controles y automatismos electricos.pdf

!Luis Flower Leí v a GROUPE 1 SCHNEIDER ^ré. 'ímat. P R O L O G O L a automatización e l é c t r i c a , hasta hace poco empleada exclusivamente en las i n dustrias m á s avanzadas y sofisticadas, ha ido entrando progresivamente en nuestro medio industrial, p r á c t i c a m e n t e en todas las á r e a s , pues el avance t e c n o l ó g i co tan continuo y vertiginoso, en un mundo eminentemente industrializado, hace imprescindible e imperiosa la necesidad de o p t i m i z a r los procesos, a fin de obtener una rápida i n f o r m a c i ó n sobre el estado de un sistema, ahorrar tiempo, energías, etc. Los progresos en la a u t o m a t i z a c i ó n se deben particularmente a que é s t o s dan respuestas efectivas a necesidades t é c n i c a s , e c o n ó m i c a s y humanas, para eliminar las tareas difíciles y peligrosas; mejorar la productividad incrementando la c a l i dad, eficiencia y rapidez de un proceso de producción; controlar una p r o d u c c i ó n flexible e incrementar la seguridad y el control. El presente trabajo no es sino una i n t r o d u c c i ó n al estudio de los CONTROLES Y AUTOMATISMOS ELECTRICOS. Por consiguiente, no se pretende en modo a l guno abarcar todo el tema, ni mucho menos agotarlo, pero sí prestar una ayuda eficaz a todas aquellas personas, especialmente estudiantes, que desean conocerlo y practicarlo. Con la finalidad de dar una f u n d a m e n t a c i ó n amplia, clara y sencilla sobre el tema, se ha dividido el libro en cinco secciones: L a primera parte es una s í n t e s i s de aquellos conocimientos t e ó r i c o s sobre e l e c t r i cidad, que debe tener todo aquel que desee iniciarse en el estudio de controles y automatismos e l é c t r i c o s . L a segunda parte presenta algunos aspectos p r á c t i c o s y esenciales para la lectura, i n t e r p r e t a c i ó n , análisis y diseño de circuitos e l é c t r i c o s , particularmente de control o mando. L a tercera parte es un estudio t e c n o l ó g i c o de los elementos m á s usados a c t u a l mente en el trabajo con circuitos de potencia, control y automatismos e l é c t r i c o s en general. L a cuarta parte tiene como finalidad presentar algunos conocimientos fundamentales sobre motoras e l é c t r i c o s , e s p e c í f i c a m e n t e sobre los diversos sistemas de arranque. L a quinta parte presenta una serie de ejercicios p r á c t i c o s , siguiendo una secuencia progresiva de dificultad y complejidad en los montajes, con el objetivo fundamental de familiarizar al estudiante con los principios de funcionamiento y manejo de los diferentes elementos de d e t e c c i ó n , tratamiento y accionamiento, para conducirlo progresivamente no sólo al montaje, sino sobre todo al análisis e interp r e t a c i ó n de cualquier esquema de control, e inclusive al diseño de circuitos de control o mando manual y a u t o m á t i c o . Como p o d r á verse, solamente se tratan aquellos aspectos y temas que la experiencia me ha e n s e ñ a d o son los m á s necesarios y p r á c t i c o s para iniciarse e i n t r o ducirse, con una f u n d a m e n t a c i ó n sólida, en el estudio de Controles y A u t o m a t i s mos E l é c t r i c o s y dedicarse luego, con c i e r t a seguridad, a trabajar, en este campo tan amplio y delicado, pero al mismo tiempo apasionante y de p r o y e c c i ó n casi infinita, en la industria actual y del futuro. E l hecho de presentar I o el libro en c i n c o bloques separados obedece a: Ofrecer un libro abierto a diferentes niveles de estudio, de manera que sea posible organizar los diferentes temas de acuerdo con cada necesidad p a r t i c u lar que se presente. 2° E l deseo de hacer de este trabajo algo realmente ú t i l , p r á c t i c o y funcional, sobre todo cuando cuando se necesite recordar o consultar algún tema o punto e s p e c í f i c o . Es necesario tener presente que todas las p r á c t i c a s propuestas en el libro han sido elaboradas con un c a r á c t e r predominantemente d i d á c t i c o y pedagógico, por lo cual no pueden representar totalmente la realidad. En consecuencia es responsabilidad directa del t é c n i c o su aplicación en la industria ya sea parcial o totalmente. Espero que este trabajo, dentro de sus limitaciones, sea de gran utilidad para todas aquellas personas que e s t é n estudiando (bachilleres t é c n i c o s , estudiantes de carreras intermedias, universitarios, etc.) instalaciones industriales y accionamientos e l é c t r i c o s , o ya se encuentren trabajando en instalaciones o mantenimiento e l é c t r i c o industrial. Finalmente quiero expresar mi m á s profundo agradecimiento a la Empresa S C H N E I D E R D E C O L O M B I A S . A . , quien hace posible la r e i m p r e s i ó n , corregida y aumentada, de la presente obra, evidenciando una vez m á s , su constante y particular p r e o c u p a c i ó n por la p r e p a r a c i ó n y f o r m a c i ó n t é c n i c a del personal de las Empresas e Instituciones Educativas de todo el país en el á r e a de la automatiz a c i ó n industrial. Magnífico ejemplo para todas aquellas empresas que desean contribuir eficazmente con el desarrollo y engrandecimiento de Colombia. El autor. Santafé de B o g o t á D . C . , Mayo de 1994 I N D I C E I 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. II 1. 2. 3. III 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. Nociones fundamentales de electricidad Corriente e l é c t r i c a Física eléctrica Corriente e l é c t r i c a Magnitudes e l é c t r i c a s fundamentales L e y de ohm Corriente alterna . . C a r a c t e r í s t i c a s generales Valores fundamentales Sistemas m á s empleados Circuitos e l é c t r i c o s con A . C . Generalidades Circuitos puramente resistivos Circuitos R L y R C Generalidades sobre electromagnetismo Inductancia Circuitos R L en serie y en paralelo Capacitancia Circuitos R C en serie y en paralelo Potencia e l é c t r i c a en A . C . Potencia e l é c t r i c a en circuitos puramente resistivos Energía e l é c t r i c a Energía calorífica Potencia en circuitos no resistivos Esquemas e l é c t r i c o s Generalidades Clases de esquemas Símbolos y convenciones Tecnología de controles y automatismos Generalidades E l contactor Definición Partes Funcionamiento Clasificación Ventajas Elección Causas de deterioro o daño Elementos de mando Definición Clasificación Aspectos p r á c t i c o s para la conexión de pulsadores Elementos auxiliares de mando Definición Interruptores de posición o finales de carrera R e l é s de tiempo o temporizadores Presostatos Termostatos Programadores Detectores 9 9 10 12 14 15 Í5 16 17 20 20 20 21 21 24 26 32 34 37 37 38 .39 39 47 48 55 63 67 67 67 77 77 78 78 79 81 81 81 83 84 84 84 85 89 89 89 90 4.3. Sonda de termistancias 6. R e l é s t e r m o m a g n é t i c o s 6.t r i á n g u l o 1.6. Arranque por acoplamiento e s t r e l l a .4.5.1.1.3.4. Arranque por resistencias e s t a t ó r i c a s 4. Arranque por resistencias e s t a t ó r i c a s 1. Sistemas de arranque con contactores 1.3.3.3. Integral ' 6. Definición 6.2. Detectores f o t o e l é c t r i c o s 4. Elementos de p r o t e c c i ó n y maniobra 6.7.5.4.6. C i r c u i t o de potencia 3.1.5.4.2.4. Clasificación 6.2. Arranque por resistencias r o t ó r i c a s 4.7.2.2. Arranque de motores con rotor en c o r t o c i r c u i t o 1.2. C i r c u i t o de potencia 2. C i r c u i t o s de mando 2.7.3.1. R e l é t é r m i c o diferencial 6.3. Arranque directo con inversión de marcha 1.r e s i s t e n c i a s . Arranque por c o n m u t a c i ó n e s t r e l l a .3.t r i á n g u l o 4. Otros elementos de maniobra y p r o t e c c i ó n 6.2.4.t r i á n g u l o 1. Variadores de velocidad IV Motores asincronos t r i f á s i c o s 1. Arranque de motores de 2 velocidades Anexos 90 92 96 97 98 98 98 98 98 100 101 102 102 103 103 103 103 104 104 105 • 109 109 109 112 112 112 113 115 118 119 120 122 127 129 129 129 140 140 147 169 169 169 187 187 192 193 194 195 196 200 . Otros sistemas de arranque 4.3. Inversores de marcha 3.4.t r i á n g u l o 4.2.5.2.1. D e t e c t o r e s de proximidad inductivos y capacitivos 4.2. C i r c u i t o s de mando 4.2. Arranque por acoplamiento e s t r e l l a .4. Arranque por c o n m u t a c i ó n e s t r e l l a . Generalidades 1.3.2. C l a s i f i c a c i ó n de los motores e l é c t r i c o s 1.3. Arranque directo en un solo sentido 1.4.2. Fusibles 6.7. Arranque por autotransformador 1.3.6.3.4.2.4.1. O p t i m a l 25 6. R e l é e l e c t r o m a g n é t i c o diferencial 6. Arranque por autotransformador 4. D a ñ o s en los r e l é s de p r o t e c c i ó n 6.2. Guardamotor 6. C i r c u i t o de potencia de un sistema secuencial 2. C i r c u i t o s de mando de sistemas secuenciales manuales 2.3. E l motor asincrono t r i f á s i c o 1.1. Recomendaciones para r e a l i z a r un montaje 2.1. Arranque de motores con rotor bobinado V E j e r c i c i o s p r á c t i c o s sobre controles y automatismos 1.3.r e s i s t e n c i a s . R e l é s e l e c t r o m a g n é t i c o s 6. Elementos de s e ñ a l i z a c i ó n 6.4.1. Arranque directo 2. A p l i c a c i o n e s y e l e c c i ó n de los detectores 5.5. C i r c u i t o s de mando en sistemas a u t o m á t i c o s 3. R e l é s t é r m i c o s 6. I NOCIONES FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD . MATERIA: Es todo aquello que puede ser percibido por nuestros sentidos y ocupa un lugar en el espacio: los metales. neutrones y electrones.1.1.1.1. los gases. los líquidos.2. sin que pierda sus c a r a c t e r í s t i c a s físicas y q u í m i c a s . E s t á compuesto por protones. E s t á compuesta por á t o m o s . M O L E C U L A : Es l a parte m á s p e q u e ñ a en que puede dividirse la materia. todo cuerpo en estado natural es e l é c t r i c a m e n t e neutro.1. A l igual que un á t o m o .1. A T O M O : Es la parte m á s p e q u e ñ a en que puede dividirse un elemento (=sustancia básica que no puede descomponerse en otras y que constituye toda la materia) sin que pierda sus c a r a c t e r í s t i c a s físicas y q u í m i c a s . e t c . E s t á compuesta por m o l é c u l a s .3. FISICA E L E C T R I C A 1. C O R R I E N T E ELECTRICA 1. 1. por lo cual decimos que es e l é c t r i c a m e n t e neutro (carga positiva y negativa iguales). "AGUA 3>é & é GOTAS DE AGUA HIDROGENO é ibdt MOLECULAS OE AGUA -f- OXIGENO E L E M E N T O S 1. . FIJOS: los más cercanos al núcleo ELECTRONES (con carga eléctrica negativa) LIBRES: los más alejados del núcleo PROTONES: con carga eléctrica positiva NUCLEO NEUTRONES: sin carga eléctrica Un á t o m o en estado natural tiene e l mismo n ú m e r o de electrones y protones. po cajigado negativamente.. lo cual se denomina ton positlvo. ¿¿te. 1-2. átomo piende un etectaón.con carga positiva si ha perdido electrones cu.po cangado positivamente. D E F I N I C I O N : C o r r i e n t e e l é c t r i c a es el paso de electrones a t r a v é s de un conductor. dicho cuerpo queda cargado e l é c t r i c a m e n t e : . átomo ha oltenido tsión más. 10 .en.¿ote. pon. un elecun átomo es decuyi Cuando se rompe el equilibrio existente entre electrones y protones. Tenemos asi cargado negativamente.1. un ton negativo.con carga negativa si ha ganado electrones .2. CORRIENTE ELECTRICA 1. quedando cajigado positivamente. . fuente externa que aumenta l a energía potencial. provocan do el paso de electrones de un átomo a otro. cuen. y debe existir necesariamente un circuito que permita este flujo constante. a intervalos p e r i ó d i c o s . movimiento mecánico.3.2.2 T .2. de tal manera que.2.«* — .3. 0 © 1.000 K m por segundo).C. de manera que el agua del tanque superior pase al inferior. debe existir necesariamente una diferencia de p o t e n c i a l . a s í c o mo para que se produzca flujo de agua entre un tanque y otro.): A q u e l l a corriente que varía. A q u e l l a corriente que no presenta v a r i a c i ó n ni en magnitud.2. Corriente ó C. para que haya corriente e l é c t r i c a .3. C L A S E S D E C O R R I E N T E E L E C T R I C A : 1.C. calor.8* -TÍ 11 . debe existir necesariamente un desnivel entre ambos. etc.C. T E O R I A E L E C T R O N I C A : Los electrones se desplazan siempre de un potencial negativo a un potencial positivo. 1. tanto en magnitud como en sentido o dirección. de electrones.2. © 0 e e CARGA FUENTE © e 0 0 Elemento que transforma la energía eléctrica en otras formas de energía: luz.1.- L a corriente e l é c t r i c a es t r a s m i s i ó n de e n e r g í a (por lo cual se desplaza aproximadamente a 300.2. 7 t I -I . POTENCIAL NEGATIVO 1. C o r r i e n t e alterna (A.. ni en sen_ tido.»+ '-«4 .): continua (D. 1. en cuyo caso no es n e c e s a r i o interrum pir el c i r c u i t o . 18 electrones) Múltiplos : kiloamperio ( K A ) = 1. MAGNITUDES ELECTRICAS F U N D A M E N T A L E S 1. L a unidad para medir tensiones es el voltio.001 amperio microamperio (yA) = 0. F U E N T E CARGA A C-D C ® / T a m b i é n se puede emplear l a PINZA_Arn~ P£R2!5!Ü~RACA (pero ú n i c a m e n t e con A .3.001 amperio en un segun- ® 1 El instrumento adecuado para medir esta magnitud es el APPERinETRO.28 x 1 0 do. A M P E R I O (A) : Es el paso de un columbio (=6. 1. ) . V O L T I O (V) : Es la diferencia de potencial que causa el paso de un columbio para producir un joule de trabajo. cua.000 de amperios Submúltiplos : m i l i a m p e r i o (mA) = 0. T E N S I O N . L a unidad para medir intensidades es el amperio. A M P E R A J E ó C O R R I E N T E (I): Es la cantidad de electrones que c i r c u l a por un conductor en unidad de tiempo. a t r a v é s de un conductor.2. En otros t é r m i n o s .000 de voltios 12 .000 amperios megamperio (MA) = 1'000. Múltiplos: k i l o v o l t i o (KV) = 1. V O L T A J E ó F U E R Z A E L E C T R O M O T R I Z (E ó U): dlfZV-LHClA D E porche* *t Es la diferencia de potencial existente entre dos cargas.000. I N T E N S I D A D .1. por el cual c i r c u l a una corriente de un amperio. interrumpiendo el circuito.3. C .000 voltios megavoltio (MV) = 1'000. voltio es la diferencia de potencial e l é c t r i c o que existe entre dos puntos je un circuito.:do la potencia desarrollada entre estos puntos es de un vatio.3. que se conecta en serie. 3. 0 0 0 o h m i o s megohmio (Mfl) * 1'000. R E S I S T E N C I A (R): Es la oposición o dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente. y debe c o n e c t a r s e en p a r a l e l o con e l elemento que se desea medir. F a c t o r e s que afectan la resistencia de un conductor: a) L a longitud (L): a mayor longitud corresponde una mayor resistencia.3 cm de longitud y 1 m m de s e c c i ó n al paso de la corriente.028 . Es muy c o m ú n e l uso d e l ó h m e t r o para medir c o n t i n u i d a d . E l instrumento para medir grandes resistencias.^1 este instrumento e l c i r c u i t o no debe tener t e n s i ó n a l g u n a .1. Es la resistencia e s p e c í f i c a que ofrece un m a terial y que depende de su estructura física o naturaleza. c) C o e f i c i e n t e de resistividad ( p ) . para ver s i e l c i r c u i t o e s t á o no i n t e r r u m p i d o . L a unidad para medir esta magnitud es e l ohmio.3. CARGA aislamiento de los conductores y 1. Este valor para el cobre es 0.001 voltio microvoltio ( u V ) = 0.001 voltio E l instrumento que se emplea para medir e s t a magnitud es e l VOLTIMETRO. 2 Múltiplos: kilohmio (Kft) = 1 .Submúltiplos: m i l i v o l t i o (mV) = 0. Para determinar la s e c c i ó n se emplea c o m ú n m e n t e e l t é r m i n o calibre. O H M I O ( fl Es la resistencia que ofrece una columna de mercurio de 106.000 de ohmios Submúltiplos: tienen muy poca u t i l i z a c i ó n unidad muy p e q u e ñ a .0172 —^7 2y m/mm ' 0.R0. m/mm pa r a e l aluminio r 0 2 13 * .000. fugas a tierra se denomina MEGGER. Su valor se da en ohmios por metro por m i l í m e t r o cuadrado de sección. y a que e l ohmio es de por sí una E l instrumento que se emplea para medir esta mag_ u s a r n i t u d es e l 0HMEJ. © FUENTE 1. es d e c i r . b) L a s e c c i ó n (S): a mayor s e c c i ó n se tiene menor resistencia. que se conecta en p a r a l e l o con e l c i r c u i t o cuya t e n s i ó n se desea medir.3.3. pn.TA+vedis *vc*>IA~err b "La intemAldad &s dl/iectamentc pn. Se enun c i a de la siguiente manera: . * Resistencias P T C (coeficiente positivo de temperatura): son elementos con un coeficiente de temperatura muy positivo. Fe. Se fabrican con mezclas de titanatos de bario y estroncio. aumentar 1. .4.clonal a la ne^iistencla" M a t e m á t i c a m e n t e se expresa a s í : E ] = — 6* f l R de la cual se deducen las siguientes ecuaciones: c s N o t a : estas f ó r m u l a s se usan en c i r c u i t o s con c.a.onat a la tensión e. E n general al aumentar la temperatura aumenta la resistencia. L E Y D E O H M Se refiere a la r e l a c i ó n existente entre las tres magnitudes fundamentales. 1. invesisaniente.opon. P(&n*f 0.opon.c.Estos tres factores se expresan m a t e m á t i c a m e n t e así: d) L a temperatura: R=p-<r- N o r m a l m e n t e con el aumento de la temperatura aumenta l a resistencia. y en c i r c u i t o s con c.3.cl. O t r o s factores de los cuales depende l a r e s i s t e n c i a de un conductor.3. pero se dan materiales en los cuales con el aumento de temperatura disminuye la resistencia. b) Resistencias dependientes de l a t e n s i ó n o V D R : Son elementos en los cuales el valor de la resistencia disminuye al la t e n s i ó n aplicada. * Resistencias N T C (coeficiente negativo de temperatura): son elementos en los que su resistencia baja r á p i d a m e n t e al aumentar l a temperatura. M n . Más adelante se v e r á c ó m o se usan en c i r c u i t o s con corriente alterna. a) Resistencias dependientes de la i l u m i n a c i ó n (luz): Se denominan fotorresistencias aquellos elementos cuya resistencia v a r í a al carn biar las condiciones luminosas del ambiente. Se fabrican partiendo de óxidos s e m i conductores de algunos metales como C r .2. purameri te resistivos. dentro de un margen de temperaturas determinado.3 . Se fabrican a base de carburo de s i l i c i o . E l valor de la resistencia disminuye a medida que aumenta la luz. etc. fuera del cual el c o e f i c i e n t e puede ser cero o inclusive negativo. Este comportamiento variable da origen a las termorresistencias o termistores. de é s t e a un valor m á x i m o negativo y finalmente a 0.1. Se mide en segundos y se representa con la l e t r a T .4. CORRIENTE ALTERNA 2.2. Se representa -con la letra f.1. 2. Su unidad es el hertz (Hz). representación vector i a l y s i n u s o i d a l de l a corriente alterna . F r e c u e n c i a y p e r í o d o son dos valores inversos: ~J" r 1 f = 2. P E R I O D O (T) : Tiempo necesario para que un c i c l o se repita. Es igual a la velocidad de la corriente entre la frecuencia: x = 300. / 270° 2. F R E C U E N C I A (f) : N ú m e r o de ciclos que se producen en un segundo. L O N G I T U D D E O N D A (X): D i s t a n c i a (en línea recta) que puede recorrer la corriente en el tiempo que dura un c i c l o completo.1.3.000 Km/seg f 2. C A R A C T E R I S T I C A S G E N E R A L E S 2. que equivale a un c i c l o por segundo. F A S E : Es la r e l a c i ó n de tiempo entre tensiones y / o corrientes alternas.1.2.5.1.1.1. independientemen- En una r e p r e s e n t a c i ó n v e c t o r i a l o cartesiana se puede considerar como fase cada 15 . te de sus magnitudes. C I C L O : V a r i a c i ó n completa de la t e n s i ó n y / o corriente de 0 a un valor m á x i m o positivo y luego a 0. 9 0° +/ ¡ i 180° l — ¡ i i \ /°° 3 6 ° ° / \l80° 270° 9 0° 360° . P o r ejemplo el valor pico para una tensión de 208 V es 294 V . * A i s l a m i e n t o : A l considerar el aislamiento de un conductor. por lo cual se denominan ángulos de fase. para una mayor precisión. D E F A S A J E O D I F E R E N C I A DE FASE : Se dice que dos ondas (que tienen la misma longitud. que.2. es mayor que el voltaje considerado c o m ú n m e n t e .1. V A L O R I N S T A N T A N E O : Es el valor que tiene la tensión y/o corriente en un instante determinado. a ú n cuando sólo se produce dos veces por cada ciclo. 2. como t a m b i é n entre una tensión con r e l a c i ó n a una corriente. V A L O R E S FUNDAMENTALES 2.una de las posiciones que va ocupando un punto determinado a lo largo de su t r a y e c t o r i a c i r c u l a r o sinusoidal. 2. depende del retraso o adelanto de una onda con respecto a otra. Nos determina la amplitud de la onda. ondas de. 2.2.2.2. mucho m á s alto y por consiguiente m á s peligroso que los 208 V .1. se debe tener en cuenta e l valor m á x i m o de la tensión. no necesariamente la misma magnitud) e s t á n defasadas cuando sus valores m á x i m o s no se producen al mismo tiempo. y que podría perfo- . Este valor es importante por: 16 * Seguridad: debe tenerse presente que el valor m á x i m o del voltaje en c o rriente alterna. Estas variaciones se dan en grados. D e allí que una onda tiene infinito n ú m e r o de valores i n s t a n t á n e o s . V A L O R M A X I M O O P I C O : Es el mayor de los valores i n s t a n t á n e o s que puede alcanzar la corriente y/o tensión en un semiciclo.6. y a que en realidad s o p o r t a r á tensiones m á s altas (aún cuando esto suceda sólo en ciertos momentos) en un c i r c u i t o con c. o t r o equivalente con c e . ondas en /jase. Generalmente se mide en grados.a.£asadas E l defasaje que puede darse entre tensiones o corrientes. o bien podemos obtener el valor eficaz dividiendo el valor pico por 1.637 = 187. 2 S i . 38t é 4 4 i V (tensiones m á s usadas en nues^ tro medio) se hace referencia exclusivamente a los valores eficaces. en una resistencia de 10 ohmios. Por ejemplo una corriente alterna. produce la misma cantidad d e . Este es el valor m á s importante.rar el m a t e r i a l aislante. V A L O R M E D I O : Es el promedio de todos los valores i n s t a n t á n e o s de medio c i c l o .2.4142 . V A L O R E F I C A Z ó C U A D R A T I C O M E D I O (r.2. Ejemplo : el valor medio para una tensión pico de 294 V s e r á : 294 V x 0.27 V 2.4.3.c.1. que el ge nerado por una corriente continua de 1 A . S I S T E M A B I F A S I C » : En este sistema se emplean dos fases (bifilar) o dos fases y neutro (trifilar). 2. el valor eficaz es 0. E l valor eficaz es igual a la raíz cuadrada del valor medio de la suma de los cuadrados de los valores i n s t a n t á n e o s de corriente o tensión durante medio ciclo. 2 f 8 . 150. A s í . En función del valor pico.637 del valor m á x i m o . 2. 2. ya que cuando se habla ordinariamente de c i e r tos valores de tensión o corriente.) : E l valor eficaz de una tensión o corriente alterna es el que. en un c i r c u i t o puramente resistivo.707 del valor pico. Es igual a 0.- VALOR — VALOR VALOR MAXIMO o PICO EFICAZ MEDIO E í v a l o r i n s t a n t á n e o se produce en todos l o s puntos que conforman un c i c l o . cuyo valor eficaz es 1 A g e n e r a r á el mismo calor. S I S T E M A S M A S E M P L E A D A S 2. S I S T E M A M # N « F A S I C ® : Sistema en e l cual se emplea una fase y el neutro (sistema bifilar). .m.3.2.3. por 17 . cuando se habla de 12». se e s t á haciendo referencia al valor eficaz.3. c a l o r que la producida por una c o rriente continua del mismo valor. C o n esta forma de conexionado puede obtenerse un sistema t r i f á s i c o trifilar o tetrafilar. defasadas entre sí 90° y no 180°. menor consumo. genera tres fuerzas e l e c t r o m o t r i c e s inducidas.3.3. por las ventajas que ofrece: facilidad de transporte. como se supondría por la definición anterior.1. 2. C o n e x i ó n en e s t r e l l a : Esta forma de c o n e x i ó n se obtiene uniendo los tres finales de las bobinas entre sí. con tensiones de la misma magnitud.3. formando un punto c o m ú n llamado punto neutro (de donde se saca el conductor neutro) y los tres principios quedan libres para entregar las tensiones de las tres fases (R . s e n c i l l e z . Estos tres grupos pueden conectarse en e s t r e l l a o en t r i á n g u l o . Se denomina fase a cada una de las corrientes m o n o f á s i c a s que forman el sistema.S N .T). y que están defasadas entre sí un ángulo e l é c t r i c o igual a 360°. ve_r satilidad de algunas m á q u i n a s alimentadas por este sistema (por ejemplo motores asincronos t r i f á s i c o s ) . a) T e n s i ó n de fsse o tensión simple ( E f ): "Fis la diferencia de potencial entre un conductor de línea (fase) y el conductor neutro ( R N . E l m á s u t i l i z a d o de los sistemas polifásicos es el TRIFASICO (trifilar o tetrafilar). así como dos tipos de tensiones y / o corrientes: de fase y de línea. 18 . 2. dividido por el n ú m e r o de fases. de igual frecuencia y valor e f i c a z .lo cual se lo llama t a m b i é n m o n o f á s i c o trifilar.T N ) .3. Por e x c e p c i ó n recibe el nombre de sistema bifásico aquel formado por dos fuerzas e l e c t r o m o t r i c e s alternas m o n o f á s i c a s . etc. R representación vectorial representación sinusoidal L a r o t a c i ó n de tres bobinas igualmente espaciadas en el interior de un campo m a ¿ n é t i c o constante. S I S T E M A T R I F A S I C O : Recibe el nombre de sistema p o l i f á s i c o de corriente el conjunto formado por v a rias corrientes alternas m o n o f á s i c a s . defasadas entre sí 120°.S . Las tres fases (R-S-T) se obtienen de los tres pun tos de unión. E l valor de la t e n s i ó n de línea y el de la t e n s i ó n de fase e s t á n estrechamente relacionadas entre sí.3. ya que la tensión de fase es igual a la tensión de línea. 19 .2. 2. que corresponden a las tensiones de línea y fase respectivamente. C o n e x i ó n en t r i á n g u l o : Se r e a l i z a una c o n e x i ó n en triángulo cuando se une el final de una bobina con el principio de la siguiente hasta obtener un sistema cerrado.3. E n efecto: sustituyendo sustituyendo RS = R O + OS E L = 2 RO E L = 2 X Cos 30° X Ef sustituyendo EL = 2 X—¿ x E f donde donde Cos 30° simplificando E L =/3 o bien Ef = RS = E L y R O = Cos 30 c RO RN OS y RN Ef ' 2 Ef EL 73 de modo que la tensión de línea s e r á / 3 veces mayor que la tensión de fase y a su vez la t e n s i ó n de fase / 3 veces menor que la tensión de línea. En los sistemas t r i f á s i c o s las tensiones y/o corrien_ tes se dan siempre por sus valores eficaces entre fases o entre fases y neutro./ b) Tensión de línea o tensión compuesta ( E L ) : Es la diferencia de potencial entre dos conductores de línea (tensión entre fases = R S = R T = ST). En este caso obtendremos ú n i c a m e n te un sistema t r i f á s i c o trifilar (sin conductor neutro por carecer del punto c o m ú n para obtenerlo) con sólo tensión de línea. pasando por una o m á s cargas (dispositivos donde la e n e r g í a e l é c t r i c a se transforma en otras formas de energía) a t r a vés de unos conductores. 20 . Se tiene gía y flujo de corriente e l é c t r i c a . CIRCUITOS E L E C T R I C O S CON A.C.1. todo c i r c u i t o e l é c t r i c o debe estar compuesto necesariamente por: C O N D U C T O R DE IC A R G A ENERGIA C O ' N D U C T a. pero no hay flujo de corriente e l é c t r i c a . ener- 3.1. 3. C I R C U I T O S P U R A M E N T E RESISTIVOS C i r c u i t o s en los cuales las cargas e l é c t r i c a s e s t á n constituidas exclusivamente por resistencias.1.2. Se tiene e n e r g í a . En consecuencia. Fuente de e n e r g í a b. desde que sale de la fuente hasta que retorna a ella. Conductores de conexión c. C a r g a OR 3.2. 3.3. C I R C U I T O A B I E R T O : C i r c u i t o que se encuentra interrumpido en a l gún punto del mismo. GENERALIDADES Un c i r c u i t o e l é c t r i c o es el recorrido completo que r e a l i z a la corriente. C I R C U I T O C E R R A D O : C i r c u i t o sin i n t e r r u p c i ó n alguna.1. . G E N E R A L I D A D E S S O B R E E L E C T R O M A G N E T I S M O : 3.ley de ohm tiene completa y total a p l i c a c i ó n . In Et= El + E¡2+. En Rt= R1+ R2+.. « * La. In Et = El = E2 =..1. a t r a v é s del cual c i r c u l a corriente. E y R : 1 —VvV Notas: P a r a c a l c u l a r estas tres magnitudes.1. E y R: It = I1+I2+.3. C I R C U I T O S E R I E C i r c u i t o en el cual' la corriente tiene un solo recorrido.2.2. C I R C U I T O S R L Y R C 3. L a intensidad de este campo e s t á dado por las líneas de fuerza que 21 . se genera un campo m a g n é tico c i r c u l a r . como si 3.1.2.3..3. C I R C U I T O S E R I E . C a m p o m a g n é t i c o originado en un conductor: En todo conductor... Cálculo de I. 1 Cálculo de I.3. se puede emplear la siguiente e c u a c i ó n (derivada de la fórmula general): Rt R1 R2 R1+ R2 : 3.1.3. Rn 3. E y R: It = 11 = \2=..P A R A L E L O o M I X T O : C i r c u i t o en el cual la corriente tiene en parte un solo recorrido.. r—VvV Cálculo de I. En ±_ Rt R1 j_ R2 " Rn Nota: cuando en un c i r c u i t o paralelo se tienen solamente dos resistencias diferentes. A A / v * E n todos estos circuitos los valores de I y E se consideran por sus valores eficaces. exactamente se tratara de circuitos con corriente continua..2. C I R C U I T O P A R A L E L O C i r c u i t o en el cual la corriente tiene posibilidad de varios recorridos. y en parte posibilidad de varios recorridos.. debe reducirse previamente el c i r c u i to mixto a uno que sea solamente serie o solamente paralelo. se genera un campo m a g n é t i c o similar al de un i m á n . A l c i r c u l a r la corriente por é l . C a m p o m a g n é t i c o originado en un solenoide: Solenoide es un conductor arrollado en forma de espiral.2. L a polaridad de dicho campo se conoce mediante la regla de la mano izquierda: si se c i e r r a la mano izquierda alrededor de un solenoide.3. de manera que el pulgar s e ñ a l e la d i r e c c i ó n del flujo de la corriente. t a m b i é n el campo m a g n é t i c o generado en el conductor y / o solenoide. el dedo pulgar s e ñ a l a r á e l polo norte. 3. i E l sentido de las líneas de fuerza se determina mediante la regla de la mano izquierda: si se c i e r r a la mano izquierda alrededor de un conductor.4. de manera que los dedos que rodean el solenoide s e ñ a l e n la d i r e c c i ó n de la corriente. el campo m a g n é t i c o que rodea el conductor t e n d r á la d i r e c c i ó n de los dedos que rodean el conductor. c a m b i a r á constantemente en intensidad (magnitud) y polaridad (sentido de las líneas de fuerza). por el que c i r c u l a a. 3.1. F u e r z a e l e c t r o m o t r i z inducida o fuerza eontraeleetromotriz (fcem): Cuando se mueve un conductor a t r a v é s de un campo m a g n é t i c o .1.3.3. se genera o induce una fuerza e l e c t r o m o t r i z (FEM) en el conductor. 3. c. a s í como por la distancia que hay entre ellas.se producen. C a m p o m a g n é t i c o originado por una corriente alterna: C o m o la corriente alterna v a r í a constantemente en magnitud y sentido.3.1. L a d i r e c c i ó n de é s t a depen- . es decir. por lo cual la a c c i ó n de la F E M inducida es opuesta a la acción aplicada. la fcem a u m e n t a r á . mayor F E M inducida. pero contrario. De acuerdo con la l e y de L e n z . es decir de la frecuencia. un cambio en la corriente produce una F E M cuya d i r e c c i ó n es tal que se opone al cambio de la corriente. lo cual a su vez depende de la velocidad con que v a r í a l a corriente. puede considerarse que las líneas de fuerza cortan e l conductor. r a z ó n por la cual se la llama t a m b i é n fuerza eontraeleetromotriz (fcem). A u t o i n d u c c i ó n : Debido a una v a r i a c i ó n constante que se produce en e l campo m a g n é t i c o que se genera alrededor de un conductor. la F E M es m á x i m a . 23 .1. d) Proporcional a la d i r e c c i ó n a la intensidad del campo m a g n é t i c o a la longitud del conductor a la velocidad con que el conductor atraviesa e l cam hacia donde se mueve el conductor: . y se determina mediante la regla de l a mano derecha: si se coloca el pulgar. . si el conductor se mueve formando ángulo recto con respecto a la d i r e c c i ó n del campo. y si e s t á en aumento se produce un f e n ó m e n o similar. que dependen de la rapidez con que se expande o reduce el campo m a g n é t i c o . al expanderse y contraerse. la F E M inducida tiene l a misma d i r e c c i ó n de la corriente y t r a t a de mantenerla en su valor sin que d i s m i nuya.de de la d i r e c c i ó n del movimiento del conductor. el dedo medio nos s e ñ a l a r á el sentido en el cual fluye la fuerza e l e c t r o m o t r i z inducida. L a magnitud de la fuerza e l e c t r o m o t r i z inducida s e r á : a) D i r e c t a m e n t e proporcional b) D i r e c t a m e n t e proporcional c) D i r e c t a m e n t e proporcional po m a g n é t i c o . por el cual c i r c u l a c. L a fuerza eontraeleetromotriz d e p e n d e r á t a m b i é n de la forma del conductor. e l í n d i c e y e l dedo medio formando ángulos rectos entre sí. no se induce F E M . ya que la polaridad de la F E M inducida es opuesta a la d i r e c c i ó n de la c o rriente. 3. c o r t a r á varias espiras al mismo tiempo. se genera o induce una F E M en e l mismo conductor. D e allí que la E aplicada y la F E M inducida e s t a r á n siempre defasadas 180°. tratando de evitar que é s t a aumente. por cua_n to e l flujo m a g n é t i c o .5. si el conductor se mueve paralelamente a la d i r e c c i ó n del campo. de modo que el pulgar nos s e ñ a l e la d i r e c c i ó n hacia donde se desplaza el conductor. de allí que cuando e'ste es arrollado en forma de bobina. y el í n d i c e la d i r e c c i ó n de las l í n e a s de fuerza. p r o d u c i é n d o s e un efecto similar al o r i g i nado cuando el conductor se mueve dentro de un campo m a g n é t i c o . es d e c i r . Como toda F E M inducida tiene magnitud y polaridad. de manera que a mayor frecuencia. o sea se produce a u t o i n d u c c i ó n .. respecto a la d i r e c c i ó n del c a m po m a g n é t i c o . cuando una corriente e s t á disminuyendo.3.a. ta confitente en ét.Así 'mismo depende de la intensidad de la corriente: las corrientes intensas produc é n campos m a g n é t i c o s m á s intensos. E s t á compuesta por: a) Conductor: suele ser un alambre sólido de cobre. si el cida . y aquella en la c u a l se induce la F E M se llama secundario..1. en función del efecto que tiene en el flujo de la corriente. de tal manera que la F E M autoinducida s e r á directamente proporcional a la amplitud y frecuencia de la corriente alterna que la produce. Puede ser de un material f e r r o m a g n é t i c o o de un m a t e r i a l aislante (en cuyo caso normalmente sólo s e r á soporte o formaleta y no a.1. a t r a v é s del c u a l c i r c u l a r á la corriente. 3.ad de. L a inductancia de una bobina depende: a) D e l n ú c l e o : ' 24 M a t e r i a l del cual e s t á hecho: ya que si es f e r r o m a g n é t i c o . a menudo se la define. 3. la F E M indus e r á mayor. m á s bien. la F E M indus e r á menor. I N D U C T A N C I A (L) : Aún cuando la inductancia es en realidad una c a r a c t e r í s t i c a física del conductor. L a bobina: Es un arrollamiento de alambre en forma de espiral. L a bobina que genera las l í n e a s de fuerza o flujo se denomina primario. un cisicuiío elÁctntco a oponesise a cnalautesi camJLLo de. b) N ú m e r o de espiras que tengan las bobinas: . 3. L a magnitud de la F E M inducida depende de: a) Posición r e l a t i v a de las dos bobinas. Cuando el n ú c l e o puede moverse dentro de la bobina. si el cida secundario tiene menor n ú m e r o de espiras que el primario. recibe el nombre de inducción mutua.2.2.3. se obtiene una inductanc i a variable (determinada por la posición del núcleo). b) N ú c l e o : elemento que se encuentra dentro de la bobina. secundario tiene mayor n ú m e r o de espiras que el primario. L a inducción mutua tiene d i r e c t a a p l i c a c i ó n en los transformadores. Los conductores arrollados en forma de solenoides o bobinas son los que presentan las mayores inductancias.3. el campo m a g n é tico se intensifica por el reforzamiento o suma de las líneas de fuerza pro- .3. revestido con un aislamiento esmaltado.6. y que se expresa así: Inductancia (cuya unidad ej> el tien/iy J es ta pn.opted.dquirirá propiedades m a g n é t i c a s ) . Inducción mutua: L a inducción de la F E M en una bobina por líneas de fuerza generadas por otra bobina. se o b t e n d r á mayor intensidad en el campo m a g n é t i c o ..2. E l efecto inductivo que se produce en una bobina. se dice que é s t e se ha saturado. con solo inductancias. R e a c t a n c i a inductiva ( X L ): En un c i r c u i t o de c . ir S e c c i ó n transversal: a mayor á r e a transversal de líneas de fuerza. puede aplicarse la ley de ohm. se o b t e n d r á un mayor Longitud: a mayor longitud corresponde un flujo m a g n é t i c o fl numero menor. _ 0. al l i m i t a r el flujo de corriente. I ducidas por la bobina.2.4 TT N p A ¿ 2 donde: N = n ú m e r o de espiras y = permeabilidad m a g n é t i c a A = á r e a transversal del núcleo í = longitud del núcleo c) De la intensidad de la corriente: cuanto mayor corriente c i r c u l e por la bobina. la X donde: X L = 2rrfL L se puede calcular así: 2-rrf representa la rapidez de cambio de la corrien te L es la inductancia expresada en henrys Dado que en un c i r c u i t o puramente inductivo. por lo que se comporta como una resistencia. considerada como inductancia pura. con la c o 25 . pues en un c i r c u i to puramente resistivo la tensión e intensidad e s t á n en fase. la cantidad de corriente que fluye es determinada por la fcem que contrarresta la tensión aplicada.3. Cuando el n ú c l e o llega a un l í m i t e m á x i m o de flujo m a g n é t i c o .2. Inductancia pura: Es aquella que se considera sin resistencia ni capacitancia. se t e n d r á una mayor inductancia Todos estos factores se expresan m a t e m á t i c a m e n t e de la siguiente forma: . C o m o la fcem depende de la L y de la f. 3.3. Por este motivo la oposición que presenta una inductancia al paso de corriente alterna se llama reactancia inductiva y se expresa en ohms. mayor inductancia Cuanto m á s cercanas entre sí las espiras. e l único factor que l i m i t a el flujo de corriente es la reactancia inductiva. b) De las espiras: A mayor n ú m e r o de espiras. a .3. 3. Este defasaje' m á x i m o i r á disminuyendo a medida que aumente la resistencia de la bobina. provoca un defasamiento de atraso de 90° de la corriente con respecto a la tensión. 26 tan a catetoBC catetoAC tan a Sen a Cos a tan 3 = cateto AC cateto BC tan 3 Sen 3 Cos 3 .3..3.d + + L 2 " ' Ln 3. 3.3.rrespondiente a d e c u a c i ó n . Las funciones b á s i c a s son: * S E N O de un ángulo agudo es la r e l a c i ó n entre el cateto opuesto a dicho ángulo y la hipotenusa: Sena c a t e t o BC hipotenusa Seng = c a t e t o AC hipotenusa E l valor n u m é r i c o e s t á entre 0 y 1 * C O S E N O de un ángulo agudo es la r e l a c i ó n e n tre el cateto adyacente a dicho ángulo y la hipotenusa: Cos a = c a t e t o AC hipotenusa Cos 3 c a t e t o BC hipotenusa E l valor n u m é r i c o e s t á entre 1 y "0 * T A N G E N T E de un ángulo agudo es la r e l a c i ó n entre e l cateto opuesto y e l cateto adyacente a dicho ángulo. en función de los ángulos agudos del t r i á n g u l o r e c t á n g u l o . haciendo que un mismo c i r c u i t o sea m á s o menos inductivo. o bien la r e l a c i ó n entre el seno y el coseno del mismo ángulo.4..3. de t a l manera que si se a l t e r a l a f. Propiedades del t r i á n g u l o r e c t á n g u l o : a) T e o r e m a de P i t á g o r a s : establece una r e l a c i ó n entre los tres lados de un t r i á n g u l o r e c t á n g u l o . L n b) C i r c u i t o s en paralelo : = .1.2. A s í obtendremos: I XL teniendo presente de que un v a - lor e s p e c í f i c o de r e a c t a n c i a inductiva se aplica sólo para una frecuencia e s p e c í f i ca. ANGULO RECTO 2 =C ANGULO CATETOS^S» \ Su e x p r e s i ó n m a t e m á t i c a s es: H AGUDO (C j \ c ) / AGUDO 2 + c b) Funciones t r i g o n o m é t r i c a s b á s i c a s : es la r e l a c i ó n establecida entre catetos o entre un cateto y la hipotenusa. ANGULO — H I P O T E N U S A (Ht Se enuncia así: la hipotenusa (H) al cuadrado es igual a la suma de ios cuadrados de los catetos. C I R C U I T O S R L E N S E R I E Y E N P A R A L E L O : 3. t a m b i é n q u e d a r á alterada la X L . C á l c u l o de l a i n d u c t a n c i a t o t a l en c i r c u i t o s puramente inductivos: a) C i r c u i t o s en serie : L t = L i + L2 +.3. E s t á dada por un valor n u m é r i c o . En estos circuitos.3.1. E n consecuencia tendremos: I = o I = o I = ^ 3.3. L a diferencia fundamental entre un c i r c u i t o R L y un c i r c u i t o puramente resistivo radica en que las relaciones de fase en las partes resistivas del c i r c u i t o R L son diferentes a las relaciones de fase en las partes inductivas. una función puede hallarse el valor del ángulo correspondiente mediante la función inversa (arco seno. y que se mide en ohmios. 10 mh ' Intz/LsiJjdad: Por ser un c i r c u i t o serie. para el gráfico siguiente. R V W V 1 200ÍI K Y Y Y N l 3.-3.3. la R debe considerarse bien sea como X L O E E E bien sea como Z . aunque en forma diferente. según los componentes que se usen. Circuitos R L en serie: Un c i r c u i t o R L en serie puede estar constituido por una o m á s resistencias y por una o m á s inductancias.2. la ley de ohm es totalmente aplicable. afectando ambas.3. se oponen al flujo de corriente. con la salvedad de que.3. Circuitos RL: Un c i r c u i t o R L es aquel que e s t á formado tanto por resistencias como por inductancias. tendremos: 27 . E l efecto combinado de ambos es lo que se denomina IMPEDANCIA (Z) del c i r c u i t o .3. Cuando la resistencia interna de la bobina o bobinas es 10 veces inferior a alguna de las resistencias del c i r c u i t o . En estos circuitos. Nota: c o n o c i d a . e x a c t a mente como si fuera un c i r c u i t o puramente resistivo Por consiguiente. arco coseno y arco tangente). tanto la resistencia como la reactancia inductiva. la intensidad s e r á la misma en todo el c i r c u i t o .3.E l valor n u m é r i c o no tiene las limitaciones del seno y coseno. por lo que normalmente las bobinas se consideran como inductancias puras. 3. no se toma en cuenta su valor. el funcionamiento general del c i r c u i t o . la tensión total t a m b i é n s e r á igual a la suma de las tensiones parciales (ER y E L ) . pero teniendo presente que la tensión en R e s t á en fase con la intensidad. en el cual la hipotenusa mide 100 V. acente al ángulo 80 V y el cateto opuesto (que es igual a E L ) 60 V. en el cual E L y E R son los catetos. se puede afirmar que E L e s t á adelantada 90° con respecto a E R . Por consiguiente podemos a p l i car la siguiente función t r i g o n o m é t r i c a básica: 23 .3.3.3h 2 It = 3. aplicando el teorema de p i t á g o r a s ten_ dremos: Et = / E R 2 Eo=80V + E 2 L 2 2 E t = / 80 V + 60 V E t = / 10. t a m b i é n la E t e s t a r á defasada de E R . Aplicando la ley de ohm obtenemos las expresiones para las tensiones parciales: A A / v V ER = 1R x R E L = II x X siguientes L L a E total s e r á la suma v e c t o r i a l de las tensiones parciales de R y L .3.= 4 0 0 f l R = 200íl 2 I t = I R i = I R = iLj = l L AAA/V—WvV L. 2 h 2 Aplicando la ley de ohm L = 0. mientras que en la inductancia la E e s t á adelantada 90° con respecto a I. donde E L y E R son dos vectores perpendiculares.000 V E t = 100 V Así como E L e s t á defasada 90° con respecto a ER . =0. L a suma de ambos s e r á la hipotenusa del t r i á n g u l o r e c t á n g u l o que se ha formado. E[_= 6 0 V Por lo tanto. de manera que. l I R = I I l = 2 tendremos: IL Testównj En un c i r c u i t o puramente resistivo la t e n s i ó n total es igual a la suma algebraica de las tensiones parciales. tomando como referenc i a la corriente. pudiéndose averiguar é s t e ángulo de defasaje de la siguiente manera: El vector que representa la E t y el vector que representa la E R forman un t r i á n g u l o r e c t á n g u l o .R. el cateto ac. En un c i r c u i t o R L en serie.2. 894454 a = 26. 3 .500Q Z = 111. 3 ./12.] oo v . 3 . ft = lOOfl MA/V En un c i r c u i t o puramente resistivo. De allí que. en tanto que la E L e s t á adelantada 90° c o n respecto a E R . En un c i r c u i t o R L en serie. se c a l c u l a como sigue: son Cosa = I0OA lOOft 111. 3 . se considera que X L e s t á adelantada 90° con respecto a R.° - 8 a = 36.80Í2 Cosa = 0. x =5on L l a suma P o r un proceso similar al aplicado para calcular la E t tendremos: /R R=I00A 3 2 2 Z = / I 0 0 n + 50 Í2 Z .56° 29 . de R y X L d e b e r á ser una suma v e c t o r i a l . como la I es l a misma para l a resistencia y la inductancia.87° 3 . la resistencia total es igual a la suma algebraica de las resistencias parciales.80Í2 El ángulo de defasaje componentes de E e I. equivalente a l a R total de un c i r c u i t o puramen_ te resistivo. en función de los resistivos. ImpedcuMua: Es la oposición total del c i r c u i t o al flujo de corrien te.ER Cos a ' Et Cos a . para calcular l a impedancia. 4. En consecuencia tendremos: para las ramas resistivas: para las ramas inductivas: IR = R E II = v.3. pues la cantidad de corriente que c i r c u l a por cada rama e s t a r á dada por los valores que tengan las resistencias y las reactancias inductivas. se c o m p o r t a r á como un c i r c u i t o puramente inductivo ( X L es mayor). en un c i r c u i t o R L l a tensión total es la misma en cada una de las ramas resistivas e inductivas.1.3. come la tensión es la misma en ambas ramas. 3.caen. 30 .3.4.2. y adelantada 90° a I I . se puede afirmar que é s t a e s t á en fase con IR .cla en un ctn.3. y cuanto m á s alta la frecuencia. t a m b i é n el valor relativo de Z se v e r á afectado. por lo que un mismo c i r c u i t o t e n d r á propiedades distintas.: Los valores relativos de X L y R determinan e l ángulo de defasaje entre Z e L ' Como X L v a r í a con la frecuencia. por la diferencia de fase existente entre ellas.3.4. la corriente de las ramas resistiva e inductiva son independientes. variando ú n i c a m e n te la frecuencia: cuanto m á s baja la frecuencia.4. Intensidad: L a corriente t o t a l . por cuanto la tensión es l a misma en todas las ramas. la pLe.3. En efecto.3. Ienslón: A l igual que en un c i r c u i t o puramente resistivo. ¿peto de.3.cuito RL en ¿ejile. AL L a corriente total s e r á igual a la suma vectorial de las corrientes de las ramas resistivas e inductivas. e l c i r c u i t o se c o m p o r t a r á como un c i r c u i t o exclusivamente resistivo (por ser X L bajo).3.3. 3. Et = ER = E L A p l i c a n d o la ley de ohm: 120V (Oj 120 v E R = IRR E L = ILXL E t = ItZ 3. y a que I R e s t á adelantada 90° a I L . C i r c u i t o s R L en paralelo: C i r c u i t o s en los cuales se tienen una o m á s resistencias y una o m á s inductancias conectadas en paralelo. se aplica la ley de ohm: It 31 . =0.Por este motivo. En e l caso de conocerse la E t y la It.3.5 A It = /0. It = / P e + I 2 It =/0. = 0 .a A Cosa = IR It 0.8 Cosa = 0. 5 A C o s a = 0.94 I.3.847998 a = 32° 3.3.5 A P a r a c a l c u l a r el á n g u l o de defasaje entre It y E (= I R ) se emplea la siguiente función t r i g o n o m é t r i ca básica: o.4. Impeidancla: Es l a oposición total al flujo como por la rama inductiva.89A tendremos: It = % I t = 0.8 A a L Si se aplica la ley de ohm 2 + 0. de corriente presentada tanto por la rama Su valor se c a l c u l a en forma sistivo con dos resistencias.94A I. la intensidad total del c i r c u i t o R L en paralelo.7 Q 2 Como puede observarse el valor de Z siempre s e r á i n ferior al valor m á s bajo del circuito. similar a l a realizada R /R R 2>ioon L-<x =5on L resistiva. se h a l l a r á aplicando e l teorema de p i t á goras (en forma similar a la aplicada para calcular la t e n s i ó n total en un c i r c u i t o R L en serie). en un circuito puramente r e - X L 2 + X 2 L Z = IQQ Q x 5 0 Q /ioo fi + 50 2 Z = 44. 3.4. E n efecto. e l aumento en la frecuencia produce un aumento en X L . en un c i r c u i t o R L en paralelo. haciendo m á s resistivo el c i r c u i t o y por consiguiente menos induc tivo.4. a frecuencias muy bajas. Por este motivo. en función de R . mientras que en la rama r e s i s t i v a se hace mayor. debido a que la corriente en l a rama i n d u c t i v a s e r á menor.cla en cMicuito-6 RL en panatela: Los efectos que produce el cambio de frecuencia en un c i r c u i t o R L en paralelo son diferentes a los efectos que se produce en un c i r c u i t o R L en serie. a medida que aumenta l a frecuencia. para liberarlo posteriormente.3. Este defasaje cia. la -pue.4. almacena 1 columbio de carga en cada una de ellas). A l disminuir la frecuencia se produce un f e n ó m e n o opuesto al anterior. el c i r c u i t o s e r á casi exclusivamente inductivo. E l efecto capacitivo que se produce en un condensador (cuando se lo considera c o mo c a p a c i t a n c i a pura) provoca un defasamiento de adelanto de 90° de la corriente respecto a l a tensión.3. de t a l m a nera que. por medio de un campo e l e c t r o s t á t i c o .caen. X L y Z se halla mediante la Cosa = 3.E l ángulo de defasaje siguiente e c u a c i ó n : entre It y E . C A P A C I T A N C I A (C) : Es la propiedad de un c i r c u i t o e l é c t r i c o que le permite almacenar e n e r g í a e l é c t r i ca. L a unidad de c a p a c i t a n c i a es e l faradio (= cuando al aplicar a dos placas 1 voltio. Lpcío de. donde el aumento de la frecuencia hace m á s inductivo un c i r c u i t o . disminuye el ángulo de defasaje 3. • v w v Os 32 m á x i m o i r á disminuyendo a medida que vaya aumentando la resisten- R o o C . De allí que é s t a puede calcularse mediante la siguiente e x p r e s i ó n : Xc 1 2rrfC donde: 2irf representa la rapidez de cambio de la corriente C es la capacitancia expresada en faradios En un c i r c u i t o c a p a c i t i v o (al igual que en los circuitos inductivos). Los capacitores e s t á n constituidos por dos placas y un material aislante o d i e l é c trico. Como el flujo de corriente es directamente proporcional a la frecuencia y c a p a c i tancia. C n a) C i r c u i t o s en serie: 33 . son elementos que introducen c a pacitancia en un c i r c u i t o . cuando é s t a se altere. A mayor carga de las placas se o b t e n d r á un campo e l é c t r i c o m á s intenso. con la correspondiente a d e c u a c i ó n .2. también se 3.4. la reactancia c a p a c i t i v a s e r á inversamente proporcional a los mismos. pero en p r o p o r c i ó n d i r e c t a . deter i o r á n d o s e el capacitor. E s t a oposición que presentan las capacitancias se denomina reactancia capacitiva y se expresa en ohmios.3.3. Reactancia capacitiva (Xc): Un capacitor se opone al flujo de corriente alterna en forma análoga a una resistencia o a una inductancia.1. pero si esta carga es excesiva (sobrecarga) se produce la p e r f o r a c i ó n de las placas. m o d i f i c a r á la corriente.+••• h~ Ct Ci C2 Cn b) C i r c u i t o s en paralelo: C t = C1 + C2 + . Un capacitor e s t á cargado cuando existe diferencia de potencial entre sus placas.3.4.4. Existe un capacitor siempre que un m a t e r i a l aislante separe a dos conductores que tengan diferencia de potencial entre sí.3. Capacitores: Más c o m ú n m e n t e conocidos como condensadores. Cálculo de la capacitancia total en circuitos puramente capacitivos: ^ ~ = TT + 7*. o b t e n i é n d o s e la siguiente exE presión: I = C o m o X c es inversamente proporcional a la f. como el único factor que l i m i t a el flujo de corriente es la r e a c t a n c i a capacitiva. 3. puede aplicarse la ley de ohm...3. Son c i r c u i t o s compuestos por una o m á s resistencias y por uno o m á s capacitores.1.1. la corriente total es la misma que fluye a t r a v é s de t o dos y cada uno de los diversos componentes.5.20V R +E c 2 2 . i La envión: tensión total del c i r c u i t o se obtiene: AA/W- A p l i c a n d o la ley de ohm: ER= 120 V Et = ItZ Sumando vectorialmente: 1 E„=I20V .3. Circuitos R C en serie: VsAA VAAn R. es decir a t r a v é s de las resistencias y capacitores. Intensidad: Como todo c i r c u i t o serie.5. C I R C U I T O S R C E N S E R I E Y E N P A R A L E L O 3. I t = I R = Ic lf AA/vV IR A p l i c a n d o la ley de ohm: le -II- 3.1.5.3.5. ///// °^¿A/A 34 2 Et =/ E Et = / 1 2 0 V + 100 V Et = /24.3.2.3.1.3. Ci es "Ir 3.400V Et = 156. R. 400 fi Z = -Ir son vectorialmente R y X c 128. Por procesos similares a los realizados en circuitos R L en paralelo tendremos: 35 . Su valor A / W V ioon Z =/R 2 se calcula sumando 2 + X c 2 Z = / 100 ft + 2 80 ü Aplicando la ley de ohm: Et Z = I Z = / 16.3.06 n Para averiguar el ángulo de defasaje en función de los componentes resistivos (Z.3. R y X c ) . se calcula empleando la siguiente función t r i g o n o m é t r i c a básica: ER Cos a Et 120V 156.80° Impeaan. C i r c u i t o s R C en paralelo: C i r c u i t o s en los cuales se tienen una o m á s resistencias y una o m á s capacitancias conectadas en paralelo. formado por la corriente y la t e n s i ó n total.06 Cos a = 0.7682 = 39.1.E l ángulo de defasaje. = 0.3.5.c¿a: Es la oposición total al flujo de la corriente que ofrecen las resistencias y reactan cias capacitivas del c i r c u i t o .2.7809 a = 38.66° 3.20V Cos a Cos a a 3.5. se emplea la siguiente función t r i g o n o m é t r i c a : Cos a R ~ Z Cos a íoon ~ 128. . por cuanto la t e n s i ó n es la misma en ambas ramas. Iníensislad: L a corriente de cada rama es independiente. de manera que para averiguar la intensidad total del c i r c u i t o debemos sumar v e c t o r i a l m e n t e I e Ic.2.54A ohm: directamente It la ley E Z E l ángulo de defasaje entre I t y E (o IR) se obtiene mediante procesos a n á l o g o s a los empleados en circuj_ tos R L en paralelo: IR N C o s a = TT 3. el de menor valor (y que por tanto deja pasar m á s corriente) es quien determina el tipo predominante del c i r c u i t o : si es resistivo o c a p a c i t i v o .1. 36 .2. tanto en la rama r e s i s t i v a como en l a rama c a p a c i t i v a .3. 2 9 A It = 0. Tensión: c m L a t e n s i ó n aplicada ( E t ) a un c i r c u i t o R C en paralelo llega directamente a cada rama. de tal manera que la t e n s i ó n total es la misma e igual. De estos dos factores.3. Impedancla: Oposición total al flujo de la corriente tanto en la rama resistiva como en la r a ma c a p a c i t i v a .5. II0V 110 V A p l i c a n d o la ley de ohm: Et = It Z E t = E R = Ec 3. Aplicando un procedimiento similar al empleado en c i r c u i t o s R L en paralelo obtendremos: Z= R Xc /R 2 o aplicando la ley de ohm: Z = JT~ + X c 2 E l valor de la impedancia siempre s e r á inferior a R y X c .mie_n tras en la rama c a p a c i t i v a I e s t á adelantada 90° a E (siendo E la misma en ambas ramas).2 A 2 c 110V 2 2 Si se conociera Z .3.2.5.2. esta manera obtenemos: +I C 2 It /I R It / 0 .se puede afirmar que Ic e s t á adelantada 90° a I .3. 5 A + 0. 0. estando supeditada ú n i c a m e n t e al valor que R y X c tengan.2 A ' 0 .5.3. 5 A A p l i c a n d o la ley de ohm obtendremos E R IR I c =Xc C o m o en la rama resistiva I esta en fase con E. De 2ooji c ~ * ~ X =non. se puede aplicar It = / 0 . ASPECTOS GENERALES : Si se aplica una diferencia de potencial a un c i r c u i t o .). la rapidez con que é s t e se realice se l l a m a r á POTENCIA y se e x p r e s a r á en unidades de trabajo y de tiempo: * Joule (J): es la unidad de trabajo e l é c t r i c o y se define como el trabajo efectuado por un columbio. con una d i f e rencia de potencial de un voltio. el cual s e r á proporcional a la t e n s i ó n y a la cantidad de c o r r i e n te que recorre el c i r c u i t o . * L a unidad de tiempo que se toma en cuenta es el segundo. la corriente y la tensión.000 W Megavatio (MW) = l'OOO. calor.2. c . POTENCIA E L E C T R I C A (P) se define como el trabajo e l é c t r i c o que se r e a l i z a en unidad de tiempo.) 4. con una diferencia de potencial de un voltio. movimiento m e c á n i c o . la potencia absorbida e s t á dada por la anterior e c u a c i ó n . la potencia s e r á siempre positiva e igual al producto de la t e n s i ó n por la intensidad. En base a estas dos unidades. En los c r c u i t o s con A . ya que como I y E e s t á n en fase y sus valores i n s t a n t á n e o s tienen siempre el mismo signo (unas veces positivo y otras negativo). C o m o un mismo trabajo puede realizarse en tiempos diferentes.1.OOO W E l instrumento que se emplea para medir potencia e l é c t r i c a es el vatímetro.4. sin tener en cuenta el tipo de carga que tenga. C . 4.C. p/iopo/LcÁ-onaJL a la Intensalaa y a xa nenó-ton Su expresión. donde la carga sea puramente resistiva. é s t e s e r á recorrido por una determinada cantidad de e l e c t r i c i d a d que se t r a n s f o r m a r á en otra forma de energía (luz.1. VATIO o WATT (W): es el trabajo realizado cuando fluye un amperio. por lo cual decimos que se r e a l i z a un trabajo e l é c t r i c o . POTENCIA E L E C T R I C A E N CIRCUITOS P U R A M E N T E RESISTIVOS (o en circuitos con ce. la potencia est a r á dada por la misma e x p r e s i ó n . Múltiplos: K i l o v a t i o (KW) = 1. exactamente como si fuera un c i r c u i t o con c .1. etc. • 37 . c . L a unidad es el vatio. L E Y D E W A T T : Nos indica la r e l a c i ó n existente entre la potencia.1. 4. POTENCIA ELECTRICA EN A.m a t e m á t i c a es: P = I x E En los circuitos con c . Se enuncia de la siguiente manera: "La potencia es aln^cLamente. 1. que. tanto en el primer semiciclo. 38 . la potencia es siempre positiva.3.3. E n efecto obtendremos: sistemas. P o t e n c i a en función de E y R : E Según l a ley de ohm tenemos: I = ^ Sustituyendo este valor de I en l a f ó r m u l a de la potencia obtendremos: 4.1.1.2. la ley de watt s u f r i r á algunas modificacio- * Sistema monofásico bifilar: P = I x E f * Sistema monofásico trifilar: P = I x E L * Sistema trifásico : P =/3~x I x E L 4.1.3. L a unidad que mide e n e r g í a e l é c t r i c a es el joule o julio. donde todos los valores son positivos. como en el segundo.2. P o t e n c i a en función de I y R : Según l a ley de ohm tenemos: E = I x R Sustituyendo este valor de E en la f ó r m u l a de potencia obtendremos: P = I x I x R P = I 2 x R 4. R E L A C I O N E S C O N L A L E Y D E O H M : 4.En el presente gráfico podemos ver. en efecto. De acuerdo con los diferentes nes. E N E R G I A E L E C T R I C A Es la cantidad de potencia e l é c t r i c a consumida en determinado tiempo. en el cual todos los valores son negativos. J O U L E (J) : Es l a e n e r g í a consumida cuando pasa un vatio durante un segundo: J = W x seg. Es equivalente al produc_ to de la tensión que se aplica a una resistencia en sus extremos.24 x R x I x t Por su parte.1. que c i r c u l a la corriente por la misma. en función de la e n e r g í a c a l o r í f i c a es igual a: 1 KWh = 864 KCal 4.1. parte de la potencia suministrada por la fuente. como por ejemplo el calor producido por bombillos y motores. P O T E N C I A EN C I R C U I T O S NO RESISTIVOS E n los casos en que la carga no es puramente resistiva. Generalidades: En los circuitos donde se presentan reactancias inductivas o capacitivas. 2 L a p é r d i d a de potencia se puede reducir: a) Disminuyendo la intensidad o la resistencia del conductor b) Aumentando la tensión de a l i m e n t a c i ó n .3. pudiendo tener efectos ú t i l e s o perjudiciales.1. de acuerdo con el defasaje existeri te. E F E C T O J O U L E : Es la cantidad de calor producido (Q) por una resistencia.1.3.4. ENERGIA CALORIFICA Cuando la corriente fluye a t r a v é s de una resistencia. el producto de E por I no siempre s e r á positivo. P O T E N C I A DISIPADA O P E R D I D A D E P O T E N C I A : Es la e n e r g í a que no se emplea en algo ú t i l . la e n e r g í a e l é c t r i c a se trans forma en e n e r g í a calorífica. 4.2. todo ello afectado por un coeficiente de proporcionalidad.3.24. de modo que al aplicar la ley de watt.4. sino unas veces positivo y otras negativo. se producirá un dafesaje entre la tensión y la intensidad. F A C T O R D E P O T E N C I A o C O S <> i : 4. 4. por la corriente que fluye a t r a v é s de ella y por el tiempo (t). M a t e m á t i c a m e n t e el efecto joule se expresa así: Q = 0. porque en e l l a se tienen bobinas y/o condensadores. es tomada por los inductores y/o capacito39 .24 x t x E x I o 2 Q = 0. Se expresa en c a l o r í a s (Cal). 4. la energía e l é c t r i c a . dado en segundos.4.4. son casos comunes de potencia disipada en forma de c a lor (P = I R ) . cuyo valor es 0. mientras en un c i r c u i t o R L la I e s t á atrasada 90° con respecto a E . * En los c i r c u i t o s R C : tendremos un f e n ó m e n o s i m i l a r al anterior. C o r r e c c i ó n o mejora del factor de potencia: Es muy importante que el factor de potencia sea lo m á s p r ó x i m o posible a 1 (en instalaciones residenciales no puede ser menor de 0. e l factor de potencia se aproxima a 0.potencia r e a l o e f e c t i v a . lo cual no sucede cuando los c i r c u i tos tienen cargas inductivas (motores. balastos. de manera que la e n e r g í a consumida sea igual a la e n e r g í a suministrada. etc. o por el campo elect r o s t á t i c o (en los condensadores). lo que en realidad se obtiene no es la potencia consumida sino una potencia aparente.\ res. para obtener la potencia realmente consumida. 4. EL E l F A C T O R D E POTENCIA se define como el coseno del ángulo correspondiente al defasaje que existe entre la tensión total y la intensidad total en un c i r c u i t o con c o r r i e n te alterna. En estos casos. y en lugar de ser consumida es almacenada temporalmente.90).4.. e l factor de potencia se aproxima a 1. C á l c u l o del factor de potencia: Existen varias formas de c a l c u l a r el C o s e . es decir.3. 40 . para luego regresar a la fuente. en los circuitos R C la I e s t á adelantada 90° con respecto a l . el cual nos i n d i c a r á qué parte de la potenc i a aparente es.1. b) S i R es mayor que X L . * En los c i r c u i t o s fase R L : a) S i X L es mayor que R .1. y a que E e I e s t á n en y por consiguiente el ángulo de defasaje es de 0 ° . debe tomarse en cuenta el ángulo de defasaje o Cos<j>. qué tanto de la potencia s u m i nistrada ha vuelto a l a fuente.2. Veamos algunas de ellas: a \ c ' o s P o t e n c i a real o e f e c t i v a _ Pef * " P o t e n c i a nominal o aparente " Pap b) C o s o = y- (en c i r c u i t o s serie R L y R C ) 7 c) C o s * = o ( e n c i r c u i t o s paralelo R L y R C ) K 4.4. sea por el campo m a g n é t i c o (en las bobinas). pues e l c i r c u i t o es m á s bien resistivo. Recordemos lo visto en temas anteriores: * En los circuitos puramente resistivos el C o s m e s 1. con la diferencia que.). ya que el c i r c u i t o es m á s bien inductivo. de manera que al multiplicarse E x I. Es la potencia consumida en el c i r c u i t o . 4.000 W .000 V A r . L a unidad es el V O L T A M P E R I O R E A C T I V O (VAr). ELECTRICA : Por los aspectos vistos anteriormente.OOO V A .FUENTE 4. y tiene como m ú l t i p l o s el kilovoltamperio equivalente a 1.2. que tiene como m ú l t i p l o s el kilovatio ( K W ) . es utilizando condensadores ( b a t e r í a s de condensadores). P = 746 W 4. c . (KVA). eos <p 41 . Estas tres clases de potencias podemos apreciarlas g r á f i c a m e n t e en el llamado t r i á n g u l o de potencias. producido por cargas muy inductivas. una de las formas m á s efectivas de c o rregir el bajo factor de potencia. donde la potencia real e s t á representada por el cateto adyacente. sino que es necesario diferenciar varios tipos de potencias. equivalente a 1. Es igual a P e f = E I c o s 6 = Pap x e o s * L a unidad es el V A T I O (W). equivalente a 1*000.000 W . equivalente a J746_ W : 1 H . C L A S E S D E P O T E N C I A CARGA C o m o los efectos inductivos y capacitivos son opuestos. y tiene como múltiplo e l k i l o var.1.3. por no producir potencia a causa de la existencia de inductancias o capacitancias en el c i r c u i t o .4. equivalente a l'OOO.4. ya no podemos considerar la potencia en forma general (como en los c i r c u i t o s c o n c . y el megavatio ( M W ) . E s igual a: La Pap = E I unidad es el V O L T A M P E R I O (VA). P o t e n c i a nominal o aparente (Pap): Es la potencia suministrada por la fuente. P . P o t e n c i a r e a c t i v a (Pr): medio. la potencia nominal por la hipotenusa y la potencia reactiva por el cateto opuesto. equivalente a 1. y el megavoltamperio. Es igual a: P r = E l s e n * . cuya función es proporcionar un campo m a g n é t i c o o cargar los condensadores. (horse power).2. \ P o t e n c i a denominada t a m b i é n desvatiada.2.000 V A . que se conectan en paralelo con las cargas cuyo C o s * se desea corregir o mejorar. Existe otra unidad p r á c t i c a equivalente y que es muy usada en nuestro el H .4. o en los c i r c u i t o s puramente r e s i s t i vos). E n esos casos la potencia r e a l y aparente son exactamente iguales. es decir. no se tendría potencia real.x C o s * /3 P t = 3 —" x I L x Cos * /3 P t = / 3 x E L x I L x Cos<j Pt = / 3 x IL E L x IL x Cos * De donde se deduce que en los sistemas equilibrados tendremos 42 siempre: . 4.8. P O T E N C I A E N S I S T E M A S T R I F A S I C O S : En los sistemas t r i f á s i c o s . contrariamente a lo que sucede en los c i r c u i t o s puramente vos. resisti- En la p r á c t i c a se tiende a reducir el ángulo de defasaje mejorando el factor de potencia. existe una diferencia de fase de 120° entre las diferentes tensiones de fase (conductores de a l i m e n t a c i ó n R . se trata de que el cos * sea lo m á s cercano a 1.T). E l eos* ideal es 1 y se da solamente en los c i r c u i t o s puramente resistivos. En los c i r c u i t o s no resistivos como no es posible obtener este valor.3. c o n s i d e r á n d o s e un factor de potencia normal 0. el eos* s e r í a 0. pues valores m á s cercanos a 1 son m á s bien excepcionales.4. Como vimos anteriormente existen dos tipos de conexión: En estrella: En t r i á n g u l o : IF = IL EF = E L i.En la realidad.S . la potencia e f e c t i v a s e r á igual a la suma a r k m é t i c a de las potencias efectivas de las tres fases. la potencia e f e c t i v a no siempre es igual a la potencia aparente. J-T En cualesquiera de los dos sistemas. De allí que en los sistemas equilibrados (cuando las potencias de las tres fases son exactamente iguales) la potencia e f e c t i v a total s e r á : b) en t r i á n g u l o a) en estrella: P t = 3 ( E F x Í F x Cos * ) P t = 3 x EL x . porque si el defasamiento fuera 90°. 460 W x 10 H P = 10 x 746 = 7.4. tensión a 208 V. ¿ Q u é corriente de línea absorbe un motor t r i f á s i c o que tiene las siguientes c a r a c t e r í s t i c a s : Potencia de 15 K W . / 3 x 440V x 0. Sistema bifásico bifilar: Pap = / 2 x E x I . Sustituyendo valores: J P = / 3 x E x I x eos* p I =—77? s r~ / 3 x E x cos * T 8. 3. C o m o e l rendimiento es sólo el 85%. si la corriente de línea es de 20 A y su factor de potencia del 80%? . y la intensidad es de 30 A ? 4.47 W P o t e n c i a utilizada: De donde: c . la tensión de línea 208 V .1.56 A E J E R C I C I O S 1.47 W I =—rs-—' .85 y rendimiento del 88%.500 W.4.4. la potencia suministrada debe ser mayor que la potencia utilizada. el factor de potencia 0. • 43 .Un motor t r i f á s i c o para 440 V tiene un factor de potencia de 0. j donde E e I son valores de línea P e f = v2 x E x I x cos * 4.776. 2. En consecuencia: P o t e n c i a suministrada: P = 7.460 W P = 8.4.4. factor de potencia de 0.776.5. Sistema m o n o f á s i c o bifilar: Pap = E x I P e f = E x I x Cos <J> donde E e I son valores de fase. si la tensión de línea es de 440 V.80. 4. E J E M P L O : D e t e r m i n a r la corriente de línea de un motor t r i f á s i c o de 10 H P . ¿ C u á l es el factor de potencia de una i n s t a l a c i ó n t r i f á s i c a si la potencia efectj_ va es de 9.4.8b m / A Q I = 13.4. 4.Pef = / 3 x E x I x Cos <t> Pap = / 3 x E x I donde E e I son valores de línea.85 y e l rendimiento del motor del 85%. ¿Qué potencia tiene un motor t r i f á s i c o que funciona a 220 V . Calcular la corriente de línea. P O T E N C I A E N O T R O S S I S T E M A S : 4. . si tiene una potencia de 30 KW y su rendimiento es del 90%.2. 72 0.5 8.930 164 .7 6.82 0.82 0.INTENSIDAD MEDIA A P L E N A C A R G A DE MOTORES TRIFASICOS KW 0 .81 0.82 0.500 201 .5 15 20 25 30 35 40 45 50 54 60 70 75 80 85 100 110 125 136 150 175 180 190 200 205 220 245 250 270 300 340 350 380 400 410 0.6 21.3 9.81 0.650 22 .600 82 .6 4.300 40 .2 6 6.73 0.1.9 3.82 0.81 0.380 26 .80 0.8 14 16 18 23 28 34 39 45 50 56 60 66 76 81 86 92 108 117 133 145 160 186 189 200 210 215 231 258 263 284 316 358 368 400 421 431 .82 0.373 0 .5 10 12 13.7 15.740 149 . 2.81 0.3 28.82 0.74 0.6 3.73 0.680 63 .80 0.4 9.75 1 1.860 44 HP Cos <>j 0.4 15.6 14.492 2 .9 11.55 0.6 2 2.9 11.5 0.54 0.250 101 .74 0.3 12.73 0.190 14 .900 130 .8 7.1 1.120 182 .103 5 .840 33 .8 5 7.7 13.8 2.77 0.7 3.78 0.2 1.74 0.8 7.6 2 .400 305 .67 0.060 93 .950 59 .238 2 .746 1.595 7 .8 2.800 253 .770 186 .284 44 .77 0.54 0.4 10 13.9 1.5 7.8 1.6 2.6 3.82 0.560 0 .66 0.8 11.2 3 4.9 8.6 554 568 440 V 0.77 0.5 2 3 4 5 5.110 29 .4 14.220 55 .570 37 .100 283 .952 10 .73 0.76 0.5 5.4 34 38 42 56 68 81 94 108 121 135 144 160 181 194 207 220 259 282 320 348 384 448 455 480 506 516 556 620 632 683 749 860 885 220 V 260 V 1.9 8.82 0.77 0.80 0.984 3 .6 11.82 0.80 0.9 5.420 223 .5 18.81 0.4 1.82 0.920 18 .410 74 .5 17 23 27 30 34 45 55 65 75 86 97 108 115 128 145 156 166 176 207 225 256 279 307 358 364 384 405 413 445 496 506 546 600 688 708 380 V 1.19 1.4 5 6.760 52 .9 6.550 134 .66 0.3 3 3.7 21 23 31 37 44 52 59 66 74 79 88 99 107 114 121 142 154 175 191 210 245 249 263 277 282 305 339 350 374 410 471 485 52.4 5.5 12.200 152 .82 0.640 261 .4 16 18 20 27 32 38 45 51 57 64 68 76 86 92 98 104 123 133 151 165 182 212 215 227 239 244 263 293 299 323 359 407 419 454 478 490 500 V 0.8 2.280 141 .78 0.460 8 .77 0.8 20 27 32 36 40 53 65 76 89 102 115 127 136 151 172 184 196 208 245 266 303 329 363 424 430 454 478 488 526 586 598 645 709 813 837 1.82 0.8 4.071 11 .456 111 .67 0.82 208 V 1.80 0.730 4 .480 298 .82 0. . así como su c i c l o de funcionamiento. a s í como los sistemas que los interconectan. marcas e í n d i c e s .2.1. trazos. aparatos de medida. considerando los contactores con las bobinas desenergizadas. de protección y señalización. c) 1. P a r a su r e a l i z a c i ó n se emplean una serie de símbolos g r á f i c o s . Igualmente s e r á n una valiosa ayuda para el mantenimiento del equipo y para l a l o c a l i z a c i ó n de posibles daños que permitan proceder a su r e p a r a c i ó n .1. elementos de mando y auxiliares de mando o partes de ellos. b) Trazos: representaciones de conductores que indican las conexiones e l é c t r i c a s entre los elementos que intervienen en el circuito. P a r a ello es necesario que se indiquen claramente los c i r cuitos de que e s t á compuesto. DEFINICION Un esquema e l é c t r i c o es la representación gráfica de un c i r c u i t o o i n s t a l a c i ó n e l é c t r i c a . 47 . Marcas e índices: letras y n ú m e r o s que se u t i l i z a n para lograr una compleca i d e n t i f i c a c i ó n de los elementos que intervienen en el esquema y que se colocan a los lados de cada uno de ellos. es decir. etc. debe hacerse el correspondiente esquema de s i t u a c i ó n e i n t e r c o n e x i ó n . b) Los esquemas se diseñan siempre en estado de reposo. opcionalmente. cuya finalidad es poder representar. un esquema de conexiones multifilar o i n a l á m brico destinado al personal que tenga que r e a l i z a r el cableado (cableadores). en la que van indicadas las relaciones mutuas que existen entre los d i ferentes elementos. c) Una vez diseñado e l esquema de potencia y funcionamiento.) con e l tablero de control. elementos de mando y s e ñ a l i z a ción. d) Puede realizarse. en forma simple y clara todos y c a da uno de los elementos que se van a usar en e l montaje de un circuito e l é c trico. en el cual se vea con toda claridad la forma en que debe realizarse e l conexionado de los elementos exteriores (red de a l i m e n t a c i ó n . e) Los esquemas deben servir posteriormente para ensayar y simular las condiciones reales de funcionamiento. CARACTERISTICAS a) U n esquema debe ser realizado en forma tal que pueda ser interpretado por cualquier t é c n i c o . a) Símbolos: representaciones de m á q u i n a s o partes de una máquina. motores. GENERALIDADES 1. o uniones m e c á n i c a s entre símbolos de aparatos. 2. CLASES ESQUEMAS DE 2.1. D E SITUACION O EMPLAZAMIENTO En él se indica la s i t u a c i ó n ñ s i c a de cada uno de los elementos que componen el equipo de control con r e l a c i ó n a los d e m á s componentes. Debe ser el resultado de un estudio minucioso que responda a las necesidades planteadas. Para su r e a l i z a c i ó n se emplean una serie de figuras g e o m é t r i c a s , con una referencia en el interior o c e r c a de ellas, para i d e n t i f i c a r los elementos que conforman el tablero. En estos esquemas no hay que referenciar los bornes disponibles, o que deben c o nectarse, en las figuras que representan los elementos del equipo. Sin embargo, en algunos casos es conveniente hacerlo, en función del esquema de montaje e i n t e r c o n e x i ó n o enlace. ei ei ei e2 les ed un nn Esquema de un inversor de marcha 2.2. D E C O N E X I O N E S O M O N T A J E Es aquél que representa las conexiones e l é c t r i c a s entre- los elementos tes de una i n s t a l a c i ó n o equipo de control. integran- Puede referirse a las conexiones interiores del equipo o t a m b i é n comprender las exteriores, así como todos los detalles o i n f o r m a c i ó n necesaria para realizar o comprobar las mismas. Una c a r a c t e r í s t i c a 48 general, en estos esquemas, es la r e p r e s e n t a c i ó n de los ele- mentos que componen el equipo, dispuestos en su posición real, con las conexiones a realizar entre ellos, de forma que é s t a proporcione una imagen clara del conexionado a r e a l i z a r . 2.2.1. REPRESENTACION MULTIFILAR: En estos - esquemas se representan todos los elementos, c o n sus correspondientes símbolos, y todos los conductores o conexiones entre los bornes de un mismo y/o distinto elemento, mediante trazos o líneas independientes. 12 14 A2 m íl 12 14 A2 51 30 1 R 14 C 2 • S 14CI- — 1 1 C 1 •m HC2- i 2 1 1 1 z ip-t] 1 Esquema multifilar de un inversor de marcha Estos esquemas se emplearon en los comienzos del automatismo, habiendo quedado en la actualidad p r á c t i c a m e n t e marginados, sobre todo en circuitos complejos, por los inconvenientes que presentan, tales como: a) Complejo trabajo de d e l i n c a c i ó n b) D i f i c u l t a d , con la consiguiente posibilidad de cometer errores en el montaje, en el momento de su lectura, análisis e i n t e r p r e t a c i ó n . A c t u a l m e n t e su uso se l i m i t a a los esquemas de potencia o fuerza (esquema que indica corrió se conecta la red a la carga o receptor), o a los esquemas adicionales o de detalle, por la poca complejidad que presentan. 2.2.2. R E P R E S E N T A C I O N U N I F I L A R O P O R H A C E S CONDUCTORES: A causa de las dificultades que se presentaron con los esquemas multifilares, se ideó un tipo de r e p r e s e n t a c i ó n m á s simple, en el cual un trazo representa un conjunto o paquete de conductores. Este esquema se r e a l i z a partiendo del esquema de ubicación, en el cual se indi- 49 can todos los bornes que se van a u t i l i z a r , con sus correspondientes í n d i c e s , c o n el objeto de conocer claramente entre q u é puntos se r e a l i z a r á cada una de las conexiones. En los extremos del trazo que representa el paquete de conductores, se deben delinear todos los conductores a conectar, colocando referencias i d é n t i c a s en los extremos que indican un mismo conductor, de manera que quede perfectamente definida o identificada cada una de las conexiones del equipo de control. R s/ 1 O T 0 Cl © © © Y k c s r i ,t i i 3 R S V T U V «i © © •I © C2 © © © 1" w Esquema de potencia de un inversor de marcha Su uso puede ser de gran utilidad, particularmente si se emplea conjuntamente con el esquema de funcionamiento, ya que en él se pueden ver m á s claramente los diferentes bloques de sistema d i s e ñ a d o . 2.2.3. R E P R E S E N T A C I O N 1 3 5 1 Cl 2 !• 4 3 S C2 2 S I c \ INALAMBRICA: *1 4 6 conexión N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 puntos que deben interconectarse borne borne borne borne borne borne 1F1 3F1 5F1 - R - 1C1 - 1C2 S - . 3 C 1 - 3C2 T - 5C1 - 5C2 U - 2F1 V - 4F1 W - 6F1 2C1 - 2C2 4C1 - 6C2 6C1 - 4C2 Esquema de potencia de un inversor de marcha 50 Son esquemas en los cuales no se emplea una r e p r e s e n t a c i ó n material de las conexiones del equipo de control, sino el esquema de u b i c a c i ó n (con las correspondientes marcas e identificaciones de todos los bornes a conectar), y una tabla en que se van indicando, paso a paso, todas las conexiones que deben realizarse. L a r e a l i z a c i ó n de este esquema tencia y mando. Se hacen estos no tiene mayores conocimientos bleadores), con el fin de f a c i l i t a r i m p l i c a tener previamente los esquemas de poesquemas m á s como ayuda para e l personal que de e l e c t r i c i d a d (especialmente ayudantes de c a su trabajo. 2.2.4. E S Q U E M A D E F U N C I O N A M I E N T O : Debido a la continua e v o l u c i ó n producida en el campo de los automatismos, y a los inconvenientes presentados por los esquemas tradicionales, en sus diferentes formas, se ideó un tipo de esquema que se conoce bajo diferentes nombres (esquema de principio, desarrollado, funcional), que responde m á s adecuadamente a las exigencias actuales, particularmente cuando se trata de los esquemas de mando o control (esquema que indica c ó m o se conectan y controlan las bobinas de los contactores y los elementos de s e ñ a l i z a c i ó n ) , por la complejidad que se presenta en sistemas a u t o m á t i c o s . 2.2.4.1. C a r a c t e r í s t i c a s y ventajas: a) E n estos esquemas se prescinde totalmente de l a u b i c a c i ó n física de los distintos elementos del equipo de control, a s í como de la c o n s t i t u c i ó n de los mismos, considerando ú n i c a m e n t e l a función que van a r e a l i z a r en el c i r c u i to, con lo cual, a d e m á s de presentar el c i r c u i t o en forma c l a r a y sencilla, indica la forma en que se interconectan los diferentes componentes del equipo de control, y permite proceder a un estudio y análisis rápido y racional de su funcionamiento, l o c a l i z a c i ó n de a v e r í a s y r e a l i z a c i ó n p r á c t i c a . Los esquemas de funcionamiento se usan e s p e c í f i c a m e n t e para el circuito de mando o control, y a que para el esquema de potencia o fuerza es mejor la r e p r e s e n t a c i ó n multifilar. b) Notable s i m p l i f i c a c i ó n en su e j e c u c i ó n g r á f i c a , por cuanto estos esquemas est á n conformados por dos líneas horizontales, que representan los conductores de a l i m e n t a c i ó n del c i r c u i t o de mando, y una serie de l í n e a s verticales, equidistantes y que corresponden a c i r c u i t o s parciales del c i r c u i t o de mando, en los cuales se van ubicando los diferentes elementos del c i r c u i t o de control, de acuerdo con la función que deben realizar. L a i n t e r c o n e x i ó n de los c i r c u i tos parciales se r e a l i z a mediante trazos horizontales, pero cuidando de no ubicar en é s t o s elemento alguno del c i r c u i t o de control. Si bien esta forma de d i s e ñ a r el c i r c u i t o de mando es la m á s generalizada, es posible representar la l í n e a s de a l i m e n t a c i ó n con trazos verticales, en c u yo caso las d e m á s líneas s e r á n horizontales. D e esta manera hablaremos de un esquema de funcionamiento v e r t i c a l (el primero) u horizontal (el segundo). c) Esquema sin cruce de líneas: al realizar el esquema en la forma indicada en el punto anterior, se deben evitar todos los cruces de líneas, o b t e n i é n d o s e 51 se puede ver m á s f á c i l m e n t e el funcionamiento de todo el c i r c u i t o que se e s t á analizando. un c i r c u i t o par- d) Debido a que en el esquema de funcionamiento. deben representarse siempre en un mismo sentido. e) Los contactos equivalentes de los diferentes elementos de control.2. junto a la marca.2.así aún mayor c l a r i d a d y rapidez para la l e c t u r a y r e a l i z a c i ó n del montaje. C o n ello se evitan falsas interpretaciones.encori t r á n d o s e precisamente situados sobre la línea v e r t i c a l donde deben realizar una función e s p e c í f i c a . si los distintos c i r c u i t o s y elementos de control se ubican en un orden lógico de funcionamiento. Aspectos p r á c t i c o s para su realización: a) Se acostumbra representar en el mismo plano (aunque en forma separada) los esquemas de potencia y mando. Por otra parte. por lo cual es conveniente indicar. g) L a r e p r e s e n t a c i ó n de los c i r c u i t o s que configuran el esquema debe ser hecha. i) 52 Por motivos de seguridad. se l o g r a r á aún mayor c o m p r e n s i ó n de la función que debe r e a l i z a r cada uno de ellos. por lo cual debe cuidarse que en este estado. c a m bian de posición s i m u l t á n e a m e n t e . análisis e i n t e r p r e t a c i ó n . elementos de s e ñ a l i z a c i ó n y d e m á s elementos auxiliares de mando que necesitan ser energizados. siempre que sea posible. Se e x c e p t ú a n los contactos temporizados. los cuales se abren o c i e r r a n una vez haya transcurrido el tiempo programado. f) Todos los contactos i n s t a n t á n e o s que van precedidos de la misma marca. los componentes de un mismo elemento o aparato se encuentran por lo general separados entre sí. de acuerdo con las caracter í s t i c a s de tensión que tengan las bobinas. el tiempo que transc u r r i r á para producirse su accionamiento. es necesario identificar a todos ellos con la misma marca del aparato al cual pertenecen. cada una o varias de ellas. c i a l completo. en una sucesión lógica de maniobra. d) C o m p r o b a c i ó n r á p i d a y c l a r a del funcionamiento del c i r c u i t o . y que se ha podido usar t a m b i é n en el c i r c u i to de potencia. se recomienda que una de las líneas de^ alimentación del c i r c u i t o de mando. b) Las líneas de a l i m e n t a c i ó n pueden ser dos o m á s . lo que implica a d e m á s la r e d u c c i ó n de posibles errores en la r e p r e s e n t a c i ó n . se una directamente y sin i n t e r c a l a c i ó n de ele- . por cuanto son esquemas complementarios.4. c) Las línea verticales representan. h) L a posición de los distintos elementos que intervienen en el esquema se hacen en posición de reposo. todos los c i r c u i t o s e s t é n abiertos. 2. ya que como la bobina del contactor y los d e m á s elementos de mando se encuentran situados o intercalados en una misma línea v e r t i c a l . donde a cada esquema de mando le corresponde un esquema de potencia. etc. o en un lugar adecuado del mismo. contactos auxiliares.m e n t ó alguno. una lista o leyenda de las convenciones y referencias empleadas. a la salida de las partes que constituyen cargas (bobinas. para consignar en la parte inferior de aquellos que contengan bobinas (y por consiguiente accionan algún contactor). interruptores de posición. en cuanto al número de contactos auxiliares. E l resto de elementos de control (pulsadores. este punto especificando las c a r a c t e r í s t i c a s m á s resal- I) En el caso de c i r c u i t o s que se controlan desde varias estaciones (o cajas de pulsadores). v—1 > \ c. j) Una vez realizado el esquema de funcionamiento. 13 r~\ \ C2 14 C 2 3 A C 1 k) Es conveniente colocar al pie del esquema. etc. y en qué circuitos e s t á n ubicados. contactos temporizados. s e ñ a l a d o s anteriormente. c u á n t o s contactos auxiliares abiertos (A) o cerrados (C) accionan. para realizar el montaje del circuito. temporizadores.). así c o mo el c i c l o de funcionamiento. Puede complementarse tantes de los mismos. con un esquema adicional (esquema multifilar para representar una parte o detalle del esquema de funcionamiento) que muestre la forma en que se conectan ú n i c a mente los pulsadores.) se ubican entre la o t r a línea de a l i m e n t a c i ó n y la entrada de los elementos que constituyen una carga. puede complementarse el esquema de funcionamiento. a fin de facilitar el trabajo de montaje o i n s t a l a c i ó n 53 . pilotos. Esta i n f o r m a c i ó n s e r á de gran utilidad para seleccionar el contactor correcto. es aconsejable numerar todos los circuitos que lo componen (cada v e r t i c a l equivale a un circuito). ). en controles y automatismos. elementos de mando. elementos de s e ñ a l i z a c i ó n . consignaremos la s i m b o l o g í a que se emplea con m á s frecuencia en nuestro medio. D E INTERCONEXION O E N L A C E Es la r e p r e s e n t a c i ó n que permite ver claramente la forma en que debe r e a l i z a r se el conexionado de los elementos que se encuentran en el tablero de control. .3. J . m) Finalmente. distintos a los empleados en la presente obra. haciendo la a c l a r a c i ó n que existen. motor. marcas e í n d i c e s . con todos los elementos exteriores a é s t e (red.J Esquema de i n t e r c o n e x i ó n para un inversor de marcha Si las circunstancias lo requieren. otros símbolos.. no olvidemos que las identificaciones puestas en los esquemas deben coincidir plenamente con las marcas e í n d i c e s grabados o impresos en los aparatos. etc. En realidad este esquema indica la forma en que debe usarse la bornera del tablero. disponiéndose de esta forma.del c i r c u i t o . En las siguientes páginas. i . y sobre un mismo plano. puede realizarse un esquema adicional en el que figuren a d e m á s las conexiones exteriores y las conexiones interiores del equipo de control. ya que toda c o n e x i ó n entre é s t e y los elementos externos debe realizarse necesariamente a t r a v é s de la bornera. 54 . el esquema completo del montaje a r e a l i z a r .. 2. 13 Cl R S T U V w 96 R S T U V w SI SI 1 2 14 14 C1 C 2 S3 1 S2 54 C2 54 98 Cl hZ M X2 X2 h3 X2 S xt l . 2.1. S I M B O L O S Y CONVENCIONES 3. para ser instalados posteriormente. CONDUCTORES Y M A R C A S L í n e a s de a l i m e n t a c i ó n del c i r c u i t o de potencia o conductores Conductores del c i r c u i t o de mando Conductores sin c o n e x i ó n e l é c t r i c a Conductores fija con conexión Conexión de conductores bornes o tornillos a eléctrica través de Conductores de longitud variable. A P A R A T O S Y / O E L E M E N T O S D E L C I R C U I T O D E P O T E N C I A Fusible Seccionador 55 . durante el montaje de la m á q u i n a mando potencia Fases R S T Entradas de los contactos principales 1 3 5 ó Ll L2 L3 Salidas de los contactos principales 2 4 6 ó TI T2 T3 U V Entradas al motor W X Y Z 3.3. r~| |E2 |AZ Motor t r i f á s i c o (3 bornes) Motor t r i f á s i c o (6 bornes) Motor t r i f á s i c o con dos e s t a t ó r i c o s separados C o n e x i ó n estrella Conexión 56 triángulo arrollamientos A A .Seccionador con fusible X— Contacto de disyuntor Relé térmico Relé termomagnético Relé electromagnético Contactos principales de contactor ü í i l ! r C o n t a c t o r de memoria "'. APARATOS Y / O ELEMENTOS D E L CIRCUITO D E MANDO Bobina de Bobina trabajo contactor de temporizador Temporizador jería con neumático mecanismo de al relo- Temporizador e l e c t r ó n i c o Detector de proximidad (inductivo o capacitivo) Detector fotoeléctrico Electroválvula Pulsador normalmente cerrado (NC) Pulsador normalmente abierto (NA) .3.Enclavamiento m e c á n i c o entre contactores 3. Pulsador de c o n e x i ó n .d e s c o n e x i ó n Pulsador de d e s c o n e x i ó n m ú l t i p l e Pulsador de c o n e x i ó n m ú l t i p l e Pulsador tiple de conexión-desconexión Pulsador de pedal Pulsador con llave Pulsador de seta Selector de dos posiciones Selector de cuatro posiciones Contacto auxiliar i n s t a n t á n e o N C Contacto auxiliar i n s t a n t á n e o N A 58 múl- . M A R C A S Contactores principales C o n t a c t o r marcha derecha tra- de .4. E L E M E N T O S D E SEÑALIZACION Piloto luminoso P i l o t o sonoro (timbre y sirena) 3.5.Contacto bajo auxiliar Contacto so auxiliar Contactos temporizado temporizado auxiliares Interruptores carrera de de posición al al repo- relé o térmico finales Contactos accionados por flotador Contactos accionados por presión 3. se- S..... F. Pilotos 3... OTROS SIMBOLOS i t C o n t a c t o auxiliar retardado S e ñ a l i z a c i ó n a c ú s t i c a con bocina S e ñ a l i z a c i ó n a c ú s t i c a con zumbador Pulsador giratorio con nida fija o enclavada posición Enclavamiento m e c á n i c o Bobina de dos arrollamientos 60 mante- J ..6.. lectores triángulo auxiliar interruptores de Fusibles . Contactor marcha izquierda Contactor Pulsador.. Seccionador h. protección Q. - KA...C2 KM 2 C o n t a c t o r conexión estrella C3 KM3 C o n t a c t o r conexión C5 KM 5 C. r e l é s de posición.v • V — . i — III TECNOLOGIA DE CONTROLES. Y AUTOMATISMOS . 1. ESTRUCTURA D E U N AUTOMATISMO L a estructura forma: general de un automatismo puede esquematizarse M A Q í PARTE U I N de la siguiente A OPERATIVA ) APAREJOS PARA LOS A U T O M A T I S M O S (PARTE DE MANDO VARIABLES DE AUTOMATICO) VARIABLES ENTRADA DE SALIDA D I A L O G O HOMBRE (PARTE MAQUINA DE MANDO MANUAL) Explicitando un poco m á s las diferentes etapas de un automatismo observamos: P A R T E M A Q U I N A P R O P I A M E N T E O P E R A T I V A A C C I O N A D O RES DICHO -i P A R DE T E COMANDO D E T E C C¡0 H 1 r T R A T A M I E N T O C O M A N D O DE 1 I P O T E M C I A T D IALQ 3 O HOMBRE-MAQUINA i 63 .1. debido a las corrientes muy bajas de salida que tienen los a u t ó m a t a s (normalmente m A ) . son m u c h í s i m o s los elementos que se necesitan. manipuladores. Por el c a r á c t e r elemental e introductorio que tiene la presente obra. y que la t é c n i c a actual nos ofrece para solucionar.1. estudiaremos aquellos que tienen mayor uso. En un A U T O M A T I S M O E L E C T R O N I C O las etapas son exactamente las mismas. presostatos.2. selectores. temporizadores fines de carrera. A P A R A T O S Son 64 DE MANIOBRA: todos aquellos aparatos que permiten o interrumpen el paso de la corriente . DISPOSITIVOS E M P L E A D O S E N C O N T R O L E S Y A U T O M A T I S M O S 1. d e s p u é s de presentar un panorama global. E n algunos casos particulares se requiere también de un interface de entrada. la adición en el diálogo h o m b r e . especialmente cuando las m á q u i n a s o equipos son muy complejos y exigen por consiguiente procesos t a m b i é n complejos.2. en forma adecuada. etc.detectores . para poderlos ubicar correctamente. de un interface de salida (a base de contactores auxiliares) entre la etapa de tratamiento y comando de potencia.Aplicando estos aspectos el siguiente diagrama: generales a un A U T O M A T I S M O E L E C T R I C O MAQUINA o equipo a controlar obtenemos ACCIONADORES Motores D E T E C C I O N o adquisición de datos mediante: TRATAMIENTO Contactores auxiliares o relés. Sin embargo. en casi todos los casos. en la etapa de tratamiento los elementos e l e c t r o m e c á n i c o s son reemplazados por los a u t ó m a t a s o controladores lógicos programables (PLC). variadcres de velocidad DIALOGO HOMBRE-MAQUINA Pulsadores.etc. En este proceso de a u t o m a t i z a c i ó n . Esta variante en el tratamiento implica. y por otra .m á q u i n a de un teclada. 1. C O M A N D O DE POTENCIA Contactores principales. las necesidades tan diversas y m ú l t i p l e s que a diario se encuentran en la industria. por una parte. 65 . . la a c c i ó n directa del operario.1. etc.2. presión. empleados para abrir y/o cerrar circuitos. sin que se genere recalentamiento de los mismos. Clasificación: 1. . espacio. no necesitando la a c c i ó n de un operario para su accionamiento. con bajo poder de corte.7.. en función de valores que adquieren ciertas magnitudes físicas. bobina. Deben estar dimensionados de acuerdo a la In del c i r c u i t o . flanuates: Los que necesitan de un operario para su accionamiento. Se encuentran en dos modalidades: a) con poder de corte: aquellos aparatos que pueden maniobrarse bajo carga. en el punto en que se establece la apertura y cierre del circuito. . AwLomáL¿cos: Son dispositivos diseñados para abrir y / o cerrar c i r c u i t o s bajo carga. en casos de reparaciones y mantenimiento. a) Interruptores: son dispositivos.de la red a una carga (motor.1. tiempo. piloto. por a c c i ó n de un muelle. .2. Se emplean para aislar toda o parte de la i n s t a l a c i ó n e l é c t r i c a .2. b) Pulsadores: aparatos c o n bajo poder de corte. Los elementos conductores del interruptor. para satisfacer las m á s d i versas necesidades. n e c e s i t á n d o s e en cada una de estas operaciones. de tal manera que permitan el paso de corriente (normalmente inferior a 10 A ) .). Para su e l e c c i ó n se toma en cuenta: ai capacidad maniobras b) poder de peligro de de maniobra o robustez m e c á n i c a : se refiere al n ú m e r o m í n i m o de que puede realizarse con ellos. deben estar convenientemente dimensionados. corte: nos indica la corriente m á x i m a que puede interrumpirse sin que se d a ñ e .1.1. 1.2. b) sin poder de corte: los que deben ser maniobrados sin carga. solamente mientras a c t ú e sobre ellos a l guna fuerza exterior. recuperando su posición inicial (de reposo) tan pronto cese dicha fuerza.1. c) Seccionadores: aparatos de maniobra sin poder de corte.1. En l a actualidad se encuentra una gama muy amplia. y por consiguiente deben ser accionados ú n i c a m e n t e cuando e s t á n sin carga (en vacío) o é s t a s son muy p e q u e ñ a s . 1. como temperatura. Se diferencian de los interruptores porque cierran o abren c i r c u i t o s . etc. En este grupo de aparatos de maniobra a u t o m á t i c o s tienen particular importancia. e t c . aun- Los m á s empleados. se accionan con contactores. p a r t i c u l a r m e n t e por sobrecargas o sobreintensidades y cortocircuitos.2.2. interrumpiendo inmediatamente el c i r c u i t o y evitando d a ñ o s mayores en las cargas o conductores. por cuanto en l a actualidad una gran parte de los accionamientos e l é c t r i c o s se r e a l i z a con motores t r i fásicos. de cartucho. y por consiguiente si la carga e s t á o no energizada.2. automáticos también pueden son los r e l é s considerarse 1.3.2. detectores. relés Los interruptores protección. de las sobrecargas o de ambos s i m u l t á n e a m e n t e . A P A R A T O S D E SEÑALIZACION: térmicos. como elementos de _ Elementos destinados para indicar si e l contactor e s t á o no funcionando. 1. los interruptores de posición. a su v e z .2. 66 . i n t e r r u m p i é n d o l o de las líneas de a l i m e n t a c i ó n .2.2. los contactores. A P A R A T O S D E P R O T E C C I O N : Son todos aquellos elementos destinados a proteger todo o parte del c i r c u i t o .) como por la rapidez c o n que a c t ú a n (fusión lenta. Existen dispositivos destinados a proteger un c i r c u i t o e s p e c í f i c a m e n t e tocircuitos. termomagnéticos y relés electromagnéticos. 1. Existen muchos tipos de fusibles tanto por l a forma (de botella.1. que algunos protegen t a m b i é n c o n t r a c o r t o c i r c u i t o s . de manera que a l producirse un corto c i r c u i t o se fundirán r á p i d a mente (por e l bajo punto de fusión que tienen).sobre todo en controles y automatismos. presostatos. es decir en funcionamiento. sobretensiones.2. de bayoneta. en controles y automatismos. fusión r á p i d a ) . de los cor- 1. r a z ó n por l a cual todo c i r c u i t o debe estar protegido con fusibles. d i s m i n u c i ó n de t e n s i ó n ). Fusibles: Son conductores calibrados e s p e c í f i c a m e n t e para e l paso de determinadas cantidades de corriente (por consiguiente m á s d é b i l e s que e l resto de los conductores del circuito). temporizadores. Los m á s empleados son los pilotos luminosos y a c ú s t i c o s . A p a r a t o s de p r o t e c c i ó n automáticos: Son dispositivos construidos para proteger especialmente c o n t r a sobrecargas. y é s t o s . disyuntores o interruptores a u t o m á ticos (cuya función e s p e c í f i c a es l a de abrir un c i r c u i t o bajo condiciones anormales: sobrecargas. etc. cuando se presentan irregularidades en su funcionamiento. con el fin de obtener un alto grado de rigidez e l é c t r i c a ) . por lo cual es necesario tener mucho cuidado cuando se manipulan los contactores. estos materiales son bastante vidriosos. Se lo define como un interruptor accionado o gobernado a distancia por medio de un e l e c t r o i m á n 2. 67 . sobre el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor.2. C I R C U I T O E L E C T R O M A G N E T I C O : E s t á compuesto por unos mecanismos cuya finalidad es transformar la e n e r g í a e l é c t r i c a en magnetismo. Por sus c a r a c t e r í s t i c a s aislantes. se puede decir que es el e l e c t r o i m á n del contactor.2. EL CONTACTOR 2.2.1. PARTES En forma e s q u e m á t i c a indicamos las partes que tiene todo contactor: Carcaza Circuito electromagnético < Bobina Núcleo Armadura Contador < Principales Contactos - Normalmente abiertos (NA) Auxiliares • Normalmente cerrados (NC) 2. para no quebrar parte al-guna. 2. especialmente en la zona de los contactos. D E F I N I C I O N El contactor forma parte de los aparatos de maniobra a u t o m á t i c o s con poder de corte. el cual a su vez d a r á origen a un movimiento m e c á n i c o . C A R C A Z A : Soporte fabricado en m a t e r i a l no conductor (plásticos o baquelitas especiales a base de fibra de vidrio.1.2. En otros t é r m i n o s . generando un campo m a g n é t i c o muy intenso.2. o b t e n i é n d o s e de esta manera una corriente de mantenimiento o trabajo mucho m á s baja (6 a 10 veces menor). Bobina: Es un arrollamiento de alambre. alambre muy delgado de cobre electrolítico. que al a p l i c á r s e le t e n s i ó n crea un campo m a g n é t i c o . aumenta la impedancia de la bobina. con un Cos * m á s bajo. donde la corriente de llamada sea de unos 1500 m A . C .2. a pesar del gran entrehierro y la resistencia mec á n i c a del resorte o muelle que los mantiene separados en estado de reposo. 68 . debido a que en el c i r c u i t o p r á c t i c a m e j i te sólo se tiene la resistencia del conductor con que e s t á hecha la bobii#. en una bobina alimentada con 120 V. Otro factor importante que hay que tener presente antes de energizar una bobina es la tensión y frecuencia de a l i m e n t a c i ó n . C . el valor de la corriente que c i r c u l a por la bobina depende ú n i c a m e n t e de la resistencia de é s t a . Se comprende entonces p o r q u é no debe energizarse una bobina si no tiene el núcleo y la armadura. E l flujo m a g n é t i c o genera un par e l e c t r o m a g n é t i c o superior al par resistente de los muelles que separan la armadura del núcleo. no se presenta este f e n ó m e n o . Se construye con una formaleta. con el consiguiente peligro de recalentarla e incluso d a ñ a r l a totalmente.9). con un gran n ú m e r o de espiras. de manera que el núcleo puede atraer la armadura. generando c a l o r en la bobina. y la r e a c t a n c i a inductiva muy baja. pero capaz de mantener cerrado el c i r c u i t o m a g n é t i c o . Puede ser la misma del c i r c u i t o de potencia o inferior a é s t a (reducida por un transformador o suministrada por otra fuente de a l i m e n t a c i ó n ) .2. la corriente de mantenimiento se r e d u c i r á a unos 130 m A . Las bobinas e s t á n calculadas y dimensionadas para trabajar regularmente con las corrientes bajas de mantenimiento.puedan juntarse estrechamente.2. que es la misma tanto en la l l a m a da como en el mantenimiento. la corriente de llamada c i r c u l a r á m á s tiempo del previsto (sólo algunos milisegundos).8 a 0. En estas condiciones el Cos A es alto (0. arrollado sobre Cuando se energiza la bobina con A . al juntarse el n ú c l e o y la armadura. E s t a corriente elevada genera un campo m a g n é t i c o intenso.1. de tal manera que la corriente de llamada se reduce considerablemente. la intensidad absorbida por é s t a (=corrieri te de llamada) es relativamente elevada. l i m i t á n d o s e a d e m á s su uso a casos e s p e c í f i c o s . Esta i n f o r m a c i ó n debe venir claramente registrada en la misma bobina. Si el c i r c u i t o m a g n é t i c o queda abierto total o parcialmente. A s í por ejemplo. C o m o no hay v a r i a c i ó n en la impedancia. Por este motivo é s t a s bobinas y su sistema de a l i m e n t a c i ó n deben tener algunas c a r a c t e r í s t i c a s especiales. de manera que éstos. por existir mucho entrehierro entre el n ú c l e o y la armadura. Cuando una bobina es alimentada con C . Una vez que se c i e r r a el c i r c u i t o m a g n é t i c o . es dec i r que la corriente de mantenimiento s e r á la misma de llamada. En ía actualidad se consiguen bobinas para ser alimentadas con A . C . en una gran variedad de valores (desde 24 V hasta 600 V) para frecuencias de 50 y/o 60 H z , o con C . C . (desde 12 V hasta 600 V). A pesar de esta gama tan amplia, se tiende cada vez m á s al uso de bobinas para tensiones bajas, pues así se disminuyen los riesgos de que el operario sufra accidentes, por cuanto la a l i m e n t a c i ó n de la bobina se r e a l i z a t a m b i é n a t r a v é s de los pulsadores. Aspectos p r á c t i c o s en el manejo de bobinas: * Un c i r c u i t o de control consiste, en ú l t i m o t é r m i n o , en energizar y desenergizar la bobina del contactor que se desea que funcione. * Las bobinas deben llevar al cual pertenecen. (al lado izquierdo) las mismas marcas del contactor * L a entrada y salida (principio y final) de la bobina vienen claramente indicadas y grabadas en é s t a . A c t u a l m e n t e son muy usadas las siguientes marcas: para la entrada A l , A ó a I Al para la salida A 2 , B ó b A2 a C o m o lo que realmente interesa en la bobina es la intensidad del campo magn é t i c o y no el sentido de las líneas de fuerza que se generan en ella, cuando se diseña un esquema las entradas pueden tomarse como salidas o viceversa, a fin de obtener un montaje m á s simple: Al A a A2 A2 8 b A1 (a) (b) Sin embargo es importante tener presente: a) A l realizar el montaje de un circuito, es necesario c e ñ i r s e estrictamente a las marcas que se encuentran tanto en el esquema como en la bobina. Por ejemplo, si el esquema me indica que debe conectarse el punto- A l con la fase S, al hacer el montaje debo conectar el borne A l grabado en la bobina, con la fase S. b) Se recomienda usar las mismas marcas e í n d i c e s y el mismo orden de é s t o s en todo el esquema, con el fin de evitar errores y falsas interpretaciones al realizar el montaje, a no ser que las marcas grabadas en las bobinas sean distintas. 69 Cuando se presente esta s i t u a c i ó n , las marcas usadas en el esquema deben corres ponder a las que vienen en las bobinas, para poder cumplir lo dicho en a). Al [A. Marcas iguales C2 C1 A2 Correcto C2 Cl C3 A2 A2 A, A2 A2 C3 | A2 Incorrecto En modelos recientes, el terminal A 2 se encuentra ubicado en dos puntos diferentes del contactor, para mayor c o modidad al realizar un montaje. En estos casos es recomendable utilizar uno solo de ellos y no los dos, evitando de esta forma posibles confusiones. LÍA 2 c) Finalmente debe revisarse muy bien un esquema para que, en estado de reposo, una bobina nunca quede alimentada directamente, sino que é s t a se energice y luego se desenergice ú n i c a m e n t e de acuerdo a con las necesidades y requerimientos previstos. 2.2.2.2. N ú c l e o . Es una parte m e t á l i c a , de m a t e r i a l fer r o m a g n é t i c o , generalmente en forma de E, y que va fija en la c a r c a z a . Su función es concentrar y aumentar el flujo m a g n é t i c o que genera la bobina (co . locada en la columna central del núcleo, para atraer con mayor e f i c i e n c i a la armadura. . las chapas Se construye con una serie de l á m i n a s delgadas (chapas), aisladas entre sí (pero formando un solo bloque fuertemente unidas por'remaches) de acero al silicio, con la finalidad de reducir al m á x i m o las corrientes p a r á s i t a s o corrientes de foucault (= corrientes e l é c t r i c a s que c i r culan por el n ú c l e o al estar sometidas a una v a r i a c i ó n del flujo m a g n é t i c o , originando p é r d i d a s de e n e r g í a por efecto joule). Estas c a r a c t e r í s t i c a s constructivas del n ú c l e o y un p e q u e ñ o entrehierro que se obtiene en el c i r c u i t o m a g n é t i c o en posición de "trabajo", bien sea por la falta de metal o la i n s e r c i ó n de un material p a r a m a g n é t i c o , eliminan completamente 70 el magnetismo remanente (= campo m a g n é t i c o que se mantiene cierto tiempo a pesar de haberse desenergizado la bobina). En así to en los contactores, cuya bobina va a ser alimentada con corriente alterna (no cuando se alimenta con corriente continua), el n ú c l e o debe llevar un elemenadicional (una espira o anillo de cobre) denominado espira de sombra, espira c o r t o c i r c u i t o , espira de Frager o anillo de defasaje. Cuando c i r c u l a corriente alterna por la bobina, cada vez que la tensión es 0 (120 veces por segundo) la armadura se separa del núcleo, porque el flujo m a g n é t i c o producido por la bobina es t a m b i é n 0. E n realidad, como el tiempo de s e p a r a c i ó n es muy p e q u e ñ o cada vez (1/120 de segundo cuando la frecuencia es de 60 Hz), es imposible que la armadura se separe completamente del núcleo, pero es suficiente para que se origine un zumbido y v i b r a c i ó n ( a d e m á s de la e l e v a c i ó n de la corriente de mantenimiento) que de ser continuo y prolongado a c a b a r á por estropear el contactor. P a r a evitar este inconveniente, se colocan en los extremos de las columnas laterales de núcleo las espiras de sombra, que suministra al c i r c u i t o m a g n é t i c o un flujo adicional (flujo retrasado respecto al principal), cuando la bobina no lo produce, o b t e n i é n d o s e así un flujo m a g n é t i c o constante,semejante al que se produce con corriente continua. 2.2.2.3. A r m a d u r a : Elemento parecido al núcleo, en cuanto a su c o n s t r u c c i ó n , pero que, a diferencia de é s t e , no tiene espiras de sombra y es a d e m á s una parte móvil, cuya función principal es cerrar el c i r c i t o m a g n é t i c o cuando se energiza la bobina, ya que en estado de reposo debe estar separada del núcleo, por a c c i ó n de un muelle o resorte. Este espacio de s e p a r a c i ó n se denomina entrehierro o "cota de llamada". E l muelle debe ser tal que, tanto el c i e r r e como la apertura del c i r c u i t o m a g n é tico se realice en forma muy r á p i d a (algunos milisegundos). Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par e l e c t r o m a g n é t i c o , el núcleo no l o g r a r á atraer la armadura o lo h a r á con gran dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la s e p a r a c i ó n de la armadura no se produc i r á con la rapidez necesaria. E l movimiento que se obtiene en la armadura, cada vez que se energice o desenergice la bobina, a consecuencia de la g e n e r a c i ó n o suspensión del campo magn é t i c o , se emplea para accionar los contactos que tiene el contactor, de modo que a c t ú e n como interruptores permitiendo o interrumpiendo e! paso de corriente. P a r a ello se colocan sobre la armadura, debidamente aislada, una serie de contac tos ( e s p e c í f i c a m e n t e el elemento móvil de los contactos) que a b r i r á n o c e r r a r á n s i m u l t á n e a m e n t e varios c i r c u i t o s , cada vez que la armadura se ponga en movimiento, porque los contactos q u e d a r á n m e c á n i c a m e n t e unidos pero e l é c t r i c a m e n t e separados. 2.2.3. C O N T A C T O S : 2.2.3.1. A s p e c t o s generales: Los contactos son elementos conductores que tienen por objeto establecer o inte- 71 rrumpir el paso de corriente ya sea en el c i r c u i t o de potencia o en el c i r c u i t o de mando, tan pronto se energice la bobina (contactos i n s t a n t á n e o s ) . Todo contacto e s t á compuesto por tres elementos: dos partes fijas (contactos f i jos) ubicadas en la c a r c a z a y una parte móvil (contacto móvil) colocada en la armadura, que establece el paso o i n t e r r u p c i ó n de la corriente entre las partes f i jas. E l contacto móvil lleva un resorte que garantiza la p r e s i ó n y por consiguiente la unión de ambas partes. CONTACTO METAL MOVIL ALEADO (níquel-plata) TORNILLO P A R A FIJAR LOS CONDUCTORES CONTACTO AISLAMIENTO FIJO DE L A ARMADURA ARMADURA Los contactos e s t á n hechos de bronce fosforado, m a t e r i a l que no solamente tiene las c a r a c t e r í s t i c a s de buen conductor, sino que a d e m á s es m e c á n i c a m e n t e m á s resistente y con un mayor grado de elasticidad que el cobre o bronce. En los puntos donde se establece el contacto (extremos de los contactos fijos y móvil) toda vez que se abre e l c i r c u i t o bajo carga, se produce una chispa y/o arco e l é c t r i c o proporcional a la I de la carga, por lo cual es necesario que estos puntos tengan mayor dureza y resistencia m e c á n i c a . P a r a lograrlo se emplean, en dichos puntos, materiales aleados a base de plata, cadmio, óxido de cadmio, níquel, paladio, etc., a fin de obtener no sólo mayor resistencia m e c á n i c a y resistencia al arco e l é c t r i c o , a la o x i d a c i ó n (el óxido puede constituirse en material aislante), al desgaste y la e r o s i ó n , sino t a m b i é n disminuir la posibilidad de pegarse o soldarse, conservando al mismo tiempo sus c a r a c t e r í s t i c a s de muy buen conductor e l é c t r i c o . Estos aspectos y exigencias hacen que los contactos (especialmente en la parte de unión) sean en realidad, las partes m á s delicadas del contactor, y que por consiguiente deben cuidarse con especial esmero, de tal manera que los circuitos se establezcan en forma ó p t i m a para un correcto y normal funcionamiento. E l cuidado que debe tenerse i m p l i c a un mantenimiento p e r i ó d i c o adecuado, no deben limarse, lijarse o engrasar los contactos. donde A c t u a l m e n t e existen contactores con contactos denominados "autolimpiantes", porque cada vez que se unen, la parte móvil se desliza sobre la parte fija hasta que se establece el contacto definitivo. Con el tiempo los contactos van sufriendo desgaste, por lo cual es necesario verificar p e r i ó d i c a m e n t e la cota de presión en funcionamiento, ya que es recomendable cambiarlos cuando é s t a e s t é entre el 20 y 50% de la cota i n i c i a l . 72 000°C). 2. respetando la cota inicial de presión (distancia tal de manera que los contactos fijos y m ó v i l e s entran en contacto antes de que el circuito e l e c t r o m a g n é t i c o se c i e r r e completamente). b) Alinear los contactos. Por la función que realizan. a t r a v é s del cual se transporta la corriente desde la red a la carga. c) Verificar la presión de cada contacto con el contactor en funcionamiento. los contactos se ubican en una zona conocida c o m ú n m e n t e como "cámara apagachispas". de tal manera que. Este desplazamiento del a i re hace que el arco se alargue. Contactos principales: Son contactos i n s t a n t á n e o s cuya función e s p e c í f i c a es establecer o interrumpir el circuito principal. a pesar de que estos contactos se hayan separado. Cuando un contactor bajo carga se desenergiza.3. 73 . sobre todo en los contactores construidos para controlar c i r c u i tos que absorben corrientes altas. el cual al generar temperaturas muy elevadas (de 5.000 a 8.2. en el tiempo m á s breve posible. construida con materiales muy resistentes al calor ( p o l i é s t e r e s con un gran porcentaje de fibra de vidrio) y con c a r a c t e r í s t i c a s especiales que extinguen r á p i d a m e n t e esta chispa. Se fabrican contactores con contactos capacitados para transportar corrientes desde unos cuantos amperios (9 A ) hasta corrientes con intensidades muy elevadas (unos 2750 A en circuitos resistivos o de distribución). Este sistema es adecuado y efectivo sólo para intensidades no muy elevadas. d) Verificar que los tornillos y tuercas de reglaje queden bien apretados. Esto se puede lograr mediante diferentes sistemas: a) Soplado por a u t o v e n t i l a c i ó n : En este sistema. por lo cual deben estar debidamente calibrados y dimensionados para permitir el paso de las intensidades requeridas por la carga sin peligro de deteriorarse. Por esta razón. el c i r c u i t o no se interrumpe inmediatamente.2. que al salir por la abertura superior es sustituida por el aire fresco que entra por la parte inferior. para que c i r c u l e el aire como si fuera una chimenea: al producirse la chispa se calienta el aire de la c á m a r a .En caso de tener que cambiar los contactos se recomienda: a) Cambiar todos los contactos y no sólo el dañado. d e s g a s t a r á por erosión. estos contactos son abiertos (En algunos contactores se encuentran contactos cerrados para usos muy e s p e c í f i c o s ) . sino que la corriente sigue pasando durante un breve tiempo a t r a v é s del aire ionizado (= aire que al calentarse se vuelve conductor). se produce una chispa (como se dijo anteriormente) entre el contacto fijo y móvil. se e n f r í e al rozar con las diversas piezas met á l i c a s y finalmente se extinga por completo. la c á m a r a apagachispas o c á m a r a de soplado tiene una abertura amplia en la parte inferior y otra p e q u e ñ a en la parte superior. Como la chispa se produce siempre. d e b i l i t a r á por el exceso de calor y finalmente a c a b a r á destruyendo totalmente los contactos. de manera que no llegue a transformarse en un arco e l é c t r i c o . es imprescindible reducir y apagar la chispa o el arco que pudo formarse. 74 . y a unas guías de de los contactos fijos. a su vez. Ordinariamente este sistema. para ser aumentado a t r a v é s de un n ú c l e o de l á m i n a s . unas arco y la hasta El s í m b o l o de los contactos principales se encuentra solamente en los esquemas de potencia. el cual es orientado y canalizado por dos placas de acero que se encuentran a los lados de la c á m a r a apagachispas. en una serie de aletas (algunas c á m a r a s llevan 32 aletas) que se encuentras en las paredes de la c á m a r a de corte. que por repulsión m a g n é t i c a . E l campo m a g n é t i c o que provoca el alargamiento del arco y su p r o y e c c i ó n hac i a la parte superior de la c á m a r a . que o c a s i o n a r í a e l desgaste y d a ñ o prematuros de los contactos. c) C á m a r a s desionizadoras: Son c á m a r a s cuyas paredes se recubren con l á m i n a s m e t á l i c a s . para que absorvan el calor producido. De esta manera el aire no alcanza las temperaturas de i o n i z a c i ó n . actuando como disipadores. ni muy prolongado. para mayor e f i c a c i a de la e x t i n c i ó n del arco. tiende a aiejar el arco d e s p l a z á n d o l o y a l a r g á n d o lo hasta su e x t i n c i ó n t o t a l . un campo m a g n é t i c o c i r c u l a r . de tal manera que su e x t i n c i ó n sea m á s fácil y sencilla. P a r a lograr esta división se hace que el arco i n i c i a l pase r á p i d a m e n t e a puntas ubicadas en los extremos del contacto móvil. que la corriente siga circulando. debe ser tal que la e x t i n c i ó n total del arco se realice en un tiempo. que podría producir sobretensiones capaces de producir perforaciones en los materiales aislantes. ni demasiado corto. en la etapa final. particularmente si los c i r c u i t o s son inductivos.b) Soplo m a g n é t i c o : Es una t é c n i c a que permite alargar el arco e l é c t r i c o para aumentar su resistencia e l é c t r i c a . impidiendo de esta manera. para que finalmente se realice el fraccionamiento e x t i n c i ó n total del arco. P a r a conseguirlo se emplea un procedimiento e l e c t r o m a g n é t i c o : el campo e l é c t r i c o formado crea. en muchos arcos m á s p e q u e ñ o s . requiere del m é t o d o de a u t o v e n t i l a c i ó n . d) Transferencia y fraccionamiento del arco: Este sistema consiste en dividir el arco que se produce. b) Contactos normalmente cerrados (NC). C o n t a c t o s auxiliares: Son aquellos contactos cuya función e s p e c í f i c a es p e r m i t i r o interrumpir el paso de corriente a las bobinas de los contactores o a los elementos de s e ñ a l i z a c i ó n . pero d e b e r á llevar necesariamente por lo menos un contacto auxiliar i n s t a n t á n e o N A . llamados t a m b i é n contactos i n s t a n t á n e o s de cierre: contactos cuya función es cerrar un c i r c u i t o cuando se energice la bobina del contactor al cual pertenecen. por la forma constructiva y u b i c a c i ó n que tienen en la armadura. ya que en estado de reposo se encuentran cerrados. en cada c i e r r e de maniobra. para que e v a c ú e n f á c i l m e n t e cuerpos e x t r a ños y se dé a d e m á s . haciendo que e l contacto m ó vil se deslice lateralmente. es decir que a c t ú a n tan pronto se energice l a bobina. por lo cual e s t á n dimensionados ú n i c a m e n t e para intensidades débiles (miliamperios o a lo m á s algunos amperios). Un contactor puede tener varios contactos auxiliares abiertos y/o cerrados. Uno de los contactos auxiliares N A debe cumplir la función de asegurar la autoa l i m e n t a c i ó n de la bobina.3. se refuerza a ú n m á s esta fiabilidad. Sin embargo se pueden encontrar contactos con retardo al cierre o a la apertura ( a c t ú a n milisegundos d e s p u é s que los i n s t a n t á n e o s ) .fijo).3. por lo cual es fundamental conocer las funciones que se pueden r e a l i z a r con ellos. L a versatilidad que tienen los contactores depende. Los contactos auxiliares son contactos i n s t a n t á n e o s . cuando se tienen contactos auxiliares N A y N C se da un tiempo de c o n m u t a c i ó n entre a m bos. Normalmente. por lo cual recibe e l nombre e s p e c í f i c o de auxiliar de sostenimiento o r e t e n c i ó n . en cada maniobra.2. ya que en estado de reposo se encuen_ tran abiertos. tanto m á s que muchas veces deben trabajar con los P L C . al energizar la bobina. A pesar de que todos los contactos auxiliares a c t ú a n solidariamente. sobre el contacto fijo •(= contactos autolimpiantes). llamados t a m b i é n contactos i n s t a n t á n e o s de apertura: contactos cuya función es abrir un c i r c u i t o cuando se energice la bobina del contactor al cual pertenecen. Existen dos clases de contactos auxiliares: a) Contactos normalmente abiertos (NA). p'or otra parte. en un automatismo e l é c t r i c o . del uso c o r r e c to que se le den a los contactos auxiliares. en gran parte. un"contacto multipunto. es importante que su nivel de fiabilidad (probabilidad e s t a d í s t i c a de asegurar un funcionamiento sin averías) sea muy grande. Por la función que cumplen en el c i r c u i t o de mando. si se quiere o p t i m i z a r la etapa de tratamiento. Se asegura é s t o construyendo los platinos de los contactos con e s t r í a s cruzadas entre los dos contactos (móvil y.2. primero se abren los contactos cerrados y 75 . . colocada al lado izquierdo del símbolo. Por lo general deben tener una gran robustez m e c á n i c a . pero bajo los mismos p a r á m e t r o s empleados por los de dos cifras: * Si el contacto es N C : la entrada se identifica con un n ú m e r o terminado en 1 (11. y en segundo lugar unos í n d i c e s . de tal manera que los contactos de aquel a c t u a r á n como si fueran contactos auxiliares de é s t e . 22. 31. 32. la misma marca del contactor al cual pertenece.. P a r a una adecuada i n t e r p r e t a c i ó n y posteriormente para un correcto montaje del c i r c u i t o tengamos en cuenta lo siguiente: I a) Símbolos: contacto auxiliar N A \ contacto auxiliar N C b) Para identificar plenamente un contacto auxiliar se usa..).luego de 2 a 5 milisegundos se cierran los abiertos. 33. 34. Los hay frontales y laterales. En la actualidad se tiende a usar como í n d i c e s n ú m e r o s con dos cifras (aunque los hay t a m b i é n con tres cifras.. 41. 21.. Existen contactores que tienen ú n i c a m e n t e contactos auxiliares con variedad de combinaciones (sólo abiertos.el contacto es N A : la entrada se identifica con un n ú m e r o terminado en 3 (13. * S i . 76 . 43. por lo cual se llaman contactores auxiliares o simplemente r e l é s . pueden b) Contactores auxiliares: en este caso se conecta la bobina del contactor (o contactores) que se adiciona en paralelo con la bobina del contactor que tiene insuficiencia de contactos auxiliares. Nota: C o m o norma general deben usarse ú n i c a m e n t e los contactos auxiliares que sean estrictamente necesarios.) y la salida con el n ú m e r o consecutivo (12. en primer lugar.). 44... Solamente algunos modelos de contactores llevar estos bloques.. sólo cerrados o abiertos y cerrados). se puede obviar el problema con: auxiliares que a) Bloques aditivos de contactos auxiliares: son bloques de contactos que se accionan con la misma armadura del contactor al que se asocia m e c á n i camente. Los símbolos de los contactos auxiliares se encuentran solamente en los esquemas de mando o control. 42. 24.) y la salida con el n ú m e r o consecutivo (14. Cuando un contactor no tiene el n ú m e r o suficiente de contactos requiere un determinado c i r c u i t o . 23. que tiene en cuenta el valor de las corrientes que el contactor debe establecer o cortar durante las maniobras en carga. FUNCIONAMIENTO Cuando la bobina es r e c o r r i d a por la corriente e l é c t r i c a . marcha a impulsos de motores de anillos. reposo basta con desenergizar 2. resistivo. escaleras.4. etc.). de manera que el n ú c l e o atrae la armadura con un movimiento muy rápido. inversión de marcha. cintas transportadoras. frenado por contracorriente. dependiendo de la c a t e g o r í a de empleo..3 a 0. P O R E L TIPO D E C O R R I E N T E Q U E A L I M E N T A L A BOBINA: a) Contactores para A C b) Contactores para D C 2. Por ejemplo un contactor que en c a t e g o r í a 77 .2. frenado por contracorriente. a su posición inicial de. elevadores. A l producirse este movimiento. inversión. P O R L A C A R G A Q U E P U E D E N MANIOBRAR: Es lo que se conoce como la c a t e g o r í a de empleo.. a) A C l : Cargas no inductivas ( c a l e f a c c i ó n . Para ello se toma en cuenta el tipo de carga controlada (inductivo.3. CLASIFICACION 2. m á q u i n a s de trefilar.4.4.3. frenado por contracorriente : m á q u i n a s de imprenta. • P a r a volver los contactos la bobina.. distribución) o d é b i l m e n t e inductivas. inversión de marcha.) y las condiciones en las cuales se e f e c t ú a n los cortes (motor lanzado. P O R L A F U N C I O N Y C L A S E D E C O N T A C T O S : a) Contactores principales: si tienen contactos principales y auxiliares. 2. cuyo factor de potencia es m í n i m o 0.7 c) A C 3 : P a r a el control de motores jaula de ardilla (motores de rotor en cortocircuito) que se apagan a plena marcha y que en el arranque consumen de 5 a 7 veces la In: ascensores.1. etc. m á q u i n a s herramientas con marcha por impulso permanente. cuyo factor de potencia es de 0. compresores. genera un campo magn é t i c o intenso.4. todos los contactos del contactor (tanto principales como auxiliares) cambian de posición solidariamente: los contac tos cerrados se abren y los contactos abiertos se cierran. marcha a impulsos. b) Contactores auxiliares: si tienen ú n i c a m e n t e contactos auxiliares..95 b) A C 2 : P a r a arranques de motores de anillos. N O T A : un mismo contactor.2. puede usarse con diferentes intensidades. d) A C 4 : Arranque de motores de rotor en c o r t o c i r c u i t o . dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga y las corrientes (incluso tensiones) que se manipulan con los aparatos de mando (pulsadores. P o r ejemplo se puede accionar una carga que absorbe 100 amperios. etc. invesión directa o inmediata de un motor. E x i s t e n maniobras (mar cha a impulsos. f) P o s i c i ó n de funcionamiento del contactor: v e r t i c a l u h o r i z o n t a l .: r corrientes d é b i l e s . 2. E L E C C I O N : P a r a elegir el contactor m á s conveniente y adecuado hay que tener presente: a) Tipo de corriente.5. puente grúas. e . . con un contactor c u y a bobina absorbe solamente miliamperios.). g) C a t e g o r í a de empleo o clase de carga. una m á q u i n a desde varios puntos de e) Seguridad del personal. c) Posibilidad de maniobrar c i r c u i t o s sometidos a corrientes muy altas r r . en la c a t e g o r í a A C 3 s o l a mente p o d r á usarse para controlar hasta 63 A . normal. d) F r e c u e n c i a de maniobras (cierre + apertura).) que modifican la intensidad de arranque y de ruptura. c) Condiciones de servicio: ligera. (llenado a u t o m á t i c o de tanques. c o n la ayuda_ de los aparatos auxiliares de mando como interruptores de posición. e) S i es para el c i r c u i t o de potencia o de mando y el n ú m e r o de contactos auxiliares que necesita. d) Posibilidad de controlar c o m p l e t a m e n t e maniobra (estaciones). b) P o t e n c i a nominal de la carga. extrema.A C l se puede usar para c o n t r o l a r hasta 80 A . t e n s i ó n y frecuencia de a l i m e n t a c i ó n de la bobina. etc.6. dura. 2. * C i r c u i t o s de d i s t r i b u c i ó n : H a b r á que tener en cuenta especialmente: ° S i se usa como contactor de línea: debe ser de gran calibre y alto poder 78 . VENTAJAS: a) C o n t r o l y a u t o m a t i z a c i ó n de equipos y m á q u i n a s con procesos complejos. detectores. robustez m e c á n i c a (maniobras en vacío) y robustez e l é c t r i c a (maniobras bajo carga). b) A u t o m a t i z a c i ó n en el arranque y paro de motores. : . etc. manipuladores) son muy d é biles. presostatos. f) A h o r r o de tiempo al r e a l i z a r maniobras prolongadas. i temas secuenciales. etc.7. * Arranque de motores asincronos jaula de ardilla y de anillos: ° C o r t e en funcionamiento: se puede tener un n ú m e r o significativo de maniobras: la apertura del c i r c u i t o es a plena carga. E n l a bobina: a) L a t e n s i ó n permanente de a l i m e n t a c i ó n debe ser la especificada por e l fabricante (con ± un 10% de tolerancia). * Circuitos de alumbrado: dependiendo del tipo de l á m p a r a s que se emplee.2.). Estos contactores presentan algunos inconvenientes:.7. * Circuitos de c a l e f a c c i ó n : pocas maniobras y corte bajo carga. intensidad de corte considerable. el contactor debe estar dimensionado para una intensidad mayor a la In. ° C o r t e en el arranque: gran n ú m e r o de maniobras.1. e l contactor debe estar dimensionado para la intensidad absorbida en e l cierre del c i r c u i t o (5 a 7 In). 79 . Cuando un contactor no funciona o lo hace en forma deficiente. 2. apertura y c i e r r e por lo general en v a c í o . a) Su dimensionamiento debe ser muy superior al requerido (± 15 veces). N O T A : Cuando se requieren trabajos silenciosos. verificando el estado de los conductores y de las conexiones (falsos contactos. frecuencias de maniobra muy altas o funcionamiento en ambientes muy difíciles.7.7. tornillos flojos. c) Son muy sensibles a los p a r á s i t o s e l é c t r i c o s y tienen una corriente de fuga importante. 2. b) L a potencia disipada es muy grande (unas 30 veces superior). CAUSAS D E DETERIORO O D A Ñ O 2. debido a la frecuencia del arco que se produce. lo primero que debe hacerse es revisar el c i r c u i t o de mando y de potencia (esquemas y montaje). b) Tener presente que el c i e r r e del contactor se puede producir con un 85% de la E n y la apertura puede realizarse cuando la t e n s i ó n desciende por debajo del 65%. A d e m á s es conveniente tener presente los siguientes aspectos: 2. por lo que el desgaste de los contactos es mayor. n ú m e r o reducido de maniobras y gran duración del servicio.1. d u r a c i ó n y servicio como en el punto anterior.2. d) Su costo es mayor que el de un contactor e l e c t r o m e c á n i c o equivalente. normalmente para c i e r r e en v a c í o y apertura con carga normal.de corte. ° Si se usa como contactor de acoplamiento o distribución: se usa para a l i mentar varios circuitos. es mejor usar los CONTACTORES ESTATICOS o D E ESTADO SOLIDO (contactores c o n s t r u í dos en base a tiristores). la intensidad puede ser muy alta. P o r ningún motivo se deben raspar. especialmente si todos los motores arrancan s i m u l t á n e a m e n t e . el daño puede tener su origen en de mando. b) Los muelles. generando un m a l funcionamiento del c i r c u i t o e l e c t r o (electroimán).7. Este problema puede eliminarse usando un contacto temporizado que retarde dos o tres segundos el nuevo c i e r r e . la fuerza eontraeleetromotriz produce un aumento de la corriente pico que puede alcanzar a ser el doble de lo normal. debe colocarse un dispositivo para espaciar los arranques según orden de prioridad.7.3. P a r a obviar esta s i t u a c i ó n y disminuir la c a í d a de tensión. 2. la bobina se recalent a r á (ya que la c o r r i e n t e de mantenimiento s u f r i r á un aumento) hasta deteriorarse completamente.c) Si e l n ú c l e o y la armadura no se cierran por completo. E n e l n ú c l e o y l a armadura: Cuando el n ú c l e o y la armadura no se juntan y / o separan completamente. a su v e z . 2. lijar y menos a ú n limar. c) Presencia de cuerpos e x t r a ñ o s en el entrehierro: si hay suciedad en las superficies rectificadas del n ú c l e o y/o la armadura deben limpiarse con productos adecuados (actualmente se fabrican muchos en forma de aerosoles). que origina una p é r d i d a de e n e r g í a del c i r c u i t o m a g n é t i co. produciendo un campo e l e c t r o m a g n é t i c o ruidoso. p r o v o c a r á una c a í d a de tensión. C a í d a de tensión en la red: provocada por la sobreintensidad producida en el arranque del motor. provocando la soldadura de algunos contactos y un arco e l é c t r i c o en otros.2. y a que pueden estar vencidos o muy tensos. E n los contactos: Su deterioro prematuro se produce cuando circulan a t r a v é s de ellos corrientes superiores a las especificadas por e l fabricante. e) M i c r o c o r t e s en la red: cuando un contactor se c i e r r a nuevamente d e s p u é s de un m i c r o c o r t e (algunos milisegundos).2. sin la fuerza suficiente para atraer la armadura completamente. es necesario revisar: a) L a tensión de a l i m e n t a c i ó n de la bobina: si es inferior a la especificada gener a r á un campo m a g n é t i c o débil. b) Cuando el del motor el c i r c u i t o magnético c) contactor es e l adecuado y sobre todo si la intensidad de bloqueo es inferior al poder de cierre. de tal manera que los contactos. acaban por soldarse. al no cerrarse completamente y carecer de la presión necesaria. d) Cortes de t e n s i ó n en la red: al reponerse la tensión.2. 80 . de tal manera que ante un daño de los contactos hay que revisar: a) Si la e l e c c i ó n del contactor corresponde a la potencia nominal del motor. lo cual. sobre todo cuando los sistemas a u t o m á t i c o s de paro no han respondido. donde la velocidad de desplazamiento del contacto móvil es igual o proporcional a la velocidad del ó r g a n o de mando. Pulsadores: a) Rasantes: para accionamientos donde es necesario impedir maniobras tarias.1. o cuando el operario encuentra dificultad para u t i l i z a r un pulsador rasante (por ejemplo sí.m á q u i n a c o n los elementos de la etapa de tratamiento en un automatismo (en algunos casos t a m b i é n la etapa de comando de potencia). 81 . P O R S U A P A R I E N C I A Y F O R M A EXTERIOR: 3. para responder a cada una de las m ú l t i p l e s 3. la parte que debe entrar en contacto con el operario (botón) es de mayores dimensiones que la de los pulsadores normales. pueden ocasionar serios inconvenientes. e) C o n c a p u c h ó n : para ambientes polvorientos. ELEMENTOS DE MANDO 3.2.1.2. donde la puesta en marcha o el paro no autorizados. ambas manos ocupa- g) Luminosos: con s e ñ a l i z a c i ó n incorporada. es decir que no se puede volver a maniobrar si el responsable del equipo no la desenclava. CLASIFICACION 3. Existe una gran variedad de ellos. necesidades.debe usar guantes). DEFINICION Son todos aquellos aparatos que a c t ú a n accionados por el operario para establecer e l diálogo h o m b r e . Para facilitar su maniobra. d) De seta: para detener la m á q u i n a en situaciones de emergencia. como en la m á q u i n a .1. L a apertura o el cierre de sus contactos se r e a l i z a por "ruptura lenta". especialmente cuando se e s t á alejado de ellos. f) De pedal: para accionamientos donde el operario tiene das. involun- b) Salientes: se usan cuando su accionamiento involuntario no presenta inconvenientes. ya sea en los operarios. Se emplean cuando es necesario c o nocer si han sido accionados. c) D e llave: para accionamientos delicados y de gran responsabilidad.2.3.1. Los hay t a m b i é n con enclavamiento y llave. 2.2. simples. s e g ú n el m o v i m i e n t o que se r e a l i c e . el c o n t a c t o N C se abre en el mismo momento en que se c i e r r a el contacto N A . Manipuladores: Su accionamiento se r e a l i z a c o n la ayuda de una palanca.2. Selectores o interruptores giratorios: Se emplean cuando es necesario elegir un determinado tipo de maniobra. A pesar de que todos estos pulsadores tienen un contacto N A y un contacto N C . p u d i é n d o s e r e a l i z a r v a riadas maniobras. variedad de formas: de maneta o manija. 3. b) D e d e s c o n e x i ó n m ú l t i p l e : si tiene dos o m á s contactos N C . L o s hay de 2 ó 4 posiciones y de retorno a u t o m á t i c o o con posición mantenida. Sirve para abrir s i m u l t á n e a m e n t e varios c i r c u i t o s independientes. Sirve para abrir un c i r c u i t o y c e r r a r otro en forma s i m u l t á nea.3. Los ha) de 2 o m á s posiciones. NC NA W/A i».d e s c o n e x i ó n : si tiene un contacto N A y un contacto N C unidos m e c á n i c a m e n t e . por 82 . de manera que durante un espacio y tiempo ambos contactos e s t a r á n abiertos.1. en forma independiente o solidaria (unidos m e c á n i c a m e n t e ) . (a) (b) (c) En (a) cuando se oprime el b o t ó n del pulsador. para retorno a u t o m á t i c o o con posición mantenida. En (b) cuando se oprime el b o t ó n del pulsador.2. c o n m u l e t i l l a . c) N o r m a l m e n t e abierto (NA): para c e r r a r un c i r c u i t o . e t c .1. y er.3. e) De c o n e x i ó n . En forma g r á f i c a veamos las diferentes modalidades: NCy/ / y/y/. c o n llave. a) N o r m a l m e n t e cerrado ( N C ) : para abrir un c i r c u i t o . P O R L A F U N C I O N Q U E R E A L I Z A N : Todos los elementos de mando cumplen m á s o menos las mismas funciones: cerrar o abrir circuitos. 3. Sirve para c e r r a r s i m u l t á n e a m e n t e varios c i r c u i t o s independientes. d) D e c o n e x i ó n m ú l t i p l e : si tiene dos o m á s contactos N A . sino que se presentan variantes en la forma como abren y c i e r r a n los circuitos. no en todos ellos a c t ú a n en forma igual.2. el c o n t a c t o N C se abre y el contacto N A se mantiene un momento m á s abierto antes de cerrarse. se usan e s p e c i a l m e n t e en c i r c u i t o s corrinversores de marcha. En (c) al oprimir el b o t ó n del pulsador vemos que. - Para mayor claridad y p r e c i s i ó n . ASPECTOS PRACTICOS P A R A L A CONEXION D E PULSADORES A n t e todo tengamos presente que cuando se habla de UN PULSADOR se hace referencia a UN "BOTON" que se debe accionar. Si para un determinado montaje hay que usar un pulsador con dos o m á s contactos.d e s c o n e x i ó n m ú l t i p l e : si tiene tres o m á s contactos (deben ser N A + N C ) para abrir y cerrar tres o m á s circuitos s i m u l t á n e a m e n t e .3. En esos casos. para indicar las entradas y salidas: N O T A : es posible que determinados modelos de pulsadores no usen estos í n d i c e s o los empleen con algunas variantes. especialmente con miras al montaje que debe realizarse. Estas líneas. 83 . bajo un solo impulso. los símbolos de los diversos contactos se ubican en los c i r c u i t o s donde realizan una determinada función. el contacto N A y a se ha abierto con anterioridad. pueden cruzarse entre sí o con líneas que representan conductores. se los representa unidos por sus puntos medios con una línea interrumpida o a trazos. buscando siempre que tenga una t r a y e c t o r i a continua y sin derivaciones. 3. En estos casos la línea interrumpida o a trazos representa u n i ó n m e c á n i c a (no e l é c t r i c a ) . actualmente se e s t á n usando mucho los siguientes í n d i c e s . cuando en un esquema se quiere representar un pulsador se emplea una sola m a r c a (S y un subíndice) y un solo s í m b o l o ( ) que hace referencia al botón pulsador. por representar unión m e c á n i c a . Cuando un pulsador tiene dos o m á s contactos que a c t ú a n solidariamente. pero no olvidando que siempre deben unirse sus puntos medios con una línea interrumpida recta o quebrada. y no al n ú m e r o de contactos que pueda tener. es decir que a c t u a r á n solidariamente (como una sola unidad).lo cual . cuando el contacto N C se abre. aún cuando los elementos e s t é n separados en el esquema. al d i s e ñ a r el esquema de mando. f) De c o n e x i ó n . De allí que. de manera que en este caso tendremos un tiempo y espacio en el cual ambos contactos e s t á n cerrados. aspectos que no se alteran por hecho de tener uno o varios contactos. los esquemas deben c e ñ i r s e a la nomenclatura que se encuentra grabada o impresa en los pulsadores. AUXILIARES 4. tanto para el contacto N C . luz. en los cuales el contacto N C e s t á c o m p l e t a mente separado del contacto N A . a c c i ó n m e c á n i c a . por lo cual tienen cuatro bornas de c o n e x i ó n (dos entradas y dos salidas). sino por otros factores. pero que a diferenc i a de é s t o s . ú n i c a m e n t e analizaremos los que pueden ner un uso m á s frecuente y generalizado. que se emplea como entrada. DEFINICION Son aparatos con funciones similares a la de los pulsadores. temperatura. y otros con un sólo .1. Los elementos usados en la etapa de d e t e c c i ó n . como presión. E S T R A D A 84 SALIDAS . etc. como para el contacto N A . que se comportan exactamente como los pulsadores de c o n e x i ó n d e s c o n e x i ó n (modalidad (b)). Existen interruptores de posición.contacto móvil (con borna de conexión). Se emplean e n . y dos salidas. tienen las mismas aplicaciones C o m o en el caso de los pulsadores. te- 4. Dentro del panorama general de un automatismo e l é c t r i c o . se ubican en las etapas de d e t e c c i ó n y tratamiento. tiempo.2. siendo accionados por ella misma. e importancia en los automatismos e l e c t r ó n i c o s . no son accionados por el operario. Regularmente tienen dos contactos (NC + N A ) de apertura o ruptura brusca (la velocidad de desplazamiento' de los contactos m ó v i l e s es independiente de la velocidad del ó r g a n o de mando y es a d e m á s muy rápido) unidos m e c á n i c a m e n t e . la etapa de d e t e c c i ó n . INTERRUPTORES D E POSICION o FINALES D E C A R R E R A Son aparatos destinados a informar y controlar la posición de una m á q u i n a o parte de ella. m á q u i n a s de dimensiones reducilos microrruptores. Se emplean especialmente en la etapa de tratamiento. llamados así en variedad de formas en su zode los finales de carrera norma- Los interruptores de posición se emplean especialmente en operaciones a u t o m á t i cas.3.1. Aspectos p r á c t i c o s para la c o n e x i ó n de los finales de carrera: a) En primer lugar t é n g a s e en cuenta todo lo dicho sobre el uso de los pulsadores.1. CLASIFICACION: 4. de haberse abierto o cerrado su c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n . compactadoras. los interruptores accionados por boyas o flotadores.). rectificadoras. deben tener gran robustez y duración. prensas. debidamente preestablecido.2. 4. En después el momento de energizar el temporizador.2. depende de la aplic a c i ó n especifica que se les d é . c) Para ataque multidirecci-onal: con v a r i l l a flexible y resorte. R E L E S D E T I E M P O O T E M P O R I Z A D O R E S 4. se emplean por ser muy p e q u e ñ o s .3. Su funcionamiento es i d é n t i c o al les. b) Las marcas e í n d i c e s son los mismos empleados en los pulsadores. etc. Cuando es necesario usar finales de carrera en das o con desplazamientos cortos. los contactos temporizados que 85 . Por la forma de temporizar: a) Temporizador 'al trabajo": aquel cuyos contactos temporizados a c t ú a n de cierto tiempo de haber sido energizado.d e s c o n e x i ó n .Como el accionamiento o "ataque" que se ejerce sobre ellos. D E F I N I C I O N : Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos. en variedad de formas. tanto m e c á n i c a como e l é c t r i c a . ascensores. en las cuales es necesario interrumpir (detener) o i n v e r t i r el desplazamiento de una máquina (apertura y c i e r r e de puertas. Por el trabajo que ordinariamente r e a l i z a n estos elementos. Finalmente podemos mencionar en este grupo. al cabo de un tiempo.3. especialmente de c o n e x i ó n . b) Para ataque l a t e r a l : con roldana. montacargas. 4. llamados tem porizados. encontramos interruptores de posición: a) Para ataque frontal: con cabeza c i l i n d r i c a o vastago de acero.3. y se encuentran t a m b i é n na de ataque. cuya función es la de controlar o regular el nivel de líquidos. por cumplir las mismas funciones. cambian de posición. permiten el mayor o menor paso de aire. que mueve una serie de engranajes. actuando así como contactos temporizados. Los contactos 86 que acciona el fuelle. de manera que é s t a comienza a llenarse de aire. E l ú l t i m o de ellos lleva un pin o tope. al ser energizada la bobina que lleva el temporizador. En los temporizadores al reposo. A l energizarse la bobina. En los temporizadores al trabajo. manualmente el pin o tope de P a r a que el temporizador e s t é en condiciones de temporizar nuevamente.2. Al tos tos vez energizar el temporizador. los contactos temporizados a c t ú a n como tales. b) Temporizador "al reposo": en este tipo de temporizador. mantiene c o m p r i m i d o el fuelle. a fin de reducir la velocidad. compuesto por dos discos superpuestos que llevan sendas perforaciones que. cuando se energiza la bobina. Por las t é c n i c a s constructivas y de funcionamiento: a) Temporizador con mecanismo de r e l o j e r í a : aparato en el cual la t e m p o r i z a ción se consigue m e d í a n t e un sistema comparable al de los relojes m e c á n i c o s . d e s p u é s de c i e r t o tiempo de haber sido desenergizado. E l tiempo que requiere el fuelle para llenarse de aire. cuando la armadura e s t á separada del núcleo. pero cuando el temporizador se desenergiza. L a expulsión de aire del fuelle se realiza por a c c i ó n de la armadura. b) Temporizadores n e u m á t i c o s : aparatos en los cuales la t e m p o r i z a c i ó n se obtiene. El tiempo se programa alejando o acercando los contactos. E l conteo de tiempo se i n i c i a en el momento que se energiza un p e q u e ñ o motor s í n c r o n o de velocidad constante. o un microrruptor de apertura brusca. nos da el tiempo de t e m p o r i z a c i ó n . es necesario desenergizar su elemento motor y esperar que los engranajes vuelvan a su posición de reposo. 4.tiene siguen en la m i s m a posición de estado de reposo. de acuerdo a la distancia existente entre ellas. por la entrada regulada de aire a un fuelle hasta que se llene y recupere su estado original. es decir que el contacto N A se c i e r r a y e l contacto N C se abre.3. y solamente cuando haya transcurrido el tiempo programado. A c t u a l m e n t e el uso de estos temporizadores es muy limitado. sino que lo hacen una haya transcurrido el tiempo prefijado. que maniobra unos contactos de apertura lenta. la armadura se separa del fuelle. los contactos temporizados a c t ú a n como contaci n s t a n t á n e o s .2. L a r e g u l a c i ó n del tiempo se r e a l i z a por medio de un diafragma. por a c c i ó n de un espiral resortado. dichos contacno retornan inmediatamente a su estado de reposo. la armadura c o m p r i me el fuelle y cuando se desenergice. momento en el cual el fuelle acciona los contactos del temporizador. al expanderse completamente cuando se . c o m e n z a r á a llenarse de aire. de manera que ahora a c t u a r á solamente la bobina. tiempo de temporización y precisión. por lo cual su uso se va extendiendo cada vez m á s . si bien no son muy precisos. T recibe la t e n s i ó n A E y Z recibe una t e n s i ó n muy p e q u e ñ a . al cual se le adisi fuera un bloque de conel diafragma y los contac- El uso de estos temporizadores es bastante amplio porque. En este ú l t i m o caso. que lleva ú n i c a m e n t e el fuelle. en los cuales el elemento auxiliar). por lo cual sus contactos a c t ú a n como si fueran temporizados. está Existe una amplia gama en cuanto a su funcionamiento. a pesar de ser m á s delicados que los anteriores. 1 1. Veamos brevemente su funcionamiento: En = tensión de a l i m e n t a c i ó n total i 1 0 <"\ Ee = tensión que debe recibir la bobina Z para que funcione normalmente A E = tensión que debe r e c i b i r el para que temporice AL temporizador T TRABAJO: A l cerrarse el c i r c u i t o en k. Existen temporizadores con bobina propia y otros motor es la armadura de un contactor (principal o ciona m e c á n i c a m e n t e un bloque temporizado (como tactos auxiliares). Cuando los contactos son de ruptura lenta. los contactos del contactor a c t u a r á n como si fueran contactos temporizados.llena de aire. 87 . tienen la ventaja de ser insensibles a los p a r á s i t o s de origen e l é c trico. Existen temporizadores e l e c t r ó n i c o s cuyo funcionamiento es completamente a u t ó n o m o . p o r lo cual ú n i c a m e n t e a c t u a r á el temporizador. e l c i r c u i t o debe d i s e ñ a r s e de tal manera que la apertura y cierre de los contactos se realicen completamente. es muy probable que a c t ú e ú n i c a m e n t e el contacto N C y no el N A . y otros que deben trabajar en serie con la bobina de un contactor auxiliar. 0 2 Al Transcurrido cierto tiempo se invierte el proceso. es decir el contactor. c) Temporizadores e l e c t r ó n i c o s : son aquellos cuyo sistema de funcionamiento conformado por c i r c u i t o s e l e c t r ó n i c o s . tos. pueden ser de ruptura lenta o de ruptura brusca (en el caso de ser un microrruptor). es decir que Z r e c i b i r á la tensión Ee y T una t e n s i ó n muy p e q u e ñ a . al no llegar a cerrarse. Si la bobina se desenergiza demasiado rápido. . TEMPORIZADOR A Al A2 CONTACTOR ! ALIMENTACIÓN 1 \ k \ A2 Al! J H A1 . puede identificarse con la letra T y un subíndice (si son varios).. dejando de actuar hasta que se c i e r r e nuevamente el interruptor k.. .3. necesario ver si tiene solamente contactos temporizados. Modelos m á s recientes. A1 2 A2 Estos dos modelos se montan sobre perfiles omega.AL REPOSO: A l cerrarse el contacto k se pone en funcionamiento l a bobina Z . b) Si un temporizador requiere de un contacto auxiliar de sostenimiento. A1 A2 • J—3. los bloques temporizados se asocian a contactores auxiliares (excepcionalmente a contactores principales). e) Por lo general. y si e s t á n o no completamente separados.3. se debe conectar en paralelo con él un contactor auxiliar. para que cubra dicha necesidad. no tiene contactos i n s t a n t á n e o s . é s t e debe ser desenergizado. los contactos temporizados se identifican con la misma marca del contactor..• d) A l r e a l i z a r un diseño es necesario tener presente si los contactos temporizados son de apertura lenta o brusca. A S P E C T O S P R A C T I C O S E N E L M A N E J O D E T E M P O R I Z A D O R E S : a) Antes de conectar un temporizador es. y completamente equivalentes a los anteriores..f V — J 1 A2 A1 *- * A2 4. f) 88 En los casos en que e l temporizador tiene su propio elemento motor o de a l i m e n t a c i ó n . pero . 1 0 T 2 Cuando se abra k se i n i c i a la t e m p o r i z a c i ó n y transcurrido e l tiempo preestablecido. SU. para darles el uso c o r r e c t o a cada uno de ellos. la bobina Z queda con tensión muy reducida. tan pronto un temporizador cumpla plenamente su función. En estos casos. o si por e l co'ntrario posee contactos i n s t a n t á n e o s y temporizados. como puede verse en los siguientes g r á f i c o s . c) Como norma general. pueden ser montados directamente sobre aquellos contactores que tengan A l y A 2 de la bobina en su parte superior. hasta accionar los contactos e l é c t r i c o s que posee. PRESOSTATOS Son aparatos que abren o cierran c i r c u i t o s e l é c t r i c o s al detectar cambios de presión en sistemas h i d r á u l i c o s o n e u m á t i c o s . los tiempos de cada uno de ellos no deben sobreponerse sino sumarse. de esta manera e v i t a remos cambiar los procesos al cambiar los tiempos programados. . se encuentran modelos con tubo capilar o bulbo especial. b) De tubo capilar: aprovecha las alteraciones de presión de un fluido alojado en un tubo muy delgado. 4. t r a s m i t i é n d o s e la d e f o r m a c i ó n que se produce en la membrana a un pistón que desplaza los contactos e l é c t r i c o s que tiene el presostato. T E R M O S T A T O S Aparatos que abren o cierran c i r c u i t o s e l é c t r i c o s en función que los rodea (no deben confundirse con los r e l é s t é r m i c o s ) . b) Sistema tubular: funciona gracias a un tubo ondulado (a manera de fuelle metálico) que maniobra los contactos e l é c t r i c o s . de contactos. PROGRAMADORES Son aparatos que accionan un gran n ú m e r o o repitiéndose periódicamente. t r a n s m i s i ó n y contactos (microrruptores). al variar la temperatura. 4. a medida que sube o baja la temperatura. 89 .5. de la temperatura Según e l principio de funcionamiento pueden ser de l á m i n a s b i m e t á l i c a s o de tubo capilar: a) De l á m i n a s b i m e t á l i c a s : se basan en la acción de la temperatura en una l á m i na compuesta por dos metales con diferentes coeficientes de d i l a t a c i ó n . Los presostatos se instalan normalmente en la t u b e r í a de conducción de aire o líquido. Esta v a r i a c i ó n de presión produce a su vez una m o d i f i c a c i ó n en la forma del tubo. al abrir una llave que v a r i é la presión de ellos. para que se accionen sus contactos. Los hay de membrana y sistema tubular: a) De membrana: a c t ú a n por variaciones de presión en un circuito h i d r á u l i c o o n e u m á t i c o . del presostato de acuerdo con las variaciones de presión.6.g) Cuando se usan varios temporizadores en un mismo proceso.4. De acuerdo con la temperatura que haya que controlar. En la actualidad estos sistemas m e c á n i c o s se van sustituyendo por procedimientos e l e c t r ó n i c o s . en forma simultánea E s t á n conformados por un motor. 4. que se flexiona al elevarse o disminuir la temperatura. hasta llegar a accionar los contactos que tiene. 1.4.7.7.1. que se u s a r á n para controlar la bobina de un contactor. E s t á compuesto esencialmente por un oscilador.2. tanto en los automatismos e l é c t r i c o s como e l e c t r ó n i c o s . 90 . D E T E C T O R E S D E P R O X I M I D A D I N D U C T I V O S Y C A P A C I T I V O S : Son dispositivos e l e c t r ó n i c o s empleados para el c o n t r o l de presencia. Su uso es cada día m á s frecuente en la etapa de d e t e c c i ó n .7. las corrientes inducidas constituyen una carga adicional que ocasiona la i n t e r r u p c i ó n de las oscilaciones. en forma parecida a los contactos de un pulsador o un interruptor de posición. de la señal > —O —O etapa de salida 4.. Detector inductivo: Elemento cuyo principio de funcionamiento se fundamenta en la v a r i a c i ó n de un campo e l e c t r o m a g n é t i c o . al acercarse un objeto m e t á l i c o a su cara sensible. Cuando un objeto m e t á l i c o se coloca deji tro de este campo.1. Composición de un detector: En forma g r á f i c a vemos cuales son las partes fundamentales P A R T E D E MANDO P A R T E OPERATIVA £J oscilador de que se compone: transform. equivalente a un contacto cerrado y / o abierto. ausencia. fin de recorrido.7. sin necesidad de entrar en contacto físico con las piezas. 4. etc. oscilador no amortiguado oscilador amortiguado En esas condiciones.1. DETECTORES 4. en el cual un bobinado (cara sensible) c r e a un campo m a g n é t i c o alterno. un c i r c u i t o de c o n m u t a c i ó n genera una señal de salida. Por lo general el transformador debe entregar en el secundario una tensión m á s baja que la tensión continua requerida (por ejemplo 18V en A .1. C. Son m á s delicados que los de C . C . C .7. para obtener 48V en C . C .2.Existen detectores en variedad de formas y diversidad de alcances. 4. para obtener 24V en C . Existen algunos detectores programables para funcionar como N A o como N C . que se c o l o c a en serie con el detector.).2.. ) . Detccto/t inductivo pann. Así mismo el filtrado debe hacerse correctamente: 400 u E m í n i m o por detector o 2000 u F como m í n i m o por amperio consumido. o C. . d&iexJjo-n inductivo pasta C.2. 110/220V. C . a s í como detectores que deben trabajar necesariamente en serie con la bobina de un contactor auxiliar.C. r e c t i f i c a dor y filtrado. 35V en A .7.1. (cualquier tensión de cresta por encima del permitido.A. A .1.. debe estar dentro del rango indicado en el detector (24/240V.C. d e t e r i o r a r á inmediatamente e l detector)./C. por lo cual hay que c e r c i o rarse de que la fuente de a l i m e n t a c i ó n elegida incluya transformador. 4. 7 Al a . Tipo 2 hilos Conexión al P L C No polarizado Polarizado PLC — 4i 0 i 1 1 4 5 | 6 9i .A. A2 L a tensión de a l i m e n t a c i ó n de l a bobina. 7. L a emisión modulada garantiza una gran inmunidad a las luces p a r á s i t a s y a m bientales. así como una vida p r á c t i c a m e n t e ilimitada.1.7. D E T E C T O R E S F O T O E L E C T R I C O S : Son dispositivos e l e c t r ó n i c o s que pueden abrir y/o cerrar un c i r c u i t o e l é c t r i c o por a c c i ó n de un haz de luz y un elemento fotosensible.2. pero su uso es m á s restringido que e l de aquellos.3.7. Detector capacitivo: E s t á n basados en la v a r i a c i ó n de un campo e l e c t r o s t á t i c o que se produce cuando se acerca a ellos cualquier objeto. Veámoslo g r á f i c a m e n t e : PARTE OPERATIVA PARTE DE MANDO receptor QJj^ ' emisor E l detector tor: Dransform. 4. Composición y principio de funcionamiento: Los detectores f o t o e l é c t r i c o s tienen una c o n f i g u r a c i ó n muy parecida a la de los detectores inductivos y capacitivos. Se emplean especialmente para detectar cuerpos no m e t á l i c o s . b) E l recentor: 92 compuesto por un elemento sensible a la luz infrarroja (cuerpo . Los aspectos referentes a su conexionado son semejantes al de los detectores i n ductivos.Tipo 3 hilos C o n e x i ó n del P N P al P L C P N P N P N ov P LC + 2 4 0 1 2 3 4 c 6 I 4. producido por un diodo electroluminiscente (LED). de l a señal etapa de salida f o t o e l é c t r i c o se compone fundamentalmente de un emisor y un recep- a) E l emisor: tiene como objeto e m i t i r un rayo de luz infrarrojo modulado (invisible al ojo humano). 4.1.2. 4. lluvia. humo.). etc. o sea la distancia m á x i m a entre el emisor. conteo. tellas. etc. Cada vez que r e c i be dicho haz. De Lanjiejia: En estos detectores.) que se t r a d u c i r á en una d i s m i n u c i ó n del nivel de d e t e c c i ó n .7. •• Incorrecto: paralelo pero no enfrente Incorrecto: enfrente pero no paralelo Correcto: paralelo y enfrente Este. b) No es bueno para la d e t e c c i ó n de materiales transparentes. por lo cual debe cuidarse: * L a c o n t a m i n a c i ó n de las lentes por el entorno (polvo.- inconvenientes: a) N e c e s i t a un alineamiento muy preciso.2. lluvia. c) Posicionamiento preciso y de objetos p e q u e ñ o s . cuidando que sus ejes ó p t i c o s queden confundidos y a d e m á s se f i jen en forma robusta e indeformable. sistema es el m á s apto para grandes alcances (los hay hasta o cuando la d e t e c c i ó n se r e a l i z a a t r a v é s de fibra ó p t i c a . * E l alcance útil. Propiedades: A p t o para: a) D e t e c c i ó n de materiales opacos y reflectantes. entrega una señal de salida equivalente a un contacto abierto y/o cerrado. L a d e t e c c i ó n de un objeto se r e a l i z a en la medida en que el haz de luz i n c i de en el receptor con mayor o menor intensidad. receptor y objeto a detectar.fotosensible). o b i e n acciona un p e q u e ñ o r e l é con un contacto abierto y/o cerrado. b) D e t e c c i ó n de entornos contaminados (polvo. para 30 m).2. emisor y receptor e s t á n separados y deben colocarse uno frente al otro.1'. bo- 93 . como frascos. C l a s i f i c a c i ó n : 4.2. que controla l a bobina del contactor.7. tiene como función captar la luz del emisor. humo.2. pudiendo llegar i n c l u so a anularlo completamente. etc. en un plano perpendicular. para que el receptor capte la luz del emisor se requiere de un r e f l e c t o r ubicado frente al detector. c) Es muy p r á c t i c o para entornos limpios. j j e t e c t o r empleado.7. que tienen un poder reflectante bastante menor que los reflectores c i r culares o rectangulares. por l o cual. centrado en el eje ó p t i c o . 1^1 C o m o hay variedad de t a m a ñ o s . el alcance t a m b i é n Los reflectores m á s usados cm de d i á m e t r o . etc.4. Inconvenientes: a) No sirve para detectar objetos lisos y reflectantes.2. debe elegirse y del alcance cuanto mayor s e r á superior.2. Propiedades: a) Se usan para casos en los cuales la d e t e c c i ó n lado. de hasta . es recomendable realiza* una d e t e c c i ó n "en oblicuo". Sin err. se usan las cintas reflectoras. Los detectores reflex se usan para alcances cortos y medianos. de reflexiones p a r á s i t a s . en función del objeto a detectar.. Se compone de una gran cantidad de triedros t r i r e c t á n g u l o s con r e f l e x i ó n total. r D D r D D D Instalación aconsejable Instalación desaconsejable E L R E F L E C T O R : es un accesorio de p l á s t i c o u t i l i z a d o para reflejar la luz infrarroja e m i t i d a . transportadora de cajas. cuando los objetos presentan c i e r t o brillo o est á n en movimiento. en la misma d i rección. para evitar r • . « = 1 5 ° mó». pues sea el d i á m e t r o . cuya propiedad es reflejar todo rayo incidente. útil que se quiere obtener.2. tienen entre 4 y 8 P a r a casos especiales y de acuerdo a l . en una misma caja. Re-jilejc: Sistema en el cual emisor y receptor e s t á n juntos. es posible ú n i c a m e n t e por un b) Su i n s t a l a c i ó n es m á s r á p i d a y fácil. p e r m i t i é n d o s e una inclinación 15° del reflector con respecto a la perpendicular del eje ó p t i c o . Inconvenientes: Su alcance y eficacia a detectar.3. ya que el haz de luz emitido es reflejado en parte por cualquier objeto que e s t é c e r c a al detector. que permite limitar la influencia eventual del entorno situado d e t r á s .3.7. A d e m á s se dispone de un reglaje de sensibilidad. como es el conteo r á p i d o de objetos. por lo cual no es aconsejable para accionamientos que requieren una gran frecuencia de c o n m u t a c i ó n . Propiedades: a) Es el m á s adecuado para la d e t e c c i ó n de objetos transparentes o t r a s l ú c i d o s . 95 . a) E x i s t e una variedad de tipos de s e ñ a l e s de salida.2. el objeto a detectar debe estar en un plano perpendicular al eje ó p t i c o .7. aunque lo recomendable es que dicho espacio quede libre. Los de m á s uso son: * D e dos o tres hilos: en ambos casos la a l i m e n t a c i ó n del detector se realiza en serie con la bobina de un contactor auxiliar. c) Inadecuado para detectar objetos p e q u e ñ o s . * C o n r e l é inversor: estos detectores se alimentan directamente y la s e ñ a l de salida la da un contacto inversor N A .N C (conmutador) de un p e q u e ñ o r e l é . 4. depende de la capacidad reflectante y del color del objeto 4.: A l igual que en e l sistema reflex. p/toxlnüdad o airLoAjeJLLex. b) A p t o para la d e t e c c i ó n de marcas. emisor y receptor se encuentran en la misma caja. 1 OBJETO r R E P a r a conseguir un alcance ó p t i m o . H r WZZA l o c a l i z a c i ó n desaconsejable por presentarse riesgo de accionamiento permanente • ESPACIO LIBRE l o c a l i z a c i ó n aconsejable Los detectores de proximidad se emplean para alcances cortos. Aspectos prácticos para el manejo y utilización.2. De. aún cuando no requieren de reflector.2.b) N o es recomendable para detectar entornos contaminados. ) * piezas p e q u e ñ a s o ligeras: tornillos. Aplicaciones: a) Controles de presencia. etc. ausencia. C r i t e r i o s de e l e c c i ó n : P a r a elegir el tipo de detector 96 m á s conveniente ver e l anexo 1. 4. etc. fin de carrera. A P L I C A C I O N E S Y E L E C C I O N D E L O S D E T E C T O R E S : 4.7. b) D e t e c c i ó n de paso. * A u m e n t a r los m á r g e n e s de seguridad de funcionamiento. piezas de ferretería. c e r á m i c a s . mucha humedad.5 entorno ligeramente contaminado: presencia ocasional de polvo. 0.7. 4.3. operaciones de limpieza que ensucian las lentes. etc. humedad.25 entorno medianamente contaminado: presencia de polvo. d) Maniobras en las que se u s a r í a n interruptores de posición.1. . Mando de puertas. ascensores. vapores.3.1 entorno muy contaminado: p a r t í c u l a s en el aire. etc. * cadencia de funcionamiento elevado e) Cuando se tienen: * piezas delicadas y frágiles cuya d e t e c c i ó n debe realizarse evitando el contacto físico (frascos.3. 0. pero que presentan: * entorno difícil.3 ®\ 4 p S- 61 A2 2 hilos r e l é inversor 3 hilos b) P a r a evitar inconvenientes en la d e t e c c i ó n se recomienda: * L i m p i a r p e r i ó d i c a m e n t e las lentes y reflectores. escaleras. conteo c) de piezas.2.7. utilizando factores de c o r r e c c i ó n que l i m i t e n los alcances de u t i l i z a c i ó n s e g ú n el entorno en el cual se encuentre: 1 entorno limpio: uso en el interior de edificaciones 0. DEFINICION Son todos aquellos dispositivos c u y a función es indicar o llamar la a t e n c i ó n sobre el correcto funcionamiento o paros anormales de las m á q u i n a s . C L A S I F I C A C I O N 5. e incluso en c a sos especiales s e ñ a l i z a c i o n e s ó p t i c a s y a c ú s t i c a s c o n t e m p o r á n e a m e n t e . SEÑALIZACIONES D E M A R C H A : Se usan para indicar que una m á q u i n a o equipo se ha puesto en funcionamiento.3. llamados pilotos. SEÑALIZACION D E P A R O D E E M E R G E N C I A O R I G I N A D O P O R S O B R E C A R G A S : en estos casos se usa el contacto N A del r e l é t é r m i c o .2. A C U S T I C A S : Son todas aquellas s e ñ a l e s que son perceptibles por el oído. 5. se pueden emplear. o funcionamientos defectuosos por defasaje de E e I. símbolos que indiquen la o p e r a c i ó n que b) Luminosos: cuando se emplean ú n i c a m e n t e l á m p a r a s . O P T I C A S : Son s e ñ a l e s perceptibles por la v i s t a . 5.5. etc. de d i ferentes colores. De acuerdo con la complejidad y riesgo en el manejo de los equipos. no se presenten daños en los pilotos por subidas de tensión al desconectar. 5.2. E l dispositivo que ha de s e ñ a l i z a r puede energizarse: a) Mediante el uso de contactos auxiliares normalmente abiertos.3.1. E L E M E N T O S DE SEÑALIZACIÓN 5. b) C o n e c t á n d o l o en paralelo con la bobina del contactor. zumbadores o chicharras.2. Entre las m á s usadas figuran los timbres.1. 97 . C O N E X I O N A D O 5.2. sonidos e l e c t r ó n i c o s m u sicales. Existen dos clases: a) Visuales: si se emplean determinados se e s t á realizando.1. En este ú l t i m o caso t é n g a s e cuidado para que si se presenta un c i r c u i t o R L . al mismo tiempo. aumentando así la seguridad del personal y facilitando el control y mantenimiento de las m á quinas y equipos. 5. sirenas. para s e ñ a l i z a r las diversas operaciones. s e ñ a l i z a c i o n e s visuales y luminosas.2.3. 2. e t c . 6. de manera que se 98 . CLASIFICACION 6. de la III parte). sea de potencia. R E L E S contra posibles TERMICOS: Son elementos de p r o t e c c i ó n contra sobrecargas (debe usarse una por fase). a t r a v é s de la cual c i r c u l a la corriente que va de la red al motor.2. 6. desequilibrio de fases.2. E l b i m e t a l e s t á formado por dos metales de diferente coeficiente de d i l a t a c i ó n y unidos firmemente entre sí.2. Todo c i r c u i t o .ELEMENTOS PROTECCION DE Y MANIOBRA 6. m o m e n t á n e a s o prolongadas. c a í d a s de t e n s i ó n . E l calor necesario para curvar o flexionar la l á m i n a b i m e t á l i c a es producida por una resistencia.1. DEFINICION Son dispositivos cuya finalidad es proteger una carga. cuyo principio de funcionamiento se basa en la d e f o r m a c i ó n de ciertos materiales (bimetales) bajo el efecto del calor. debe protegerse c o r t o c i r c u i t o s con fusibles o r e l é s t e r m o m a g n é t i c o s .1. e t c . unos contactos auxiliares que desenergicen todo el c i r c u i t o y energicen el elemento de s e ñ a l i z a c i ó n . falta de alguna fase. para accionar.1.2. regularmente mediante soldadura de punto. arrollada alrededor del bimetal que e s t á cubierto por una capa de asbesto. sea de mando. c o r t o c i r c u i t o s . F U S I B L E S : Son elementos destinados e s p e c í f i c a m e n t e para proteger c o n t r a c o r t o c i r c u i t o s (ver el punto 1. cuando é s t e alcanza ciertos v a lores. aislante e l é c t r i c o y resistente al calor) hasta que se produzca la apertura y el c i e r r e de los contactos auxiliares que lleva. exce- b) D e origen e l é c t r i c o : sobretensiones. contra posibles daños producidos por e l paso de intensidades inadecuadas que pueden ser: a) D e origen m e c á n i c o : bloqueos. Es muy c o m ú n e l uso de hierro y níquel en composiciones de 20% y 80% ó 75% y 25% respectivamente. sobrecargas sivas puestas en marcha. los aparatos de maniobra y la i n s t a l a c i ó n en sí. empujando una placa de fibra (material muy consistente. Los bimetales comienzan a curvarse cuando l a corriente sobrepasa el valor nominal para el c u a l ha sido dimensionado. E l bimetal puede emplearse a d e m á s como parte de la resistencia o simplemente como conductor.2. en que la corriente pico es muy alta. por lo cual deben estar normalmente la carga. bastante extendido. la corriente que c i r c u l e ser t a l . de manera que la r e c o n e x i ó n del contactor (una vez enfriado el bimetal) sólo p o d r á realizarse accionando nuevamente el pulsador. Naturalmente que este tiempo debe peligro el aislamiento de las bobinas del motor. sin embargo é s t a es discutible en vista de la p r e c i s i ó n de estos aparatos y los medios de v e r i f i c a c i ó n insuficientes. se rearman empleando dos sistemas: a) Rearme manual: debe emplearse este sistema siempre que se tengan circuitos de contacto permanente con presostatos. interruptores de posición o elementos similares. ya que bajo estos r e g í m e n e s 99 . El m é t o d o . resi El por en nes de tiempo de d e s c o n e x i ó n depende de la intensidad de las resistencias. o bien hacer uso de transformadores de intensidad. L a solución para el caso en que la frecuencia de maniobras de arranque sea elevada. es regular el r e l é por encima de la In. pero ú n i c a m e n t e hasta ciertos valores. al bajar nuevamente la temperatura del b i m e t a l . de hacer funcionar el motor en vacío o en dos fases es e r r ó n e o . termostatos. c o r t o c i r c u i t a r el r e l é durante ese tiempo. ya que de lo contrario la g a r a n t í a de p r o t e c c i ó n y eficiencia del r e l é s e r á muy p e q u e ñ a . En casos especiales. ni innecesarias.desenergice la bobina del contactor y se energice el elemento de s e ñ a l i z a c i ó n . si se quiere juzgar la precisión de un r e l é t é r m i c o en función del tiempo que emplea para r e a l i z a r la d e s c o n e x i ó n . que no se ponga se produzcan desconexiodimensionadas para la In Una vez que los r e l é s t é r m i c o s hayan actuado.Rearme a u t o m á t i c o : se emplea exclusivamente en casos en que se usan pulsadores para la maniobra. con el objeto de evitar reconexiones a u t o m á t i c a s . o bien disminuyendo la carga inicial del motor. b) . L a v e r i f i c a c i ó n del r e l é t é r m i c o en el lugar de u t i l i z a c i ó n es a menudo necesaria. se pueden usar r e l é s t é r m i c o s de a c c i ó n retardada. calentamiento pasajero y suplementario proveniente del exterior. L a d e s c o n e x i ó n debe realizarse en pocos segundos. Zona de disparo 100 . aunque e s t é bien elegido y regulado. R E L E TERiMíCO DIFERENCIAL: En un sistema t r i f á s i c o . cuando falla una fase o hay desequilibrio apreciable en la red. s e r á necesario disminuir T a carga del motor. un arranque seguido m á q u i n a o una t e n s i ó n insuficiente.2. pero con el peligro de que se quemen las bobinas.el motor no absorbe la corriente requerida. Se puede v e r i f i c a r (tomando las precauciones necesarias) el funcionamiento del r e l é haciendo girar el motor a plena carga y b l o q u e á n d o l o . el motor s e g u i r á funcionando. etc. sea causada por una sobrecarga m e c á n i c a . no es suficiente. desconecta (se "dispara") con mucha frecuencia. o reemplazarlo por uno de m á s potencia. Zona de funcionamiento normal 3. si esta s i t u a c i ó n no i m p l i c a aumento en la In. 6. por c i r c u l a r corrientes superiores a la nominal por las otras dos fases. desgaste de los ejes. por parte de la carga. Cuando un r e l é . puede provocar el daño de los r e l é s . que la a b s o r c i ó n de corriente. bujes o rodamientos. c a í d a apreciable de tor e s t é funcionando a plena carga. solamente en casos en demasiada alta o e s t é t e n s i ó n cuando el mopor un bloqueo de la Por el contrario el r e l é no a c t u a r á . En este caso la p r o t e c c i ó n del r e l é t é r m i c o . En este caso. Por otra parte la d e s c o n e x i ó n se inútil en el primer caso.3. 3 2 I 1 P o s i c i ó n en frío: el brazo de la palanca (B) del diferencial e s t á en su posición "reposo" que corresponde al estado frío de los bimetales. si los fusibles de p r o t e c c i ó n e s t á n mal calibrados (sobredirriensionados). aún estando el motor en peligro. L a r e g u l a c i ó n de un r e l é es c o r r e c t a si corresponde exactamente a la In del m o tor. un c o r t o c i r c u i t o d e s p u é s de los r e l é s . al no estar en peligro el motor. salvo las excepciones expuestas anteriormente. r e d u c c i ó n del enfriamiento motivado por disminución de la velocidad o taponamiento del sistema de r e f r i g e r a c i ó n . y en el segundo se pondría en peligro e l motor. El r e l é a c t u a r á c o r r e c t a m e n t e y en el tiempo esperado. por lo que es necesario recurrir a un dispositivo denominado relé t é r m i c o d i f e r e n c i a l . y una r e g u l a c i ó n alta no ofrec e r á p r o t e c c i ó n adecuada si se producen las sobrecargas. Una r e g u l a c i ó n demasiado baja impide desarrollar la potencia total del motor. como puede ser: p e n e t r a c i ó n de humedad. c o r r e c t a m e n t e regulado. Funcionamiento del diferencial: 1. Finalmente. P o s i c i ó n en frío 2. tanto el motor como el c o n t a c t o r corren el peligro de deteriorarse. SECUNDARIO a proteger los motores E s t á conformado por un núcleo horizontal. un tope (unido a la l á m i n a que bloquea el bimetal). por el que c i r c u l a la corriente de control. el bimetal frío mantiene la regleta inferior del diferencial en su posición i n i c i a l .Funcionamiento equilibrado: en caliente. interrumpiendo el c i r c u i t o de mando. dejando libre. Cuando la corriente a controlar pasa por el bobinado primario. son aparatos destinados contra posibles sobrecargas. R E L E S T E R M O M A G N E T I C O S : A l igual que los r e l é s t é r m i c o s . y provoca el disparo del r e l é t é r m i co. El r e l é tiene dos modalidades para actuar: a) Disparo diferido (por a c c i ó n del t é r m i c o ) : si la corriente sobrepasa el valor ajustado. cuanto mayor diferencia de curvatura exista entre los bimetales.2. de los tres bimetales en un r e l é t é r m i c o normal al fallar una fase. cuyos estremos e s t á n unidos a un bimetal. crea un campo magn é t i c o que. y una palanca a c t ú a sobre el eje de t r a s m i s i ó n . Funcionamiento desequilibrado: en monofásico. para lo cual se emplean dos regletas que detectan esa diferencia de curvatura de los bimetales y a c t ú a n sobre los contactos auxiliares del r e l é . L a unión topel á m i n a se flexiona. Si la carga del receptor es excesiva entra en la zona 3.4. y por otra induce en el secundario una c o rriente que la recorre y calienta el b i metal. L a p r o t e c c i ó n del receptor se asegura a s í aún m á s eficazmente que en funcionamiento equilibrado. después de c i e r to tiempo. el bimetal se calienta y se deforma. sobre el cual se han bobinado dos arrollamientos de alambre: un primario. lo que hace aumentar el desplazamiento del brazo de la palanca (B) del diferencial y acelerar el disparo. el brazo de la palanca (B) del diferencial permanece en la zona 2. y un secundario. por una parte tiende a atraer una l á m i n a flexible hacia el núcleo. provocan- 101 . Su funcionamiento se basa en te diferencia de curvatura. 6. L a desconexión s e r á tanto m á s r á p i d a . A l interrumpirse e l c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n .6. sobrecargas. Unidos a la armadura e s t á n los contactos del c i r c u i t o de mando. sobre Cuando la c o r r i e n t e que absorve e l motor es muy superior a la In.2. los conductores de las tres fases. y por consiguiente el c i r c u i t o t o t a l .do la apertura de un c o n t a c t o colocado en e l interior de una c á m a r a .5. haciendo que una palanca a c t ú e sobre el eje de t r a s m i s i ó n . la cual se p r e s e n t a r á siempre que existan fugas a t i e r r a en cualesquiera de las fases. a la apertura del c i r c u i t o . según el grado de p r o t e c c i ó n que se requiera. Solamente cuando se presenta una corriente de fuga a tierra. suficiente para ejercer una fuerza de a t r a c c i ó n capaz de vencer el par resistente contrario. de manera que é s t a se pega al n ú c l e o . En condiciones normales la suma g e o m é t r i c a de las c o r r i e n tes de las tres fases es nula y no hay flujo resultante. en el mismo sentido. R E L E S ELECTROMAGNETICOS: Sirven para la p r o t e c c i ó n de c i r c u i t o s c o n t r a fuertes d e s c o n e x i ó n del c i r c u i t o de mando i n s t a n t á n e a m e n t e . como en e l caso de disparo diferido. dando lugar. se genera un campo m a g n é t i c o muy intenso. realizando la Su funcionamiento e s t á basado en la fuerza producida por un e l e c t r o i m á n una armadura parecida a l a de un c o n t a c t o r . desenergizando el c i r c u i t o de mando. L a sensibilidad de estos dispositivos v a r í a de 30 m A a 500 m A . y é s t a alcanza un valor de sensibilidad del aparato. 102 . Este flujo induce en la bobina una c o rriente que anula el efecto del imán.por tanto. b) Disparo i n s t a n t á n e o (por a c c i ó n del elemento m a g n é t i c o ) : si la corriente adquiere r á p i d a m e n t e un valor muy elevado provocado por un c o r t o c i r c u i t o . cuando la armadura se mueve. se p r o d u c i r á un flujo resultante. R E L E E L E C T R O M A G N E T I C O DIFERENCIAL: Es una modalidad del anterior. E l rearme se puede r e a l i z a r solamente cuando el b i m e t a l se e n f r í e suficientemente. 6. la bobina del e l e c t r o i m á n c r e a un fuerte campo m a g n é t i c o .de manera que antes que el bimetal se deforme lo necesario para liberar el tope. 6. para que provoque la apertura del contacto que se encuentra en la c á m a r a . Se llama a s í porque en realidad a c t ú a en función de la diferencia de corrientes entre fases. Este r e l é dispone de un c i r c u i t o m a g n é t i co en forma toroidal sobre el que se bobinan. y hace que se abra un contacto. e l r e l é vuelve a su posición de reposo por a c c i ó n del muelle. la a t r a c c i ó n m a g n é t i c a sobre la l á m i n a es m á s fuerte que e l resorte que lo mantiene contra el tope.2. 6. b) Deficiencias en e l sistema de rearme. OTROS ELEMENTOS D E MANIOBRA Y PROTECCION 6. P a r a evitarlos. Para que el sistema a c t ú e se instalan en los devanados del motor unas termorresistencias P T C (sondas). cuando se eleva la temperatura real de los devanados por encima de valores permisibles. a) E l r e l é no dispara a la intensidad ajustada: puede haber falla en e l mecanismo del r e l é o estar defectuoso e l b i m e t a l . «i A d e m á s es necesario que e s t é n en lugares secos.4.4. 6. debe tenerse mucho cuidado en su mantenimiento y l i m pieza. con la finalidad de que é s t o s puedan actuar ú n i c a m e n t e cuando la bobina e s t á ener- 103 . siempre y cuando puedan instalarse adecuadamente los termistores P T C . donde no se produzca oxidación y corrosión.4. DANOS E N LOS RELES D E PROTECCION 6. Se obtiene una p r o t e c c i ó n eficaz rrectamente. S O N D A D E T E R M I S T A N C I A S : Sistema e l e c t r ó n i c o empleado para proteger los motores. si las sondas han sido elegidas y montadas c o - Estos dispositivos pueden usarse t a m b i é n para proteger cualquier aparato que c o rra peligro a causa de calentamientos indeseados. termomagnético Existen guardamotores que llevan un dispositivo o bobina de m í n i m a tensión. que captan el calentamiento que se produce en ellos. o bloqueos. en lo posible.1. R E L E S T E R M O M A G N E T I C O S Y E L E C T R O M A G N E T I C O S : Los daños que se pueden presentar son similares a los del r e l é t é r m i c o .3.3. c) Los contactos auxiliares del r e l é t é r m i c o o contactos de disparo pueden estar defectuosos e incluso soldados. desconectando el c i r c u i t o de control. G U A R D A M O T O R : Aparato de maniobra y p r o t e c c i ó n cuyo accionamiento es manual y su d e s c o n e x i ó n puede ser manual y / o a u t o m á t i c a .1.2. L a d e s c o n e x i ó n a u t o m á t i c a se produce por a c c i ó n de un r e l é que lleva incorporado. R E L E S TERMICOS: Los daños que se presentar con mayor frecuencia son: .6.2. ni en lugares expuestos a v i b r a c i ó n . falta de v e n t i l a c i ó n .3. y a sea por sobrecarga. 6. 104 . en forma a u t o m á t i c a y/o manual. cuya función es aislar y proteger contra los c o r t o circuitos el conjunto salida-motor. gracias a varios bloques de Funciona como un disyuntor y con la seguridad de un fusible. al nacer.4.r e l é . aislamiento del aparato.gizada. para la p r o t e c c i ó n contra cortocircuitos. b) C o r t e omnipolar. elemento a) Disyuntor-limitador: de alto poder de corte.3. c) Posibilidad de rearme inmediato. proporcionando un excelente Puede soportar varios c o r t o c i r c u i t o s sin d e g r a d a c i ó n de sus cualidades.4. Características: a) Visibilidad del seccionamiento y del disparo producido. Ventajas: a) E l i m i n a el arco e l é c t r i c o . A d e m á s puede "dar i n f o r m a c i ó n " al automatismo. 6. envolviendo el contacto b) E v i t a la c o n t a m i n a c i ó n de la c á m a r a ' de corte. cables y motor. r e l é t é r m i c o . I N T E G R A L : A p a r a t o en el cual se asocian d i s y u n t o r . gracias al c o r t e por pantalla que se produce entre los contactos. contactos auxiliares que se les puede adicionar. 6. d) Posibilidad de ensayo en v a c í o del c i r c u i t o de mando. O P T I M A L 25: Es un seccionador disyuntor. es decir: contactor. mediante un corte u l t r a r r á p i d o (corte de unos 50 K A en 1.c o n t a c t o r .7 ms). actuando como de maniobra y p r o t e c c i ó n .4. c) fijo. trifásica L a r e g u l a c i ó n de la velocidad se obtiene mediante el giro de un p o t e n c i ó m e t r o . Se consiguen en A C 3 : * Integral 32 * Integral 63 hasta 32 A hasta 63 A y y 380 A 760 A Poseen gran rapidez de ruptura debido a: * U t i l i z a c i ó n en cada polo de un percutor m a g n é t i c o que asegura la apertura irreversible del polo correspondiente. tiristores y diodos. A d e m á s . se puede escoger el sentido de giro. * L a débil inercia de las piezas m ó v i l e s . en la actualidad es posible obtener la v a r i a c i ó n de la velocidad de los motores t r i f á s i c o s tipo jaula de ardilla. Gracias a estas c a r a c t e r í s t i c a s .4. El ondulador convierte la tensión continua regulada en tensión alterna con la frecuencia variable (de 1 hasta m á s de 60 Hz). • •. por sistemas elect r ó n i c o s que v a r í a n la frecuencia. con una potencia de empleo en A C 3 : * Integral 32 hasta 15 K W a 380 V * Integral 63 hasta 30 K W a 380 V c) R e l é : p r o t e c c i ó n t e r m o m a g n é t i c a con módulos intercambiables. * E l diseño de la c á m a r a de c o r t e que comprende contactos en J. V A R I A D O R E S DE VELOCIDAD: Aparatos empleados en la etapa de comando de potencia. mediante los variadores de velocidad.5. L a u t i l i z a c i ó n de polos libres. L a velocidad de los motores asincronos no e s t á influenciada por las variaciones de tensión. B á s i c a m e n t e e s t á n compuestos por una fuente de tensión continua. pero es proporcional a la frecuencia de la corriente de a l i m e n t a c i ó n e inversamente proporcional al n ú m e r o de polos que tiene el estator.b) Contactor: para el c o n t r o l a u t o m á t i c o y mando a distancia. 6. aletas de fraccionamiento y dispositivos de soplado del arco. independientes del e l e c t r o i m á n . una etapa de filtrado. un ondulador compuesto por transistores. mediante un selector. 105 . f) V a r i a r la velocidad de r o t a c i ó n manteniendo una velocidad lineal constante. asegurando al mismo tiempo un sobrepar importante si es necesario.g r ú a s . bobinadoras. fluctuacio- b) Puesta en marcha o a c e l e r a c i ó n progresiva siguiendo una exigencia predeterminada para asegurar el manejo de productos frágiles y el posesionamiento de un móvil. independientemente de la carga. Algunas aplicaciones p r á c t i c a s Transportadores. para tener en cuenta la carga del motor.RECTIFICADOR R s T FILTRO ONDULADOR O O O E l variador modifica a u t o m á t i c a m e n t e t e n s i ó n y frecuencia. devanadoras. pues a menor velocidad su duración es mayor. rectificadoras. Los constante por la c o r r e c c i ó n de la frecuencia en variadores de velocidad se usan para: a) Mantener una velocidad constante nes de la red y temperatura. etiquetadoras. etc. 106 fre- . d) S i m p l i f i c a r las m á q u i n a s al reducir o suprimir engranajes y acoples m e c á n i c o s . c) Sincronizar. taladros. tornos. L a velocidad es p r á c t i c a m e n t e función de la carga. enclavar o combinar entre ellas las velocidades de diferentes m á quinas o secciones de una m á q u i n a . e) A u m e n t a r la vida de una m á q u i n a . trasvasadoras. p u e n t e . con lo cual se disminuye el calentamiento del motor en v a c í o y a baja velocidad. ventiladores. sadoras. bombas. . E s t á n alojadas en las ranuras (abiertas o semicerradas) que tiene el núcleo. Rotor: es la parte móvil del motor. En los motores de mediana y gran potencia.2. Para los motores de potencias reducidas puede emplearse l á m i n a s de acero. y los finales con X . de forma que no puedan salirse. la c a r c a z a debe tener gran resistencia m e c á n i c a y disponer de canales de r e f r i g e r a c i ó n . naciendo tope sobre unas hendiduras que lleva. tendremos dos tipos de motores asincronos: a) Motores con rotor en c o r t o c i r c u i t o o jaula de ardilla: son aquellos cuyo rotor e s t á conformado por un paquete de láminas f e r r o m a g n é t i c a s de espesores muy pequeños. En los motores p e q u e ñ o s se inyecta aluminio en las ranuras. Este conjunto se c o m p r i m e y se encaja en el eje. Los bornes a los cuales se conectan los principios de las bobinas se can con las letras U . En motores p e q u e ñ o s las l á m i n a s se construyen de una sola pieza. que a t r a . 'aislados entre sí. aisladas entre sí por medio de barnices. al soldarlos a dos anillos fro_n tales del mismo m a t e r i a l . en c o r t o c i r c u i t o o formando un bobinado. En motores de mayor potencia se colocan unos pasadores viesan todo el paquete de l á m i n a s . Y y Z . B á s i c a m e n t e e s t á formado por un eje y un paquete de l á m i n a s f e r r o m a g n é t i c a s que llevan en la periferia unas ranuras para alojar las bobinas r o t ó r i c a s . aislados. V y W. mientras c) Bobinado e s t a t ó r i c o : bobinas que tienen la función de producir el campo magn é t i c o . En los motores de mediana y gran potencia se construyen rotores con doble jaula o ranura profunda. b) N ú c l e o m a g n é t i c o : es un apilado de l á m i n a s f e r r o m a g n é t i c a s de p e q u e ñ o espesor. 110 . Se construye con hierro fundido o acero laminado. sirve para conectar la red a los terminales del bobinado e s t a t ó r i c o .2.2. que identifi- 1. que en los motores de gran potencia se hacen de varios segmentos. de cobre o aluminio. Según se coloquen los conductores del rotor.Las partes sobresalientes son: -> a) C a r c a z a : Es la parte que sirve de soporte al n ú c l e o m a g n é t i c o . o b t e n i é n d o s e al mismo tiempo los dos anillos frontales y las aletas de v e n t i l a c i ó n . Por el parecido que tienen con una jaula de ardilla reciben ese nombre. d) Bornera: conjunto de bornes situado en la parte frontal de la c a r c a z a .„ E l bobinado del rotor e s t á formado por un conjunto de conductores desnudos. y puestos en c o r t o c i r c u i t o . é s t e absorbe una gran intensidad pudiendo provocar. por cuanto solamente -los extremos de los devanados del estator tienen salida a la bornera. que se aloja en las ranuras que lleva su núcleo. sobre los cuales se apoyan las escobillas. por cual. Borna 113 . una c a í d a de t e n s i ó n apreciable. el arranque ya no debe ser directo. b) Motores con rotor bobinado: en estos motores el rotor lleva un bobinado t r i fásico en estrella. Estos motores pueden ser conectados directamente a la red. si línea de a l i m e n t a c i ó n es insuficiente. en forma sencilla. Los extremos del bobinado se llevan al colector. cuando superen c i e r t a potencia. capaz producir perturbaciones en otros receptores y aparatos de iluminación.Arranque de los motores en c o r t o c i r c u i t o : Al la de lo energizarse el motor. En general los diferentes sistemas de arranque tienden a: a) A p l i c a r una t e n s i ó n menor que la nominal al estator del motor b) A u m e n t a r la resistencia del c i r c u i t o del rotor.2. por lo que se emplea para motores de m á q u i nas de p e q u e ñ a y mediana potencia. Estas corrientes altas de por sí no perjudican el motor.3. Entrehierro: Es la s e p a r a c i ó n existente entre el estator y el rotor. El motor que m á s se presta para ser conectado el motor c o n rotor en c o r t o c i r c u i t o . es necesario que los dispositivos elegidos para el arranque tengan en cuenta la carga y se eviten p e r í o d o s muy largos de a c e l e r a c i ó n . la In. siempre y cuando no se mantengan durante mucho tiempo.2. G E N E R A L I D A D E S : T e ó r i c a m e n t e no existe r a z ó n alguna por c o n e c t á n d o l o directamente a la red de presenta al hacerlo es que la corriente llega a alcanzar valores de hasta 7 veces la cual un motor no pueda arrancarse a l i m e n t a c i ó n .3. no siendo p r á c t i c a m e n t e regulable. Por este motivo es mucho mejor efectuar el arranque del motor a tensión reducida.1. E l inconveniente que se absorbida en el instante del arranque. especialmente cuando esta maniobra debe repetirse con c i e r ta frecuencia. A R R A N Q U E D I R E C T O E N U N S O L O SENTIDO: Es el procedimiento m á s sencillo. en un solo tiempo. pero sí pueden ocasionar c a í d a de tensión en la red principal. L a medida del entrehierro se hace con unas hojas m e t á l i c a s de espesores conocidos.2. la a c e l e r a c i ó n sea muy pequeña.V. En cambio. consistente en aplicar la tensión total de línea a los bornes (U. 1. a la red con este sistema es En estos motores.1. suficiente para impedir el rozamiento entre ellos. Presenta un valor constante y debe ser lo m á s p e q u e ñ o posible. la r e d u c c i ó n de la intensidad per- 112 .W) del motor. en estas circunstancias. 1.3. en los motores con rotor bobinado. que pueden ocasionar calentamiento del motor. Para evitar que. la r e d u c c i ó n de la intensidad de arranque e s t á a c o m p a ñ a d a de la disminución del par de arranque. con el objeto de reducir la intensidad absorbida en el momento del arranque en la misma p r o p o r c i ó n . A R R A N Q U E D E MOTORES C O N ROTOR EN CORTOCIRCUITO 1. c o l o c á n d o l a s entre un diente del estator y el rotor. L a corriente que absorbe el motor con este tipo de arranque suele tomar valores de 5 a 7 In. a la vez que pueden dar lugar a un gran choque en la m á q u i n a accionada en el momento del arranque.. por medio de un interruptor o contactor.3. Sistemas de enclavaraiento: 1. c) L a corriente pico de arranque es alta (de 5 a 7 In). Cuando se necesita que el rotor gire en sentido contrario. debe tenerse en cuenta: a) E l arrancador (contactor) es simple. del par. b a s t a r á hacer que el flujo principal lo haga. de manera que cuando se abra. de fácil i n s t a l a c i ó n y mantenimiento.3.mite un aumento sidad nominal. se emplean sistemas de seguridad. b) E l contactor debe estar calculado para soportar la intensidad nominal del motor. de manera que al funcionar alguno de ellos quede anulado o bloqueado el o t r o . 1. se debe tener en cuenta lo dicho en el punto anterior. e c o n ó m i c o .3. siendo regulable hasta el valor m á x i m o de la inten- Cuando se r e a l i z a un arranque directo utilizando un contactor.nominal. A R R A N Q U E D I R E C T O C O N INVERSION D E M A R C H A : El sentido de giro del rotor de un motor es el mismo que el del flujo principal creado por el estator. no permita el paso de c o r r i e n te a la bobina del contactor que se desea bloquear o enclavar. e) E l sistema debe limitarse a motores de baja potencia. c) Para garantizar que nunca funcionen los dos contactores al mismo tiempo. y fácil adquisición en el mercado. rotación. 113 . Como este flujo es el resultado de tres campos m a g n é t i cos creados por cada una de las fases que alimentan el estator. pero teniendo en cuenta: a) En lugar de un contactor se usan dos contactores. denominados enclavamientos. pues de ser así se p r o d u c i r á indefectiblemente un c o r t o c i r c u i t o . d) E l par de arranque es superior al. C o m o este caso es similar al arranque directo del motor. y el r e l é t é r m i c o regulado para dicha intensidad. uno para cada sentido de b) Como la inversión de las dos fases se realiza a t r a v é s de los contactores. s e r á suficiente invertir o cambiar entre sí D O S fases cualesquiera. E L E C T R I C O : a) Por contacto auxiliar: es un sistema simple y se realiza utilizando un contacto auxiliar N C . de ninguna manera é s t o s deben actuar c o n t e m p o r á n e a m e n t e . . f) Se emplean tres conductores desde el arrancador hasta el motor. o b t e n i é n d o s e el cambio de sentido en la r o t a c i ó n del motor. » Este sistema de enclavamiento debe usarse siempre que. oprimen c o n t e m p o r á n e a m e n t e los pulsadores para marcha derecha y marcha izquierda. ' A pesar de este inconveniente. M E C A N I C O : Este sistema se emplea cuando se tienen los dos contactores del inversor yuxtapuestos o superpuestos. y en el c i r c u i t o que alimenta la bobina de C l _r : tacto auxiliar cerrado de C l .d e s c o n e x i ó n . Consiste en impedir m e c á n i c a m e n t e que las dos armaduras bajen al mismo tiempo. debe intercalarse un contacto auxiliar cerrado de C2 (marcha izquierda). en los c i r c u i t o s de inversores de marcha. Existen enclavamientos m e c á n i c o s que tienen incorporados los dos contactos auxiliares N C . no se e n e r g i z a r á ninguna bobina al quedar abiertos ambos c i r c u i t o s . Para realizar este enclavamiento es necesario emplear dos pulsadores de c o n e x i ó n . En circuitos a u t o m á t i c o s donde se requiere un solo pulsador (por realizarse la inversión en forma a u t o m á t i c a ) . é s t e s e r á un pulsador N A . existe la posibilidad de enviar un impulso e l é c t r i c o a ambas bobinas. Cuando se oprima cualesquiera de los dos (marcha izquierda o marcha derecha) b l o q u e a r á a u t o m á t i c a m e n t e al otro. de los que tienen un espacio en el cual los dos contactos se mantienen un tiempo abiertos. nunc a debe omitirse este enclavamiento. eliminar la posibilidad de energizar s i m u l t á n e a m e n t e las bobinas de los contactores al iniciar la maniobra. r a z ó n por la cual no se r e a l i z a r á el enclavamiento por pulsadores. 134 . necesarios para realizar el enclavamiento por contacto auxiliar. pero presenta deficiencias en el momento inicial de la manicera. sea necesario emplear los dos pulsadores de marcha (izquierda y derecha). Este enclavamiento es 100% efectivo solamente cuando el c i r c u i t o ya e energizado. 2. en el c i r c u i t o que alimenta la be: de C l (marcha derecha). ya que los contactos cerrados de los pulsadores se conectan en serie con los contactos auxiliares de enclavamiento de las bobinas que se desean enclavar. pues sirve para . ya que. en un c i r c u i t o de inversores. si por alguna r a z ó n se oprimen al mismo tiempo los dos pulsadores de marcha.En el caso de los inversores de marcha. En caso de que se opriman s i m u l t á n e a m e n t e los dos pulsadores. como ambos contactos auxiliares e s t á n cerrados en estado de reposo. b) Por pulsadores: es un sistema complementario del anterior. 3 y 2.3. i 15 . » — . A R R A N Q U E D I R E C T O P O R C O N M U T A C I O N ESTRELLA-TRIANGULO: Se ha visto que en el arranque directo el motor absorbe una corriente muy a l ta en el momento que se energiza.Y . y una vez haya alcanzado aproximadamente el 70% de su velocidad de r é g i m e n (en algunos segundos).4.4. W-Z).3. de tal manera que cada una de las bobinas r e c i b i r á una tensión equivalente a la tensión de línea o tensión entre fases. para evitar que se quemen las bobinas al ser energizadas estando las armaduras bloqueadas m e c á n i c a m e n t e . E l sistema consiste en energizar el motor.2. Conexión estrella. 0 0 U V w Z X Y i 0 | I | I I 0IIII1III1II . 1. se cierren s i m u l t á n e a m e n t e los circuitos e l e c t r o m a g n é t i c o s (si estos carecen de enclavamiento m e c á n i c o ) .Z ) de las tres bobinas del estator. r a z ó n por la cual é s t e no es recomendable para el arranque de motores de mediana o gran potencia. ya que la corriente inicial de arranque e s t a r á solamente entre 1.4. 1. p r o d u c i é n d o s e . existe el peligro que. V .1. de manera que c a da bobina r e c i b i r á una tensión equivalente a la tensión de fase (tensión de línea dividida por /3~~). por efecto especialmente de vibraciones. por consiguiente. energizando los tres puntos de unión que se obtienen con las tres fases. C o n este conexionado el motor s e g u i r á trabajando normalmente. especialamente t r a t á n d o s e de motores asincronos t r i f á s i c o s con rotor en c o r t o c i r c u i to. se conecta en triángulo.Z . Consiste en unir los finales ( X .3. En estas condiciones. un c o r t o c i r c u i t o entre fases. es muy c o m ú n la u t i l i z a c i ó n del sistema de arranque e s t r e l l a . En estos casos.Cuando se emplea este sistema de enclavamiento no deben omitirse los e n e r v a mientos e l é c t r i c o s .6 In. E l enclavamiento m e c á n i c o es recomendable en | instalaciones en las que los aparatos e l é c t r i c o s (contactores) se encuentran sometidos a exigencias extremadamente duras. 1 0 1 . r .X . por a c c i ó n de los golpes repentinos o repetidos. mientras se pone en movimiento. c o n e c t á n d o l o inicialmente en estrella. 0 I Conexión estrella en la bornera 1. Conexión triángulo: Consiste en unir el principio de una bobina con el final de la siguiente ( U . alimentando solamente sus principios (U-V-W) con las tres fases (R-S-T).t r i á n g u l o . y en caso contrario se podría provocar el paro del motor. lo que aumenta la duración del p e r í o d o de arranque con respecto al que se obtiene en el arranque directo. A l ser la r e d u c c i ó n de / 3 en la tensión y / 3 en l a c o r r i e n t e .5 veces el valor nominal que se t e n í a en el arranque directo. para que la intensidad se reduzca en la misma proporción que la tensión. Por otra parte. Una vez que el motor alcance aproximadamente entre el 70 y 80% de la velocidad de r é g i m e n o velocidad nominal. con el pe- .5 el valor nominal) no llega al que se presenta en el arranque d i recto. el par de arranque pasa de 1. con una corriente pico de muy c o r t a d u r a c i ó n . En esta condición el motor recupera sus c a r a c t e r í s t i c a s nominales. por consiguiente la intensidad que a b s o r b e r á el motor s e r á también 1/3" me no r . aplicada a cada bobina del estator se r e d u c i r á en /~Z . Cuando se usa este sistema de arranque es indispensable iniciar en estrella. pero cuyo valor (2. Sin embargo este aspecto carece de importancia. debido a que la velocidad nominal de r é g i m e n se alcanza en pocos segundos. a 0. equivalente a un 30% del que t e n d r í a en arranque directo. de manera que el motor siga funcionando con este nuevo conexionado. que cada una de las bobinas tenga sus extremos separados y e s t é n conectados en la bornera del motor.5 veces el nominal.t r i á n g u l o .Conexión t r i á n g u l o en la bornera Si durante el proceso de arranque se conecta el motor en estrella. para poder efectuar este tipo de conexionado. Esta c a r a c t e r í s t i c a sirve de base al sistema de arranque e s t r e l l a . Es importante recalcar que la c o n m u t a c i ó n de estrella a t r i á n g u l o debe realizarse tan pronto el motor alcance entre el 70 y 80% de su valor nominal. siendo necesario. en la m a y o r í a de los casos. la tensión. tendremos como resultado una disminución total de / 3 x / 3 o sea de tres veces el valor de la In. la intensidad pico puede alcanzar valores muy altos. se desconecta el conexionado en estrella para realizar la c o n m u t a c i ó n a la conexión t r i á n g u l o . o sea un 58% de la tensión de línea. A d e m á s es necesario tener presente que la tensión indicada en la placa corresponde a la conexión t r i á n g u l o . porque si é s t a se produce demasiado pronto. particularmente en cuanto al enclavamiento por contacto auxiliar. es preferible regular el temporizador para un tiempo m á s bien mayor que demasiado corto. (que tiene un determinado valor de En casos de alguna duda sobre el tiempo de c o n m u t a c i ó n . En motores con potencias superiores a 30 ó 40 H P .ligro de d a ñ a r los devanados. pero cuidando que la p é r d i d a de velocidad durante este tiempo no sea demasiado sensible. En la p r á c t i c a . b) el motor. en forma similar al de un inversor. e) En el momento de la c o n m u t a c i ó n existe un corto p e r í o d o en el cual el motor queda desconectado de la línea de a l i m e n t a c i ó n . de que se ha realizado la desconexión estrella. por lo cual es necesario tener presente las precauciones expuestas cuando se t r a t ó dicho tema. Este inconveniente se elimina retardando un poco la conexión triángulo. De hecho la l i m i t a c i ó n e s t á dada por: a) el r e l é t é r m i c o que no t o l e r a r á tiempos muy prolongados (normalmente nunca más de 30 segundos). d) Se necesitan tres conductores entre la red y el arrancador y seis conductores entre el arrancador y el motor. f) Los contactores C 3 (estrella) y C 5 (triángulo) se conectan. que tiene un l í m i t e de calentamiento. en la parte de mando.t r i á n g u l o : Cuando se tenga que montar se debe tener en cuenta: un arrancador por c o n m u t a c i ó n estrella-triángulo . c) E l contactor estrella debe estar dimensionado para soportar un 33% de la In. aun después. pueden presentarse en oposición de fase con la red y ser suficientemente altas. a) E l arrancador necesita tres contactores y un temporizador. C o n s t r u c c i ó n de arrancadores e s t r e l l a . y si se r e a l i z a inmediatamente la conexión triángulo. presentando gran 117 . b) Los contactores de red y t r i á n g u l o deben estar dimensionados para soportar un 58% de la In. la d u r a c i ó n del tiempo de c o n m u t a c i ó n e s t a r á supeditada al par acelerante e inercia de las partes integrantes. se presentan tensiones inducidas que permanecen en el motor. g! E l uso de estos arrancadores es muy amplio porque permite cubrir un gran porcentaje de las aplicaciones del motor en cortocircuito. como para generar una violenta corriente transitoria. y el r e l é t é r m i c o regulado para esa misma intensidad. c) la misma fuente de corriente e l é c t r i c a amortiguamiento del pico). o llegue muy c e r c a a ella. el par cedido por el motor. a medida que el motor va acelerando. que en el arranque e s t r e l l a . A R R A N Q U E P O R R E S I S T E N C I A S E S T A T O R I C A S : En este sistema se intercalan. u t i l i z á n d o s e el ú l t i m o de ellos para aplicar la t e n s i ó n total al motor. ya que el acoplamiento se produce a una mayor velocidad. una velocidad bastante elevada. durante el p e r í o d o de a c e l e r a c i ó n . c) E l r e l é t é r m i c o debe estar regulado para la intensidad nominal del motor. aspecto que debe tomarse en cuenta especialmente al tratarse de m á q u i n a s donde el par resistente crece mucho con la velocidad. p e r m i tiendo obtener. se eliminan las resistencias aplicando la t e n s i ó n total de la red al motor. y de tantos contactores y temporizadores como etapas de arranque se requieren. un grupo de resistencias entre la red de a l i m e n t a c i ó n y el motor. aumenta en la medida en que el motor va adquiriendo velocidad. en el primer tiempo. se c o r t o c i r c u i t a n las resistencias. y e l par de arranque se reduce con el cuadrado de la re- 113 . no solamente para obtener una corriente de arranque por debajo de un valor aceptable. la c o rriente absorbida va disminuyendo y.3. b) E l contactor que aplica la t e n s i ó n total al motor debe estar dimensionado para soportar la intensidad nominal del motor. Las resistencias que se u t i l i z a n deben estar ajustadas. Una vez transcurrido este tiempo.seguridad en la maniobra. la c a í d a de tensión en las resistencias se hace t a m b i é n menor. mientras que los d e m á s contactores se calculan de acuerdo a la r e d u c c i ó n que se quiere obtener en la tensión que se va aplicando al motor. d) L a intensidad pico de arranque se reduce en la misma p r o p o r c i ó n en que se reduce la t e n s i ó n .t r i á n g u l o . en serie con e l estator. 1. a diferencia del anterior. A d e m á s e l par motor crece mucho m á s r á p i d a mente en función de la velocidad. Este f e n ó m e n o se produce porque. En el momento en que se anulan las resistencias y se aplica la tensión total de red. e l e v á n d o s e la t e n s i ó n en los bornes del motor.5. C o n s t r u c c i ó n de arrancadores por resistencias e s t a t ó r i c a s : a) E l arrancador e s t á compuesto por las resistencias. con lo que el motor queda trabajando en condiciones normales. un contactor que conecta la totalidad de ellas en serie con el motor. Este sistema. a fin de reducir la tensión aplicada en los bornes del motor.t r i á n g u l o . por consiguiente. las corrientes pico que se producen t a m b i é n son menores que en la c o n m u t a c i ó n est r e l l a . Tan pronto alcance su velocidad de r é g i m e n . A s í mismo. para que el motor quede funcionando con sus c a r a c t e r í s t i c a s nominales. permite regular el par de arranque a un valor elevado (si las condiciones de u t i l i z a c i ó n lo exigen) y preciso (a expensas de una mayor corriente pico). sino t a m b i é n para obtener un par suficiente en el momento del arranque. con una intensidad pico aceptable. 3. g) E l par de arranque a medida que aumenta la velocidad. P O S I C I O N E S T R E L L A (arranque): En este arranque corriente par. al efectuarse el acoplamiento a mayor velocidad.3. . P O S I C I O N T R I A N G U L O (marcha normal): Se finaliza el arranque del motor. lográndose las mismas c a r a c t e r í s t i c a s en cuanto a y par que las logradas en é s t e . es decir un t e r c i o de la corriente y las que se o b t e n d r í a n si el arranque fuera directo. y tres conductores entre el arrancador y el motor. P O S I C I O N T R I A N G U L O (con las resistencias intercaladas): A l acoplar en triángulo.t r i á n g u l o .t r i á n gulo y del de resistencias e s t a t ó r i c a s . 1. ya que la c a í d a de tensión que deben originar es mucho menor. i) Es m á s costoso que el arrancador e s t r e l l a . cumple las c a r a c t e r í s t i c a s como si fuese un arranque e s t a t ó r i c o . A R R A N Q U E P O R A C O P L A M I E N T O ESTRELLA-RESISTENCIAS-TRIANGULO: Es un procedimiento que se deriva del arranque por c o n m u t a c i ó n e s t r e l l a . las resistencias son mucho m á s reducidas que las empleadas en el arranque por resistencias e s t a t ó r i c a s .lación de tensiones. dejando fuera de servicio las resistencias que se encuentran en serie con el devanado del estator y conectando é s t e en t r i á n gulo.t r i á n g u l o . 2.t r i á n g u l o . h) Es posible elegir la tensión de arranque y. E n este tipo de arranque. Con ello el motor adquiere sus c a r a c t e r í s t i c a s nominales con una c o r r i e n te pico débil. f) E l motor en ningún momento queda desconectado de la linea. de modo que el incremento del par hace aumentar la velocidad.t r i á n g u l o en los motores de elevada potencia y tensión. que primer momento se obtiene la misma r e d u c c i ó n de tensión que en el e s t r e l l a . pues al valor de las resistencias se debe a ñ a d i r el del contactor general. en aquellos casos en que el par resistente que ofrece la m á q u i n a no permite obtener una velocidad elevada en el arranque estrella. crece m á s r á p i d a m e n te que en el arranque e s t r e l l a . por consiguiente. permitiendo obtener el beneficio del arranque e s t r e l l a . que tiene mayor capacidad. p r e s e n t á n d o s e una corriente pico de c o n m u t a c i ó n menor. el par. e) Se necesitan tres conductores entre la red y el arrancador. j) Se construyen exclusivamente bajo pedido. E l motor.6. las resistencias quedan intercaladas en el circuito. 1. en un arrancador por de la segunda etapa. las del mismo p r o p o r c i o n a r á n intensidades de arranque del 25. 65 y 80% de la tensión de red.C o n s t r u c c i ó n de arrancadores por acoplamiento e s t r e l l a . respectivamente. para ir aplicando al motor tensiones cada vez mayores para conseguir su arranque. A medida que el motor va acelerando se lo va conectando a las diversas tensiones que tiene el autotransformador. Normalmente se emplean autotransformadores con salidas que corresponden al 50. de los pares que se obtienen en un arranque directo. al igual que el r e l é t é r m i c o . c) L a corriente pico en la primera etapa del arranque se reduce a un tercio del valor que se presenta en el arranque directo. f) Las resistencias son m á s reducidas que las empleadas resistencias e s t a t ó r i c a s . Por otra parte. la corriente en el primario se reduce aproximadamente cuadrado de la r e l a c i ó n de t e n s i ó n del secundario al primario. 42 y 64% de se o b t e n d r í a n con la tensión total. con las cuales se obtienen valores de 25. mientras que en la segunda etapa se reduce en la misma p r o p o r c i ó n que la r e l a c i ó n de tensiones. momento en el cual se pone fuera de servicio el autotransformador.t r i á n g u lo y el cuarto sirve para conectar el grupo de resistencias en serie con las tres fases que alimentan el motor. g) Puede elegirse la t e n s i ó n de arranque c i a su correspondiente par.r e s i s t e n c i a s . b) E l contactor de red y el de t r i á n g u l o deben estar calculados para soportar un 58% de la In. 42 y 64%. e) Se necesitan seis conductores entre el arrancador y el motor. 1. E l contactor que conecta el grupo de resistencias se c a l c u l a de acuerdo con la r e d u c c i ó n que se desea obtener en la tensión aplicada al motor. de tal que si se desprecia la corriente magnetizante del autotransformador. y en la segunda etapa queda reducido con el cuadrado de la r e l a c i ó n de tensiones.7. mientras que el contactor estrella se calcula para un 33% de la In.3. A R R A N Q U E P O R A U T O T R A N S F O R M A D O R : Consiste en u t i l i z a r un autotransformador conectado en e s t r e l l a con una serie de salidas con tensiones fijas. d) E l par de arranque en la primera etapa se reduce a un tercio del valor que tiene en arranque directo. y en consecuen- h) Se fabrican exclusivamente bajo pedido.t r i á n g u l o : a) E l arrancador e s t á compuesto por las resistencias y cuatro contactores: los tres primeros tienen la misma función que en un arrancador e s t r e l l a . hasta llegar a aplicarle la tensión nominal plena. 120 con el manera salidas las que . un contactor para alimentar é s t e a la red. que en el arranque por resistencias est a t ó r i c a s . x In E de linea c) E l r e l é t é r m i c o debe regularse para la intensidad nominal del motor.Con este sistema se obtienen c a r a c t e r í s t i c a s m á s favorables que las que se obtienen con el arranque por resistencias e s t a t ó r i c a s . la intensidad que circula por la línea es la misma que pasa por el motor. el par obtenido en el motor es mayor en este sistema. dos o m á s contactores para aplicar las tensiones parciales de salida del autotransformador al motor. como un par de arranque m á s elevado con una corriente pico menor. y un contactor para a l i mentar el motor a plena t e n s i ó n . por lo cual este sistema se emplea para el arranque de motores de elevada potencia. d) L a intensidad pico de arranque en la línea (primario del autotransformador) se reduce proporcionalmente al cuadrado de la r e d u c c i ó n de tensión. mientras que en el arranque por autotransformador. A d e m á s tiene la ventaja de no ocasionar p é r d i d a s de potencia exteriores durante el arranque. lo cual puede ocasionar una corriente transitoria elevada. b) Los contactores deben calcularse para las siguientes intensidades de corriente: * E l contactor que alimenta el motor a plena tensión debe estar dimensionado para la In. P a r a una corriente de línea determinado. En un motor jaula de ardilla es totalmente independiente del m é t o d o empleado para reducir la tensión en sus bornas. * L a intensidad que debe soportar el contactor que alimenta el mador se calcula de la siguiente manera: autotransfor- / E de salida del autotransformador \ E de línea * L a intensidad que deben soportar los contactores que conectan las tensiones parciales de salida de autotransformador se calcula así: E de salida del autotransformador E—J—i* . porque las tensiones que se aplican son mayores que en el arranque por resistencias e s t a t ó r i c a s . C o n s t r u c c i ó n de arrancadores por autotransformador: a) E l arrancador e s t á conformado por el autotransformador. e) E l par de arranque se reduce en un valor proporcional al cuadrado de l a relación de tensiones de línea y del motor. la corriente es proporcional a la r e l a c i ó n de t r a n s f o r m a c i ó n del mismo. Sin embargo en este sistema se tiene que desconectar el motor de la red durante el tiempo de la c o n m u t a c i ó n . 121 . puesto que en é s t e . dependiendo solamente de la tensión aplicada a los mismos y variando proporcionalmente al cuadrado de la tensión aplicada. Esta i n tensidad es menor en el arranque por autotransformador (para una misma reducción de tensión aplicada al motor). A medida que la velocidad aumenta. A R R A N Q U E D E MOTORES C O N ROTOR BOBINADO (o de anillos rozantes): Arranque por resistencias r o t ó r i c a s : C o n estos motores se l i m i t a la intensidad de arranque sin perjudicar el par. por cuanto é s t a s consumen e n e r g í a . el cierre y la apertura de los mismos. se emplean contactores a c c i o nados por temporizadores. con respecto al arranque por resistencias e s t a t ó r i c a s . 1. P a r a la e l i m i n a c i ó n de los grupos de resistencias. Con este m é t o d o . el par decrece. las cuales se irán eliminando progresivamente en dos o m á s tiempos. cuanto mayor sea la resistencia en el c i r c u i t o del rotor. En este caso. en el momento en que el motor haya alcanzado su velocidad nominal. no se tiene una r e d u c c i ó n de la t e n s i ó n para l i m i t a r la corriente pico de arranque. g) Una desventaja. de acuerdo con la necesidad. y de una resistencia mucho menor cuando el motor haya alcanzado su velocidad de r é g i m e n . h) Se necesitan tres conductores entre el arrancador y el motor. y que las resistencias se i n t e r c a lan en serie con el bobinado del rotor.f) L a potencia absorbida es menor que en el arranque por resistencias e s t a t ó r i cas. el par y la intensidad toman los valores correspondientes a la nueva resistencia r o t ó r i c a intercalada. independientemente de la carga controlada por el motor. en serie con las bobinas del rotor. factores que son proporcionales al deslizamiento del rotor. a los cuales van conectadas las resistencias e x t e r i o res. porque se puede disponer de una resistencia elevada en el momento del arranque. y al mismo tiempo es m á s lento. Este sistema permite adaptar el par durante el arranque. mientras que el par de arranque se incrementa. hasta llegar a c o r t o c i r c u i t a r el c i r c u i t o del rotor. i) Estos arrancadores se construyen para motores de elevada potencia y exclusivamente bajo pedido. y medibles entre los anillos colectores. porque el estator se alimenta siempre con la t e n s i ó n total. la corriente pico de arranque se reduce en función de las resistencias r o t ó r i c a s . así como las corrien- 122 . es la menor suavidad durante la a c e l e r a c i ó n . Es necesario tener presente que en este sistema de arranque. unas resistencias exteriores que se van eliminando a medida que el motor va acelerando. Para ello es necesario conectar. tanto m á s rápidamente Tras cada d e s c o n e x i ó n de un grupo de resistencias. e s t á en función de la tensión o frecuencia r o t ó r i c a s . mientras que el autotransformador v a r í a la t e n s i ó n con muy pocas p é r d i d a s .4. T a m b i é n es posible accionar estos contactores mediante r e l é s . veamos brevemente algunos aspectos sobre los motores de dos o más velocidades. Existen casos especiales. En estos casos. b) E l contactor que conecta el estator a la red debe estar calculado para la i n tensidad nominal. sino que es directamente proporcional a la frecuencia e inversamente proporcio. mientras que los contactores que c o r t o c i r c u i t a n las resistencias se calculan en función de la intensidad r o t ó r i c a y del sistema que se adopte para c o r t o c i r c u i t a r cada grupo de resistencias. c) Este sistema permite adaptar el par de arranque y las corrientes pico correspondientes. reduciendo el rendimiento del sistema. de acuerdo con las necesidades propias de la i n s t a l a c i ó n .' nal al número de polos que tenga. Estos motores tienen dos arrollamientos estatóricos e l é c t r i c a m e n t e independientes. Construcción de arrancadores por resistencias rotóricas: a) E l arrancador e s t á conformado por las resistencias r o t ó r i c a s . por cuanto el paso de corriente por ellas es mucho m á s prolongado que en un simple arranque. d) Las resistencias pueden irse eliminando de acuerdo con un tiempo fijo. que permite obtener dos velocidades (lenta y rápida) en una relación cualquiera. por lo cual no resulta muy p r á c t i c o regular la velocidad del motor entre l í m i t e s de tiempo muy largos. 1. 123 .tes pico. por lo cual se pueden obtener motores con dos o más velocidades. a las necesidades propias de la i n s t a l a c i ó n . o en función de l a carga que debe accionar el motor. en los cuales las mismas resistencias se emplean para controlar la velocidad del motor. para evitar confusiones con los sistemas de arranque vistos anteriormente. un contactor para conectar el estator a la línea de a l i m e n t a c i ó n . MOTORES ASINCRONOS D E VARIAS VELOCIDADES: A l terminar el tema sobre el arranque de los motores asincronos. realizando en el estator combinaciones de bobinados que correspondan a n ú m e r o s de polos diferentes. M O T O R E S C O N D E V A N A D O S E S T A T O R I C O S I N D E P E N D I E N T E S . las resitencias deben dimensionarse para realizar este trabajo. 1.1.5.5. La velocidad de un motor asincrono no depende de la v a r i a c i ó n de la tensión. e) Se necesitan seis conductores entre el arrancador y el motor. y dos o m á s contactores y temporizadores para eliminar las resistencias. . f) Estos arrancadores se construyen normalmente para m á q u i n a s de deben arrancar a plena carga y bajo pedido. 1. por lo cual se pueden V1 velocidad lenta velocidad lenta velocidad r á p i d a velocidad r á p i d a b) Tres velocidades: Devanado independiente velocidad lenta 124 Devanado conmutable velocidad media velocidad rápida . a) C o n e x i ó n Dahlander: tienen obtener dos velocidades.5.3. que se obtienen cambiando (conmutando) el conexionado de los devanados (no deben confundirse con los motores de arranque e s t r e l l a . un devanado conmutable. cuanto m á s elevada sea la resistencia.5.t r i á n g u l o ) del motor.2. M O T O R E S C O N R O T O R BOBINADO. Son motores especialmente construidos para dos o m á s velocidades. L a c o n e x i ó n de una resistencia sobre el rotor r e d u c i r á su velocidad tanto m á s .1. M O T O R E S D E P O L O S C O N M U T A B L E S . Y EJERCICIOS PRACTICOS SOBRE CONTROLES Y AUTOMATISMOS • . evitando la c o n g e s t i ó n de conductores en un mismo borne. b) T r a t a r de simplificar al m á x i m o las conexiones (sin cambiar o alterar el esquema con el cual se e s t á trabajando). : S: se debe alterar alguna conexión consignarlo inmediatamente en el esquema. b) Por seguridad se recomienda realizar en primer lugar los diferentes circuitos de mando. 127 . pero que se deben ir realizando paralelamente a los temas anteriores. que se colocan vert i c a l u horizontalmente. que por razones p r á c t i c a s y funcionales se tratan en ú l t i m o t é r m i n o . todos los dobleces en ángulo recto. ANTES D E REALIZAR C A D A UNA D E LAS PRACTICAS D E MONTAJE a) Los esquemas que se presentan son simplemente sugerencias. hay que ubicarlos.Esta ú l t i m a parte es una a p l i c a c i ó n p r á c t i c a y complementaria de todos los temas expuestos anteriormente. Cuando se usa cable deben usarse canaletas.1. tratando que los conductores queden ordenados. pero que cumplan las mismas funciones. por lo que es conveniente tratar de diseñar esquemas diferentes a los que se presentan. c) Buscar la m á x i m a calidad posible en el trabajo. De ello depende la seguridad personal y la cons e r v a c i ó n de los elementos de trabajo. así como de su c i c l o de funcionamiento. c) A n a l i z a r e interpretar o completar cada esquema hasta obtener total comprensión del mismo. e) Usar solamente herramientas en perfectas condiciones y las adecuadas para el trabajo que se va realizar. d) Tener siempre presente que los esquemas de funcionamiento no indican la posición física de los diversos elementos o componentes. y ú n i c a m e n t e al finalizar cada bloque de p r á c t i c a s el circuito de potencia correspondiente. D U R A N T E L A PRACTICA O MONTAJE a) R e a l i z a r ú n i c a y exclusivamente las conexiones indicadas en el esquema. y cuando se trabaja con alambre. por lo cual. para evitar conexiones falsas o deficientes. 1. d) Cuidar que los alambres queden convenientemente pelados en los puntos de conexión. 1.2. y los tornillos debidamente ajustados. antes de iniciar el cableado. identificarlos y determinarlos claramente c o l o c á n d o l e s las respectivas marcas. D e s p u é s de haber probado el c i r c u i t o de mando se prueba t a m b i é n en v a c í o el c i r c u i t o de potencia. Esto se obtiene retirando los fusibles del c i r c u i t o de potencia y conectando únicamente las líneas de a l i m e n t a c i ó n del c i r c u i t o de mando. 128 . 1. preferiblemente de varios colores. de acuerdo con el t a m a ñ o de los componentes que se u t i l i z a n en los montajes. el c i r c u i t o de potencia del c i r c u i t o de mando. para constatar que b) Revisar todos los puntos de c o n e x i ó n . y cinta de enmascarar para colocar las marcas necesarias. d) S i al r e a l i z a r una prueba se observan deficiencias es necesario revisar en p r i mer lugar e l esquema para d e t e c t a r las posibles causas de la falla. Cuando se han realizado las pruebas anteriores y no se han encontrado fallas o é s t a s ya han sido corregidas. En e l anexo 2 se pueden encontrar las referencias de los c o m p o n e n t e » TELEMECANIQUE que se requieren para e l montaje de las p r á c t i c a s .4. para que se f a c i l i t e el trabajo de montaje. P a r a ello se pueden usar l á m p a r a s de prueba accionando manualmente los contactores. b) A l i c a t e s de e l e c t r i c i s t a . c) A l a m b r e o cable (N° 16 o 14 según el t a m a ñ o de los componentes).3.1. se p o d r á r e a l i z a r la prueba completa del montaje bajo carga. a l i c a tes de corte diagonal (cortafríos) y pelacables (cuchilla o navaja). A L FINALIZAR E L T R A B A J O a) Tener la p r e c a u c i ó n de revisar detenidamente e l trabajo se ha realizado de acuerdo con los planos o esquemas. Es posible que alguno de ellos no haya quedado convenientemente ajustado. y solamente d e s p u é s se hace una minuciosa revisión del montaje. Una vez energ-izado el montaje. se prueba c i r c u i t o por c i r c u i t o para verificar el funcionamiento de acuerdo con lo previsto y consignado en el esquema. ENSAYO D E L M O N T A J E C o n eL fin de proceder al ensayo "en v a c í o " con toda seguridad. es indispensable separar totalmente. P a r a la r e a l i z a c i ó n de los sucesivos montajes se requieren fundamentalmente las siguientes herramientas y materiales: a) Destornilladores de pala o estrella. durante la d u r a c i ó n de los ensayos. alicates de puntas redondas (pinzas). c) Nunca energizar el c i r c u i t o si no se tiene la debida a u t o r i z a c i ó n . 1. f 3 4 .2. 2.DIRECTO 2.cu - AZ y "A 2 A1 Al en reposo en trabajo 129 . CIRCUITO DE POTENCIA < • cu 1 ' 1 l 1 1 1 1 1 I < C1 1 1 1 ( 3 < 5 \\\ Fl en en reposo 2. cuando e l operario debe mantener oprimido el pulsador todo el tiempo que desea que el c i r c u i t o e s t é energizado. trabajo CÍRCUITOS D E M A N D O Práctica 1 MANDO DE U N MOTOR POR IMPULSO_PERMANENTE —r_j " r j Se dice que e l impulso es permanente. .. Si se suelta SI se abre nuevamente el c i r c u i t o . dos conductores en el mismo tornillo. 2.. según el esquema de funcionamiento) del contactor C l al tornillo superior de la bornera de i n t e r c o n e x i ó n y del tornillo inferior del mismo borne usado. p o n i é n d o s e en marcha el motor.3S1 2 A 2 C 1 . etc. Práctica 2 M A N D O D E U N M O T O R P O R I M P U L S O INICIAL Se dice que es por impulso i n i c i a l cuando el operario debe oprimir el pulsador N A ú n i c a m e n t e hasta que se energice l a bobina (acción que dura unos milisegundos). alambre que llega C o m o puede observarse en e l g r á f i c o . sin i n t e r r u p c i ó n y sin cruzarse.4S1 _ ci 3 s A 1 Elementos necesarios: 1 * contactor * 1 pulsador N A N O T A : Recuerde que el esquema i n a l á m b r i c o se obtiene del esquema de funcionamiento.(bornera) . Una vez energizada é s t a .\ Esquema i n a l á m b r i c o : 1 R .(bornera) . 3. en el orden indicado. d e s e n e r g i z á n d o s e la bobina de C l . Por ejemplo.. cuando el operario deje de accionar el pulsador. por lo cual las indicaciones que se dan sobre la forma de r e a l i z a r el alambrado no modifican e l esquema de funcionamiento. quedando energizada la bobina y por consiguiente se c i e r r a n los contactos principales de C l .) del esquema i n a l á m b r i c o i n d i c a una sucesión de puntos (tornillos) que deben interconectarse. se tiene que llevar otro conductor al punto 2 del pulsador SO (salida del pulsador N C ) y de allí mismo otro conductor al punto 3 del pulsador SI (entrada del pulsador NA). pero teniendo presente la u b i c a c i ó n que se le haya dado a cada uno de los elementos que deben conectarse. alambre que c o n t i n ú a normalmente no deben conectarse m á s de L a i n d i c a c i ó n (bornera) es un paso necesario para conectar un elemento que se encuentra en el tablero con otro que e s t á fuera del mismo. sino que lo interpretan. por lo cual se abren nuevamente los contactos principales y se detiene el motor. Cada numeral ( 1 . el numeral 2 de la p r á c t i c a 2 nos indica que debe llevarse un c o n ductor del punto (tornillo) 13 (entrada del contacto auxiliar de sostenimiento. la bobina s e g u i r á energizada. C i c l o de funcionamiento: A l pulsar SI se c i e r r a el c i r c u i t o . 130 . de manera que. c o mo en 13-14 del contacto auxiliar).(bornera) . en una misma caja o cofre. de manera que al soltar SO.(bornera) .A1C1 R -Sso E F 13 Cl V L13 —. pero la bobina seguirá energizada (autosostenida o autoalimentada) por 13-14 del contacto auxiliar. Cuando se suelta S I .si E . Por este motivo el contacto auxiliar que realiza esta función se denomina cont a c t o auxiliar de sostenimiento o r e t e n c i ó n . é s t e vuelve a su posición de abierto. Práctica 3 M A N D O D E U N M O T O R P O R I M P U L S O INICIAL. En ese momento se abre t a m b i é n el contacto auxiliar. por haber quedado abierto el c i r c u i t o que la alimenta (tanto en 3-4 del pulsador. debe ser posible maniobrar completamente el sistema o la máquina./ ci/ S1 4 4 |14 A2 A2 A2 • '— Cl. desde cualquier e s t a c i ó n . debemos tener presente: a) E s t a c i ó n o caja de pulsadores es la a g r u p a c i ó n física. 131 . a pesar de que se vuelve a cerrar.ISO 13C1 . [14 " 9 Cl Al —G3- ¡==3—* en reposo impulso inicial en trabajo C i c l o de funcionamiento: A l pulsar SI se c i e r r a el c i r c u i t o e n e r g i z á n d o s e la bobina.2S0 . por lo cual casi al mismo tiempo se c i e r r a el contacto auxiliar de C l . de todos los pulsadores que cumplen funciones diferentes. P a r a desenergizar la bobina es necesario abrir el c i r c u i t o oprimiendo SO. la bobina se m a n t e n d r á desenergizada. de manera que la corriente llega ahora a la bobina a t r a v é s del pulsador y del contacto auxiliar (por los pun tos 13-14).3 S l 14C1 .4 S l S .Elementos necesarios: Esquema i n a l á m b r i c o : * 1 contactor * 1 pulsador N C (para paro) * 1 pulsador N A (para marcha) 1 2 3 4 o 1 pulsador doble -EE3- F so E F R .(bornera) .A 2 C 1 . D E S D E DOS E S T A C I O N E S Cuando se trata de un c i r c u i t o accionado desde varias estaciones (dos o m á s ) . en lo posible. interrumpa el c i r c u i t o que deseamos abrir). Esto se logra ubicando en la p r i m e r a e s t a c i ó n aquellos pulsadores que (según el esquema de funcionamiento) necesariamente deben conectarse con alguna parte de los contactores (o algún elemento que se encuentre en e l tablero: t é r m i c o s . cualesquiera que se oprima. temporizadores. cualesquiera que se a c c i o ne. se conectan en serie (para que. y en la segunda e s t a c i ó n SI y S3.4S2 . de la bornera ü n i c a m e n t e a la primera est a c i ó n .).4S3 S . Cuando se trabaje con dos o m á s estaciones hay que buscar la forma de que los conductores'vayan. s—e3 en en reposo trabajo En consecuencia. para r e a l i z a r el montaje de esta p r á c t i c a es conveniente car en la primera e s t a c i ó n SO y S2. conductores de a l i m e n t a c i ó n . 132 . a u t o s o s t e n i é n d o s e por 13-14 (contacto auxiliar de sostenimiento). c i e r r e el c i r c u i t o requerido). de los pulsadores que cumplen la misma función.1 siE- * 1 contactor * 2 pulsadores N C * 2 pulsadores N A '2 o 2 pulsadores dobles. se c o n e c t a n en paralelo (para que. — E E 3 — . y los contactos abiertos. de la segunda a la t e r c e r a y a s í sucesivamente.(bornera) .A 2 C 1 .1 so E- Elementos' necesarios: 2 . Si se hubiera pulsado S3 (segunda e s t a c i ó n ) se o b t e n d r í a el mismo resultado.1S1 13C1 . de é s t a a la segunda.(bornera) . ubi- U b i c a c i ó n de los pulsadores Esquema i n a l á m b r i c o : 1 2 3 4 5 § TI I R .b) C o m o norma general: los contactos cerrados de los pulsadores que cumplen la misma función.2S1 14C1 .3S2 .A1C1 so S2 3 o r n e r a s 1 S 3 C i c l o de funcionamiento: A l pulsar S2 (primera e s t a c i ó n ) se energiza la bobina de C l .(bornera) . etc.ISO 2S0 .3S3 . 4S3 .3S4 . S2 £- Primera estación S3t"\ s 4 £a ss £-\ 13 14 Segunda e s t a c i ó n A2 C1 L J Tercera e s t a c i ó n 133 .(bornera) .se abrirá el circuito que alimenta l a bobina. seleccione los pulsadores de cada e s t a c i ó n . para facilitar e l montaje de las estaciones. Este esquema. se puede r e a l i zar un esquema a d i c i o < nal.A 2 C 1 . d e s e n e r g i z á n d o s e todo el sistema.4S5 S .1S1 251 .A1C1 * 1 contactor * 3 pulsadores N C * 3 pulsadores N A o 3 pulsadores dobles En esta p r á c t i c a se usan pulsadores completamente independientes.(bornera) . D E S D E T R E S E S T A C I O N E S Elementos necesarios: Esquema i n a l á m b r i c o : R . Primera estación Cuando se tienen esquemas desde varias estaciones. donde cada pulsador tiene su propia entrada y salida.se elabora a partir del esquema de funcionamiento. Segunda e s t a c i ó n esquema adicional de las dos estaciones Práctica 4 M A N D O D E U N M O T O R P O R I M P U L S O INICIAL. A n t e s de iniciar el cableado. e indíquelos a c o n t i n u a c i ó n . Nota: la c o n f o r m a c i ó n de las estaciones depende de las necesidades o requerimientos e s p e c í f i c o s del montaje.A l oprimir SO (primera e s t a c i ó n ) o SI (segunda e s t a c i ó n ) indistintamente.(bornera) ISO 250 .1S2 13C1 .3S3 .2S2 .3S5 14C1 . en sistema m u l t i filar. buscando un montaje lo mas sencillo posible.4S4 . (bornera) .3S1 . Existen pulsadores dobles en los cuales el pulsador N C y e l pulsador N A vienen f í s i c a m e n t e unidos. A c o n t i n u a c i ó n se presentan dos sugerencias para d i s e ñ a r el esquema de namiento: funcio- Al s • [—}•.1S4 13C1 .3S5 14C1 . de manera que tienen sólo tres puntos de conexión.d e s c o n e x i ó n ) . aún cuando cada uno funciona independientemente.3S5 .3S3 .(bornera) .(bornera) . A l analizar el esquema de la p r á c t i c a 4 observamos que.4S5 4S3 .3S4 .4S3 S . est é n completamente ( f í s i c a m e n t e ) separados. es necesario que. sin la posibilidad de poderlos separar.1S2 2S2 .A 2 C 1 .(bornera) . aún cuando al agruparlos por estaciones queden uno al lado del otro.4S5 4S4 ..Práctica 5 M A N D O D E U N M O T O R P O R I M P U L S O INICIAL D E S D E T R E S E S T A C I O N E S Elementos necesarios: * 1 contactor * 3 pulsadores dobles con punto c o m ú n S i no se tienen estos pulsadores. ya que las f á b r i c a s (por conveniencias p r á c t i c a s y e c o n ó m i cas) los construyen de tal manera que la salida del pulsador N C viene unida a la entrada del pulsador N A (no confundir estos pulsadores dobles con los de c o n e x i ó n .4S1 S . por lo menos dos pulsadores N C y dos pulsadores N A .(bornera) . s i mularlos con los usados hasta ahora.A 2 C 1 .A1C1 6 R .2S4 .ISO 2S0 .ISO 2S0 .A1C1 .B Esquema i n a l á m b r i c o : Esquema i n a l á m b r i c o : 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 134 R .1S2 13C1 .3S3 14C1 .1S1 2S1 . para r e a l i z a r el montaje.2S2 .] s .(bornera) . de manera que la bobina de C l queda energizada ú n i c a m e n t e a t r a v é s de 3-4 de S2. porque la corriente no circula por 13-14. se abre el que se había cerrado.3S2 . d e s e n e r g i z á n d o s e la bobina y por consiguiente todo el sistema.(bornera) .ISO 2S0 .(bornera) .A 2 C 1 . y a que 1-2 de S2 se ha abierto.2S2 14C1 . y aunque el contacto auxiliar (13-14) se ha cerrado.1S2 13C1 .AlCl C i c l o de funcionamiento: a) Por impulso inicial: al pulsar §1 se energiza la bobina de C l . ya que el contacto 1-2 de S2 se mantiene cerrado.4S1 4S2 S . el contacto cerrado (1-2) se abre y el contacto abierto se c i e r r a .d e s c o n e x i ó n (marcha por impulso permanente) 5 R .d e s c o n e x i ó n se presente una falla intermitente cuando se accione el sistema por impulso permanente. Es posible que con cierto tipo de pulsadores de c o n e x i ó n . Para desenergizar la bobina de C l es necesario oprimir SO. ya que en el momento de soltarlo primero se c i e r r a el contacto que se había abierto y luego. 135 . A l dejar de pulsar S2 3-4 se vuelve a abrir.3 S l .Práctica 8 M A N D O D E U N M O T O R P O R I M P U L S O INICIAL Y P E R M A N E N T E * - B so F R-B R ~ B £ - S2 S 1 — 81 E / " C i A2 Cl Al s - s B en reposo impulso i n i c i a l - B impulso permanente Esquema i n a l á m b r i c o : Elementos necesarios: 1 2 3 4 * 1 contactor * 1 pulsador NC * 1 pulsador N A (marcha por impulso inicial) * 1 pulsador de c o n e x i ó n . b) Por impulso permanente: al pulsar S2. de manera que se abre el c i r cuito. la bobina no se autosostiene.(bornera) . E s te problema se produce por la c o n s t r u c c i ó n interna del pulsador. de manera que la bobina queda a veces autoalimentada. a u t o s o s t e n i é n d o se por 13-14. 3S1 .A1C10 C i c l o de funcionamiento: A l oprimir SI se energiza la bobina de C l y al soltarlo se d e s e n e r g i z a r á inmediatamente por no tener el contacto auxiliar de sostenimiento (= marcha por impulso permanente).(bornera) .3S2 14C1 .d e s c o nexión (causa de la falla) y s u s t i t u y é n d o l o con un pulsador N A y un contactor auxiliar. mientras se mantenga energizada la bobina de C I O .(bornera) .ISO 13C1 . pero que cumpla exactamente la misma función de la p r á c t i c a 6. energizando la bobina de C l .En estos casos se soluciona e l problema eliminando el pulsador de c o n e x i ó n . Si se pulsa S2 se energiza la bobina de C I O .2S2 S . U b i c a c i ó n de los pulsadores: S 0 s o E / 13 CIO SI 14 A2 1 2 | A2 C 1 3 4 5 Ai S - S1 Esquema i n a l á m b r i c o : CIO szE\ S 2 & R .ISO 4 3 C 1 0 .4S2 S .A1C1 . A l mismo tiempo se c i e r r a 53-54.4S1 .4S2 .A 2 C 1 .13C10 .4S1 14CT0 .(bornera) .A1C1 S 2 . s e g u i r á energizada la bobina de C l (= impulso inicial).3S2 3S1 44C10 . U b i c a c i ó n de los pulsadores: 3í ¡ SI E"A íisquema 42 Ul 136 SO 1 2 3 4 5 inalámbrico: R .1S2 A 2 C 1 .(bornera) .A 2 C 1 0 . P a r a apagarlo s e r á necesario pulsar SO. a u t o a l i m e n t á n d o s e por 13-14.(bornera) . de manera que.2S0 . Práctica 7 MANDO DE UN MOTOR ejercicio 6) P O R I M P U L S O I N I C I A L Y P E R M A N E N T E (variante del A h o r a d i s e ñ a r e m o s un esquema de funcionamiento diferente al anterior. el cual implique cambios representativos en el montaje.(bornera) . SO E" F Elementos necesarios: Los mismos que se usaron en la p r á c t i c a 6.(bornera) .(bornera) 2S0 . y si se desenergiza la bobina se a p a g a r á t a m b i é n el piloto. • C i c l o de funcionamiento: C o m o la bobina de C l y el piloto h l e s t á n conectados en paralelo. tenga presente lo dicho en la p r á c t i c a 3. Una vez d i s e ñ a d o el esquema.Práctica 8 M A N D O P O R I M P U L S O I N I C I A L Y P E R M A N E N T E D E S D E DOS E S T A C I O N E S Elementos necesarios: * * * * 1 2 2 2 contactor pulsadores N C pulsadores N A pulsadores de c o n e x i ó n . de manera que el montaje resulte lo m á s simple posible. siempre que se energice la bobina funcionará el piloto.d e s c o n e x i ó n piloto luminoso A n t e s del montaje completar el esquema. seleccione los pulsadores de cada estación. Primera estación' 1.d e s c o n e x i ó n Para realizar el esquema de funcionamiento. A2 C1 hf X2 137 . _ Segunda e s t a c i ó n Práctica 9 M A N D O P O R I M P U L S O INICIAL Y P E R M A N E N T E C O N SEÑALIZACION M A R C H A (Piloto en paralelo con la bobina) Elementos necesarios: 1 1 1 1 1 DE f contactor pulsador N C pulsador N A pulsador c o n e x i ó n . de manera que el piloto f u n c i o n a r á o no..e s ..p n. 33 34 X2 ci r A n t e s del montaje complete el esquema. y si se desenergiza la bobina. toda vez que se energice la bobina.d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos A n t e s de realizar el montaje complete el esquema y coloque todas las marcas e í n d i c e s .P r á c t i c a 10 M A N D O P O R I M P U L S O I N I C I A L Y P E R M A N E N T E C O N SEÑALIZACION M A R C H A (utilizando un contacto auxiliar N A del contactor) Elementos necesarios: R . 4. se a b r i r á nuevamente.. . . se c e r r a r á d i cho contacto.. C i c l o de funcionamiento: Como el c i r c u i t o del elemento de s e ñ a l i zación (piloto) se c i e r r a a t r a v é s de otro contacto auxiliar de C l (53-54).B P r á c t i c a 11 M A N D O P O R IMPULSO INICIAL Y P E R M A N E N T E M A R C H A Y PARO DE EMERGENCIA C O N SEÑALIZACION DE Elementos necesarios: * * * * * * 1 1 1 1 1 2 contactor relé térmico pulsador N C pulsador N A pulsador c o n e x i ó n . siempre y cuando lo haga la bobina.^.. R .B en 138 reposo disparo por sobrecarga pa- . 7 m . E l piloto luminoso para s e ñ a l i z a r ro de emergencia debe ser rojo.B Los mismos de la p r á c t i c a anterior.. DE | x i s . . P O R I M P U L S O P E R M A N E N T E (h2) Y D E P A R O D E E M E R G E N C I A (h3). Secuencia forzada: se dice que existe una secuencia forzada cuando el funcionamiento de una máquina e s t á supeditada al funcionamiento de otras. porque el c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n de la bobina e s t á cerrado en 95-96. Si se produce una sobrecarga. el r e l é t é r m i c o acciona sus contactos auxiliares. Elementos necesarios: * * * * * 1 1 1 1 1 contactor relé t é r m i c o pulsador N C pulsador N A pulsador de conexióndesconexión múltiple * 3 pilotos luminosos Orientaciones para d i s e ñ a r e l esquema: a) Las dos s e ñ a l i z a c i o n e s de marcha (de impulso inicial e impulso permanente) nunca deben funcionar al mismo tiempo.C i c l o de funcionamiento: Cuando el r e l é t é r m i c o e s t á en reposo el sistema f u n c i o n a r á normalmente al ser energizado. C O N S E Ñ A L I Z A C I O N ' D E M A R C H A P O R I M P U L S O INICIAL (hl). C I R C U I T O S S E C U E N C I A L E S 1. ya sea por impulso inicial o permanente. b) L a señalización de marcha por impulso inicial se bloquea (cuando debe funcionar la señalización de marcha por impulso permanente) en forma similar a la empleada para anular el efecto del auxiliar de sostenimiento en los circuitos de mando por impulso inicial y permanente. 2. en condiciones de trabajo. y el piloto de paro de emergenc i a se mantiene desenergizado porque su circuito e s t á abierto en 97-98. De esta manera la bobina queda desenergizada. Para que el sistema quede nuevamente que se rearme el r e l é t é r m i c o . abriendo el cerrado (95-96) y cerrando el abierto (97-98). de ma- 139 . Esta serie de ejercicios tiene como finalidad familiarizarnos con el manejo y funcionamiento de los contactos auxiliares de los contactores. es necesario P r á c t i c a 12 M A N D O P O R I M P U L S O INICIAL Y P E R M A N E N T E . mientras el piloto se energiza. M3 M2 2.53C4 . a fin de que una sobrecarga. 2.97F2 .97F1 . M3) Y U N S O L O P U L S A D O R D E P A R O . en cualesquiera de los motores. FORZADA PARA P R E N D E R (MI. Todo motor o carga que se ponga en funcionamiento debe llevar necesariamente.(bornera) . aunque no se indiquen expresamente.ñ e r a que.95F1 . cada motor tiene su propio c i r c u i t o de potencia. exactamente igual al de un motor de arranque d i r e c t o . 4. la s e ñ a l i z a c i ó n de marcha y la de paro de emergencia.4.41 43 .3S1 U b i c a c i ó n de los pulsadores SC- SI S2 S3 . CIRCUITOS D E M A N D O D E SISTEMAS S E C U E N C I A L E S M A N U A L E S P r á c t i c a 13 M A N D O DE TRES MOTORES E N SECUENCIA M2. Como puede observarse. si no se maniobran en e l orden establecido. En estos sistemas. i n t e rrumpa completamente el c i r c u i t o .2S0 .43 . 3.49 - M \ \ . los contactos cerrados de los r e l é s t é r m i c o s se conectan en serie.& .97F3 96F1 . Elementos necesarios: * * * * * 3 3 1 3 6 contactores relés térmicos pulsador N C pulsadores N A pilotos luminosos U b i c a c i ó n de los contactores ci C 4 c 6 Esquema i n a l á m b r i c o : 1 2 3 4 140 R .(bornera) . no deben funcionar. c M M 3 3 M1 .53C1 .3.ISO 13C1 .95F2 96F2 . CIRCUITO D E P O T E N C I A D E Ú N SISTEMA S E C U E N C I A L R -EE3- s -E=3- T .41.45 C \ 2 |4 6 L5_h_hJ F 2 4 \ \ 2 4 6 l S h Si M 41.95F3 9 6 F 3 .45 \ C F 3 \ \ \ 2 4 6 l S h L a secuencia forzada se obtiene por la forma en que se controlen las bobinas de los contactores.43. A1C6 Xlh2 .(bornera) .(bornera) .X2h6 el contactor) . Solamente después de esta maniobra podemos pulsar S2.X l h l - L a c o n e x i ó n de los puntos i n dicados con la conjunción _y_ se toman del mismo punto de la bornera.(bornera) . autosost e n i é n d o s e con su auxiliar de r e t e n c i ó n 13-14 y cerrando al mismo tiempo el otro auxiliar (53-54) que prepara la siguiente maniobra (energizar C6). 34 >54 S2 CI 153 C 4 \ C l \ ce\ 14 ^14 X2 X2 04 L |X1 h 4 Ai Oú X2 X2 h 5 (X3 |XI h 6 0 I L 3 1 AlC S3E\ )14 AlC 4 - 5 - Ciclo de funcionamiento: A l pulsar S i s e ' c i e r r a el c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n de la bobina de C l .(bornera) .14C1 54C1 14C4 9 54C4 10 14C6 98F1 98F2 3 .Xlh3 .ls3 J l 3 ».A l C l la bornera) .«E-\ C i \ .A1C4 .(bornera) . que c e r r a r á el c i r c u i t o de la bobina de C 4 . se c i e r r a t a m b i é n el contacto auxiliar abierto de C l 53-54 que prepara la maniobra de C 4 .(bornera) .Xlh4 Xlh5 .(bornera) .A2C1 .4 114 ca\ E \ T4 A2 Al M X2 <X) .X2h4 .A2C4 .A2C6 .13C4 . e n e r g i z á n dose y a u t o a l i m e n t á n d o s e a t r a v é s de su auxiliar de sostenimiento (13-14). 4S1 y X2hl 3S2 4S2 y X2h2 3S3 4S3 y X2h3 .Xlh6 97 96 97 A 98 97 98 .98F3 !4 S (en S (en 7 1 1 1 2 ] 1 5 . 141 . A l quedar energizada la bobina de C l .X2h5 .13C6 .(bornera) . se d e s e n e r g i z a r á toda la secuencia. P r á c t i c a 14 M A N D O D E T R E S M O T O R E S E N S E C U E N C I A F O R Z A D A P A R A P R E N D E R (MI. Si se pulsa SO se abre el c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n de las tres bobinas. por consiguiente. SI. solamente se c e r r a r á el contacto auxiliar abierto de aquel r e l é t é r m i co cuyo contacto se abrió. (Solamente al accionar los que e s t á n en negrilla r e s p o n d e r á el sistema) E l pulsador SO puede interrumpir el c i r c u i t o en cualquier momento que se pulse.Tan solo después de haber quedado energizada la bobina ce C 4 podemos pulsar S3. Y P O S I B I L I D A D D E A P A G A R C U A L E S Q U I E R A D E E L L O S SIN Q U E SE A L T E R E E L F U N C I O N A M I E N T O D E L O S R E S T A N T E S . M2. S2. en condiciones de trabajo. S2. se interrumpa todo el sistema. al producirse una sobrecarga en cualesquiera de los tres motores. y c u á l e s y de q u é manera r e a l i z a r á las nuevas conexiones. desenergis á n d o s e totalmente el sistema. P a r a ensayar el conexionado de los r e l é s t é r m i c o s simule e l disparo de ellos en cualquier etapa de funcionamiento. En ese momento quedan en funcionamiento los tres motores. quien al energizarse queda autosostenida por su auxiliar de sostenimiento 13-14. Sin embargo. Elementos necesarios: * * * * 3 3 1 6 contactores relés térmicos pulsador de seta pilotos luminosos * 3 pulsadores N C : SI para desenergizar C l S3 para desenergizar C 4 S5 para desenergizar C 6 U b i c a c i ó n de los pulsadores: j 8 0 s 1 S 2 33 * 3 pulsadores N A : S2 para energizar C l S4 para energizar C4 S6 para energizar C 6 S 4 S 5 S i Antes de iniciar el cableado observe bien qué partes del cableado anterior le pueden servir en este nuevo montaje. 142 . en cual de los tres motores se ha producido la sobrecarga. de manera que al abrirse uno solo de ellos. s e ñ a l i z a n d o . Por otra parte. ya que los contactos auxiliares cerrados de los tres r e l é s t é r m i c o s e s t á n conectados en serie. el cual c e r r a r á el c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n de la bobina de C 6 . maniobre los pulsadores en el siguiente orden: S3. S3. se debe re- Ensayo del montaje realizado: P a r a comprobar si el c i r c u i t o q u e d ó correctamente montado. S3. el c i r c u i t o p e r m i t e que. M3). P a r a que la secuencia quede nuevamente armar el r e l é t é r m i c o que a c t u ó . 4S6 y X 2 h 3 14 98F1 .95F1 2 96F1 .X2h4 15 98F2 .95F3 4 96F3 .X l h 3 .X l h l .(bornera) .(bornera) .A 1 C 6 13 S (en la bornera) .3S4 10 H C 4 .1S3 .0 X2 k*0 |)C1 AlC 2 3 - |X1 h S 0 t .13C4 .Xlh6 143 .4S2 y X 2 h l 8 53C1 .95F2 3 96F2 .X l h 2 .(bornera) .A 1 C 4 .13C6 .1S5 6 13C1 .X2h5 16 98F3 .97F1 .A 1 C 1 .X l h 4 Xlh5 .4S4 y X2h2 11 53C4 .(bornera) .ISO 5 2S0 .97F3 1 R .A 2 C 1 .(bornera) .A 2 C 4 .3S6 13 14C6 .(bornera) .(bornera) .1S1 .2S5 12 54C4 .2S1 .A 2 C 6 . 6 0) |X1 |x _A_ C 4 3 Esquema i n a l á m b r i c o : 97F2 .X2h6 17 S (en el contactor) .2S3 9 54C1 .(bornera) .(bornera) .(bornera) .3S2 7 14C1 .(bornera) .(bornera) . 3S2 144 .1S1 . en apagari PARA ACCIONAR Antes de iniciar el cableado observe atentamente qué modificaciones debe r e a l i zar para obtener este nuevo montaje. c ó m o si en el esquema de funcionamiento se intercambiaran las posiciones de S4 con C l (53-54) y de S6 con C 4 (53-54).83C4 .2S1 .P r á c t i c a 15 SISTEMA FIFO (primeros en prender.95F3 96F3 . ya que debe ir adquiriendo la capacidad de modificar un montaje de la manera m á s simple posible.97F3 96F1 .95F2 96F2 .1S5 13C1 .1S3 . A n a l i c e . las modificaciones en el nuevo montaje s e r í a n m í n i m a s .95F1 .(bornera) . a d e m á s .(bornera) .97F2 .2S0 . Esquema i n a l á m b r i c o : • R . primeros TRES MOTORES E N S E C U E N C I A F O R Z A D A .ISO 83C1 .(bornera) .97F1 . para que cumplan diferentes funciones: sostenimiento.X2h3 . 14 y 15 y a h a b r á s podido ver con claridad lo que es una secuencia manual y c ó m o se logran los diferentes procesos.X l h 5 .X l h 2 .(bornera) .A 2 C 4 . Maniobre SO en las diferentes etapas de funcionamiento. en apagar) PARA ACCIONAR Aún cuando todos tienen l a misma secuencia para comenzar (prender).(bornera) .14C4 . etc.(bornera) .X l h l . S I .A 1 C 6 la bornera) .4S2 y X 2 h l .X l h 6 Ensayo del montaje realizado: P a r a prender: las mismas pruebas de las p r á c t i c a s anteriores.4S6 . se ve c l a ramente la diferencia al terminar (apagar) dicho proceso: en la p r á c t i c a 13 todas las etapas concluyen (se apagan) al mismo tiempo.A 2 C 6 . sin que se afecte e l funcionamiento de las otras. bloqueo. p r e p a r a c i ó n de una siguiente maniobra. primeros TRES MOTORES E N SECUENCIA F O R Z A D A .(bornera) .(bornera) .(bornera) . (Deben actuar ú n i c a m e n t e los que e s t á n en negrilla). S5. S3.X2h4 . y en la p r á c t i c a 15 vemos que la p r i m e r a en prender es t a m b i é n la primera que se apaga.(bornera) .(bornera) .(bornera) . S3. En los ejercicios 13.X2h5 . tendremos las siguientes g r á f i c a s : 145 . Si representamos estos procesos mediante un diagrama de barras.(bornera) .13C4 . P a r a apagara accionar ios pulsadores en el siguiente orden: S5. no por medio de los pulsadores.9 10 11 12 13 14 15 16 17 15 14C1 84C1 53C1 54C1 84C4 53C4 54C4 98F1 98F2 98F3 S (en S (en .2S5 . en la p r á c t i c a 14 se puede f i nalizar cualesquiera de las etapas.2S3 .X l h 4 .14C6 .3S6 .A 1 C 4 .A 2 C 1 . sino según el n ú m e r o y uso que se le den a los contactos auxiliares.13C6 .X2h2 .X l h 3 .A l C l .4S4 .3S4 . S5.X2h6 el contactor) . P r á c t i c a 16 SISTEMA L I F O (últimos en prender. S3. S I . A l realizar el montaje (cableado) intenta r e a l i z a r los cambios que sean e s t r i c t a mente necesarios. con r e l a c i ó n al montaje anterior.En esta nueva p r á c t i c a debes d i s e ñ a r el c i r cuito de mando. *• EZ3 • 1 2 3 --/-. P a r a apagar: accionar los pulsadores en el siguiente orden: S I . S 5 . (Deben actuar solamente los que e s t á n en negrilla). 146 . S I . de tal manera que se c u m pla el proceso indicado en e l diagrama de barras adjunto. S 3 . l l e g a r á s a la c o n c l u sión de que puedes obtener este nuevo proceso (LIFO) con muy pocos cambios en el c i r c u i t o de mando. Si vuelves a analizar detenidamente las p r á c t i c a s anteriores.j*5¡•Tr S • • | : • $- 4 T Ensayo del montaje realizado: P a r a prenden: las mismas pruebas de las p r á c t i c a s anteriores. P a r a concluir las p r á c t i c a s sobre procesos secuenciales manuales. 97 ti i: en reposo ® X2 C 1 Al en [xi trabajo ct f x f j 114 ). proceso anterior en e l siguiente: transforma el N O T A : no olvides que antes de r e a l i z a r cualquier cambio en el cableado (montaje) debes r e a l i z a r las modificaciones que se requieran en el esquema de mando.E-\ c. 2. CIRCUITOS D E MANDO EN SISTEMAS AUTOMATICOS P r á c t i c a 17 PARO AUTOMATICO POR TEMPORIZADOR NEUMATICO. Elementos que se necesitan: * 1 pulsador N C * 1 pulsador N A * 2 pilotos luminosos * 1 contactor principal * 1 relé térmico * 1 bloque temporizado n e u m á t i c o al trabajo (o 1 temporizador n e u m á t i c o ) —EEEf- cn • 97 .\" 3 4 S_J 1 Cl — s i c.5.95 A SO C 1 1 k F i rrf ~ y 96 SO £ t e-/ .i@ T* — U _ paro por acción del coji tacto temporizado 147 . Práctica 18 R—B PARO AUTOMATICO POR DETECTOR INDUCTIVO.C i c l o de funcionamiento: A l pulsar S i se c i e r r a el c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n de la bobina de C l . autososteniéndose por 13-14. POR DETECTOR FOTOELECTRICO R E F L E X . desconectando a u t o m á t i c a m e n t e todo el sistema. Elementos que se necesitan: * t 1 1 1 1 1 1 2 148 contactor principal detector f o t o e l é c t r i c o reflex reflector relé térmico selector de dos posiciones pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos 0 ' C1 . el sistema en cualquier momento (como E l r e l é t é r m i c o debe actuar normalmente ante una sobrecarga. Elementos que se necesitan: * * * * * * 1 1 1 1 1 2 contactor principal contactor auxiliar relé térmico pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos P r á c t i c a 19 -E3 PARO AUTOMATICO. E l contacto temporizado cerrado (55-56) sigue cerrado y s ó lo se a b r i r á d e s p u é s del tiempo programado a partir del momento en que se energizó la bobina de C l . El pulsador de paro puede desenergizar si fuera un pulsador de seta). Elementos que se necesitan: * * * * * * 2 2 1 1 1 4 contactores principales relés térmicos bloque temporizado al trabajo o 1 temporizador n e u m á t i c o al trabajo pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos Ciclo de funcionamiento: A l pulsar SI se cierra el c i r c u i t o de a l i m e n t a c i ó n de la bobina de C l . 149 . energiz á n d o s e y a u t o s o s t e n i é n d o s e por 13-14. de manera que en ese momento quedan funcionando los dos motores. energizando la bobina de C 4 . Tanscurrido el tiempo programado. SECUENCIAL Y AUTOMATICA ME- El tener una secuencia a u t o m á t i c a implica que una vez iniciada é s t a no debe ser posible interrumpirla o alterarla hasta que el proceso se haya cumplido totalmente (sólo el pulsador de seta o los contactos cerrados del r e l é t é r m i c o podrán hacerlo). Los relés t é r m i c o s t r a b a j a r á n normalmente ante una sobrecarga de cualesquiera de los motores. Si se pulsa SO se i n t e r r u m p i r á todo el sistema. mientras la bobina de C4 sigue desenergizada. La bobina de C 4 no necesita auxiliar de sostenimiento porque el contacto temporizado (67-68) seguirá cerrado mientras no se desenergice la bobina de C l . el contacto temporizado abierto (67-68) se cierra.P r á c t i c a 20 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A DIANTE TEMPORIZADOR NEUMATICO. Y AUTOMATICA ME- Elementos que se necesitan: * 2 contactores principales * 2 relés térmicos * 1 temporizador e l e c t r ó n i c o al trabajo 150 * 1 pulsador N C * 1 pulsador N A * 4 pilotos luminosos .P r á c t i c a 21 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A PIANTE D E T E C T O R INDUCTIVO. en la p r á c t i c a anterior. P r á c t i c a 22 M A N D O DE DOS MOTORES E N F O R M A S E C U E N C I A L DIANTE TEMPORIZADOR ELECTRONICO A L T R A B A J O . SECUENCIAL Y AUTOMATICA ME Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 1 2 í 1 1 4 contactores principales contactor auxiliar relés térmicos detector inductivo pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos s Observe en esta p r á c t i c a que. la función que debe cumplir el detector inductivo. es equivalente a la cumplida por el temporizador n e u m á t i c o . Un vez ensayado el montaje. b) ¿ P o r q u é detectores reflex. en la cual se usó un temporizador n e u m á t i c o al trabajo.d e s c o n e x i ó n ? 15! . y el funcionamiento observado se sugiere usar el pulsador de c o n e x i ó n .Antes de r e a l i z a r el montaje complete e l esquema que se sugiere a continuación. Y AUTOMATICA ME- Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 2 1 1 1 1 4 contactores principales relés térmicos detector f o t o e l é c t r i c o tipo reflex reflector para e l detector pulsador N C pulsador c o n e x i ó n . P r á c t i c a 23 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A S E C U E N C I A L DIANTE DETECTOR FOTOELECTRICO R E F L E X .d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos Orientaciones para completar e l esquema: a) Repase lo expuesto sobre en la p r á c t i c a 19. establezca las semejanzas y diferencias existentes con la p r á c t i c a 20. colocando a d e m á s todos los í n d i c e s faltantes. '- • í '• " 4 5 S . * t ' [.<+• . F 1 i F2 + .c) A l completar el esquema no olvide colocar todos los í n d i c e s Fl y marcas. SE A P A G U E A U T O M A T I C A M E N T E M I . I F2 I 10 E- P r á c t i c a 24 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A S E C U E N C I A L Y A U T O M A T I C A M E DIANTE TEMPORIZADOR NEUMATICO A L T R A B A J O . es decir que ambas bobinas se e n e r g i z a r á n s i m u l t á n e a mente por unos milisegundos. DE MODO QUE A L PON E R S E E N M A R C H A M2.se necesitan: * 2 contactores principales * 2 relés térmicos * 1 bloque temporizado al t r a bajo (o 1 temporizador neum á t i c o al trabajo) * 1 pulsador N C * 1 pulsador N A * 4 pilotos luminosos Nota: observe que en este circuito C l se desenergiza únicamente cuando C 4 se ha energizado.-4. Elementos que.j f»• - Cl' C4 * I ' 152 i . " í rr . b) E l contacto temporizado N C debe desenergizar la bobina de C l antes que el contacto temporizado N A energice la bobina de C 4 . si al puentear el contacto i n s t a n t á n e o N C de C 4 . Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 I 2 1 1 1 4 contactores principales contactor auxiliar relés térmicos bloque temporizado al trabajo o 1 temporizador n e u m á t i c o al trabajo pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos Orientaciones para completar el esquema: errar el c i r c u i t o de C l solamente si C 4 esta aesenergizado.P r á c t i c a 25 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A S E C U E N C I A L Y A U T O M A T I C A M E D I A N T E T E M P O R I Z A D O R . 153 . Durante el ensayo del montaje. transcurrido el tiempo prefijado. M I SE H A Y A A P A G A D O P R E V I A M E N T E P O R A C C I O N D E L C O N T A C T O TEMPORIZADO NC. se desenergiza C l y se energiza C 4 . D E M O D O Q U E C U A N D O SE P O N G A E N M A R C H A M2. se c o m p r o b a r á que el funcionamiento de los contactos temporizados e s t á de acuerdo con lo indicado. I'3 \ C 1 o \ 43 C 1 0 \ C 4 V T !a2 JA 2 1x2 JX: X2 X 2 4< I 154 2 " Q "% " % * f« . s . D E M O D O Q U E C U A N D O SE P O N G A E N M A R C H A M2. d) Una vez que el temporizador ha cumplido su función debe ser desenergizado. c) E l pulsador SI sólo puede actuar cuando la bobina de C 4 e s t é desenergizada. temporizador e l e c t r ó n i c o al trabajo pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos Orientaciones para analizar e l esquema: a) Repase lo expuesto sobre temporizadores e l e c t r ó n i c o s : los contactos instant á n e o s del contactor auxiliar que e s t á en serie con el temporizador.B \ 98 97 98 so E 2 C 4 62 3 c\ . M I SE H A Y A A P A G A D O P R E V I A M E N T E P O R A C C I O N D E UN CONTACTO TEMPORIZADO NC. por acción de é s t e se convierten en contactos temporizados.ra» P r á c t i c a 26 X- M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A S E C U E N C I A L Y A U T O M A T I C A M E D I A N T E T E M P O R I Z A D O R E L E C T R O N I C O . Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 2 2 1 1 1 4 contactores principales contactores auxiliares relés térmicos . b) L a bobina de C l debe desenergizarse antes que se energice la bobina de C 4 . I. M I S E H A Y A A P A G A D O PREVIAMENTET" Elementos que se necesitan: * 2 contactores principales * 2 contactores auxiliares 155 .t'l ti: | | T ^ "(^ 2 3 C4 h2 1 j 1 ^) h 3 3 h4 ^ <^) 6 7 P r á c t i c a 28 -A'DO D E DOS MOTORES EN FORMA SECUENCIAL M A N U A L O AUTOMATICA MEDIANTE TEMPORIZADOR NEUMATICO A L TRABAJO.* 4 pilotos luminosos * —EE3- Y F2 so E - .. M I SE H A Y A A P A G A D O P R E V I A M E N T E P O R A C C I O N D E U N C O N TACTO TEMPORIZADO NC. DE MODO QUE -.P r á c t i c a 27 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A S E C U E N C I A L Y A U T O M A T I C A M E DIANTE T E M P O R I Z A D O R C O N C O N T A C T O S DE A P E R T U R A B R U S C A Y SOLO TRES PUNTOS DE C O N E X I O N . DE MODO Q U E C U A N D O SE P O N G A E N M A R C H A M2.X K R S E E N M A R C H A M2. Elementos que se necesitan: * 2 contactores principales * 2 relés térmicos * 1 temporizador con mecanismo de r e l o j e r í a (o n e u m á t i c o ) cuyos contactos temporizados son de apertura brusca y sólo tienen tres puntos de conexión * 1 pulsador N C * 1 pulsador N A . d) Si se pulsan s i m u l t á n e a m e n t e dos pulsadores de marcha (S1-S2. 156 . c) SI i n i c i a la secuencia a u t o m á t i c a . el sistema debe quedar completamente bloqueado. e) Una vez iniciada la secuencia a u t o m á t i c a debe ser imposible interrumpirla (a e x c e p c i ó n de SO o los contactos auxiliares cerrados de los r e l é s t é r m i c o s ) mediante los otros pulsadores de marcha. S2-S3). y S2 i n i c i a la secuencia manual.d e s c o n e x i ó n y 1 de c o n e x i ó n . S1-S3. funcione M2 tiene b) M I debe apagarse unos milisegundos antes de que se prenda M2. para que que haberse puesto previamente en funcionamiento M I . sea que funcione en secuencia manual o en secuencia a u t o m á t i c a .* * * * * 2 1 1 2 4 relés térmicos bloque temporizado al trabajo o 1 temporizador n e u m á t i c o al trabajo pulsador N C o de seta pulsadores de c o n e x i ó n .d e s c o n e x i ó n m ú l t i p l e pilotos luminosos Orientaciones para analizar el esquema: a) Sea que funcione manual o a u t o m á t i c a m e n t e . C l y C 2 deben trabajar c i e r t o tiempo juntos. como l a e n e r g i z a c i ó n de C 3 debe r e a l i zarse mediante un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. mientras que e l cambio entre la segunda y t e r c e r a etapa se h a r á mediante un temporizador n e u m á t i c o al reposo. C 2 debe entrar a trabajar a u t o m á t i c a m e n t e d e s p u é s de c i e r t o tiempo de que se haya energizado C l . por a c c i ó n de un temporizador n e u m á t i c o al trabajo. 3. 3. P r á c t i c a 31 SECUENCIA A U T O M A T I C A D E TRES Diagrama del proceso: ETAPAS C2 C3 157 . 2. P a r a que entre l a tercera etapa tiene que haberse desenergizado la segunda. E l cambio entre la p r i m e r a y segunda etapa debe hacerse por medio de un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. C 3 sólo p o d r á energizarse si C l y C 2 y a se encuentran desenergizados (la des e n e r g i z a c i ó n de ambos se debe producir s i m u l t á n e a m e n t e ) . L a primera etapa sólo debe desenergizarse cuando ha entrado la segunda etapa. 2. Tanto l a d e s e n e r g i z a c i ó n de C l y C 2 . P r á c t i c a 30 SECUENCIA A U T O M A T I C A D E TRES ETAPAS Cl Diagrama del proceso: C2 C3 Condiciones: 1.P r á c t i c a 29 SECUENCIA A U T O M A T I C A D E TRES ETAPAS C1 D i a g r a m a del proceso: V//////////M C2 C3 Condiciones: 1. 4. Un pulsador debe servir para iniciar el proceso (en manual o a u t o m á t i c o ) y otro pulsador s e r v i r á para pasar a l a segunda etapa. L a ú l t i m a etapa debe apagarse a u t o m á t i c a m e n t e . E l cambio entre la p r i m e r a y la segunda etapa se h a r á mediante un temporizador n e u m á t i c o al trabajo. 5. el sistema no debe P r á c t i c a 33 UENCÍA M A N U A L O A U T O M A T I C A CDE DOS E T A P A S T D i a g r a m a del proceso: C2 158 ener- . dor n e u m á t i c o al reposo. viamente. 6. P a r a que se energice la segunda etapa debe haberse desenergizado previamente la p r i m e r a etapa. 3. Si se accionan los dos pulsadores s i m u l t á n e a m e n t e gizarse. y que sus contactos temporizados tengan un punto c o m ú n . 3. Si la secuencia es a u t o m á t i c a . mientras que el cambio entre la segunda y tercera etapa debe hacerse por medio de un temporizador e l e c t r ó n i c o al trabajo que no sea serie. E l funcionamiento manual o a u t o m á t i c o siciones. el cambio de la p r i m e r a a la segunda etapa se h a r á mediante un temporizador n e u m á t i c o al trabajo. por a c c i ó n de un t e m p o r i z a - P r á c t i c a 32 S E C U E N C I A M A N U A L O A U T O M A T I C A DE DOS E T A P A S D i a g r a m a del proceso: C2 Condiciones: • ' 1. P a r a que entre la siguiente etapa.Condiciones: 1. la anterior debe haberse desenergizado pre- 2. cuando el proceso e s t á en manual. dependerá de un selector de dos po- 2. No debe ser posible pasar del funcionamiento manual al a u t o m á t i c o o viceversa (aunque se cambie la posición del selector) sin que haya concluido todo el proceso. 4. Condiciones: 1. Entre la e n e r g i z a c i ó n de la segunda etapa y la d e s e n e r g i z a c i ó n de la primera etapa debe transcurrir un determinado tiempo, dado por un temporizador neum á t i c o al trabajo. 2. L a s d e m á s condiciones son las mismas de la p r á c t i c a 32. P r á c t i c a 34 . M A R C H A Y PARO A L T E R N A D O DE U N MOTOR Orientaciones para analizar el esquema: a) A l oprimir el pulsador (en funcionamiento). N A e l motor debe quedar inmediatamente energizad b) D e s p u é s de cierto tiempo de funcionamiento, el motor debe detenerse auto m á t i c a m e n t e , para reiniciar su marcha, t a m b i é n a u t o m á t i c a m e n t e , al cabo d otro tiempo debidamente programado, y así en forma c í c l i c a . c) Los temporizadores deben desenergizarse tan pronto hayan cumplido su función d) E l pulsador de marcha no debe alterar el tiempo de paro temporizado. e) L a s e ñ a l i z a c i ó n de marcha debe funcionar todo el tiempo que el sistema es t é en funcionamiento, es decir t a m b i é n cuando el motor e s t é detenido pó efecto de la t e m p o r i z a c i ó n . 159 P r a c t i c a 35 SISTEMA L I F O D E T R E S E T A P A S , DO M A N U A L . C O N ENCENDIDO AUTOMATICO Y A P A G A - Elementos que se necesitan: * * * * * * * * 3 2 3 2 1 3 1 6 contactores principales contactores auxiliares relés térmicos bloques temporizados al pulsador de seta pulsadores N C pulsador N A pilotos luminosos 50 51 52 53 54 trabajo pulsador pulsador pulsador pulsador pulsador de seta de marcha para desenergizar C l para desenergizar C 4 para desenergizar C6 Orientaciones para analizar e l esquema: a) L a secuencia debe c o n c l u i r solamente cuando se haya desenergizado C l , por tanto, mientras esto no suceda, no p o d r á alterarse o interrumpirse el funcionamiento del sistema. b) Una vez que se inicia la secuencia el pulsador de marcha (SI) debe completamente fuera de servicio. quedar c) Una vez que el temporizador cumpla su función debe ser desenergizado inmediatamente. 97 98 A 97 \ Ís7 97 98 . Jl3 S4£- «3 71 S3£-/ c i i \ c e \ ^44 5 57 VA 183 "A \ 13 114 13 \ CS 14 82 |A2 "K3 A2 |A2 C 4 L3 Al A1 XI !0 160 X2 ) tt |X1 12 X2 h 4 f £ J h5 ¡X1 13 jXI |X! '5 Ensayo del montaje realizado: a) Pulsar SI luego S2 antes de que se energice C 4 ; una vez que se C 4 pulsar S3 antes que se energice C 6 . energice b) Una vez energizada la bobina de C 6 , accione los pulsadores en el siguiente orden: S2, S3, S4, S2, S3, S I , S2, SI. ( A c t ú a n sólo las que e s t á n en negrilla). c) A c c i o n e SO en cualquier etapa de la secuencia. d) A c c i o n e nuevamente SI y simule el disparo de los t é r m i c o s en las diversas etapas de funcionamiento. P r á c t i c a 36 SISTEMA LIFO A U T O M A T I C O D E DOS E T A P A S Cl D i a g r a m a del proceso: V////////A C2 Condiciones: 1. P a r a los cambios de una etapa a otra (tanto para prender, como para usar temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo. apagar) 2. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso. 3. E l pulsador de marcha p o d r á volver a actuar sólo si el proceso ha concluido completamente. P r á c t i c a 37 S I S T E M A LIFO A U T O M A T I C O D E DOS E T A P A S C l f Diagrama del proceso: C2 Condiciones: 1. Usar temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo para pasar gunda etapa y para apagar la segunda etapa. de la primera a la se- 2. Para apagar la primera etapa usar un temporizador n e u m á t i c o al reposo. 3. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso. 4. E l pulsador de marcha p o d r á volver a actuar sólo si el proceso ha concluido completamente. 161 P r á c t i c a 38 SISTEMA L I F O A U T O M A T I C O D E DOS E T A P A S Diagrama del proceso: C2 V//////////Á Condiciones: 1. Usar temporizadores segunda etapa. 2. P a r a desenergizar reposo. neumáticos al trabajo para energizar y desenergizar l a la p r i m e r a etapa usar un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al 3. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar e l proceso. 4. E l pulsador de marcha p o d r á volver a actuar completamente. sólo s i e l proceso h a concluido P r á c t i c a 39 S I S T E M A L I F O A U T O M A T I C O D E DOS E T A P A S • Cf D i a g r a m a del proceso: C2 Condiciones: 1. P a r a energizar l a segunda etapa usar un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 2. P a r a desenergizar jo. la segunda etapa usar un temporizador n e u m á t i c o al traba- 3. P a r a desenergizar reposo. la p r i m e r a etapa usar un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al 4. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar e l proceso. 5. E l pulsador de marcha p o d r á completamente. volver a actuar sólo si e l proceso Práctica ÍO S I S T E M A FÍFO A U T O M A T I C O D E DOS E T A P A S D i a g r a m a del proceso: 162 C2 ¿id a concluido Condiciones: 1. Para energizar la segunda etapa y desenergizar la p r i m e r a etapa usar temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo. 2. Usar un temporizador n e u m á t i c o al reposo para desenergizar la segunda etapa. 3. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso. 4. E l pulsador de marcha p o d r á volver a actuar sólo si el proceso ha concluido completamente. P r á c t i c a 41 SISTEMA F I F O A U T O M A T I C O D E DOS E T A P A S Diagrama del proceso: Condiciones: 1. Usar un temporizador e l e c t r ó n i c o etapa. serie al trabajo para energizar la segunda 2. Usar un temporizador n e u m á t i c o al trabajo para desenergizar la primera etapa. 3. P a r a desenergizar la segunda etapa usar un temporizador n e u m á t i c o al reposo. 4. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso.' 5. E l pulsador de marcha p o d r á volver a actuar sólo si el proceso ha concluido completamente. P r a c t i c a 42 SISTEMA FIFO A U T O M A T I C O Y C I C L I C O D E DOS E T A P A S - Diagrama del proceso: Condiciones: 3. Usar un temporizador e l e c t r ó n i c o etapa. serie al trabajo para energizar la segunda 2. Usar un temporizador n e u m á t i c o al trabajo para desenergizar la primera etapa. 3. Usar un temporizador n e u m á t i c o al reposo para desenergizar la segunda 4. Tan pronto se desenergice la segunda etapa el proceso. etapa. debe reiniciarse a u t o m á t i c a m e n t e 5. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso. 163 6. E l pulsador de marcha, una vez iniciado el proceso, en ningún momento alterar o interferir el proceso. puede 7. E l proceso p o d r á interrumpirse sólo con e l pulsador de paro. P r á c t i c a 43 S E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S C1 D i a g r a m a del proceso: C2 Condiciones: 1. Se e n e r g i z a r á la segunda etapa cuando un detector inductivo capte la presenc i a de un objeto m e t á l i c o , transportado por la p r i m e r a etapa. 2. Una vez energizada la segunda etapa debe desenergizarse el detector. la p r i m e r a etapa y 3. E l tiempo de funcionamiento de la segunda etapa e s t a r á dado por un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 4. Tan pronto se desenergice el proceso. la segunda etapa debe reiniciarse automáticamente 5. Usar un temporizador n e u m á t i c o al reposo (con un tiempo muy corto) permitir que el objeto salga del campo de a c c i ó n del detector. para 6. Los cambios de tiempo en el temporizador al trabajo no deben alterar el proceso. 7. E l pulsador de marcha, una vez iniciado el proceso, en ningún momento alterar o interferir el proceso. puede 8. L a suspensión del proceso sólo p o d r á realizarse con el pulsador de paro. P r a c t i c a 44 5 E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S D i a g r a m a del proceso: Condiciones: 1. E l proceso debe funcionar exactamente como en la p r á c t i c a 43. 2. L a única diferencia radica en que debe usarse un temporizador n e u m á t i c o al trabajo en lugar del temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 184 P r á c t i c a 45 S E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S Diagrama del proceso: Condiciones: 1. L a segunda etapa se e n e r g i z a r á cuando un detector inductivo capte la presenc i a de un objeto m e t á l i c o y la p r i m e r a etapa se haya desenergizado por acción del detector. 2. E l tiempo de funcionamiento de la segunda etapa e s t a r á dado por un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 3. Concluido el tiempo de t e m p o r i z a c i ó n se d e s e n e r g i z a r á l a segunda etapa e i n mediatamente debe reiniciarse e l proceso. 1 4. E l circuito del detector se m a n t e n d r á energizado durante todo e l proceso. 5. Los cambios de tiempo en e l temporizador no deben alterar el proceso. 6. E l pulsador de marcha, una vez iniciado el proceso, en ningún momento puede alterar o interferir e l proceso. 7. L a suspensión del proceso sólo p o d r á realizarse con e l pulsador de paro. P r á c t i c a 46 S E C U E N C I A C I C L I C A Y A U T O M A T I C A D E DOS E T A P A S Diagrama del proceso: Condiciones: • 1. L a primera etapa se d e s e n e r g i z a r á cuando un detector inductivo capte la presencia de un objeto m e t á l i c o , e inmediatamente un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo e m p e z a r á a contar el tiempo requerido para la e n e r g i z a c i ó n de l a segunda etapa. 2. A l energizarse la segunda etapa debe desenergizarse e l detector y el temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 3. L a d e s e n e r g i z a c i ó n de la segunda etapa debe producirse por a c c i ó n de un i n terruptor de posición. 4. E l proceso debe reiniciarse a u t o m á t i c a m e n t e después de un determinado t i e m po, controlado por un temporizador n e u m á t i c o al reposo. 5. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso. 165 6. E l pulsador de marcha, una vez iniciado el proceso, en ningún momento alterar o interferir el proceso. puede 7. E l proceso p o d r á interrumpirse sólo con el pulsador de paro. P r á c t i c a 43 S E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S C1Í D i a g r a m a del proceso: C2 Condiciones: 1. Se e n e r g i z a r á la segunda etapa cuando un detector inductivo capte la presenc i a de un objeto m e t á l i c o , transportado por la primera etapa. 2. Una vez energizada la segunda etapa el detector. debe desenergizarse la primera etapa y 3. E l tiempo de funcionamiento de la segunda etapa e s t a r á dado por un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 4. Tan pronto se desenergice el proceso. la segunda etapa debe reiniciarse automáticamente 5. Usar un temporizador n e u m á t i c o al reposo (con un tiempo muy corto) permitir que el objeto salga del campo de a c c i ó n del detector. para 6. Los cambios de tiempo en el temporizador al trabajo no deben alterar el proceso. 7. E l pulsador de marcha, una vez iniciado el proceso, en ningún momento alterar o interferir el proceso. puede 8. L a suspensión del proceso sólo p o d r á realizarse con el pulsador de paro. P r á c t i c a 44 S E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S D i a g r a m a del proceso: Condiciones: 1. E l proceso debe funcionar exactamente como en la p r á c t i c a 43. 2. L a única diferencia radica en que debe usarse un temporizador n e u m á t i c o al trabajo en lugar del temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. 164 Concluido el tiempo de t e m p o r i z a c i ó n se d e s e n e r g i z a r á la segunda etapa e i n mediatamente debe reiniciarse e l proceso. 6. 165 . e inmediatamente un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo e m p e z a r á a contar el tiempo requerido para la e n e r g i z a c i ó n de la segunda etapa. Los cambios de tiempo en los temporizadores no deben alterar el proceso. 2. 5. Los cambios de tiempo en e l temporizador no deben alterar el proceso. E l tiempo de funcionamiento de la segunda etapa e s t a r á dado por un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. E l pulsador de marcha. 3. en ningún momento puede alterar o interferir el proceso. L a d e s e n e r g i z a c i ó n de la segunda etapa debe producirse por a c c i ó n de un i n terruptor de posición. 4. L a suspensión del proceso sólo p o d r á realizarse con e l pulsador de paro. L a primera etapa se d e s e n e r g i z a r á cuando un detector inductivo capte la presencia de un objeto m e t á l i c o . 7. E l proceso debe reiniciarse a u t o m á t i c a m e n t e después de un determinado t i e m po.P r á c t i c a 45 S E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S Diagrama del proceso: C2 Condiciones: 1. E l circuito del detector se m a n t e n d r á energizado durante todo e l proceso. 3. una vez iniciado el proceso. controlado por un temporizador n e u m á t i c o al reposo. 5. DOS E T A P A S H Diagrama del proceso: H H—-=—~¡ C2 Condiciones: 1. L a segunda etapa se e n e r g i z a r á cuando un detector inductivo capte la presenc i a de un objeto m e t á l i c o y la p r i m e r a etapa se haya desenergizado por acción del detector. P r á c t i c a 46 S E C U E N C I A C I C L I C A Y A U T O M A T I C A D E . 2. A 4. A l energizarse la segunda etapa debe desenergizarse e l detector y e l temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo. Si se interrupe el haz de luz del detector debe desenergizarse la segunda etapa e iniciarse el conteo de un determinado tiempo. en ningún momento alterar o interferir el proceso. L a suspensión del proceso sólo p o d r á realizarse con el pulsador de paro.6. D e s p u é s de otro lapso de tiempo se a p a g a r á M2 y v o l v e r á a prender a u t o m á t i c a m e n t e M I . L a suspensión del proceso sólo p o d r á realizarse con el pulsador de paro. puede 6. con un tiempo muy corto). Transcurrido el tiempo de t e m p o r i z a c i ó n se energizan la segunda etapa y un detector f o t o e l é c t r i c o reflex y se debe desenergizar el temporizador e l e c t r ó n i co serie al trabajo. Si durante 166 este funcionamiento c í c l i c o falla M I . A d e m á s . Transcurrido c i e r t o tiempo se apaga " M I y se prende a u t o m á t i c a m e n t e M 2 . Orientaciones para diseñar el esquema: A l accionar el pulsador de marcha debe energizarse inmediatamente M I . 3. Los cambios de tiempo de los temporizadores proceso. debe entrar en funcionamiento. Cuando un detector inductivo capte la presencia de un objeto m e t á l i c o debe empezar a contarse el tiempo (mediante un temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo) necesario para que se energice la segunda etapa. P r á c t i c a 48 M A N D O D E DOS M O T O R E S E N F O R M A S E C U E N C I A L A U T O M A T I C A Y C I C L I CA MEDIANTE TEMPORIZADORES A L T R A B A J O . 2. en ningún momento alterar o i n t e r f e r i r el proceso. al trabajo no deben alterar el 5. P r á c t i c a 47 S E C U E N C I A A U T O M A T I C A Y C I C L I C A D E DOS E T A P A S D i a g r a m a del proceso: Condiciones: 1. mediante un temporizador n e u m á t i c o al trabajo. puede 7. E l pulsador de marcha. E l pulsador de marcha. una vez i n i ciado el conteo del tiempo debe desenergizarse la p r i m e r a etapa y el detector. . para que se reinicie a u t o m á t i c a m e n t e el proceso. (Para garantizar la e n e r g i z a c i ó n del temporizador n e u m á t i c o al trabajo usar un t e m porizador n e u m á t i c o al reposo. C O N MOTORES DE RESERVA P A R A CASOS E N QUE F A L L E N A Q U E L L O S . y a s í constantemente. 4. una vez iniciado el proceso. una vez iniciado el proceso. Cuando la falla se produce en M2.a u t o m á t i c a m e n t e . M 3 (C6) para que no se interrumpa la secuencia. R —ssoJ\ F4 F1 F3 FZ W-4-I ^ I I UL C1t\^C12^-\^ 1 Cl I CIO\^ . a u t o m á t i c a m e n t e debe entrar en funcionamiento M4 (C7) para cumplll la fun ción de M 2 . Para la puesta en marcha usar sólo selector. . de manera que el proceso c o n t i n ú e con los dos motores de reserva. Es decir que los motores de reserva deben cumplir exactamente la función del motor que suplen.' C13 r 1 r %¡ 1 r cío Cl s- CU P r á c t i c a 49 C 10 ( h 2 f V \ C1I ' • h3<xl C 1 2 10 12 13 14 15 16 17 Modificar el montaje anterior para el caso en que fallen los motores principales. Cuando la falla se produce en M2. M3 (C6) para que no se interrumpa la secuencia. Para la puesta en marcha usar sólo selector. H 1 H •so J V F 1 F4 F3 I F2 n f I \ :T ^ .1 > ^ C 1 l \ ^ C12>£-\^ i Cl c t o \ ^ . \ c. .autom&tli Bltiente. Es decir que los motores de reserva deben cumplir exactamente la función del motor que suplen.' .\. de manera que el proceso c o n t i n ú e con los dos motores de reserva. a u t o m á t i c a m e n t e debe entrar en funcionamiento M4 (C7) para cumplir la fun Cl6n «le M2. CIO ¿ir' Ci S' Cl h 1( CZ) P r á c t i c a 49 C 10 Et C4 h 2 f V N C11 c x f i «i 11 3 " (^) ci2 h 4 ixi| i (^ " [ ^ ^ " ^ 10 12 13 ^ 14 15 h 16 a(^ 17 Modificar el montaje anterior para el caso en que fallen los motores principales. diseñe el esquema de funcionamiento para dos s e m á f o r o s (uno para cada vía del cruce). Aplicando los conocimientos adquiridos. para reiniciar nuevamente la secuencia. P A R A U N C R U C E D E DOS VIAS.. C3 6 A 1 C C 13 : ii C2 3 ci C 11 . luego sólo á m b a r ..o SEMA! OR1ZACIQN MEDIANTE TEMPORIZADORES A L T R A B A J O . finalmente rojo con á m b a r . Primero prende sólo verde. Cl I I I C ROJO I 10 II A C A C V E ROE 2 12 13 A C . I C2 C5 CIO . 1 . 1 (A C •:• iiStallítlilrl 5 ( A C 2 C 2 \ C10 s—S i 2 A C VERDE i 4 I 1111111 1 1 \ \ 2 AMBAR A 1-2 r cu 9 A |C ROJO 1. En el segundo s e m á f o r o la secuencia es la misma pero se comienza en rojo..ii oo :. R L_3 so[-^ C 1 3 Cl 6A Cl \ Cl\ 1 C4 \ C2 y! C 1 1 ^ 0 2 ^ C13 ^ C3 . después sólo rojo.rrftolir. I N V E R S O R E S DE 3.1. C I R C U I T O S D E M A N D O P r á c t i c a 51 INVERSOR DE M A R C H A C O N ENCLAVAMIENTO POR CONTACTO A U X I L I A R . Elementos que se necesitan: * * * * * 2 1 1 2 3 contactores principales relé térmico pulsador N C pulsadores N A pilotos luminosos 169 .3. se puede invertir también R y S o R y T. C i R C U I T O DE POTENCIA AsT como en este esquema se ha invertido S y T. 3.2. L o importante es que sólo se inviertan dos fases' en todo el c i r c u i t o . P r á c t i c a 52 INVERSOR DE M A R C H A C O N E N C L A V A M I E N T O P O R C O N T A C T O A U X I L I A R Y P O R P U L S A D O R E S . * * * * * 2 1 1 2 3 contactores principales relé térmico pulsador N C pulsadores c o n e x i ó n . como no es energizar la bobina de C 2 . obtiene la bo- A l pulsar S2 se energiza la bobina de C2 a u t o s o s t e n i é n d o s e por 13-14 de C 2 y se abre el contacto auxiliar cerrado (61-62) de C 2 . A l mis- mo tiempo se abre el contacto auxiliar cerrado (61-62) de C l . e s t é energizada. é s t a no se energiza.C i c l o de funcionamientoAl pulsar SI se energiza la bobina de C l . D E M A N E R A Q U E P A R A R E A L I Z A R L A INVERSION NO ES N E C E S A R I O O P R I M I R . con lo cual se que el contacto auxiliar cerrado de C l (61-62) vuelva a cerrarse. a u t o s o s t e n i é n d o s e por 13-14 de C l . bloqueando la bobina de C 2 . bloqueando la bobina de C l . sea cual sea la bobina que El r e l é t é r m i c o a c t ú a siempre que se produce una sobrecarga. quedando bina de C 2 en posibilidad de ser energizada. posible de C l .d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos C i c l o de funcionamiento: A l pulsar S i se abre el c i r c u i t o en el cual se encuentra la bobina de C 2 en 1-2 (= enclavamiento por pulsador) y se c i e r r a el c i r c u i t o de la bobina de C l por 3-4 de S I . Si se pulsa SO el c i r c u i t o se i n t e r r u m p i r á totalmente. A l dejar de oprimir SI se vuelve a abrir su contacto 3-4 y se c i e - 170 . independientemente del sentido de r o t a c i ó n que tenga en ese momento el motor. se abre el contacto cerrado de enclavamiento (61-62 de C l ) . de manera que si en ese momento se pulsa S2. porque su c i r c u i t o se halla abierto en 61-62 es necesario desenergizar la bobina de C l pulsando SO. P a r a volver a energizar la bobina de C l se tienen que r e a l i z a r todas las operaciones expresadas anteriormente.EL P U L S A D O R D E P A R O . A l quedar energizada la bobina de C l . Si se pulsa S2 mientras e s t á energizada la bobina de C l . a u t o s o s t e n i é n d o s e por 13-14. Si se vuelve a pulsar SI se p r o d u c i r á el mismo f e n ó m e n o observado al pulsar S2. y aunque se c i e r r a el conA r fl C tacto abierto (3-4) de S2. primero se abre su contacto cerrado (1-2) desenergizando la bobina de C l (por lo cual se c i e r r a nuevamente el contacto 6162 de C l ) y luego se c i e r r a su contacto abierto (3-4). mientras no se desenergice la bobina de C l . a u t o s o s t e n i é n d o s e por 13-14 de C2 y bloqueando la bobina de C l con 61-62 que se ha abierto. Si d e s p u é s que se ha desenergizado la bobina de C l pulsamos S2. A l cerrarse este contacto. q u e d a r á energizada la bobina de C 2 . sin tener en cuenta cual de las bobinas se halla energizada. es decir en qué sentido e s t á girando el motor. es decir que se desenergiz a r á la bobina de C2 y se e n e r g i z a r á la bobina de C l . Si se pulsan s i m u l t á n e a m e n t e SI y S2. el c i r c u i to de la bobina de C l no se interrumpe. interrumpiendo el paso de corriente tanto a la bobina de C l . Los mismos de la p r á c t i c a 36. ninguna bobina s e r á energizada. y se energiza por 3-4 la bobina de C l .rra 1-2.se abri- 171 . Para desenergizar el motor basta oprimir SO. para poder energizar la bobina de C 2 es necesario desenergizar previamente la bobina de C l oprimiendo SO (así se c e r r a r á 61-62 de C l ) . por cuanto los contactos cerrados de los pulsadores se abren al mismo tiempo. como la corriente e s t á pasando a la bobina por el auxiliar de sostenimiento (13-14) de C l . Por tanto. se abre e l auxiliar de enclavamiento (61-62) de C l . C i c l o de funcionamiento: ' A l pulsar SI se abre en 1-2 el c i r cuito que alimenta la bobina de C2 (enclavamiento). como ya se c e r r ó el contacto auxiliar que estaba enclavando la bobina de C 2 . la bobi2 3 4 1 na de C 2 no se energiza. ya que su circuito sigue abierto en 61-62 de C l . P r á c t i c a 53 INVERSOR D E M A R C H A C O N N E C E S I D A D D E O P R I M I R P U L S A D O R D E P A R O P A R A R E A L I Z A R L A INVERSION. como a la de C 2 . Si en ese momento se pulsa S2. energizada la bobina de C l a t r a v é s de su auxiliar de soste- Si en ese momento se oprime S2. autosost e n i é n d o s e por 13-14 de C l . A l que dar energizada la bobina de C l . quedando nimiento. que se e n e r g i z a r á y a u t o s o s t e n d r á por 13-14 de C 2 . el circuito de la bobina de C 2 . es obligatorio pulsar previamente el pulsador de paro (SO). de manera que al soltar S2. la bobina de C2 sigue energizada y la bobina de C l queda enclavada. enclavando la bobina de C l . y c e r r a r á . por 3-4. es decir que toda vez que se quie ra invertir el sentido de r o t a c i ó n del motor. D E S D E DOS E S T A C I O N E S .d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos primera e s t a c i ó n segunda e s t a c i ó n r' s—B 172 . DE OPRIMIR E L P U L S A D O R DE Elementos que se necesitan: * * * * * 2 1 2 4 3 contactores principales relé t é r m i c o pulsadores N C pulsadores c o n e x i ó n . se abre el contacto cerrado (61-62) de C2 que enclava la bobina de C l . C O N N E C E S I D A D P A R O . Las s e ñ a l i z a c i o n e s de marcha y paro de emergencia a c t ú a n normalmente. P a r a volver a energizar la bobina de C l s e r á necesario pulsar nuevamente SO. P r á c t i c a 54 INVERSOR D E M A R C H A .rá su contacto cerrado (1-2). A l quedar energizada la bobina de C 2 . b) Los interruptores estación. determine los pulsadores que u s a r á en cada estación. sino t a m b i é n entre las dos estaciones. c) Es necesario tener presente todos aquellos principios que se aplicaron en el diseño de circuitos de mando directo de un. c) A c c i o n e al mismo tiempo el pulsador de marcha derecha de una e s t a c i ó n y el pulsador de marcha izquierda de la otra e s t a c i ó n y viceversa: en ningún caso deben accionarse las bobinas.motor desde dos o tres estaciones. d) Una vez diseñado el circuito. b) E l enclavamiento por contacto auxiliar debe usarse normalmente. consignando sus marcas en la g r á f i c a de la página anterior. no sólo en la misma e s t a c i ó n . Ensayo del montaje realizado: a) A c c i o n e el c i r c u i t o primero sólo desde la primera e s t a c i ó n . Elementos que se necesitan: * * * * * * 2 1 1 2 2 3 contactores principales relé térmico pulsador N C pulsadores c o n e x i ó n .Orientaciones para d i s e ñ a r e l circuito: a) Los pulsadores de marcha deben estar enclavados entre sí. P r á c t i c a 55 INVERSOR D E M A R C H A C O N P U L S A D O R E S E I N T E R R U P T O R E S D E POSICION. se conectan igual que los pulsadores en un inversor en 173 . de posición cumplen funciones igual que en un in- equivalentes a una segunda c) Como los interruptores de posición a c t ú a n a u t o m á t i c a m e n t e ante un ataque de la misma máquina. e) No deje los símbolos incompletos y coloque todas las marcas e í n d i c e s .d e s c o n e x i ó n interruptores de posición o finales de carrera pilotos luminosos Orientaciones para diseñar el circuito: 1 a) L o s dos pulsadores de marcha deben actuar exactamente versor con necesidad de oprimir pulsador de paro. con relación a los contactos abiertos y cerrados de los pulsadores. luego ú n i c a m e n t e desde la segunda e s t a c i ó n : en cada caso debe funcionar como en la p r á c t i c a anterior. b) Pulse s i m u l t á n e a m e n t e los dos pulsadores de marcha de cada una de las estaciones: en ningún caso deben energizarse las bobinas. Comprobado este aspecto oprima el pulsador de paro. R . c) A c c i o n e uno de los pulsadores de marcha y luego. sin oprimir el pulsador de paro. d) A c c i o n e el otro pulsador de marcha: no debe responder s i . . 1 s —f=3— 2 A C 3 4 5 6 7 A | C Ensayo del montaje realizado: a) A c c i o n e s i m u l t á n e a m e n t e los dos pulsadores de marcha. luego los dos interruptores de posición: en ningún caso deben energizarse las bobinas. 174 . entre interruptores de posición y entre pulsadores e interruptores de posición.el cual no se necesita oprimir e l pulsador de paro para invertir el sentido de giro del motor. y vuelva a accionar el pulsador que n o / r e s p o n d i ó anteriormente. luego el pulsador de marcha izquierda y el correspondiente final de carrera para obtener la inversión de marcha: en ningún caso se deben energizar las bobinas. entre pulsadores. accione sucesivamente los interruptores de posición. previamente no se ha oprimido el pulsador de paro. b) A c c i o n e s i m u l t á n e a m e n t e el pulsador de marcha derecha y el final de carrera que debe invertir el sentido de la marcha del motor. d) Se deben usar los siguientes enclavamientos: por contacto auxiliar. B . C O N N E C E S I D A D D E OPRIMIR P O R I M P U L S O INICIAL Y P E R M A N E N T E . A L TRABAJO. R — S I A C 2 3 4 5 6 7 A| C' P r á c t i c a 57 INVERSOR A U T O M A T I C O . ya sea por impulso permanente (recordar lo visto en las p r á c t i c a s 6 y 7).P r á c t i c a 56 INVERSOR D E M A R C H A . * Enclavamiento por contacto auxiliar. como el contactor de marcha izquierda deben controlarse ya sea por impulso inicial. P O R T E M P O R I Z A D O R N E U M A T I C O C O N P R I O R I D A D D E A R R A N Q U E E N U N SENTIDO. b) Las s e ñ a l i z a c i o n e s y enclavamientos son los mismos de todo inversor normal: * S e ñ a l i z a c i ó n de marcha derecha. Elementos que se necesitan: * 2 contactores principales 175 . marcha izquierda y paro de emergencia. Orientaciones para d i s e ñ a r e l c i r c u i t o : a) Tanto el contactor de marcha derecha. PULSADOR DE PARO. entre pulsadores de marcha por impulso inicial. entre pulsadores de marcha por impulso permanente y entre pulsadores de marcha por impulso inicial y de marcha por impulso permanente. P a r a que pueda volver a girar a la derecha es necesario apagar p r i mero oprimiendo SO. y el motor queda girando a la izquierda. Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 1 2 2 1 1 3 176 contactores principales relé térmico contactores auxiliares bloques temporizados al trabajo o 2 temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos . A l mismo tiempo se energiza la bobina del temporizador (CIO) que se autosostiene por 13-14 de CIO. P r á c t i c a 58 INVERSOR DE M A R C H A C O N P A R O A U T O M A T I C O T E M P O R I Z A D O PREVIA L A INVERSION. el contac^ to temporizado 55-56 desenergiza la bobina de C l . a u t o s o s t e n i é n d o s e y enclavando la bobina de C 2 con el contacto auxiliar cerrado 6162 de C l . C O N P R I O R I D A D D E A R R A N Q U E E N U N SENTIDO D h GIRO. Transcurrido el tiempo prefijado.* * * * * * 1 1 1 1 1 3 relé térmico contactor auxiliar bloque temporizado al trabajo o un temporizador n e u m á t i c o al pulsador N C pulsador N A pilotos luminosos trabajo C i c l o de funcionamiento: A l pulsar SI se energiza C l . Energizada la bobina de C 2 se abre el c i r c u i t o de la bobina de C l (con 61-62 de C2) y el de la bobina de CIO (con 71-72 de C2). y el contacto temporizado 67-68 energiza la bobina de C 2 . :ntaciones para d i s e ñ a r el circuito: a) Cuando se accione el pulsador para marcha a u t o m á t i c a . es decir que aunque el motor e s t á detenido. A l energizarse C l l se abre el c i r c u i t o de C l y C I O mediante el contacto 31-32 de C l l . Transcurrido el tiempo prefijado. la cual se autosostiene por 13-14 de C l . Transcurrido el tiempo programado. el contacto temporizado de C l l (67-68) c i e r r a el c i r c u i t o de la bobina de C 2 . P r á c t i c a 59 INVERSOR M A N U A L O A U T O M A T I C O (con paro temporizado previa la inversión) C O N P R I O R I D A D D E A R R A N Q U E E N U N SENTIDO D E G I R O . que se autosostiene por 13-14 de C l l . quien d e t e r m i n a r á el tiempo de giro a la derecha. al mismo tiempo que se desenergiza la bobina de C l l al abrirse el contacto 71-72 de C 2 . e n e r g i z á n d o s e s i m u l t á n e a m e n t e el temporizador C I O . A d e m á s se abre el contacto 61-62 de C2 para evitar reenergizar C l mientras funcione C 2 . arrancando el motor hacia la izquierda. el sistema sigue energizado y en funcionamiento. El piloto h2 indica paro temporizado.C i c l o de funcionamiento: A l pulsar S i se energiza la bobina de C l . ". que se autosostiene por 13-14 de C 2 .energ i z á n d o s e la bobina de C U . det e n i é n d o s e el motor durante el tiempo programado por el temporizador C l l . el contacto temporizado 67-68 se cierra. el sistema debe fun177 . . siempre debe funcionar primero C l y luego C2. b) Si el accionamiento es manual.cionar exactamente igual que en la p r á c t i c a 42.0 — = -0— ' - -C3H {] 178 tí J I < : . t a m b i é n en forma manual. No deben interferirse ambos sistemas. mientras no se accione el pulsador de paro. 179 .P r á c t i c a 60 I N V E R S O R A L T E R N A D O O B A S C U L A N T E M E D I A N T E T E M P O R I Z A D O R ES N E U MATICOS A L T R A B A J O . para ir alternando su sentido de r o t a c i ó n a intervalos p e r i ó d i cos. Los temporizadores determinan el tiempo que debe girar el motor en c a da sentido: un temporizador que indique el tiempo de r o t a c i ó n hacia la derecha y otro que indique el tiempo de r o t a c i ó n hacia la izquierda. Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 1 2 2 1 2 3 contactores principales relé térmico contactores auxiliares bloques temporizados al trabajo o 2 temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo pulsador N C pulsadores c o n e x i ó n .d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos Orientaciones para d i s e ñ a r el circuito: a) No hay prioridad en el sentido de r o t a c i ó n del motor. es decir. c) Los pulsadores de marcha deben quedar fuera de servicio una vez iniciada la secuencia. debe e x i s t i r la posibilidad de arrancar el motor tanto hacia la derecha. como hacia la i z quierda. b) A l oprimir cualesquiera de los pulsadores el motor debe iniciar su marcha i n mediatamente. el motor debe quedarse funcionando en ese sentido hasta que se oprima el pulsador de paro. .I R -<'-- • .r. Elementos que se necesitan: * * * * * * * 2 I 2 2 1 2 3 contactores principales relé térmico contactores auxiliares bloques temporizados al trabajo o 2 temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo pulsador N C pulsadores c o n e x i ó n ..& t 3 6 8 A C A C A C A C 10 11 Orientaciones para d i s e ñ a r el circuito: El c i r c u i t o puede iniciarse tanto a la derecha como a la izquierda..' s . 180 .d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos R .P r á c t i c a 61 INVERSOR A U T O M A T I C O P O R T E M P O R I Z A D O R N E U M A T I C O A L T R A B A J O . Los enclavamientos se usan de acuerdo con los aspectos vistos anteriormente. C O N POSIBILIDAD D E P R E S E L E C C I O N D E L S E N T I D O INICIAL D E R O T A C I O N . >'••:•' iA ¿3» .r-r-7. pero una vez que se r e a l i c e .B - 7 í jlUrsiT. la inversión a u t o m á t i c a .j. . las bobinas de C l y C 2 se deben energizar por medio de los contactos temporizados abiertos. C O N P A R O T E M P O R I Z A D O A N T E S D E L A INVERSION R E A L I Z A D A P O R L O S I N T E R R U P T O R E S D E P O S I C I O N .d e s c o n e x i ó n pilotos luminosos b) Los finales de carrera deben desenergizar las bobinas de C l y C 2 y energizar los temporizadores. c) En funcionamiento a u t o m á t i c o . . 181 . d) Se debe s e ñ a l i z a r el paro temporizado. * * * * 2 1 2 2 2 1 2 4 contactores principales relé t é r m i c o contactores auxiliares bloques temporizados al trabajo o 2 temporizadores n e u m á t i c o s al trabajo interruptores de posición pulsador N C pulsadores c o n e x i ó n . como en la p r á c t i c a 37.Práctica 62 INVERSOR C O N FINALES D E C A R R E R A . Elementos que se necesitan: Orientaciones para diseñar el circuito: * * * * a) Los pulsadores deben energizar normalmente las bobinas de C l y ' C 2 . Una vez que se haya producido la inversión el detector debe ser el motor desenergizado. 4. el temporizador debe ser desenergizado. P a r a volver al sentido original de r o t a c i ó n del motor debe accionarse primero el pulsador de paro. Cuando un objeto m e t á l i c o entre en e l campo de a c c i ó n del detector. el motor debe detenerse e inmediatamente r e i n i c i a r su marcha en sentido contrario. tor debe cambiar inmediatamente su sentido de giro. A l o p r i m i r derecha. primero P r á c t i c a 64 INVERSOR DE M A R C H A A U T O M A T I C O P O R D E T E C T O R INDUCTIVO. el pulsador de marcha el motor debe comenzar a girar hacia la 2. 182 . P a r a volver al sentido original de r o t a c i ó n del motor debe accionarse el pulsador de paro. Una vez que se haya producido la inversión. DE MARCHA AUTOMATICO POR DETECTOR FOTOELECTRICO Condiciones: 1. 5. 4. 4. el detector debe ser el mo- desenergizado. A l oprimir el pulsador de marcha el motor e m p e z a r á girando h a c i a l a derecha.P r á c t i c a 63 INVERSOR DE M A R C H A AL TRABAJO. 3. 3. Transcurrido c i e r t o tiempo de haber iniciado su marcha. Una vez que se haya producido la inversión. Condiciones: 1. por a c c i ó n de un temporizador e l e c t r ó n i c o al trabajo que no sea serie. 2. debe cambiar inmediatamente su sentido de giro. emitido por el detector. A l o p r i m i r el pulsador de marcha el motor e m p e z a r á girando hacia la derecha. AUTOMATICO POR TEMPORIZADOR ELECTRONICO Condiciones: 1. primero P r á c t i c a 65 INVERSOR REFLEX. 3. Los contactos temporizados deben tener un punto c o m ú n . 2. P a r a volver al sentido original de r o t a c i ó n del motor debe accionarse el pulsador de paro. Cuando un objeto interrumpa el haz de luz. E l pulsador de marcha sión a u t o m á t i c a . 5. A l oprimir derecha. debe producirse la inversión de marcha. 5. el motor debe detener su m a r c h a . el motor 3. E l pulsador de marcha sión a u t o m á t i c a . Cuando un objeto interrumpa e l haz de luz emitido por el detector. E l proceso podrá suspenderse ú n i c a m e n t e oprimiendo el pulsador de paro. durante c i e r t o tiempo. 4. P a r a volver al sentido original ro el pulsador de paro. no debe interrumpir ni interferir el proceso de inver- 6. de r o t a c i ó n del motor debe accionarse prime- P r á c t i c a 67 INVERSOR DE M A R C H A B A S C U L A N T E C O N U N SOLO DETECTOR TRICO R E F L E X . Una vez que se haya producido la inversión el temporizador debe ser desenergizado. el motor r e i n i c i a r á su marcha pero en sentido contrario. E l objeto dejará de interrumpir el haz de luz como consecuencia de la inversión en el sentido de giro. y así sucesivamente a cada i n t e r r u p c i ó n del haz de luz. el pulsador de marcha el motor debe comenzar a girar hacia la 2. 4. P a r a la t e m p o r i z a c i ó n usar un temporizador n e u m á t i c o al trabajo. debe cambiar inmediatamente su sentido de giro hacia la izquierda. transcurrido el cual. 7. FOTOELEC- Condiciones: 1. Cuando un objeto interrumpa el haz de luz emitido por el detector. 3. Una nueva i n t e r r u p c i ó n del haz de luz h a r á que el motor vuelva a cambiar de sentido de r o t a c i ó n . 183 . Iniciada la t e m p o r i z a c i ó n se debe desenergizar el detector.Práctica 66 INVERSOR DE MARCHA AUTOMATICO POR DETECTOR FOTOELECTRICO Condiciones: 1. cada vez que un objeto m e t á l i c o entre en el campo m a g n é t i c o del detector. A l oprimir derecha. el pulsador de marcha el motor debe comenzar a girar hacia la 2. Si se usa un detector inductivo. 7. O C O N U N SOLO D E T E C T O R INDUCTIVO. no debe interrumpir ni interferir el proceso de inver- 6. el motor debe detenerse y transcurrido c i e r t o tiempo.P r á c t i c a 63 INVERSOR D E M A R C H A B A S C U L A N T E C O N TEMPORIZACION INDUCTIVOS. N O T A S 1. Usar dos pulsadores de marcha: uno para marcha derecha y otro para marcha izquierda. s i e m mano. c o n t r o l a do por otro temporizador n e u m á t i c o al trabajo. el motor debe comenzar a girar hacia la izquierda. es conveniente retomar algunos c i r c u i t o s secuenciales autom á t i c o s para transformarlos en inversores o bien combinar parte de ellos con los inversores a u t o m á t i c o s . el motor vuelve a detenerse y transcurrido c i e r t o tiempo. P a r a suspender el proceso debe oprimirse el pulsador de paro. 3. C2r— —5 1 _ r _ i i1 i \ C 2 J — / \z u 184 i i— —I . 2. entre en el campo de a c c i ó n del segundo detector inductivo. Cuando el motor c o m i e n c e a girar. P a r a familiarizarse aún m á s con los inversores y el d i s e ñ o de c i r c u i t o s de control. L o s objetos m e t á l i c o s p o d r á n salir del campo de a c c i ó n de los detectores -como consecuencia de la i n v e r s i ó n de giro del motor. Una vez energizados los temporizadores. debe consignarse en el esquema de mando con el correspondiente símbolo: i j n .DETECTORES 1. Cuando un objeto m e t á l i c o . A7 ' i J — ¡ . vuelve a girar en e l sentido en que c o m e n z ó . Cuando se realizan pre que se tenga a tes de comenzar el dicho enclavamiento i 1——l __r_ inversores de marcha es conveniente emplear. controlado por un temporizador n e u m á t i c o al trabajo. y así sucesivamente cada vez que un objeto m e t á l i c o entre en los campos de a c c i ó n de los detectores inductivos. 4. 5. deben ser desenergiza- cuando hayan cumplido comple- 8. 7. Si se oprime el pulsador de m a r c h a derecha. anmontaje. A l entrar un objeto m e t á l i c o en e l campo de a c c i ó n del primer detector i n ductivo. Si se pulsan s i m u l t á n e a m e n t e los dos p u l sadores de marcha. 2. Los temporizadores deben ser desenergizados tamente su función. Y. los detectores dos. los pulsadores de marcha ya no deben i n terrumpir ni interferir el proceso de inversión. el enclavamiento m e c á n i c o . 9. ninguna parte del c i r c u i t o debe energizarse. — A — . En este caso. 6. debe comenzar a girar en sentido c o n trario. el motor debe comenzar a girar hacia la derecha. Si se oprime e l pulsador marcha izquierda. pero que cumplan exactamente las mismas funciones. para conocer hasta qué punto has comprendido lo expuesto y realizado sobre diseño y montaje de c i r c u i t o s de mando. '< " ' •' :t CIRCUITO DE POTENCIA —EH . con su correspondiente circuito de mando. LOS CIRCUITOS D E INVERSORES AUTOMATICOS REALIZADOS. establezca claramente las diferencias y semejanzas existentes entre ellos. Antes de r e a l i z a r el montaje c o rrespondiente analízalos detalladamente y establece su ciclo de funcionamiento. 1 i—i * 3 - J 5 C4 Cl Y V <* C 2 185 . . DETECTORES INDUCTIVOS O DETECTORES FOTOELECTRICOS. es de máxima importancia diseñar esquemas diferentes a los propuestos. A partir de la siguiente p r á c t i c a se presentan una serie de circuitos de potencia. Práctica 69 INVERSOR C O N F I N A L E S D E C A R R E R A .Como se indicó al iniciar las p r á c t i c a s . Nota: como esta p r á c t i c a es muy parecida a la anterior. C O N P A R O T E M P O R I Z A D O A N T E S D E L A INVERSION R E A L I Z A D A P O R L O S I N T E R R U P T O R E S D E POSICION. ANTES D E C O N TINUAR C O N LAS SIGUIENTES PRACTICAS.. Por esta r a z ó n . T R A T A D E REDISEÑAR Y MONTAR. así como las ventajas y desventajas entre ambos. UTILIZANDO TEMPORIZADORES ELECTRONICOS. . CIRCUITO DE M A N D O i 186 . 4. A R R A N Q U E POR CONMUTACION ESTRELLA-TRIANGULO P r á c t i c a 70 CIRCUITO DE POTENCIA " -HEE3 s —EE3 1 T—B 1 T ESQUEMAS DE MANDO A Como este sistema es muy común. se presentan algunos esquemas tomados de c a t á l o g o s de fabricantes de contactores. Esquema que mecanique presenta Tele- 55 13 14 C 3 L 14 T 152 I A2 A2 A2 187 .1. 1. O T R O S S I S T E M A S D E A R R A N Q U 4. Esquema que presenta K l o c k n e r .M o e l l e r 188 .2. P r á c t i c a 71 ARRANQUE R ESTRELLA TRIANGULO C O N INVERSION D E M A R C H A MANUAL. — B s —EEt T —e» C1 \ \ 2 \ 4 1 \ C2 \ 6 \ \ 3 \ C 3 M 189 . '..' L *' C2 L 153 •1 0 2 |53 \ C2 \ 54 S3 C 5 54 r/ 62 1 \ E\ 81 C2 \ A E. S 2 23 o\ C (0 X2 f 7 _A 2 12 1o C l l . C O N P A R O T E M P O R I Z A D O A N T E S D E L A I N V E R S I O N .55 T | i (X) CIO M i 4 i. 1 c 11 «0 67 | 33 C 12 6 C 3 24 hl — C 5 \ A2 C2 h3 <X) i 10 A C 9 1 13 - |EZ] c. =3- 3 0 t. I ! » ._ te o I'!. \ L (95 LA £ . ' 72 ~ ' IVKRSION M E D I A N T E F I N A L E S D E C A R R E R A .2 03C 3 C5 h 4 | Al 12 13 Al 13 15 14 nuil iitu\wnuuu\u\uu\\i\itiiiin i . . 192 . 4.3. A R R A N Q U E POR AUTOTRANSFORMADOR P r á c t i c a 74 !93 . 4.4. A R R A N Q U E P O R R E S I S T E N C I A S Práctica ESTATORICAS 75 " — H s — B C 1 \ I 3 \ 4 r _ ! i r i 1_ 1 h n r -\ j i i R2 194 6 i i r i i h Rl i l V \ 2 4 . 4. A R R A N Q U E POR RESISTENCIAS Práctica ROTORICAS 76 195 .5. 4. s —EE$ T • CU 196 VELOCIDADES IN- . A R R A N Q U E D E M O T O R E S D E D O S P r á c t i c a 77 C O N M U T A D O R DE POLOS A U T O M A T I C O . 2 D E V A N A D O S D E P E N D I E N T E S . 2 V E L O C I D A D E S .6. 1 S E N T I D O D E GIRO. DAHLANDER.& C4 F1 F2 i 1 m I 3 i C3 r n !íí LCN ro 197 . 2 VELOCIDA- CZ) .P r á c t i c a 78 » s CONEXION DES. 1 SENTIDO D E G I R O . CIRCUITO D E PRESELECCION e — E B 3 C1 C4 F 1 . 2 SENTIDOS D E SENTIDO D E GIRO).Práctica 79 C O N E X I O N D A H L A N D E R . 2 V E L O C I D A D E S .i 5 \ \ \ C2 V V \ t 4 V V V c c C3 >1 198 (CON POTENCIA « — B s — T GIRO C DEL . CIRCUITO DE M A N D O o o < 199 . . t a m a ñ o . a l detector o sensor. b) Elegir e l tipo de d e t e c c i ó n que mejor se adapte. velocidad y cadencia de paso. f) Comparar las posibles soluciones en d) y e) y efectuar l a e l e c c i ó n definitiva. . d) Elegir l a forma. E l siguiente diagrama de flujo nos presenta nuevos c r i t e r i o s para seleccionar e l detector o sensor m á s adecuado para l a o p e r a c i ó n que se desea r e a l i z a r . DETECTOR INDUCTIVO SI /objeto \ 'metálico y alcance útil \ 5 48 mm NO DETECTOR FOTOELECTRICO 200 .ANEXO 1 GUIA P A R A L A SELECCION D E U N D E T E C T O R a) D e t e r m i n a r la naturaleza. grado de p r o t e c c i ó n al alcance útil deseado. c) V e r i f i c a r la influencia d e l entorno y determinar e l tipo de montaje. dimensiones. correspondiente e) Elegir e l tipo y las c a r a c t e r í s t i c a s del c i r c u i t o de mando. e l cuerpo. forma y distancia d e l o b j e t o . l-30s) Bloque temporizado n e u m á t i c o al reposo (0.5/4A) Bloque temporizado n e u m á t i c o al trabajo (0.5-30s) Temporizador e l e c t r ó n i c o serie al reposo (l.ANEXO 2 C O M P O N E N T E S T E L E M E C A N I Q U E USADOS E N L A S P R A C T I C A S Descripción Contactor principal Contactor auxiliar 4 N A C o n t a c t o r auxiliar 2 N A + 2 N C Contactor auxiliar 3 N A + 1 N C R e l é de p r o t e c c i ó n t é r m i c a (2. l-30s) Temporizador e l e c t r ó n i c o serie al trabajo (l.5-30s) Temporizador e l e c t r ó n i c o al trabajo (no serie) D e t e c t o r f o t o e l é c t r i c o reflex Reflector plástico D e t e c t o r inductivo Interruptor de posición Enclavamiento m e c á n i c o Pulsadores N A Pulsadores N C Bloque de contacto N A para pulsador X B 2 Bloque de contacto N C para pulsador X B 2 Pulsador doble (verde/rojo) Selector (conmutador) 2 posiciones fijas Bloque aditivo frontal 1NA Bloque aditivo frontal I N C Bloque aditivo frontal 1NA + I N C Bloque aditivo frontal 2 N C Bloque aditivo frontal 2 N A + 2 N C Bloque aditivo frontal 4 N A Bloque aditivo frontal 4 N C Bloque aditivo lateral 1NA + I N C Bloque aditivo lateral 2 N A Disyuntor para c i r c u i t o de control 1A Disyuntor para c i r c u i t o de control 2A Piloto de s e ñ a l i z a c i ó n verde Piloto de s e ñ a l i z a c i ó n rojo P i l o t o de s e ñ a l i z a c i ó n á m b a r (amarillo) Bornas de conexión (para 12 A W G ) Bomas de c o n e x i ó n portafusibles (10A) P a n t a l l a lateral para borna de c o n e x i ó n (12 A W G ) P a n t a l l a lateral para borna portafusible Freno para bornas de c o n e x i ó n Referencia LC1-D0910 C A 2 DN40 C A 2 DN22 C A 2 DN31 LR2D1308 LA2DT2 LA3DR2 RE1LC002 LA4DT2U RE1LC012 LA4DR2U RE4-TL11BU XUL-MO6031 XUZ-C39 XS4-P18MA230 XSCA200519 XCKM110 LA9D0902 XB2 BA31 XB2 BA42 ZB2-BE101 ZB2-BE102 XB2BL9425 XB2BD21 LA1DN10 LA1DN01 LA1DN11 LA1DN02 LA1DN22 LA1DN40 LA1DN04 LA8DN11 LA8DN20 GB2CB06 GB2CB07 XB2BV63 XB2BV64 XB2BV65 AB1W235U AB1FU10135U AB1AC24 AB1TF AB1AB8M35 . P.) 660 V 380 V 415 \1 • 440 V 220 V 202 1 2 3 5.5 10 20 25 .5 4 6.5 2 3 5. 12 18 25 32 40 50 65 80 95 115 150 185 265 400 500 630 780 750 1000 1500 1800 25 25 32 40 50 60 80 80 125 125 200 250 275 350 500 700 1000 1600 800 1250 2000 2750 • (In en A) NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ó ó ó ó 6 y y y y y ANEXO 4 I N T E G R A L E S 32 Y 63 Potencias normalizadas (H. 5.5 10 15 20 15 20 .5 10 7.ANEXO 3 GUIA PARA Contactbr LC1D09 LC1D12 LC1D18 LC1D25 LC1D32 LC1D40 LC1D50 LC1D65 LC1D80 LC1D95 LC1F115 LC1F150 LC1F185LC1F265 LC1F400 LC1F500 LC1F630 LCIF780 LC1BL LC1BM LC1BP LC1BR L A SELECCION DE CONTACTORES TELEMECANIQUE Contactos auxiliares AC3 AC1 Arr.5 1 1.5 10 15 20 15 20 25 30 40 1.5 15 20 Protección térmica (A) hH D ct- ro i-l l£> 0) t— 1 cn (si NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC .5 2 3 5.5 3 5.5 2.3 10 16 23 18 23 28 35 45 a a a a a a a a a a a a 2. Estrella 15 20 31 43 55 68 86 112 138 163 198 258 319 456 690 862 1086 1344 27 36 54 75 96 120 150 196 242 287 348 454 560 803 1212 1515 1909 2363 9 .5 4 6. 30 35 45 2 4 .5 10 15 20 15 20 30 35 45 1.Directo Red/triáng.5 10 13. 25 30 40 50 60 1.3 10 16 25 32 25 32 40 50 63 Protección Magnética (A) 15 24 38 60 95 150 190 150 190 240 300 380 a a a a a a a a a a a a 30 48 76 120 190 300 380 300 380 480 600 760 Integral 32 0.5 7. 5 5.5 1. 125 - 200 85 85 110 175 205 220 160- 110 110 150 220 250 270 200 - 315 150 150 190 270 300 350 250 - 400 190 190 220 350 400 430 315 - 500 245 245 300 430 510 580 400 - 630 300 300 380 545 610 680 500 - 800 380 400 480 680 630 ...5 0.10 - 10 9 :- 13 10 12 13.5 .5 10 13.5 15 . - 36 10 10 12 12 13. - 32 20 25 30 28 .5 1. - 40 15 15 20 30 35 40 37. 25 30 35 30 •.5 7 4 4 5 7..5 7.5 1 2 2 3 2.5 - 4 . 125 136 100 - 160 75 75 85 136 150 180.5 5. - 50 20 20 25 40 45 54 . 440V 500V 1 1.1.5 .5 0.1000 (25) (15) - 70 .5 13. 1.5 7.6 - 2.5 7. P .ANEXO 5 RELES DE PROTECCION T E R M I C A T R I P O L A R E S T E L E M E C A ÑIQUE " Potencias normalizadas m á x i m a s en H .5 3 3 4 4 - 6 8 380V 260V 208V 220V 0.75 1 1 • ' .5 7.5 Zona de regulación 2 2 2 4 5 5.5 5. 48 •-' 65 (25) : 30 45 50 60 55 - 70 25 25 35 50 60 ' 70 63 - 80 30 30 40 60 70 80 80 - 93 35 35 45 70 80 85 75 - 105 40 40 50 80 85 (110) 80 - 125 45 45 54 85 100 110 95 - 125 54 54 110 .' 250 .5 - 3 3 3 5. 1.5 12 - 18 15 15 20 17 - 25 ' (20) 20 25 23 .5 5.5 7. La intensidad le c o r t a d a enA C 3 es igual a la intensidad nominal le a b s o r bida p o r elmotor. L a s c u r v a s d e elección a l l a d o d e t e r m i n a n el calibre d e l c o n t a c t o r a elegir. ejemplo : Ue . L a s c u r v a s d e elección a l l a d o d e t e r m i nan e l calibre del contactor.5 k W Ue = 380 V le . ( l e =• i n t e n s i d a d n o m i n a l d e l m o t o r ) . 2 3 80100 4 5 6 78910 200 400 6008001000 2000 4000 4260 Intensidad cortada en A Categoría A C 3 Mando nos d emotores d e jaula. L a s c u r v a s d e elección a l l a d o d e t e r m i nan el calibre del contactor. 5 A lc-6 le-69 A 100000 ciclos de maniobras deseados. e s decir LC1-D17. 380V P -' n ÍS P o t e n c i a d e e m p l e o 204 e n k W .5 0 = i22"Si S S 5 S H ? S2S Q 40T> 6008001000 2000 4000 . trifásicos a s i n c r o - c o ncorte "motor lanzado".5 0 A 2 millones d e ciclos de maniobras deseados. Ejemplo : Motor asincrono c o n P = 5. 9 5 ) La intensidad igual cortada a la intensidad Ic e n A C 1 e s le normalmente absorbida p o r lac a r g a .1 1 . e s decir LC1 o LP1-D40.5. ejemplo : Motor asincrono c o n P . La intensidad Ic c o r l a d a enAC4 es igual a 6 le.380 V :20b le-11. c o n c o r t e " m o t o r c a l a d o " . e s decir LC1-D17.5 A 3 millones d e ciclos de maniobras deseados.5 A lc-le-11.5 k W Ue . 2 3 4 5 678910 270 350500700 Intensidad cortada en A Categorías AC2 y AC4 5 Mando demotores £! &>CDei toco trifásicos a s i n c r o - AC2/AC4 n o s d e jaula.220 V le = 5 0 A e n A C 1 0 .40 °C lc = l e .ANEXO 6 ELECCION D E UN C O N T A C T O R E N FUNCION D E L A ROBUSTEZ ELECTRICA Categoría A C 1 Q < < Millones de ciclos de maniobras M a n d o de circuito resistente í¡ 99 ú y y o c j y y ü o cj y ( c o s ip > 0 . 215 240 260 280 320 355 385 400 410 455 495 520 560 THW • • 15 20 30 45 65 . 195 230 265 310 360 405 445 505 545 620 690 755 985 815 935 1065 . 1175 1280 TIPOS D E A I S L A M I E N T O D E L O S C O N D U C T O R E S T W : A i s l a m i e n t o resistente a la humedad T H W : A i s l a m i e n t o resistente al calor y a la humedad 205 . 40 65 95: 125 145 170 . 20 25 40 55 80 105 120 140 165 195 225 260 300 340 375 420 455 515 575 630 655 680 780 890 980 1070 THW 20 25 . .ANEXO 7 CAPACIDAD DE CONDUCCION DE CORRIENTE PERMISIBLE E N LOS CONDUCTORES D E C O B R E AISLADO EXPRESADA EN AMPERIOS POR CALIBRE DUCTO TW 14 12 10 8 6 4 3 2 1 0 00 000 0000 AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG AWG 250 300 350 400 500 600 700 750 800 1000 1250 1500 2000 MCM MCM ' MCM MCM MCM MCM MCM MCM MCM MCM MCM MCM MCM 15 20 30 40 55 70 80 95 110 125 145 165 195 . 85 100 115 130 150 175 200 230 255 285 310 335 380 420 460 475 490 545 590 625 665 AL AIRE LIBRE TW . 20 0.40 6 8 Protegido contra la inmersión prolongada 9 5 0.15 0. NFC.50 0.40 2 6 Totalmente protegido contra el polvo 6 Protegido contra los "golpes de mar" 7 Protegido contra los efectos de inmersión 7 1.ANEXO 8 G R A D O S O I N D I C E S D E P R O T E C C I O N (IP) 1 § Cifra característica Protección contra los contactos y la penetración de cuerpos sólidos según IEC.50 4 Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 1 mm 4 Protegido contra las proyecciones de agua 5 Protegido contra el polvo 5 Protegido contra el lanzamiento de agua 5 0.50 0.15 0.375 3 Protegidos contra cuerpos sólidos superiores a 2.25 0. NFC.25 0.225 2 Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 12 mm 2 Protegido contra las caídas verticales de agua (ángulo máximo de 15°) 2 0. 2§ Cifra característica Protección contra la penetración de líquidos según IEC. DIN.5 mm 3 Protegido contra el agua de "lluvia" 3 0.15 0. 3§ Cifra característica Protección contra daños mecánicos según NFC Peso Kg Altura Energía de l a del caída choque J m 0 No protegido 0 No protegido 0 No protegido 1 Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 50 mm •1 Protegido contra las caídas verticales de gotas de agua 1 0. DIN.40 20 206 .