Diseño e implementación de un módulo didáctico de control de motores eléctricos, Valle Jequetepeque 2022
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Date
2023-07
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Volume Title
Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
En la presente investigación se realizó el diseño e implementación de un módulo didáctico
de control de motores eléctricos, dado que en la E.A.P. de Ingeniería Mecánica de la
Universidad Nacional de Trujillo - Filial Valle Jequetepeque, donde actualmente no se cuenta
con estos equipos que complementen los estudios de los cursos de máquinas eléctricas,
máquinas que son considerados necesarias y fundamentales en la formación de futuros
profesionales de Ingeniería Mecánica.
Primero se procedió a realizar el diseño de este módulo, considerando los sílabos de los
cursos de máquinas eléctricas y los requerimientos inherentes para su funcionamiento y
seguridad. Se presentaron tres propuestas de las cuáles se optó por la más económica, más
segura y más versátil según la matriz diseño. La opción por el cual se optó consta de: una
estructura metálica, dos bloques modulares, componentes eléctricos, instrumentos de medición
y motores eléctricos de 1 HP y 0.5 HP. La estructura fue sometido a una simulación estática en
software CAD donde al peso estructural del módulo que se obtuvo fue igual a 174.39 Kg se le
adicionó una carga externa de 450 Kg en los tubos estructurales que conforman al módulo
obteniendo como resultado principal un factor de seguridad mínimo de 4.907, también se
realizó cálculos para seleccionar los componentes eléctricos teniendo como corriente nominal
de selección 9 A, a partir de esta corriente se sobredimensionaron pensando en modificaciones
a futuro. Se tomaron parámetros de seguridad el uso de conectores banana plug macho que
aíslan las puntas de conexión, asimismo se usaron terminales para la conexión de los
componentes eléctricos a las bananas hembra, los puntos de soldadura con estaño que tenemos
presentes fueron cubiertos con cinta aislante evitando así que estén expuestos. Posteriormente
se realizó el montaje de los componentes en los bloques modulares correspondientes. Al
finalizar el montaje se realizó la prueba de funcionamiento del módulo, verificando que todos
los componentes y máquinas eléctricas se encuentren operativos para ello se verificó que durante el arranque del motor de 0.5 HP la corriente y el voltaje fue de 1.1 A y 380 V,
respectivamente, y el de 1 HP la corriente y el voltaje fue de 2 A y 380 V, respectivamente.
Durante el funcionamiento de dicho módulo no se presentó ningún riesgo considerable para la
persona que operó el módulo.
Además, se elaboró una guía de laboratorio para los cursos de máquinas eléctricas, que
consta de 22 prácticas.
El costo de fabricación fue S/. 8 070.59, mientras que el costo de un módulo bajo
requerimientos semejantes es de S/. 93 000, obteniéndose un ahorro de S/. 84 929.41.
Description
In the present investigation the design and implementation of a didactic module for the
control of electric motors was carried out, since the E.A.P. of Mechanical Engineering of the
National University of Trujillo - Filial Valle Jequetepeque, where currently there is no such
equipment to complement the studies of the courses of electric machines, machines that are
considered necessary and fundamental in the formation of future professionals of Mechanical
Engineering.
First, we proceeded to design this module, considering the syllabus of the courses of
electrical machines and the inherent requirements for its operation and safety. Three proposals
were presented, of which the most economical, safest and most versatile according to the design
matrix was chosen. The option chosen consisted of a metallic structure, two modular blocks,
electrical components, measuring instruments and 1 HP and 0.5 HP electric motors. The
structure was subjected to a static simulation in CAD software where the structural weight of
the module that was obtained was equal to 174.39 Kg was added an external load of 450 Kg in
the structural tubes that make up the module, obtaining as main result a minimum safety factor
of 4.907, also calculations were made to select the electrical components having as nominal
current of selection 9 A, from this current were oversized thinking in future modifications.
Safety parameters were taken as the use of male banana plug connectors that isolate the
connection tips, also terminals were used for the connection of the electrical components to the
female banana plugs, the soldering points with tin that we have present were covered with
insulating tape thus avoiding that they are exposed. Subsequently, the components were
assembled in the corresponding modular blocks. At the end of the assembly, the module was
tested for operation, verifying that all the components and electrical machines are operative.
For this purpose, it was verified that during the start-up of the 0.5 HP motor, the current and
voltage were 1.1 A and 380 V, respectively, and the 1 HP motor, the current and voltage were 2 A and 380 V, respectively. During the operation of the module, there was no significant risk
to the person operating the module.
In addition, a laboratory guide was prepared for the electrical machine courses, consisting
of 22 practical exercises.
The manufacturing cost was S/. 8 070.59, while the cost of a module with similar
requirements is S/. 93 000, resulting in a saving of S/. 84 929.41.
Keywords
implementación de un módulo didáctico de control de motores eléctricos