desbalance: ((Valor máximo desviado - Promedio) / Promedio) × 100

6. Determinar si el sistema cumple la norma (desbalance < 2%)

Resultado esperado: Voltajes fase-neutro ≈ 127V, fase-fase ≈ 220V. Desbalance < 2%.

PRÁCTICA 2 - Lectura de Placa de Motor y Verificación de Conexión

Objetivo: Leer e interpretar todos los parámetros de la placa de un motor y determinar la configuración correcta de conexión.

Materiales: Motor trifásico de práctica (sin energizar), multímetro, diagrama de terminales.

Procedimiento:

1. Localizar y fotografiar la placa de datos del motor

2. Registrar: voltaje, corriente, HP, RPM, clase de aislamiento, FP, FS, IP

3. Determinar si la red disponible (220V o 440V) corresponde a conexión Delta o Estrella

4. Identificar físicamente los terminales T1-T9 (o U1-W2) del motor

5. Dibujar el diagrama de conexión correspondiente a la red disponible

6. Verificar con el instructor antes de cualquier energización

Resultado esperado: Diagrama de conexión correcto para la red del laboratorio.

PRÁCTICA 3 - Diagnóstico de Motor "Que No Arranca"

Objetivo: Aplicar la secuencia de diagnóstico profesional ante la falla "motor no arranca".

Simulación: El instructor configura previamente una o más fallas simuladas en el circuito (relé térmico disparado, fusible abierto, contactor sin bobina energizada, etc.)

Procedimiento (secuencia obligatoria):

1. Verificar voltaje en la alimentación del tablero (L1, L2, L3)

2. Verificar voltaje en la salida del breaker principal

3. Verificar estado visual del contactor (¿está cerrando?)

4. Medir voltaje en bobina del contactor cuando hay señal de arranque

5. Revisar estado del relé térmico (¿está disparado?)

6. Medir continuidad en las bobinas del motor

7. Documentar la falla encontrada y la solución aplicada

Resultado esperado: Identificación de la falla simulada y corrección documentada.

PRÁCTICA 4 - Medición de Corrientes en Sistema Trifásico

Objetivo: Medir las corrientes de línea de un motor en operación y evaluar el balance de fases.

Materiales: Pinza amperimétrica (clamp meter), motor trifásico en operación supervisada.

Procedimiento:

1. Con el motor en operación nominal (sin modificaciones)

2. Medir corriente en L1, L2 y L3 con pinza amperimétrica

3. Comparar cada lectura con la corriente nominal de la placa

4. Calcular el porcentaje de carga del motor

5. Calcular el desbalance de corrientes entre fases

6. Registrar temperatura de carcasa con termómetro infrarrojo

7. Concluir si el motor opera dentro de parámetros seguros

Resultado esperado: Corrientes < corriente nominal, desbalance < 5%, temperatura < límite de clase de aislamiento.

Responde estas preguntas de forma individual antes de pasar a la siguiente unidad. Estas preguntas evalúan comprensión real, no memorización.

️ Preguntas de Comprensión Conceptual

1. Un motor trifásico de 440V se conecta accidentalmente a una red de 220V. ¿Qué ocurre? Explica el fenómeno eléctrico paso a paso.

2. ¿Cuál es la diferencia REAL entre el breaker y el relé térmico como protecciones de un motor? ¿Por qué se necesitan los dos?

3. Un motor gira al revés de lo requerido. Describe exactamente cómo corregirlo sin agregar ningún componente adicional.

4. Un técnico mide las corrientes de un motor en operación y obtiene: L1=14A, L2=9A, L3=8A. ¿Qué diagnóstico haces? ¿Cuál es el siguiente paso?

5. Explica con tus propias palabras por qué el arranque estrella-delta reduce la corriente de arranque, usando como referencia la fórmula de potencia trifásica.

Preguntas de Cálculo

1. Un motor trifásico opera a 440V con una corriente de 12A. Calcula la potencia aparente en kVA.

2. Si el factor de potencia de ese motor es 0.87, ¿cuál es la potencia activa en kW y la potencia reactiva en kVAR?

3. Un VFD debe reducir la velocidad de un motor de 4 polos de 1750 RPM a 900 RPM. ¿A qué frecuencia debe programarse el VFD?

4. En un sistema trifásico se miden los voltajes: L1-N=127V, L2-N=131V, L3-N=124V. Calcula el porcentaje de desbalance de tensión.

5. La placa de un motor indica 5HP. Convierte este valor a kW y calcula la corriente nominal si opera a 220V trifásico con FP=0.85 y eficiencia del 92%.

Preguntas de Aplicación Profesional

1. ¿En qué situación específica elegirías un VFD sobre un Soft Starter? Da un ejemplo de aplicación real.

2. Un cliente te dice que su recibo de luz subió 25% sin cambiar sus equipos. ¿Qué investigarías primero desde el punto de vista eléctrico?

3. Describe paso a paso cómo verificarías que un sistema trifásico tiene la secuencia de fases correcta antes de conectar un motor nuevo.

| Término | Definición |

| ----------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------ |

| Sistema Trifásico | Sistema eléctrico con tres tensiones alternas de igual amplitud y frecuencia, desfasadas 120° entre sí |

| Desfase | Diferencia angular en grados entre dos señales alternas |

| Estrella (Y) | Configuración donde un extremo de cada bobina se une a un punto común (neutro) |

| Delta (Δ) | Configuración triangular donde cada bobina se conecta entre dos fases, sin neutro |

| Potencia Activa (P) | Potencia real que realiza trabajo útil, medida en Watts |

| Potencia Reactiva (Q) | Potencia que circula entre la fuente y las cargas inductivas/capacitivas, medida en VAR |

| Potencia Aparente (S) | Potencia total suministrada por la red, medida en VA o kVA |

| Factor de Potencia | Relación entre potencia activa y aparente (cos φ). Indica eficiencia eléctrica de la carga |

| Motor de Inducción | Motor AC donde el rotor gira por inducción electromagnética del campo giratorio del estátor |

| Jaula de Ardilla | Tipo de rotor de motor de inducción formado por barras conductoras en cortocircuito |

| Campo Giratorio | Campo magnético generado por las tres fases que rota a velocidad síncrona |

| Velocidad Síncrona | Velocidad del campo magnético, determinada por frecuencia y número de polos |

| Deslizamiento | Diferencia entre velocidad síncrona y velocidad real del rotor |

| Torque | Fuerza rotacional producida por el motor, medida en N·m |

| Arranque DOL | Direct On Line - conexión directa del motor a la red eléctrica |

| Arranque Estrella-Delta | Método que inicia en estrella (menor voltaje por bobina) y cambia a delta en operación |

| Corriente de Arranque | Corriente elevada (3-7× nominal) durante los primeros segundos de arranque |

| Contactor | Interruptor electromagnético controlado por bobina, para el mando de circuitos de potencia |

| Relé Térmico | Dispositivo de protección que actúa ante sobrecarga prolongada mediante bimetálico |

| Breaker / MCCB | Interruptor automático que protege contra cortocircuito y sobrecarga instantánea |

| Tablero Eléctrico | Gabinete que contiene y organiza los elementos de control, protección y distribución |

| Pérdida de Fase | Falla donde una de las tres fases activas queda sin tensión |

| Desbalance de Fases | Diferencia de tensión o corriente entre las tres fases de un sistema trifásico |

| Placa de Datos | Etiqueta del motor con todos sus parámetros eléctricos y mecánicos de operación |

| Clase de Aislamiento | Clasificación térmica de los materiales de aislamiento de las bobinas del motor |

| Grado IP | Índice de Protección que indica resistencia del equipo a polvo y líquidos |

| Factor de Servicio | Factor multiplicador de la potencia nominal que el motor puede soportar continuamente |

| VFD | Variable Frequency Drive - Variador de frecuencia para control de velocidad de motores |

| Soft Starter | Arrancador suave que controla el voltaje de arranque para limitar corriente y torque |

| Secuencia de Fases | Orden en que las tres fases alcanzan su valor pico; determina el sentido de giro del motor |

| Banco de Capacitores | Conjunto de capacitores para compensar potencia reactiva y mejorar el factor de potencia |

| NOM-001-SEDE | Norma Oficial Mexicana para instalaciones eléctricas de utilización |

| NOM-029-STPS | Norma de seguridad para mantenimiento de instalaciones eléctricas en centros de trabajo |

Conexión con Siguientes Unidades

Esta unidad es prerrequisito directo para:

UNIDAD 5 COMPLETADA - Nivel Técnico Industrial MASTER PRO. Has pasado de instalar cargas a CONTROLAR potencia, procesos y seguridad industrial.

• Unidad 6: Sistemas de automatización y PLC
• Unidad 8: Baterías de litio y sistemas BMS (comprensión de corrientes y potencias)
• Unidad 14: Instalación física de centros de carga EVSE (tableros y motores de cargadores)