Accionamiento Electrico Unac

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO

ELÉCTRICO

Ing. CESAR SANTOS M.

INTRODUCCIÓN

Existen cargas que son alimentadas con tensióntrifásica, tales como motores eléctricos, hornoseléctricos, transformadores de potencia, etc. y estaenergía que consumimos proviene de generadoresde corriente trifásica.En esta unidad comprenderá cómo distinguir dosámbitos que influyen en las características deelección de los aparatos y en su instalación.

OBJETIVOS

• Definir las especificaciones de funcionamientode máquinas y/o sistemas mecánicos, desde elpunto de vista de accionamientos eléctricos ysensores para su automatización.

• Proporcionar una configuración del sistema decontrol y mando necesarios para automatizar ycumplir condiciones especificadas y optimizar elfuncionamiento de un sistema dado.

SÍMBOLOS ELECTROTÉCNICOS:

Los símbolos electrotécnicos son representaciones

gráficas de los componentes de una instalación eléctrica,

que se usan para transmitir un mensaje,

para identificar, calificar, instruir, mandar y

advertir.

SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

INTERRUPTOR DE POTENCIA CON TC INCORPORADOS

INTERRUPTOR DE POTENCIA EXTRAIBLE

SECCIONADOR

SECCIONADOR DE PUESTA A TIERRA

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

TRANSFORMADOR DE TENSIÓN CAPACITIVO

TRANSFORMADOR DE TENSIÓN INDUCTIVO

VENTAJAS DEL USO DE SÍMBOLOS:

a) Su empleo es universal.

b) Ahorro de tiempo en representar loscomponentes de un circuito.

c) Facilita la interpretación de circuitoscomplicados.

d) Economía en el empleo del materialgráfico para la representación deartefactos, máquinas, instrumentos omateriales eléctricos.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SÍMBOLOS:

Deben ser lo más simple posible para facilitar sudibujo y evitar pérdida de tiempo en surepresentación.

Deben ser claros y precisos.

Deben contener elementos característicos de loque se desea representar.

Deben evitarse los dibujos de figuras pictóricas.

El nombre del símbolo debe ser claro y preciso.

NORMAS:

Corriente continua.

Corriente alterna.

Corriente continua o alterna (universal).

Corriente alterna monofásica. P. ej.: 60 Hz.

Corriente continua - dos conductores. P. ej.: 60 V.

Corriente alterna trifásica. P. ej.: 380 V 60 Hz.

Corriente alterna trifásica con conductor neutro. P. ej.: 380 V 60 Hz.Corriente alterna trifásica con conductor neutro puesto a tierra. P. ej.: 380 V 60 Hz.Corriente alterna trifásica con conductor neutro y conductor de protección. P. ej.: 380 V 60 Hz.

Corriente continua - dos conductores con conductor medio o neutro. P. ej.: 60 V.

SignificaciónSímbolo según las normas

IEC DIN ANSI

1 60 Hz

3 60 Hz

3N 60 Hz

3NPE 60 Hz

380 V3PEN 60 Hz

3NPE 60 Hz380 V

3PEN 60 Hz

2 - 60 V

2M - 60 V

1 PHASE2 WIRE60 CYCLE

3 PHASE3 WIRE60 CYCLE380 V

3 PHASE4 WIRE60 CYCLE380 V(with neutral)

3 WIRE DC60 V

2 WIRE DC60 V

NATURALEZA DE LAS TENSIONES E INTENSIDADES

3 PHASE4 WIRE60 CYCLE380 V(with neutral and protection earth)

3 PHASE4 WIRE60 CYCLE380 V

3PEN 60 Hz380 V

3/N/PE 60 Hz380 V

= IEC = IEC

Contacto de cierre.

Contacto de apertura.

Contacto de conmutación.

Contacto de conmutación sin interrupción.

Contactor con relé térmico (guardamotor).

Contacto temporizado abierto. Cierre retardado.

IEC DIN ANSI

ELEMENTOS MECÁNICOS DE CONEXIÓN

Contacto temporizado cerrado. Apertura retardada.Contacto temporizado abierto. Apertura retardada.Contacto temporizado cerrado. Cierre retardado.

Cortocircuito fusible (base + cartucho).

Barra de seccionamiento (barra de conexión).

Dispositivo de enchufe.

Interruptor de potencia. Símbolo general.

Interruptor automático con protección magnetotérmica.

Interruptor seccionador de potencia. (Posición seccionadora visible).Seccionador tripolar.

Seccionador en carga, tripolar.

Seccionador con fusibles.

IEC DIN ANSI

ELEMENTOS MECÁNICOS DE CONEXIÓN (Maniobra y protección)

4.10 = IEC

Pulsador con accionamiento manual en general (NA).

Pulsador con accionamiento manual por empuje (NA).

Contacto con enclavamiento rotativo, accionamiento manual.

Conmutador con dos posiciones y cero, con retorno a cero al cesar la fuerza de accionamiento (NA).

Conmutador con dos posiciones y cero, con enclavamiento en las dos posiciones.

Mando con pulsador.

Interruptor manual (auxiliar de mando).

IEC DIN ANSI

AUXILIARES MANUALES DE MANDO

Sistema de accionamiento, con retroceso automático, al cesar la fuerza de accionamiento, para contactores y similares.

Relé con dos devanados activos en el mismo sentido.

IEC DIN ANSI

BOBINAS ELECTROMAGNÉTICAS

Relé o disparador de medida con indicación de la magnitud medida. Por ej.: mínima tensión.

Sistema de accionamiento electromecánico retardado. Retraso a la desconexión.

Sistema de accionamiento electromecánico retardado. Retraso a la conexión.

Sistema de accionamiento electromecánico retardado. Retraso a la conexión y desconexión.

Relé polarizado.

Relé de remanencia.

U< U<U

MUY RETARDADO

MUY RETARDADOSO

Motor trifásico con rotor de anillos rozantes.

Motor trifásico con rotor de jaula.

Motor trifásico con rotor de jaula, con seis bornes de salida.

IEC DIN ANSI

MÁQUINAS ROTATIVAS

Obsérvese que no se dibujan los bornes de conexión en ninguna Norma, lo que no quiere decir que no se identifiquen con sus letras características. Por ejemplo: U, V, W.

Voltímetro.

Amperímetro.

Vatímetro.

Fasímetro. (Indicando el factor de potencia o el ángulo).

Contador de impulsos.

Frecuencímetro.

Contador de energía activa.

Contador de energía reactiva.

Contador de horas.

IEC DIN ANSI

APARATOS DE MEDIDA

h= IEC

EQUIPOS DE MANDO Y MANIOBRA

• La aptitud para el seccionamiento es unacondición esencial de seguridad.

• Un aparato de maniobra cumple con estacondición cuando se garantiza la aislaciónde los contactos abiertos de manera enposición “O” tanto bajo la tensión nominalcomo ante las sobretensiones esperables enel sistema; existe seguridad.

• Un aparato de corte sin aptitud para el

seccionamiento pone en riesgo la seguridad

de las personas.

• Esta aptitud, indicada en los aparatos,

forma parte de la garantía de los mismos en

cuanto a sus prestaciones.

• De manera general todos los aparatos de

corte Merlin Gerin y Telemecanique y otrosincluyen la aptitud de seccionamiento.

•Las funciones a cumplir según la necesidadpueden ser:InterrupciónProtecciónConmutación

La función interrupciónLa norma IEC 60947-1 define claramente lascaracterísticas de los aparatos según susposibilidades de corte.

SeccionadorCierra y abre sin carga, puede soportar uncortocircuito estando cerrado. Apto para elseccionamiento en posición abierto.

SECCIONADOR ISARC 12-24kV 630A 12.5-25kA

InterruptorSe lo denomina vulgarmente interruptormanual o seccionador bajo carga.Cierra y corta en carga y sobrecarga hasta 8 In.Soporta y cierra sobre cortocircuito pero nolo corta.

Interruptor automáticoInterruptor que satisface las condiciones deun interruptor seccionador e interrumpe uncortocircuito.Es el caso de los interruptores Compact,Masterpact, C60, C120, NG125, GV2, GV7,entre otros.

Interruptor de potencia extraible

La función protección•Una elevación de la corriente normal de cargaes un síntoma de anomalía en el circuito.De acuerdo a su magnitud y a la rapidez desu crecimiento, se puede tratar de sobrecargaso cortocircuitos. Esta corriente de fallaaguas abajo del aparato de maniobra, si noes cortada rápidamente, puede ocasionardaños irreparables en personas y bienes.•Por ello es indispensable considerar ambosaspectos:Protección de personasProtección de bienes

• El elemento de protección tradicional, tantopara circuitos de distribución de cargasmixtas o circuitos de cargas específicas(motores, capacitores, etc.), era el fusible.• Su utilización, en la práctica, presentadesventajas operativas y funcionales: Envejecimiento del elemento fusible por eluso (descalibración). Diversidad de formas, tamaños y calibres. Ante la fusión de un fusible hay que cambiarel juego completo de la salida. Disponibilidad del calibre adecuado parael reemplazo.

• Los fusibles proporcionan una protección fase afase, con un poder de corte muy elevado y unvolumen reducido. Se dividen en dos categorías:

Fusibles “distribución” tipo gG

• Protegen a la vez contra los cortocircuitos ycontra las sobrecargas a los circuitos con picos decorriente poco elevados (ejemplo: circuitosresistivos).• Normalmente deben tener un calibreinmediatamente superior a la corriente del circuitoprotegido a plena carga.

Fusibles “motor” tipo aM

• Protegen contra los cortocircuitos a los circuitossometidos a picos de corriente elevados (picosmagnetizantes en la puesta bajo tensión de losprimarios de transformadores o electroimanes,picos de arranque de motores asíncronos, etc.). Lascaracterísticas de fusión de los fusibles aM “dejanpasar” las sobreintensidades, pero no ofrecenninguna protección contra las sobrecargas.• Normalmente deben tener un calibreinmediatamente superior a la corriente del circuitoprotegido a plena carga.

• Los fusibles de manera general se puedenmontar de dos maneras:En unos soportes específicos llamadosportafusibles,En los seccionadores, en lugar de los casquilloso las barretas.

FUSIBLE SECCIONABLE IN

FUSIBLE SECCIONABLE III

SECCIONADOR

• Hoy los interruptores automáticos evitantodos estos inconvenientes aportando unaprotección de mejor performance, invariablecon el tiempo, flexible por su capacidad deadaptación a nuevas cargas y que asegurala continuidad de servicio.

• El elemento de protección clásico paradetectar fallas a tierra es el interruptordiferencial.

Para la correcta elección de un aparatoque proteja sobrecargas y cortocirciutos esnecesario contemplar dos aspectos:

1- El nivel de cortocircuito en el punto de suinstalación, lo que determinará el poder decorte del interruptor automático.

2- Características que asuma la corrientede falla en función del tiempo, lo quedeterminará el tipo de curvas de disparo delinterruptor automático.

INTERRUPTOR II INTERRUPTOR III

INTERRUPTOR SECCIONADOR

TENSIÓN .- La tensión nominal del interruptorautomático debe ser superior o igual a la tensiónentre fases de la red.

FRECUENCIA.- La frecuencia nominal delinterruptor automático debe corresponder a lafrecuencia de la red.

CANTIDAD DE POLOS.- El número de polos de unaparato de corte se define por las característicasde la aplicación (receptor mono o trifásico), el tipode puesta a tierra (corte del neutro con o sinprotección) y la función a cumplir.

CARACTERISTICAS DE LA RED

POTENCIA DE CORTOCIRCUITO DE LA RED.- Esel aporte de todas las fuentes de generación dela red en el punto de suministro si allí seprodujera un cortocircuito. Se expresa en MVA.

Es un dato a ser aportado por la compañíaprestataria. El poder de corte del interruptordebe ser al menos igual a la corriente decortocircuito susceptible de ser producida en ellugar donde él está instalado. La definiciónexpresada posee una excepción, denominadaFiliación, la cual se desarrolla más adelante.

INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO.- Conocer el aporte al cortocircuito en un punto de la instalación es una condición excluyente para elegir un interruptor automático.

La magnitud de la Icc es independiente de la carga, y sólo responde a las características del sistema de alimentación y distribución. En función de los datos disponibles se proponen dos alternativas para la determinación de la Icc: Por cálculo Por tabla

El método consiste en:1- Hacer la suma de las resistencias y reactancias situadas aguas arriba del punto considerado.

RT = R1 + R2 + R3 + ...XT = X1 + X2 + X3 + ...

2- Calcular:Icc = Uo [ KA ]

√3 √RT² + XT²donde:Uo = Tensión entre fases del transformador en vacío, lado secundario de baja tensión, expresada en Voltios RT y XT = Resistencia y reactancia total expresadas en miliohmios (m Ω)

DETERMINACION DE Icc POR CÁLCULO

Determinar resistencias y reactancias en cada partede la instalación.

Parte de la instalación Valores a considerar (mΩ)Red aguas arriba

Resistencias (mΩ)R1= Z1 cosϕ 10-ᴣ cosϕ = 0,15Z1 = U²/P P = Pcc

P = Pcc de la red aguas arriba en MVA

Reactancias (mΩ)X1 = Z1 senϕ 10-3 senϕ = 0,98

Transformador

R2 = (Wc U² 10-ᴣ)/S²Wc = Pérdidas en el CuS = Potencia aparente transformador (kVA)

X2 = √ Z²2 – R²2Z2 = (Ucc U²)/100 S

Ucc = Tensión de cortocircuito del transform.

En cables

R3 = pL/Sp = 22,5 (Cu)L = mS = mm2

X3 = 0,08L (cable trifásico)X3 = 0,12L (cable unipolar)

L en m

En barrasR3 = pL/S

p = 36 (AL)L = mS = mm2

X3 = 0,15LL en m

• La Pcc es un dato de la compañía prestataria. Sino es posible conocerla, una buena aproximaciónsería considerar Pcc = ∞. Entonces la Icc quedasólo limitada por la Z2, que en porcentaje, esigual a la Ucc.

• La Ucc del transformador es un dato que estáfijado por la norma IRAM 2250 y los constructoresdeben ceñirse a ésta.

• Como ejemplo, la norma establece que paratransformadores de distribución en baño de aceiteentre 25 y 630 kVA, la Ucc es igual a 4%.Para potencias normalizadas de 800 y 1000 kVA, laUcc es igual a 5%.

Icc [ KA ]= (1/ Z2[%])*In (transformador) [ KA ]

EJEMPLO

PODER DE CORTE

•El poder de corte de un interruptor automático,define la capacidad de éste para abrir uncircuito automáticamente al establecerse unacorriente de cortocircuito, manteniendo elaparato su aptitud de seccionamiento ycapacidad funcional de restablecer el circuito.

• De acuerdo a la tecnología de fabricación,existen dos tipos de interruptores automáticos:Rápidos y Limitadores

CARACTERISTICAS DE UN INTERRUPTOR

GRAFICO Pg 13(1)Entorno deactuación deun interruptorrápido

(2)Idem de unlimitador

• La diferencia entre un interruptor rápido y unlimitador está dada por la capacidad de este últimoa dejar pasar en un cortocircuito una corrienteinferior a la corriente de defecto presunta.

• La velocidad de apertura de un limitador essiempre inferior a 5ms (en una red de 50Hz).

• El interruptor automático según IEC 60947-2tiene definidos dos poderes de corte:Poder de ruptura último (Icu)Poder de ruptura de servicio (Ics)

PODER DE RUPTURA ULTIMOLa Icu del interruptor es la máxima corriente decortocircuito que puede interrumpir dos veces en lasecuencia normalizada.PODER DE RUPTURA DE SERVICIOLa Ics es la que garantiza que un interruptorautomático, luego de realizar tres aperturassucesivas a esa corriente, mantiene suscaracterísticas principales y puede continuar enservicio.Los criterios para elegir un interruptor en base a sucapacidad o poder de ruptura son: Icu = Icc = IcsSeguridad del operador y de la instalación

FILIACIÓN O PROTECCIÓN

• La filiación es la utilización del poder delimitación de los interruptores. Esta limitaciónofrece la posibilidad de instalar aguas abajoaparatos de menor poder de corte.

• La limitación de la corriente se hace a todo lolargo del circuito controlada por el interruptorlimitador situado aguas arriba, y la filiaciónconcierne a todos los aparatos ubicados aguasabajo de ese interruptor, estén o no ubicadosdentro del mismo tablero.

PROTECCIÓN

PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGA• Su característica de disparo es a tiempodependiente o inverso, es decir que a mayor valorde corriente es menor el tiempo de actuación.

PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITO• Su característica de disparo es a tiempoindependiente, es decir que a partir de cierto valorde corriente de falla la protección actúa, siempreen el mismo tiempo. Las normas IEC 60947-2 y60898 fijan las características de disparo de lasprotecciones de los interruptores automáticos.

PROTECCIÓN

GRAFICO Pg. 18

Disparomagnético

Disparotérmico

Nº de veces In

Tiempo

TiempoCurvas de disparo

SELECTIVIDAD AMPERIMÉTRICA

Utiliza la diferencia de ajuste de los umbrales defuncionamiento magnético de los interruptores.

Para que la selectividad sea total, la corriente decorto circuito máxima en el interruptor situadoaguas abajo debe ser inferior al umbral de disparoinstantáneo del disyuntor situado aguas arriba

PROTECCIÓN

SELECTIVIDAD CRONOMÉTRICA

Utiliza la diferencia de los tiempos defuncionamiento entre los interruptores situadosaguas arriba y aguas abajo.

Para instalarla es necesario utilizarinterruptores retardados. Es total si el tiempode retardo del disyuntor situados aguas arribaes superior al tiempo de retardo del disyuntoraguas abajo.

PROTECCIÓN

CALCULO DE SECCIÓN DE CONDUCTORES

•Los conductores que unen la salida de uncircuito de distribución con el receptor son unode los elementos que deben ser protegidos encaso de cortocircuito.• Los criterios a tener en cuenta para sudimensionado son:Tensión nominalCálculo térmicoVerificación de la caída de tensiónVerificación al cortocircuito

SELECCIÓN DE CONDUCTORES

TENSIÓN NOMINAL ASIGNADA• Es la que define la aislación. Se deberá cumpliren todo momento que su tensión nominal seasuperior, o a lo sumo igual, a la tensión deservicio existente en la instalación (Un > Us).• Los conductores para las instalacioneseléctricas•de baja tensión son diseñados para tensiones deservicio de 1,1 kV.

CALCULO TÉRMICO•Será el que determine en principio la sección•del conductor.

Sección del conductor CorrienteIRAM 2183 máxima admisible

S (mm2) I (A)1 9,61,5 132,5 184 246 3110 4316 5925 7735 9650 116

Temperatura Factorde correcciónT (ºC) I (Fc)25 1,3330 1,2235 1,1340 145 0,8650 0,7255 0,5

• La verificación de la caída de tensión considerala diferencia de tensión entre los extremos delconductor, calculada en base a la corrienteabsorbida por todos los elementos conectados almismo y susceptibles de funcionarsimultáneamente. Se deberá cumplir que nosupere la máxima admisible determinada por lacarga, de acuerdo con:

Δ U < Δ UadmComo valores de caída de tensión admisiblese deben tomar:

Circuitos de iluminación: Δ Uadm 3%Circuito de fuerza motriz: Δ Uadm 5%

CAIDA DE TENSIÓN

• Para su cálculo debe aplicarse la expresión quese indica seguidamente:

Δ U = K In L (R cosϕ + X senϕ)Donde:Δ U= Caída de tensión en VoltK= Constante referida al tipo de alimentación(De valor igual a 2 para sistemas monofásicos y√3 para trifásicos).In= Corriente nominal de la instalación.L= Longitud del conductor en Km.R= Resistencia del conductor en Ω/Km.X= Reactancia del conductor en Ω/Km.ϕ= Angulo de desplazamiento de fase de la carga.

CAIDA DE TENSIÓN

Riesgos de Contactos Eléctricos

OBJETIVO

• Identificar los parámetros característicos de losinterruptores diferenciales.

• Emplear dispositivos de protección contracontactos indirectos.

• Comprobar la sensibilidad de los dispositivos deprotección diferencial.

• Reconocer la importancia de la proteccióndiferencial en la seguridad eléctrica.

INTERRUPTORES DIFERENCIALESIEC 61008-1

(1) Debe instalarse un tablero en cada unidadde vivienda .....

(2) Todo tablero debe tener un solo suministro,protegido por un dispositivo de proteccióncontra sobrecorrientes en la caja deacometida

(3) Contra posibles riesgos de incendios porfallas a tierra en el alimentador,se recomienda instalar un dispositivo decorriente diferencial - este dispositivo decorriente diferencial residual debe teneruna sensibilidad adecuada y ser del tiposelectivo con ID de 30 mA .

Red de Distribución

Tablero(1)

Alimentador(3)

TABLEROS EN UNIDADES DE VIVIENDA

Interruptor diferencial = protección contra contactos accidentales

Directo Indirecto

CONTACTOS ACCIDENTALES

¿Cómo actúa el interruptor diferencial?

EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL ABRE ELCIRCUITO CUANDO DETECTA UNA DIFERENCIA DECORRIENTES (I1 e I2) IGUAL O MAYOR A 30 mA.

(0.03 A)

LA DIFERENCIA DE CORRIENTES SE PRODUCE CUANDO HAY UNA CORRIENTE DE FUGA (If).

ESTA FUGA PUEDE DEBERSE A:

a) CONTACTO ELECTRICO DIRECTO DE UNAPERSONA A UNA LINEA VIVA (POSIBLEELECTROCUCION)

b) CONTACTO DE UN CABLE MAL AISLADO A UNAPARTE CONDUCTORA COMO CARCAZASMETALICAS LO QUE PUEDE CAUSARRECALENTAMIENTOS Y/O EXCESOS DECONSUMO

COMO ACTUA EL INTERRUPTOR. DIFERENCIAL

¿QUÉ PASA SI NO HAY PUESTA A TIERRA NI

DIFERENCIAL?(Contacto indirecto)

QUE PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL?

USUARIO PROTEGIDO POR EL DIFERENCIAL

(Contacto indirecto)

Si la fuga llega a 30 mA el diferencial dispara evitando daños graves a las personas

¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL?

¿QUÉ PASA SI EXISTE PUESTA TIERRA, PERO NO HAY DIFERENCIAL?

La fuga se deriva hacia tierra protegiendo al usuario,pero no se elimina la fuga

PROTECCION DEL USUARIO Y LA INSTALACION:

PUESTA A TIERRA

+DIFERENCIAL

La fuga se deriva hacia tierra protegiendo al usuario,y el diferencial la detecta abriendo el circuito,evitando riesgos de recalentamiento e

incendios por fallas de aislamiento

¡¡INTERRUPCION DEL

CONDUCTO A TIERRA!!

En el caso de falla de la puesta a tierra por mal mantenimiento o mal

contacto el diferencial es clave para continuar con

la protección de las personas

CONTACTO DIRECTO

Aunque hubiera puesta a tierra en la instalación,esta no protege contra los contactos directos.!!

¿Qué protege el Interruptor diferencial? ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR

DIFERENCIAL?

PROTECCION EN UN CONTACTO

DIRECTO

Protección contra un contacto directo solo puede ser posible mediante el interruptor diferencial.!!

¿Qué protege el Interruptor diferencial? ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR

DIFERENCIAL?

Diagrama 11 – CNE-Utilización

NingunaReacción

a bc1 c2

Ningún efecto fisiológico peligroso

Ningún efecto orgánicoProbabilidad de contracciones musculares y dificultades para

respirar (>2s) Efectos reversibles

Efectos patofisiologi

cos Paro cardiaco

Paro respiratorioProbabilidad

Fibrilación5%

50%>50%

IEC 60479-1

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA EN EL CUERPO HUMANO

100 101 102 103 104 Id (mA) 0,01

10 mA 30 mA 300 mA

Entregan los tiempos de operación en función de la corriente de defecto

Permiten verificar que el tiempo de reacción del diferencial instalado aguas arriba sea mayor que el tiempo de operación del dispositivo diferencial aguas abajo

CURVAS DE OPERACIÓN DIFERENCIAL

1 2 3 4

corriente (mA)0,5 10 50 500 2000 10000

ZONAS DE RIESGO

NO SENSIBILIDAD

SENSACION DE DOLOR LEVE SIN CONSECUENCIAS

PELIGROSAS

PARALISISMUSCULAR

PARO CARDIACORESPIRATORIO

EFECTOS FISIOLÓGICOS CAUSADOS POR LA CORRIENTE ELÉCTRICA

(5) Cada circuito derivado, debe estar protegido por un interruptor automático

del tipo termomagnético.

(6) Se debe instalar al menos un interruptor diferencial o de falla a tierra, de 30 mA de

sensibilidad.

(7) El interruptor diferencial mencionado en (6) actuará como interruptor de cabecera, en instalaciones de hasta tres circuitos

derivados,

TABLERO

(6) y (7)

TABLEROS EN UNIDADES DE VIVIENDA

Cualquier falla de aislamiento superior a 30 mA,aguas abajo es detectada por el interruptor diferencial. La alimentación general entonces es interrumpida.

LA CORRIENTE NOMINAL DE CARGA DEL INTERRUPTOR DIFERENCIAL DEBE SER IGUAL (O MAYOR) A LA CORRIENTE NOMINAL DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO AGUAS

ARRIBA

circuito 1 circuito 2 circuito 3

circuitos protegidos por el interruptor diferencial

Interruptores Termomagnéticos derivados

InterruptorDiferencial

InterruptorTermomagnético General

EJEMPLOS DE CONEXIÓN

(8) En instalaciones con más detres circuitos derivados,éstos pueden agruparse dea tres y poner a la cabeza decada grupo un interruptordiferencial de 30 mA desensibilidad.

30 mA 30 mA

TABLERO

EJEMPLO DE CONEXIÓN

(9) Para mejorar la continuidad de servicio de la instalación, es

recomendable instalar un interruptor diferencial de 30 mAde sensibilidad en cada circuito

derivado, aguas abajo del interruptor automático

respectivo.

TABLERO

30 mA 30 mA 30 mA

LA CORRIENTE NOMINAL DE CARGA DEL INTERRUPTOR DIFERENCIAL DEBE SER IGUAL (O MAYOR) A LA CORRIENTE NOMINAL DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO AGUAS ARRIBA

InterruptoresDiferenciales

circuito 1 circuito 2 circuito 3

Interruptores Termomagnético General

Protección total diferenciada para cada circuito

• Si hay una fuga de corriente apareceun campo magnético en elnúcleo,debido a que la sumavectorial de corrientes no es nula.

• Esto provoca el accionamiento delmecanismo de disparo de la llave.

• Si hay desequilibrio de corrientes ,sin fuga, la resultante de lascorrientes es también cero por loque no hay disparo.

• CONCLUSION: Solo la fuga decorrientes provoca el disparo, masno provoca el disparo eldesequilibrio de cargas.

INTERRUPTOR DIFERENCIAL TETRAPOLAR

Sin Neutro (sistema 220V) Con Neutro (sistema 380/220V)

I1 + I2 + I3 = 0 no opera I1 + I2 + I3 + IN = 0 no op

I1 + I2 + I3 ≠ 0 operaSi:

I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0 ope

I1 I2 I3

CargaI1 I2 I3 IN

(Bobina dedetección)

INTERRUPTOR DIFERENCIAL TETRAPOLAR

Int. termomagnético

Int. diferencial

INTERRUPTORES DIFERENCIALES ACOPLABLES

No olvidar que:El

interruptor termomagnético protege al conductor

de la instalación

de sobrecargas

y cortocircuito

El interruptordiferencial protegea las personas deposibleselectrocuciones yprotege a lainstalación dedaños causadospor fugas decorriente

Son complementarios

¡¡ NINGUNO REEMPLAZA AL OTRO !!

PROTECCIÓN

INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO

. Un interruptor termomagnético, o disyuntortermomagnético, es un dispositivo capaz deinterrumpir la corriente eléctrica de un circuitocuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos.. Su funcionamiento se basa en dos de losefectos producidos por la circulación de corrienteeléctrica en un circuito: el magnético y el térmico(efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, dedos partes, un electroimán y una láminabimetálica, conectadas en serie y por las quecircula la corriente que va hacia la carga.

• Al circular la corriente por el electroimán, creauna fuerza que, mediante un dispositivo mecánicoadecuado (M), tiende a abrir el contacto C, perosólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula porla carga sobrepasa el límite de intervención fijado.

• Este nivel de intervención suele estarcomprendido entre 3 y 20 veces la intensidadnominal (la intensidad de diseño del interruptormagnetotérmico) y su actuación es deaproximadamente unas 25 milésimas de segundo,lo cual lo hace muy seguro por su velocidad dereacción.

PROTECCIÓN CORTOCIRCUITOS

• La otra parte está constituida por una láminabimetálica (representada en rojo) que, alcalentarse por encima de un determinado límite,sufre una deformación y pasa a la posiciónseñalada en línea de trazos lo que, mediante elcorrespondiente dispositivo mecánico (M),provoca la apertura del contacto C.• Esta parte es la encargada de proteger decorrientes que, aunque son superiores a laspermitidas por la instalación, no llegan al nivel deintervención del dispositivo magnético.

PROTECCIÓN SOBRECARGA

• Ambos dispositivos se complementan en suacción de protección, el magnético para loscortocircuitos y el térmico para las sobrecargas.Además de esta desconexión automática, elaparato está provisto de una palanca que permitela desconexión manual de la corriente y elrearme del dispositivo automático cuando se haproducido una desconexión.

• No obstante, este rearme no es posible sipersisten las condiciones de sobrecarga ocortocircuito.

Curvas de disparo• Curva B:mando y protección de circuitosóhmicos (muy poco inductivos),iluminación, bases de enchufe, etc...• Curva C:mando y protección de circuitos mixtos,óhmicos e inductivosiluminación, calefacción, etc..• Curva D:protección de circuitos muy inductivos,transformadores BT/BT con elevadacorriente de arranque.

Curva B: 3 … 5 InCurva C: 5…10 InCurva D: 10…20 In

Interruptores Termomagnéticos: Norma IRAM 2169, NTP 370.308, Norma IEC 60947-2

Estos interruptores protegen contra sobrecargasde las instalaciones de cableado en edificios.

Actúan con un porcentaje por encima de lacorriente nominal por acción térmica o por acciónde una sobrecarga de varias veces la corrientenominal por acción magnética. Están capacitadospara abrir el circuito en el caso de una corriente devarios cientos de veces la corriente nominal(cortocircuito).

RELÉ TÉRMICO IEC 947-4-1-1

Los Relés Térmicos son los aparatos másutilizados para proteger los motores contra lassobrecargas débiles y prolongadas. Se puedenutilizar en corriente alterna o continua. Estedispositivo de protección garantiza:•optimizar la durabilidad de los motores,impidiendo que funcionen en condiciones decalentamientoAnómalas.•la continuidad de explotación de las máquinas olas instalaciones evitando paradas imprevistas.

•volver a arrancar después de un disparo con lamayor rapidez y las mejores condiciones deseguridad posibles para los equipos y laspersonas.

•CARACTERISTICAS

TripolaresCompensadosLa curvatura que adoptan las biláminas no sólo sedebe al recalentamiento que provoca la corrienteque circula en las fases, sino también a loscambios de la temperatura ambiente.

RELÉ TÉRMICO

Este factor ambiental se corrige con unabilámina de compensación sensible únicamentea los cambios de la temperatura ambiente y queestá montada en oposición a las biláminasprincipales. Cuando no hay corriente, lacurvatura de las biláminas se debe a latemperatura ambiente. Esta curvatura se corrigecon la de la bilámina de compensación, de formatal que los cambios de la temperatura ambienteno afecten a la posición del tope de sujeción.Por lo tanto, la curvatura causada por lacorriente es la única que puede mover el topeprovocando el disparo.

RELÉ TÉRMICO

Sensibles a una pérdida de fase

Este dispositivo provoca el disparo del relé encaso de ausencia de corriente en una fase(funcionamiento monofásico). Lo componen dosregletas que se mueven solidariamente con lasbiláminas. La bilámina correspondiente a la faseno alimentada no se deforma y bloquea elmovimiento de una de las dos regletas,provocando el disparo.

RELÉ TÉRMICO

Rearme automático o manual

El relé de protección se puede adaptar fácilmentea las diversas condiciones de explotacióneligiendo el modo de rearme Manual o Auto(dispositivo de selección situado en la partefrontal del relé).

RELÉ TÉRMICO

Graduación en “amperios motor”

Visualización directa en el relé de la corrienteindicada en la placa de características del motor.Los relés se regulan con un pulsador quemodifica el recorrido angular que efectúa elextremo de la bilámina de compensación paraliberarse del dispositivo de sujeción quemantiene el relé en posición armada. La ruedagraduada en amperios permite regular el relé conmucha precisión. La corriente límite de disparoestá comprendida entre 1,05 y 1,20 veces el valorindicado

RELÉ TÉRMICO

Los relés térmicos tripolares poseen tresbiláminas compuestas cada una por dosmetales con coeficientes de dilatación muydiferentes unidos mediante laminación yrodeadas de un bobinado de calentamiento.Cada bobinado de calentamiento estáconectado en serie a una fase del motor. Lacorriente absorbida por el motor calienta losbobinados, haciendo que las biláminas sedeformen en mayor o menor grado según laintensidad de dicha corriente.

FUNCIONAMIENTO

La deformación de las biláminas provoca a suvez el movimiento giratorio de una leva o de unárbol unido al dispositivo de disparo. Si lacorriente absorbida por el receptor supera elvalor de reglaje del relé, las biláminas sedeformarán lo bastante como para que la piezaa la que están unidas las partes móviles de loscontactos se libere del tope de sujeción. Estemovimiento causa la apertura brusca delcontacto del relé intercalado en el circuito de labobina del contactor y el cierre del contacto deseñalización. El rearme no será posible hastaque se enfríen las biláminas.

FUNCIONAMIENTO

CONTACTOS PRINCIPALES

CONTACTO AUX. NA

CONTACTO AUX. NC

RELÉ TÉRMICO

CLASE DE DISPARO

RELÉ TÉRMICO

RELES DE PROTECCION POR TERMISTORES

CONTACTORES

Un contactor es un componente electromecánicoque tiene por objetivo establecer o interrumpir elpaso de corriente de un receptor o instalación, yasea en el circuito de potencia o en el circuito demando. En los esquemas eléctricos, su simbologíase establece con las letras KM seguidas de unnúmero de orden. Consta de las siguientes partes:

Carcasa.- Es el soporte fabricado en material noconductor que posee rigidez y soporta el calor noextremo, sobre el cual se fijan todos loscomponentes conductores al contactor. Además esla presentación visual del contactor.

Electroimán.- Es el elemento motor del contactor,compuesto por una serie de dispositivos, los másimportantes son el circuito magnético y la bobina;su finalidad es transformar la energía eléctrica enmagnetismo, generando así un campo magnéticomuy intenso, que provocará un movimientomecánico.

Bobina.- Es un arrollamiento de cable de cobre muydelgado con un gran número de espiras, que alaplicársele tensión genera un campo magnético.

Éste a su vez produce un campoelectromagnético, superior al par resistente delos muelles, que a modo de resortes, se separanla armadura del núcleo, de manera que estas dospartes pueden juntarse estrechamente.

Núcleo.- Es una parte metálica, de materialferromagnético, generalmente en forma de E, queva fijo en la carcasa. Su función es concentrar yaumentar el flujo magnético que genera la bobina(colocada en la columna central del núcleo), paraatraer con mayor eficiencia la armadura.

Espira de sombra.- Forma parte del circuitomagnético, situado en el núcleo de la bobina, ysu misión es crear un flujo magnético auxiliardesfasado 120° con respecto al flujo principal,capaz de mantener la armadura atraída por elnúcleo evitando así ruidos y vibraciones.

Armadura.- Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizada la bobina, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de separación se denomina cota de llamada.

Contactos.- Son elementos conductores quetienen por objeto establecer o interrumpir elpaso de corriente en cuanto la bobina seenergice.

Contactos principales:su función es establecero interrumpir el circuitoprincipal.

Contactos auxiliares: son contactos cuyafunción específica es permitir o interrumpir elpaso de la corriente a las bobinas de loscontactores o los elementos de señalización.

En su simbología aparecen con dos cifrasdonde la unidad indica:

1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC.3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA.5 y 6, contacto NC de apertura temporizada ode protección.7 y 8, contacto NA de cierre temporizado o deprotección

-Intensidad nominal térmica (Ith): es la corrienteque pueden soportar los polos o contactosprincipales de un contactor durante un mínimode 8 horas sin que su temperatura sobrepase loslímites fijados por las normas.

- Intensidad de empleo (Ie): es la corriente quepuede operar y está definida por la categoría deempleo (AC1, AC2,….. DC1,….. etc.) y latemperatura ambiente.

Hay que distinguir cuatro categorías de servicioque fijan los valores que el contactor debeestablecer o cortar.

AC-1 = se aplica a todos los receptores encorriente alterna que el factor de potencia sea almenos cos φ = 0,95 o mayor, un ejemplo seríanresistencias de calefacción, distribución, etc.

AC-2 = esta categoría hace referencia al arranque,frenado por contracorriente así como a la marchapor impulsos de un motor de anillos rozantes.

Categorías de servicio en corriente alterna según UNE-EN60947.4.1.

- AC-3 = se refiere a los motores de jaula deardilla, el corte se realiza a motor lanzado.

- AC-4 = esta categoría se refiere a lasaplicaciones con frenado, a contracorriente ymarcha por impulsos con motores de jaula o deanillos.

- DC-1 = Se aplica a todos los receptores queutilizan corriente continua y cuya constante detiempo L/R es inferior o igual a 1ms.

- DC-3 = se refiere al arranque y frenado encontracorriente, así como a la marcha porimpulsos de los motores shunt. Constante detiempo inferior a 2 ms.

- DC-5 = se refiere al arranque y frenado encontracorriente, así como a la marcha porimpulsos de los motores serie. Constante detiempo inferior a 7,5 ms.

Categorías de servicio en corrientecontinua según UNE-EN60947.4.1

Aplicaciones de los contactores

- circuitos de calefación.- circuitos de alumbrado.- motores, etc.

Criterios para la elección de un contactor

Debemos tener en cuenta algunas cosas, comolas siguientes:

1. El tipo de corriente, la tensión de alimentaciónde la bobina y la frecuencia.2. La potencia nominal de la carga.3. Si es para el circuito de potencia o de mando yel número de contactos auxiliares que necesita.4. Para trabajos silenciosos o con frecuencias demaniobra muy altas es recomendable el uso decontactores estáticos o de estado sólido.

PROBLEMA

1.- Elección de un contactor para un motorasíncrono de jaula de ardilla.

U = 400 V trifásicoP = 22 kWcos= 0.76

2.- Elegir un contactor para un sistema detrifásico de U = 400 V ; ubicandose 200 Tubosfluorescentes compensados por fase,conectados entre fase y neutro, con unapotencia unitaria de 32 W. Temperatura ambiente55°C.Considerar: cos = 0,4 sin compensación o 0,9con compensación

ESQUEMAS ELÉCTRICOS:

Los esquemas eléctricos son lasrepresentaciones gráficas de un circuito oinstalación eléctrica, en la que van indicadas lasrelaciones mutuas que existen entre susdiferentes elementos, así como los sistemas deconexión que los enlazan entre sí.

FINALIDAD DEL USO DE LOS ESQUEMAS ELÉCTRICOS:

Facilitar la información a los técnicos, tanto paraelegir el equipo más adecuado a sus necesidadescomo para la construcción y utilización de losmismos.

Facilitar la información necesaria para que sepuedan cablear los equipos.

Conectar los diversos elementos exteriores queforman la instalación completa, tarea que realizanlos instaladores.

Facilitar la comprensión del funcionamiento de loscircuitos para realizar trabajos de mantenimiento.

Facilitar los ensayos y verificaciones de acuerdo anormas, homologaciones y marcas de calidad,tanto a técnicos, como a fabricantes y usuarios.

CLASIFICACIÓN DE LOS ESQUEMAS ELÉCTRICOS:

Según su objeto asignado.

Según el método de representación.

Clasificación de los esquemas eléctricos según su objeto asignado:

Esquemas explicativos.

Diagramas o cuadros explicativos.

Esquemas o cuadros de conexión.

Planos o cuadros de situación

Esquemas explicativos:

Son esquemas que facilitan la comprensión delfuncionamiento del circuito:

a) Esquema funcionalEs un dibujo simple con el objeto deexplicar el funcionamiento del circuito.

b) Esquema de circuitosEs un dibujo explicativo con objeto decomprender todos los detalles delfuncionamiento del circuito. Se ledenomina también esquema de principio.

9876543210

REV DESCRIPCIÓN DIS. DIB. APR FECHA

Diseño:Dibujo:Fecha:

Revisado:Aprobado: Emisión:

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA FUNCIONAL

220V, 60 Hz

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA DE CIRCUITOS

L1 L2 L3220V, 60 Hz

U1 V1 W1

Diagramas o cuadros explicativos:

Son diagramas que facilitan la comprensión de los esquemas y dan información complementaria:

a) Diagrama o cuadro de secuencia:

Es un diagrama que facilita el análisis de las operaciones sucesivas en un orden especificado.

b) Diagrama o cuadro de secuencia - tiempo:

Es un diagrama que además incluye los valores de los intervalos de tiempo entre sucesivas operaciones

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

DIAGRAMA DE SECUENCIA

PULSADOR DE ARRANQUE

PULSADOR DE PARADA

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

DIAGRAMA DE SECUENCIA-TIEMPO

PULSADOR DE ARRANQUE

PULSADOR DE PARADA

0 10 20 30 40 50 60 s

CICLO DE FUNCIONAMIENTO

Esquemas o cuadros de conexión:

Son esquemas destinados a guiar la realización yverificación de las conexiones de una instalación ode un equipo:a) Esquema de conexiones interiores: Es unesquema que guía la realización y verificación delas conexiones interiores de una instalación oequipo.b) Esquema de conexiones exteriores: Es unesquema que guía la realización y verificación delas conexiones exteriores entre las diferentespartes de una instalación.c) Esquema de bornes: Es un esquema querepresenta los bornes y los conductores interioresy exteriores conectados a ellos

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA DE CONEXIONES INTERIORES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

F1F K1M

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA DE CONEXIONES EXTERIORES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3 X 10 3 X 10

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA DE BORNAS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10X1X

Planos o cuadros de situación:

Son planos que nos dan las indicacionesprecisas sobre la situación de lasdiferentes partes de una instalación.

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

CUADRO DE SITUACIÓN

F1F K1M

F3FH2H H2H

Clasificación de los esquemas eléctricos según el método de representación:

Según el número de conductores, aparatos oelementos.

Según el emplazamiento.

Posición topográfica.

Según el número de conductores, aparatos o elementos:

a) Representación multifilar:

Esquema en donde cada conexión esrepresentada mediante una línea.

b) Representación unifilar:

Esquema en donde dos o mas conexionesson representadas por un trazo único

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

REPRESENTACIÓN MULTIFILAR

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

REPRESENTACIÓN UNIFILAR

220V, 60 Hz

Según el emplazamiento:

a) Representación conjunta:Esquema en el cual los símbolos de los diferenteselementos de un mismo aparato o de una mismainstalación, se representan próximos en elesquema.

b) Representación semidesarrollada:Esquema en el cual los símbolos de diferenteselementos de un aparato o de una mismainstalación, están separados y dispuestos de talforma que se pueden trazar fácilmente los símbolosde las uniones mecánicas entre diferenteselementos que trabajan juntos.

c) Representación desarrollada:Igual a la anterior pero con los símbolosseparados y situados de manera que el trazadode cada circuito puede seguirse fácilmente. Unesquema desarrollado se caracteriza por ladispersión de los elementos parciales de loselementos de un mismo órgano de mando.

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA SEMIDESARROLLADO

U1 V1 W1

2 4 6 96

220V, 60 Hz

9876543210

Lámina:

Escala:

Plano Nº:

Archivo:

Proyecto:

Título:

ESQUEMA DESARROLLADO

220V, 60 Hz

U1 V1 W1

220V, 60 Hz

SIGNOS DE IDENTIFICACIÓN PARA LOS ELEMENTOS Y EQUIPOS REPRESENTADOS

EN UN ESQUEMA ELÉCTRICO:

Subdivisiónfundamental

Situación enel plano

Clase Número Función

Bloque de identificaciónBorne= + - :

LETRAS INDICATIVAS PARA DESIGNAR LA CLASE DE ELEMENTO

distintiva

Clase de elemento

Ejemplos

A Grupos constructivos. Partes de grupos constructivos.

Amplificadores, amplificadores magnéticos, láser, máser. Partes de grupos constructivos que constituyen una unidad, pero que no pueden asociarse claramente a otras letras; bastidores, conjuntos desmontables, conjuntos extraíbles, tarjetas enchufables, puestos de control local.

B Convertidores de magnitudes eléctricas a magnitudes no eléctricas y viceversa. Transductores.

Transductores, sondas termoeléctricas, termocélulas, células fotoeléctricas, dinamómetros, cristales piezoeléctricos, micrófonos, altavoces, aparatos de campo giratorio, posicionadores angulares, pares termoeléctricos. Termómetros de resistencia, fotorresistencias, captadores de presión, cintas extensiométricas, emisores piezoelétricos, emisores de impulso, tacogeneradores, convertidores de recorrido de ángulo, detectores de proximidad, sondas Hall, pick-up.

C Condensadores.

D Dispositivos de retardo. Dispositivos de memoria. Elementos binarios.

Circuitos de retardo, elementos de enlace, elementos biestables, elementos monoestables, memorias de núcleos, registradores, memorias de disco, aparatos de cinta magnética. Regulación y cálculo digital, circuitos integrados con funciones digitales, contadores de impulsos.

E Diversos.

Instalaciones de alumbrado, instalaciones de calefacción, instalaciones que no estén registradas en otro lugar de esta tabla.

F Dispositivos deprotección.

Fusibles, descargadores de sobretensión,relés de protección.Automáticos para telecomunicación yprotección de instalaciones, relés bimetálicos,vigiladores de presión, relés de trampilla,dispositivos electrónicos para vigilancia deseñales.

G Generadores.Fuente de alimentación.

Generadores de potencia, convertidores defrecuencia rotativos, baterías, equipos dealimentación, osciladores.Cargadores de batería, generadores deimpulso, generadores y convertidoresestáticos.

H Dispositivos deseñalización.

Aparatos de señalización ópticos y acústicos.Lámparas de señalización, registradores demaniobra, indicadores de alarma.

K Relés.Contactores.

Contactores de potencia, contactoresauxiliares, relés auxiliares, relés de tiempo,relés de intermitencia, relés de impulso.

L Inductancias. Bobinas de alisado, bobinas de inducción,bobinas de bloqueo.

M Motores.

N Amplificadores.Reguladores.

Circuitos integrados,Dispositivos de la técnica digital analógica decontrol, reguladores y cálculo; reguladoreselectrónicos y electromecánicos,amplificadores operacionales; amplificadoresinversores; amplificadores separadores;transformadores de impedancia.

P Instrumentos demedición.Equipos de prueba.

Instrumentos de medición, indicadores,registradores y contadores, emisores deimpulso, relojes.Contadores mecánicos, visualizadores dedatos, simuladores, oscilógrafos, adaptadoresde prueba, medida y alimentación.

Aparatos de maniobra para

altas intensidades.

Interruptores de potencia, seccionadores, interruptores de protección, interruptores para protección de motores, interruptores automáticos, seccionadores bajo carga con fusibles. Conmutadores estrella-triángulo, conmutadores para invertir el giro, conmutadores de polos, seccionadores-fusibles, guardamotores.

R Resistencias.

Resistencias regulables, potenciómetros, resistencias de derivación, resistencias calefactoras, resistencias fijas, resistencias de arranque, resistencias de frenado, resistencias para medida, shunts, termistores.

Aparatos mecánicos de conexión para circuitos de

mando.

Interruptores de mando, pulsadores, interruptores de posición, selectores, conmutador-selector, selectores rotativos, adaptadores selectores, Teclados de mando, pulsadores luminosos, conmutadores de medida, interruptores codificados

T Transformadores.

Transformadores de tensión, transformadores de corriente; transformadores de red, separación y control.

Moduladores. Convertidores de

magnitudes eléctricas en otras también eléctricas.

Discriminadores, demoduladores, convertidores de frecuencia de frecuencia, codificadores, inversores, decodificadores, onduladores. Convertidores analógico-digital, convertidores digital-analógico, etapas separadoras de señal, convertidores serie-paralelo y viceversa, convertidores de código, dispositivos para mando a distancia.

W Vías de transmisión,guiaondas.Antenas.

Hilos de conexión, cables, bornes dedistribución acoplamiento dirigido porguiaondas, dipolos, antenas parabólicas.Fibras ópticas, cables coaxiales, vías detransmisión por cables, radiación orientada deultra cortas y alta frecuencia, conductorespara telecomunicación.

X Bornes, enchufes,clavijas.

Clavijas y cajas de enchufes, clavijas deprueba, regletas de bornes, regletas desoldadura.Enchufes, tomas de corriente, clavijas paramedida, enchufes múltiples, distribuidoresenchufables.

Y Dispositivos mecánicosaccionadoseléctricamente.

Frenos, acoplamientos, válvulas neumáticas,accionamiento de regulación, aparatos deelevación, accionamientos de ajuste,electroimanes de cierre, bloqueos mecánicos,potenciómetros motorizados, imanespermanentes, teletipos, impresoras.

Z Obturadores, filtros.Limitadores.Equipos decompensación.

Redes artificiales, reguladores dinámicos,filtros de cristal, ecualizadores, filtros R/C yL/C, dispositivos antiparasitarios yapagachispas, filtros activos, filtros paso alto,dispositivos de amortiguación, separadores defrecuencia, transformadores diferenciales.

LETRAS INDICATIVAS PARA LA DESIGNACIÓN DE FUNCIONES GENERALES

Letra Función

A Función auxiliar.

B Sentido de movimiento (adelante, atrás, subir, bajar, sentido horario y sentido antihorario).

C Contar.

D Diferenciar.

E Función conexión.

F Protección.

G Prueba, ensayo.

H Señalización.

J Integración.

K Servicio sensorial. Aproximación (por ej. : nivelar).

L Designación de conductores.

M Función principal.

N Medida.

P Proporcional.

Q Estado (marcha, parada, limitación).

R Reposición, bloqueo, borrado, reenganche, anulación.

DESIGNACIÓN DE CONDUCTORES Y SUS CONEXIONES:

En la siguiente tabla se muestra la designación de algunos conductores y sus puntos de conexión:

DESIGNACIÓN DE CONDUCTORES Y SUS CONEXIONES

Función del conductor

Designación

Alfanumérica Mediante símbo

normalizado Red de corriente alterna: Fase 1 Fase 2 Fase 3 Neutro

L1 L2 L3 N

Red de corriente continua: Polo positivo Polo negativo Neutro

L+ L- M

Conductor de protección. Neutro con función de protección.

Conductor de protección no puesto a tierra.

Tierra.

Tierra con poca tensión proveniente de otras redes.

MARCADO DE LAS BORNAS DE LOS APARATOS:

EN CONTACTOS O POLOS PRINCIPALESPARA CONTACTORES, SECCIONADORES YRELES DE PROTECCION:

Aparato tripolar: del 1 al 6Aparato tetrapolar: del 1 al 8Aparato pentapolar: del 1 al 10.

REPRESENTACIÒN Y MARCADO DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ELÈCTRICOS

UTILIZADOS EN CIRCUITOS ELÈCTRICOS INDUSTRIALES.

NÚMEROS DE LAS FUNCIONES DE LOS DISPOSITIVOS USADOS COMO PARTE

DE UN SISTEMA ELÉCTRICO:

Para proporcionar una rápida comprensiónde los significados de las funcionesprincipales de cualquier dispositivo que seuse como parte de un sistema eléctrico,según la norma ANSI C-37.2, se ha definidouna nomenclatura conocida como“Numeración de las Funciones de losDispositivos”. Esta asigna un númeroestándar para cada una de las variasfunciones fundamentales realizadas por loselementos componentes de un sistema.

úmeropositivo

Función y descripción NúmeroDispositivo

Función y descripción

Elemento Principal es eldispositivo de iniciación, tal comoel interruptor de flotador, etc., quesirve para poner el aparato enoperación o fuera de servicio, biendirectamente o a través dedispositivos, tales como relés deprotección con retardo.

Relé de cierre o arranquetemporizado es el que da latemporización deseada entreoperaciones de una secuenciaautomática o de un sistema deprotección, excepto cuando esproporcionado específicamente porlos dispositivos 48, 62 y 79descritos más adelante.

Relé de comprobación o debloqueo es el que opera enrespuesta a la posición de unnúmero de otros dispositivos, o aun número de condicionesdeterminadas, en un equipo parapermitir que continúe suoperación, para que se pare, opara proporcionar una prueba dela posición de estos dispositivos ode estas condiciones paracualquier fin.

Contacto principal es undispositivo generalmente mandadopor el dispositivo n° 1 o suequivalente y los dispositivos depermiso y protección necesarios, ysirve para cerrar y abrir loscircuitos de control necesariospara reponer un equipo enmarcha, bajo las condicionesdeseadas o bajo otras condicionesanormales.

Dispositivos de parada es aquelcuya función primaria es quitar ymantener un equipo fuera deservicio.

Interruptor de arranque es undispositivo cuya función principales conectar la máquina a sufuente de tensión de arranque.

Interruptor de ánodo es elutilizado en los circuitos del ánodode un rectificador de potencia,principalmente para interrumpir elcircuito del rectificador por retornodel encendido de arco.

Dispositivo de desconexión deenergía de control es undispositivo de desconexión – talcomo un conmutador de cuchilla,interruptor o bloque de fusiblesextraíbles - que se utiliza con elfin de conectar y desconectar,respectivamente, la fuente deenergía de control hacia y desde labarra o equipo de control.

Nota: Se considera que la energíade control incluye la energía quealimenta aparatos pequeños comomotores y calefactores.

Dispositivo de inversión es elque se utiliza para invertir lasconexiones del campo de unamáquina o bien para otrasfunciones especiales de inversión.

Conmutador de secuencia esel que se utiliza para cambiar lasecuencia de conexión odesconexión de unidadesmúltiples.

úmeropositivo

Reservado para aplicacionesfuturas.

Dispositivo de exceso develocidad es normalmente uninterruptor de velocidad deconexión directa que actúa cuandola máquina se embala.

Dispositivo de velocidadsíncrona es el que funciona conaproximadamente la velocidadnormal de una máquina, tal comoun conmutador de velocidadcentrífuga, relés de frecuencia dedeslizamiento relé de tensión, reléde intensidad mínima o cualquiertipo de dispositivo similar.

Dispositivo de falta develocidad es el que actúa cuandola velocidad de la máquinadesciende por debajo de un valorpredeterminando.

Dispositivo regulador develocidad o frecuencia es elque funciona para mantener lavelocidad o frecuencia de unamáquina o sistema a un ciertovalor o bien entre ciertos límites.

Reservado para aplicacionesfuturas

Conmutador para puentear elcampo serie sirve para abrir ycerrar un circuito en shunt entrelos extremos de cualquier pieza oaparato (excepto una resistencia)tal como el campo de unamáquinas, un condensador o unareactancia.

Nota: Eso incluye los dispositivosque realizan las funciones deshunt necesarias para arrancaruna máquina por los dispositivos 6ó 42, o su equivalente, y tambiénexcluye la función del dispositivo73 que sirve para la operación delas resistencias.

Dispositivo de aceleración odeceleración es el que se utilizapara cerrar o hacer cerrar loscircuito que sirven para aumentaro disminuir la velocidad de unamáquina.

Contactos de transición dearranque a marcha normal. Sufunción es hacer las transferenciasde las conexiones de alimentaciónde arranque a las de marchanormal de la máquina.

Válvula maniobradaeléctricamente es una válvulaaccionada por solenoide o motor,que se utiliza en circuitos de vacío,aire, gas, aceite, agua o similares.

Relé de distancia es el quefunciona cuando la admitancia,impedancia o reactancia delcircuito disminuyen o aumentan aunos límites preestablecidos.

Interruptor igualador sirvepara conectar y desconectar lasconexiones para ecualización deintensidad para los reguladoresdel campo de la máquina o detensión de la máquina, en unainstalación de unidades múltiples.

Númerospositivo

Dispositivo regulador detemperatura es el que funcionapara mantener la temperatura dela máquina u otros aparatosdentro de ciertos límites.

Nota: Un ejemplo es untermostato que enciende unelemento de aparellaje, cuandola temperatura desciende a unvalor deseado que es distinto deun dispositivo usado paraproporcionar regulación detemperatura automática entrelímites próximos, y que seríadesignado como 90T.

Dispositivos desincronización o puesta enparalelo es el que funcionacuando dos circuitos de alternaestán dentro de los límitesdeseados de tensión, frecuenciao ángulo de fase, lo cual permiteo causa la puesta en paralelo deestos circuitos.

Dispositivo térmico es el quefunciona cuando la temperaturadel campo en shunt, o el de unaresistencia de limitación de cargao de cambio de carga o de unlíquido y otro medio, excede deun valor debe un líquido y otromedio, excede de un valordeterminado con anterioridad. Sila temperatura del aparatoprotegido, tal como unrectificador de energía, o decualquier otro medio, es inferiora un valor fijado con antelación.

Relés de mínima tensión es elque funciona al descender latensión de un valorpredetermiando.

Detector de llama su funciónes detectar la existencia de llamaen el piloto o quemadorprincipal, por ejemplo de unacaldera o una turbina de gas.

Contactor de aislamiento esel que se utiliza con el propósitoespecial de desconectar uncircuito de otro, por razones demaniobra de emergencia,conservación o prueba.

Relé anunciador es undispositivo de reposición noautomática que da un número deindicaciones visualesindependientes al accionar eldispositivo de protección yademás también puede estardispuesto para efectuar lafunción de bloqueo.

Dispositivo de excitaciónseparada es el que conecta uncircuito, tal como el campo shuntde una conmutatriz, a la fuentede excitación separada duranteel proceso de arranque, o bien seutiliza para energizar laexcitación y el circuito deencendido de un rectificador.

úmeropositivo

Relé direccional de potencia esel que funciona sobre un valordeseado de potencia en unadirección dada o sobre la inversiónde potencia como por ejemplo, laresultante del retroceso del arcoen los circuitos de ánodo o cátodode un rectificador de potencia.

Conmutador de posición es elque hace o abre contacto cuandoel dispositivo principal o parte delaparato, que no tiene un númerofuncional de dispositivo, alcanzauna posición dada.

Conmutador de secuenciamovido a motor es unconmutador de contactos múltiplesel cual fija la secuencia deoperación de los dispositivosprincipales durante el arranque yla parada, o durante otrasoperaciones que requieran unasecuencia.

Dispositivo de cortocircuito delas escobillas o anillos rozantees para elevar, bajar o desviar lasescobillas de una máquina, o paracortocircuitar los anillos rozantes.

Dispositivo de polaridad es elque acciona o permite accionar aotros dispositivos con unapolaridad dada solamente.

Relé de baja intensidad o bajapotencia en el que funcionacuando la intensidad o la potenciacaen por debajo de un valorpredeterminado.

Dispositivo térmico decojinetes es el que funciona contemperatura excesiva de loscojinetes.

Detector de condicionesmecánicas es el que tiene porcometido funcionar en situacionesmecánicas anormales (excepto lasque suceden a los cojinetes deuna máquina, tal y como seescoge en la función 38), talescomo vibración excesiva,excentricidad, expansión, choque,etc.

Relé de campo es el quefunciona por un valor dado,anormalmente bajo, por fallo de laintensidad de campo de lamáquina, o por un valor excesivodel valor de la componentereactiva de la corriente dearmadura en una máquina de c.a.,que indica excitación del campoanormalmente baja.

Interruptor de campo es undispositivo que funciona paraaplicar o quitar la excitación decampo de una máquina.

Interruptor de marcha es undispositivo cuya función principales la de conectar la máquina a sufuente de tensión defuncionamiento en marcha,después de haber sido llevadahasta la velocidad deseada desdela conexión de arranque.

úmeropositivo

Dispositivo de transferencia esun dispositivo, accionado a mano,que efectúa la transferencia de loscircuitos de control para modificarel proceso de operación del equipode conexión de los circuitos o dealgunos de los dispositivos.

Relé de secuencia de arranquedel grupo es el que funciona paraarrancar la unidad próximadisponible en un equipo deunidades múltiples cuando falla ono está disponible la unidad quenormalmente le precede.

Detector de condicionesatmosféricas. Funciona antecondiciones atmosféricasanormales, como humospeligrosos, gases explosivos,fuego, etc.

Relé de intensidad paraequilibrio o inversión de faseses un relé que funciona cuando lasintensidades polifásicas están ensecuencia inversa o desequilibradao contienen componentes desecuencia negativa.

Relé de tensión parasecuencia de fase es el quefunciona con un valor dado detensión polifásica de la secuenciade fase deseada.

Relé de secuencia incompletaes el que vuelve al equipo a laposición normal o “desconectado”y lo enclava si la secuencia normalde arranque, funcionamiento oparada no se completadebidamente dentro de unintervalo predeterminado.

Relé térmico para máquina,aparato o transformador es elque funciona cuando latemperatura de la máquina,aparato o transformador excedede un valor fijado.

Relé instantáneo desobreintensidad o develocidad de aumento deintensidad es el que funcionainstantáneamente con un valorexcesivo de la intensidad o convalor excesivo de velocidad deaumento de intensidad.

Relé de sobreintensidadtemporizado es un relé con unacaracterística de tiempo inverso ode tiempo fijo que funcionacuando la intensidad de un circuitode c.a. sobrepasa un valor dado

Interruptor de c.a. es el que seusa para cerrar e interrumpir uncircuito de potencia de c.a. bajocondiciones normales, o parainterrumpir este circuito bajocondiciones de falta o emergencia.

Relé de la excitatriz o delgenerador de c.c. es el quefuerza el campo de la máquina dec.c. durante el arranque ofunciona cuando la tensión de lamáquina ha llegado a un valordado.

Relé de factor de potencia esel que funciona cuando el factorde potencia de un circuito de c.a.no llega o sobrepasa un valor

úmeropositivo

Relé de aplicación del campoes el que se utiliza para controlarautomáticamente la aplicación dela excitación de campo de unmotor de c.a. en un puntopredeterminado en el ciclo dedeslizamiento.

Dispositivo de cortocircuito ode puesta a tierra es el queopera por potencia o por energíaalmacenada y que funciona paracortocircuitar o poner a tierra uncircuito, en respuesta a mediosautomáticos o manuales.

Relé de fallo de rectificador depotencia es el que funcionadebido al fallo de uno o más de losánodos del rectificador depotencia, o por fallo de un diodopor no conducir o bloquearadecuadamente.

Relé de sobretensión es el quefunciona con un valor dado desobretensión.

Relé de equilibrio de tensiónes el que opera con una diferenciade tensión entre dos circuitos.

Relé de parada o aperturatemporizada es el que se utilizaen unión con el dispositivo queinicia la parada total o laindicación de parada o apertura enuna secuencia automática.

Relé de presión de gas, líquidoo vacío es el que funciona conun valor dedo de presión dellíquido o gas, para unadeterminada velocidad devariación de la presión.

Relé de protección de tierra esel que funciona con el fallo a tierradel aislamiento de una máquina,transformador u otros aparatos, opor contorneamiento de arco atierra de una máquina de c.c.

Nota: Esta función se aplica soloa un relé que detecta el paso decorriente desde el armazón de unamáquina, caja protectora oestructura de una pieza deaparatos, a tierra, o detecta unatierra en una bobinado o circuitonormalmente no puesto a tierra.No se aplica a un dispositivoconectado en el circuitosecundario o en el neutrosecundario de un transformador otransformadores de intensidad,conectados en el circuito depotencia de un sistema puestonormalmente a tierra.

Regulador mecánico es elequipo que controla la apertura dela compuerta o válvula de lamáquina motora, para arrancarla,mantener su velocidad odetenerla.

úmeropositivo

Relé de pasos es el quefunciona para permitir un númeroespecificado de operaciones de undispositivo dado o equipo, o bienun número especificado deoperaciones sucesivas con unintervalo dado de tiempo entrecada una de ellas. También seutiliza para permitir el energizadoperiódico de un circuito, y laaceleración gradual de unamáquina.

Relé direccional desobreintensidad de c.a. es elque funciona con un valordeseado de circulación desobreintensidad de c.a. en unadirección dada.

Relé de bloqueo es el que iniciauna señal piloto para bloqueardisparar en faltas externas en unalínea de transmisión o en otrosaparatos bajo condiciones dadas,coopera con otros dispositivos abloquear el disparo o a bloquear elreengancha en una condición depérdida de sincronismo o enoscilaciones de potencia.

Dispositivo de supervisión ycontrol es generalmente uninterruptor auxiliar de dosposiciones accionado a mano, elcual permite una posición de cierrede un interruptor o la puesta enservicio de un equipo y en la otraposición impide el accionamientodel interruptor o del equipo.

Reostato es el que se utiliza paravariar la resistencia de un circuitoen respuesta a algún método decontrol eléctrico, que, o bien esaccionado eléctricamente, o tieneotros accesorios eléctricos comocontactos auxiliares de posición olimitación.

Relé de nivel líquido ogaseoso. Este relé funciona paravalores dados de nivel de líquidoso gases, o para determinadasvelocidades de variación de estosparámetros.

Interruptor de c.c. es el que seutiliza para cerrar o interrumpir elcircuito de alimentación de c.c.bajo condiciones normales o parainterrumpir este circuito bajocondiciones de emergencia.

Contactor de resistencia decarga es el que se utiliza parapuentear o meter en circuito unpunto de la resistencia limitadora,de cambio o indicadora, o bienpara activar un calentador, unaluz, o una resistencia de carga deun rectificador de potencia u otramáquina.

Relé de alarma es cualquier otrorelé diferente al anunciadorcomprendido bajo el dispositivo 30que se utiliza para accionar uoperar en unión de una alarmavisible o audible.

úmeropositivo

Mecanismo de cambio deposición se utiliza para cambiarun interruptor desconectable enunidad entre las posiciones deconectado, desconectado y prueba

Relé de sobreintensidad dec.c. es el que funciona cuando laintensidad en un circuito de c.c.sobrepasa un valor dado.

Transmisor de impulso es elque se utiliza para generar otransmitir impulsos, a través de uncircuito de Telemedida o hilospilotos, a un dispositivo deindicación o recepción dedistancia.

Relé medido de ángulo dedesfase o de protección desalida de paralela. Es el quefunciona con un valor determinadode ángulo de desfase entre dostensiones o dos intensidades, oentre tensión e intensidad.

Relé de reenganche de c.a. esel que controla el reenganche yenclavamiento de un interruptorde c.a.

Relé de flujo líquido o gaseosoactúa para valores dados de lamagnitud del flujo o paradeterminadas velocidades devariación de éste.

Relé de frecuencia es el quefunciona con un valor dado de lafrecuencia o por la velocidad devariación de la frecuencia.

Relé de reenganche de c.c. esel que controla el cierre yreenganche de un interruptor dee.e. generalmente respondiendo elas condiciones de la cargacircuito.

Relé de selección otransferencia del controlautomático es el que funcionapara elegir automáticamente entreciertas fuentes de alimentación ocondiciones en un equipo, oefectúa automáticamente unaoperación de transferencia.

Mecanismo de accionamientoes el mecanismo eléctricocompleto, o servomecanismo,incluyendo el motor de operación,solenoides, auxiliares de posición,etc., para un cambiador de tomas,regulador de inducción o cualquierpieza de un aparato que no tenganúmero de función.

Relé receptor de ondasportadoras o hilo piloto es eque es accionado o frenado poruna señal y se usa encombinación con una proteccióndireccional que funciona conequipos de transmisión de ondaportadora o hilos piloto de c.c.

Relé de enclavamiento es unrelé accionado eléctricamente conreposición a mando o eléctrica,que funciona para parar ymantener un equipo fuera deservicio cuando concurrencondiciones anormales.

úmeropositivo

Relé de protección diferenciales el que funciona sobre unporcentaje o ángulo de fase u otradiferencia cuantitativa de dosintensidades o algunas otrascantidades eléctricas.

Motor o grupo motorgenerador auxiliares el que seutiliza para accionar equiposauxiliares, tales como bombas,ventiladores, excitatrices, etc.

Desconectador de línea es elque se utiliza como undesconectador de desconexión oaislamiento en un circuito depotencia de c.a. o c.c. cuando estedispositivo se accionaeléctricamente o bien tieneaccesorios eléctricos, tales comointerruptores auxiliares,enclavamiento electromagnético,etc.

Dispositivo de regulación e elque funciona para regular unacantidad, tal como tensión,intensidad, potencia, velocidad,frecuencia, temperatura y carga aun valor dado, o bien ciertoslímites para las máquinas, líneasde unión y otros aparatos.

Relé direccional de tensión esel que funciona cuando la tensiónentre los extremos de uninterruptor o contactor abiertosobrepasa de un valor dado enuna dirección dad.

Relé direccional de tensión ypotencia es un relé que permiteu ocasiona la conexión de doscircuitos cuando la diferencia detensión entre ellos excede de unvalor dado en una direcciónpredeterminada y da lugar a queestos dos circuitos seandesconectados uno del otrocuando la potencia circulanteentre ellos excede de un valordado en la dirección opuesta.

Contactor de cambio decampo es el que funciona paracambiar el valor de la excitaciónde la máquina.

Relé de disparo o disparo librees el que funciona para disparar opermitir disparar un interruptor,contactor o equipo, o evitar unreenganche inmediato de uninterruptor en el caso que abrapor sobrecarga, aunque el circuitoinicial de mando de cierre seamantenido.

* Reservado para aplicacionesespeciales.

CONDUCTORES PARA ALIMENTAR A CARGAS CONCENTRADAS

Un solo motor

Por capacidad de corriente :Donde:I : Corriente nominal del motor (A).P : Potencia nominal del motor (W).U : Potencia nominal del motor (V).Cos ∅ : Factor de potencia del motor.n : Eficiencia del motor.K : 1 para circuitos monofásicos

El calibre del conductor se selecciona calculando la corriente de diseño : Id = 1,25 I

Por caída de tensión:

Donde:S : Sección del conductor (mm2).L : Distancia hasta la carga (m).Id : Corriente de diseño del conductor (A).Cos ∅ : Factor de potencia del motor.%ΔU : Caída de tensión en porcentaje dividido entre 100.U : Tensión nominal de la red de alimentación.Kn : 0,0357 para circuitos monofásicos

0,0309 para circuitos trifásicos

VARIOS MOTORES

Por capacidad de corriente : Id = 1.25I1 + I2 + I3

Donde : I1 › I2 › I3

Por caída de tensiónKv L ∑ Idi Cos ∅i

S = -------------------------%ΔU * U

Donde:S : Sección del conductor (mm2).L : Distancia hasta el grupo de motores (m).Idi : Corriente de diseño del motor “i” (A).Cos ∅i : Factor de potencia del motor “i”.%ΔU : Caída de tensión en porcentaje dividido

entre 100.U : Tensión nominal de la red de alimentación (V).Kv : 0,0357 para circuitos monofásicos

Por caída de tensiónKv L ∑ Idi Cos ∅i

S = -------------------------%ΔU * U

Donde:S : Sección del conductor (mm2).L : Distancia hasta el grupo de motores (m).Idi : Corriente de diseño del motor “i” (A).Cos ∅i : Factor de potencia del motor “i”.%ΔU : Caída de tensión en porcentaje dividido

CÁLCULO DE CONDUCTORES PARAALIMENTAR A CARGAS DISTRIBUIDAS

Por capacidad de corriente : Id = 1.25I1 + I2 + I3

Donde : I1 › I2 › I3

Por caída de tensiónKv ∑ Li Idi Cos ∅i

S = -------------------------%ΔU * U

Donde:S : Sección del conductor (mm2).Li : Distancia hasta el motor i (m).Idi : Corriente de diseño del motor “i” (A).Cos ∅i : Factor de potencia del motor “i”.%ΔU : Caída de tensión en porcentaje dividido

PILADORA 30 HP PILADORA

ELEVADOR 1.5 HP

DESPEDRADORA 3.6 HP

ZARANDA 1.8 HP

ELEVADOR 1.5 HP

POZA DE PERGAMINO

ELEVADOR 1.5 HP

PVC SAP φ ¾’’

PVC SAP φ 2’’

PVC SAP φ 3/4’’PVC SAP φ 2’’

PVC SAP φ 2’’

PVC SAP φ 4’’ EL DETALLE DE LA ZANJA ESTA

INDICADO EN EL PLANO HMOO2

PVC SAP φ ¾’’

REGISTRO DE 0.50 x 0.40 m. PROFUNDIDAD DE 0.60 m.

REGISTRO DE 0.40 x 0.30 m. PROFUNDIDAD DE 0.60 m.

0.20 m

0.10 m

DETALLE DE LAS ZANJA B – B’

SEÑALIZACION0.20 m

0.10 m

DETALLE DE LAS ZANJA C – C’

SEÑALIZACION

0.30 m 0.30 m

VIENE DEL TGF1

P2 P2Z

UBICACION DE LAS TUBERIAS PVC SAP EN EL AREA DE PROCESADO DE CAFE

POZO DE TIERRA

ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO

Son aparatos con funciones similares a la de lospulsadores, pero que a diferencia de estos, no sonaccionados por el operario sino por otros factores, comopresión, tiempo, luz, acción mecánica, camposmagnéticos, temperatura etc. Dentro del diagrama generalde un automatismo eléctrico, se ubican en las etapas dedetección y de tratamiento. Tipos:

INTERRUPTOR DE POSICIÓN FINAL O DE CARRERA.Aparato empleado en la etapa de detección y fabricadoespecíficamente para indicar, informar y controlar lapresencia, ausencia o posición de una máquina o parte deella siendo accionado por ellas mismas mediante contactofísico (ataque)..

Contacto eléctricoEs el denominador común de la mayoría de losaparatos. Existen versiones 1 NO/NC, 2 NO/NCsimultáneos y 2 NO-NC decalados de ruptura brusca yNO+NC decalados de ruptura lenta.

CuerpoExisten varias opciones: normalizado CENELEC o dedimensiones reducidas, fijo o enchufable, metálico otermoplástico, una o varias entradas de cable.

Cabezas de control, dispositivos de ataque. Puedenasociarse numerosos modelos al cuerpo que contieneel elemento de contacto.

PARTES DEL INTERRUPTOR DE POSICIÓN FINAL

TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO

Son aparatos en los cuales se abren o cierrandeterminados contactos, llamados contactos temporizados,después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, dehaberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.

TEMPORIZADOR AL TRABAJO.Aquel cuyos contactos temporizados actúan después decierto tiempo de que se ha energizado el elemento motordel temporizador. En el momento de energizar eltemporizador, los contactos temporizados que tiene siguenen la misma posición de estado de reposo y solamentecuando ha transcurrido el tiempo programado, cambian deestado, es decir que el contacto NA se cierra y el contactoNC se abre.

TEMPORIZADOR AL REPOSO

En este tipo de temporizador, los contactos temporizadosactúan como temporizados después de cierto tiempo dehaber sido desenergizado el elemento motor deltemporizador. Cuando se energiza el temporizador, suscontactos temporizados actúan inmediatamente como sifueran contactos instantáneos, manteniéndose en esaposición todo el tiempo que el temporizador estéenergizado.

TEMPORIZADOR ELECTROMECÁNICO

Temporizador en el cual la temporización se consiguemediante engranajes, con sistemas comparables a losrelojes mecánicos. El conteo del tiempo programado seinicia al energizar un pequeño motor sincrono develocidad constante, que mueve una serie de engranajes,para reducir la velocidad del motor. El último de losengranajes lleva un pin o tope para accionar unoscontactos de apertura lenta o un micro ruptor de aperturabrusca, los cuales actúan como contactos temporizados.

TEMPORIZADORES NEUMATICOS

Temporizadores en los cuales la temporización se obtieneregulando la entrada de aire en un fuelle, hasta que sellene completamente, momento en el cual éste acciona loscontactos del temporizador. El aire es expulsado del fuelleprácticamente en forma instantánea.

TEMPORIZADORES ELECTRONICOS

Son aquellos cuyo sistema de temporización estaconformado por circuitos electrónicos. Se encuentra unagran variedad de modelos, dependiendo de sufuncionamiento

Son aparatos que abren o cierran un circuito eléctrico aldetectar cambios de presión en sistemas neumáticos ohidráulicos; se instalan en las tuberías de conducción degases o líquidos. Pueden ser :

De membrana: la variación de presión, en un sistemaneumático o hidráulico, produce la deformación de unamembrana. Esta deformación se transmite a un pistón, elcual a su vez, desplaza los contactos eléctricos que tiene elpresóstato.

Sistema tubular: Funciona gracias a un tubo ondulado (amanera de fuelle metálico), el cual maniobra los contactoseléctricos del presóstato de acuerdo con las variaciones depresión.

PRESOSTATOS

Aparatos que abren o cierran circuitos eléctricos, enfunción de la temperatura que los rodea. Lostermostatos no deben confundirse con los reléstérmicos.De láminas metálicas: Se fundamenta en la acción queejerce la temperatura en una lámina, compuesta por dosmetales con diferentes coeficientes de dilatación(bimetal), que se flexiona (dobla) al elevarse o disminuirla temperatura, hasta llegar a accionar los contactos quetiene.De tubo capilar: Aprovecha las alteraciones en lapresión de un fluido alojado en un tubo muy delgado, alvariar la temperatura produce a su vez una modificaciónen la forma del tubo, hasta accionar los contactoseléctricos que posee.

TERMOSTATOS

Conocidos también como captadores o sensores, sondispositivos electrónicos que transmiten informaciónsobre presencia, ausencia, paso, fin de recorrido,rotación, contaje etc. De objetos sin entrar en contactofísico con las piezas.Se pueden diferenciar dos tipos de captadoresconectables al módulo de entradas: los Pasivos y losActivos.Los Captadores Pasivos.- Son aquellos que cambiansu estado lógico, activado - no activado, por medio deuna acción mecánica. Estos son los Interruptores,pulsadores, finales de carrera, etc

DETECTORES

Los Captadores Activos.- Son dispositivos electrónicosque necesitan ser alimentados por una tensión para quevaríen su estado lógico. Este es el caso de los diferentestipos de detectores (Inductivos, Capacitivos,Fotoeléctricos, etc). Muchos de estos aparatos puedenser alimentados por la propia fuente de alimentación delautómata.

CONTROL Y SEÑALIZACIÓN

Son interfaces de diálogo perfectamente adaptados a las situaciones en las que la información que intercambia el operador y la máquina es poco numerosa y se limita a señales de tipo “Todo o Nada”.

Conmutador de levas.- Los conmutadores de levaspueden constar de un máximo de 16 posiciones y 20contactos. Los esquemas son predefinidos o realizadosbajo pedido con distintos modos de acción de loscontactos.

Cajas de pulsadores colgantes.- Se utilizanprincipalmente para controlar desde el suelo aparatosmóviles tales como aparejos, pequeños dispositivoselevadores, pórticos de tratamiento de superficie, etc.Pueden constar de hasta 12 elementos de mando o deseñalización.

Paros de emergencia por cable.- Estos aparatos seutilizan en máquinas o instalaciones con zonas de trabajoextensas, por ejemplo máquinas transfer, cintastransportadoras, etc. Permiten ordenar un paro desdecualquier punto de la zona, por simple tracción sobre uncable.

PULSADORES.- Son dispositivos auxiliares de mandoprovistos de un elemento destinado a ser accionado porla fuerza ejercida por una parte del cuerpo humano,generalmente el dedo o la palma de la mano y que tieneuna energía de retorno acumulada (resorte).

COLOR ORDEN EJEMPLOS DE APLICACIÓN

ROJO PARADA, DESCONEXIÓN.EMERGENCIA.

PARADA DE UNO O VARIOS MOTORES.PARADA DE UNIDADES DE MÁQUINA.ELIMINACIÓN DEL SERVICIO DE DISPOSITIVOS DEEJECUCIÓN MAGNÉTICOS.PARADA DE UN CICLO (CUANDO EL OPERADOR ACCIONAEL PULSADOR DURANTE EL CICLO, LA MÁQUINAPARARA UNA VEZ TERMINADO EL MISMO).PARADA EN CASO DE PELIGRO.

VERDEVERDE O NEGRO

MARCHA (PREPARACIÓN).MARCHA (EJECUCIÓN).

PUESTA BAJO TENSIÓN DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS(PREPARACIÓN PARA EL FUNCIONAMIENTO).ARRANQUE DE UNO O VARIOS MOTORES, PARAFUNCIONES AUXILIARES.ARRANQUE DE UNIDADES DE MÁQUINA.PUESTA EN SERVICIO DE DISPOSITIVOS DE SUJECIÓNMAGNÉTICOS.COMIENZO DE UN CICLO COMPLETO O PARCIAL.FUNCIONAMIENTO INTERMITENTE (O FUNCIONAMIENTOINTERMITENTE PARA INFORMACIÓN).

AMARILLO PUESTA EN MARCHA DE UNRETROCESO EXTRAÑO ALPROCESO NORMAL DETRABAJO O MARCHA DE UNMOVIMIENTO, PARA LAELIMINACIÓN DE UNACONDICIÓN PELIGROSA.

RETROCESO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS PUESTASHACIA EL PUNTO INICIAL DEL CICLO, EN EL CASO DEQUE ÉSTE NO ESTÉ TERMINADO.

ANULACIÓN DE OTRAS FUNCIONES SELECCIONADASPREVIAMENTE.

BLANCO O AZULCLARO

CUALQUIER FUNCIÓN NOINDICADA ANTERIORMENTE.

MANIOBRA DE FUNCIONES AUXILIARES, QUE NO ESTÉNLIGADAS DIRECTAMENTE CON EL CICLO DE TRABAJO.DESBLOQUEO (REARME DE RELÉS DE PROTECCIÓN).

Lamparas de señalización.- Son elementos que seutilizan para indicar:

COLOR ORDEN EJEMPLOS DE APLICACIÓN

ROJO PARADA, DESCONEXIÓN.EMERGENCIA.

PARADA DE UNO O VARIOS MOTORES.PARADA DE UNIDADES DE MÁQUINA.ELIMINACIÓN DEL SERVICIO DE DISPOSITIVOS DEEJECUCIÓN MAGNÉTICOS.PARADA DE UN CICLO (CUANDO EL OPERADOR ACCIONAEL PULSADOR DURANTE EL CICLO, LA MÁQUINAPARARA UNA VEZ TERMINADO EL MISMO).PARADA EN CASO DE PELIGRO.

VERDEVERDE O NEGRO

MARCHA (PREPARACIÓN).MARCHA (EJECUCIÓN).

PUESTA BAJO TENSIÓN DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS(PREPARACIÓN PARA EL FUNCIONAMIENTO).ARRANQUE DE UNO O VARIOS MOTORES, PARAFUNCIONES AUXILIARES.ARRANQUE DE UNIDADES DE MÁQUINA.PUESTA EN SERVICIO DE DISPOSITIVOS DE SUJECIÓNMAGNÉTICOS.COMIENZO DE UN CICLO COMPLETO O PARCIAL.FUNCIONAMIENTO INTERMITENTE (O FUNCIONAMIENTOINTERMITENTE PARA INFORMACIÓN).

AMARILLO PUESTA EN MARCHA DE UNRETROCESO EXTRAÑO ALPROCESO NORMAL DETRABAJO O MARCHA DEUN MOVIMIENTO, PARA LAELIMINACIÓN DE UNACONDICIÓN PELIGROSA.

RETROCESO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS PUESTASHACIA EL PUNTO INICIAL DEL CICLO, EN EL CASO DEQUE ÉSTE NO ESTÉ TERMINADO.

ANULACIÓN DE OTRAS FUNCIONES SELECCIONADASPREVIAMENTE.

BLANCO O AZULCLARO

CUALQUIER FUNCIÓN NOINDICADAANTERIORMENTE.

MANIOBRA DE FUNCIONES AUXILIARES, QUE NO ESTÉNLIGADAS DIRECTAMENTE CON EL CICLO DE TRABAJO.DESBLOQUEO (REARME DE RELÉS DE PROTECCIÓN).

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

MOTORES DE INDUCCIÓN:

DEFINICIÓNPrimero, una máquina eléctrica es un dispositivo o equipo dónde se lleva a

cabo la conversión electromecánica de energía: los generadores convierten la energía mecánica en energía eléctrica, mientras que los motores convierten la energía eléctrica que se les entrega en energía mecánica para accionar otras

máquinas o dispositivos.

Partes de un motor de inducción, Cortesía SIEMENS AG.

CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE INDUCCIÓN

Nuestro estudio se orientará al control de los motores eléctricos de inducción trifásicos de baja tensión del tipo

jaula de ardilla, ya que la mayoría de las aplicaciones industriales utilizan estos motores.

DATOS DE PLACA DE UN MOTOR

PARÁMETROS ELÉCTRICOS• Tipo de motor 3 ∼ (Trifásico)

• Potencia 0,14 kW• Voltaje nominal 440 V

• Tipo de conexión Estrella o Y• Corriente nominal 0,34 A

• Frecuencia nominal 60 Hz• Factor de potencia (cosφ) 0,81

Los parámetros eléctricos permiten diseñar y especificar los dispositivos de

maniobra y protección para el motor dependiendo del tipo de arranque y de la carga a accionar.

PARÁMETROS MECÁNICOS O CONSTRUCTIVOS• Velocidad nominal 3310 / min.• Factor de servicio (SF) 1,15

• Tipo de aislamiento (Th.Cl.) F• Tamaño del marco IEC56• Grado de protección IP54• Tipo constructivo IM B3

El medio ambiente y las exigencias mecánicas de montaje permiten definir los parámetros mecánicos

del motor.

FÓRMULAS ELÉCTRICAS

Ejemplo: Veamos que sucede si reemplazamos los datos de un motor

que tiene los siguientes datos de placa:Potencia 8,6 kW

Voltaje 460 VCorriente 14,7 A

cosφ 0,83

…qué pasó? Según la placa la potencia debería ser 8,6 kW

Ocurre que cuando empleamos los datos de placa o nominales de un

motor debemos incluir un factor mas llamado eficiencia.

Para introducir la eficiencia debemos modificar ligeramente la fórmula de la siguiente manera:

Donde: η Eficiencia

Con estos datos…¿Cómo calculo la corriente para dimensionar

los equipos de maniobra y protección?

La velocidad síncrona de un motor de inducción es lavelocidad del campo magnético estator. Esdeterminada por la frecuencia aplicada al motor y elnúmero de polos presente en cada uno de las fases delbobinado del estator. Podemos escribir lo siguiente:

MOTOR DE INDUCCIÓN EN LA INDUSTRIA

• Es el de mayor uso en la industria.

• Es robusto y de poco mantenimiento.

• El motor de inducción es económico debido a su construcción sencilla.

Ventajas:

• Su comportamiento puedeajustarse a un gran númerode diferentes condicionesde operación por medio decambios sencillos en eldiseño.

• Es ideal para velocidadesentre 900 y 1800 r.p.m. ypotencias inferiores aalgunos miles de kilovatios.

Ventajas (continuación)

• Asociados a modernos convertidores de frecuencia (variadores de velocidad), estos tienden a asumir el papel casi exclusivo de los accionamientos eléctricos.

Rotor:

Los tipos de rotores son dos:– Rotor Jaula de Ardilla – Rotor devanado.

Los motores cuando están en funcionamiento,presentan características similares deoperación independientemente del tipo derotor.Pero si se diferencian en el arranque, en laposibilidad de regular la velocidad, la eficiencia,y el factor de potencia. También en el costo.

Núcleo del rotor

• Está hecho delaminaciones deacero aisladasentre si y apiladas,obteniéndose unnúcleo sólido.

• Previamente laschapas fueronpreformadas paraque al apilarseformen las ranuras.

Tipos de rotores

Jaula de ardilla

Consiste en una serie de barras conductoras,colocadas dentro de las ranuras del rotor con susextremos puestos en cortocircuito por medio de dosanillos. A éste diseño se le conoce como jaula deardilla porque sus barras tienen la apariencia de lasjaulas donde juegan las ardillas o marmotas

Rotor jaula de ardillaEl núcleo del rotor es montado sobre un eje de

acero para conformar el rotor.

Rotor jaula de ardilla

• La construcción del rotor de jaula es sólida, en cortocircuito, no permite su conexión al exterior.

Rotor bobinado

• Consta de un arrollamiento trifásico completo, que esuna imagen reflejada del devanado del estator.

• Generalmente se conectan en estrella y sus extremosvan a los anillos rozantes.

• Puede colocarse en cortocircuito a través de lasescobillas.

• También se puede insertar resistencias para que en elmomento del arranque se limite la corriente y se eleveel torque. Asimismo se puede regular la velocidadmodificando la característica Par-Velocidad del motor.

Rotor devanado

Carcasa

• La carcasa consiste en un armazón (o yugo) y dos tapas en los extremos (o los alojamientos de los cojinetes).

• El devanado del estator está montado dentro de la carcasa.

• El rotor encaja dentro del estator con un ligero entrehierro que lo separa del estator.

• No hay ninguna conexión física directa entre el rotor y el estator.

Carcasa

• La carcasa también protege las parteseléctricas y operativas del motor de losefectos dañinos del ambiente en que elmotor opera.

• Los rodamientos, montados en el eje,sostienen al rotor y le permiten girar.

• El ventilador, también montado en el eje, seusa para refrigerar el motor.

Partes del motor de inducción

Clase de diseño

• La diferencia principal es la cantidad de inductanciay resistencia del rotor que cada una posee. Unamayor resistencia del rotor eleva el par de arranque,pero disminuye el par máximo, la eficiencia generaly la aumenta el deslizamiento.

• El NEMA A frecuentemente no es empleado. ElNEMA B es el más utilizado. Los NEMA C yNEMA D son empleados para aplicacionesespeciales.

Especificaciones del motor

Datos de placa

• Los datos de placa de un motor proporcionainformación importante necesaria para su selección yaplicación.

• La siguiente gráfica muestra por ejemplo la placa dedatos de un motor AC de 30 HP.

• Se dan las características técnicas de plena carga ycondiciones de operación así como la protección yeficiencia del motor.

Datos de placa de un motor

Tensión y corriente

• Los motores de AC se diseñan para funcionar avoltajes y frecuencias nominales.

• Este motor está diseñado para el uso en sistemas de460 VAC.

• La corriente a plena carga para este motor es de 34,9amperios.

Velocidad (n)

• La velocidad base es la velocidad del dato de placa,dado en r.p.m., donde el motor desarrolla su potencianominal a la tensión y frecuencia nominal.

• Es una indicación de cuán rápido el eje de salidagirará al equipo conectado cuando está cargadocompletamente cuando se aplica la tensión yfrecuencia apropiada.

Deslizamiento (s)

• La velocidad base de este motor es 1765 r.p.m. en 60Hz. Se sabe que la velocidad síncrona de un motor 4polos es 1800 r.p.m. Cuando el motor está cargadocompletamente el deslizamiento es del 1,9%. Si elequipo conectado está funcionando con una cargamenor que la plena, la velocidad de la salida (RPM)será ligeramente mayor que el placa de identificación.

1001800

17651800

⋅−

Factor de servicio (fs)

• Un motor diseñado para funcionar a sus HP nominales dela placa de datos tiene un factor del servicio de 1,0. Estosignifica que el motor puede funcionar en el 100% de HPnominales. Algunas aplicaciones pueden requerir unmotor que exceda los HP nominales. En estos casos unmotor con un factor del servicio de 1,15 puede serespecificado.

• El factor del servicio es un multiplicador que se puedeaplicar a la potencia nominal.

Factor de servicio (fs)• Un motor con factor de servicio 1,15 puede funcionar un

15% más alto que los HP nominales. Un motor de 30 HPcon factor de servicio 1,15, puede funcionar a 34,5 HP.Debe observarse que cualquier motor que funcionacontinuamente con un factor de servicio mayor a 1 tendráuna expectativa de vida útil reducida comparada sifuncionaría a la potencia nominal. Además, lascaracterísticas de funcionamiento tales como, velocidad ycorriente de plena carga, serán afectadas.

Clase de aislamiento

• La asociación nacional de fabricantes de materialeléctrico (NEMA) ha establecido clases deaislamiento para resolver los requisitos de latemperatura del motor encontrados en diversosambientes de funcionamiento. Las cuatro clases deaislamiento son A, B, F, y H. La Clase F es lacomúnmente usada. La clase A se utiliza raramente.

• Antes de que se encienda un motor, sus bobinas están en la temperatura de medio circundante. Esto se conoce como temperatura ambiente. NEMA ha estandarizado una temperatura ambiente de 40° C, o 104° F dentro de un rango de altitud definido para todo las clases de motores.

• La temperatura se elevará en el motor tan pronto comose arranque. Cada clase de aislamiento tiene unaelevación permisible de temperatura. La combinaciónde la temperatura ambiente y de la elevación permitidade la temperatura es igual a la temperatura máxima dela bobina del motor. Un motor con aislamiento la claseF, por ejemplo, tiene una elevación de temperaturamáxima de 105° C cuando está funcionado en un factorde servicio 1,0.

• La temperatura máxima de la bobina es 145° C (40°Cambiente más la elevación de 105°C). Se permiteproporcionar un margen para un punto en el centro delas bobinas del motor donde es más alta latemperatura. Esto se refiere como el punto calientedel motor.

Sobretemperatura

• La temperatura de funcionamiento de un motor esimportante para la operación eficiencia y vida útil. Elfuncionamiento de un motor sobre los límites de laclase de aislamiento reduce la expectativa de vida delmotor. Un incremento de 10° C en la temperatura defuncionamiento puede disminuir la expectativa devida del aislamiento del motor tanto como en un 50%.

Clase de diseño

• La asociación nacional de los fabricantes de materialeléctrico (NEMA) ha establecido los estándares parala construcción y el funcionamiento del motor.

• Motor NEMA con diseño clase B son los máscomúnmente empleados.

Eficiencia (η).

• La eficiencia del motor AC se expresa comoporcentaje. Es una indicación decuánta entrada de energía eléctrica se convierte enenergía mecánica a la salida. La eficiencia nominal deeste motor es 93,6%. Es la eficiencia más alto.

Eficiencia (η)

• Un motor de 30 HP con 93,6% de eficienciaconsumiría menos energía que un motor de 30HP conuna eficiencia nominal del 83%. Esto puede significarahorros significativos en el costo de la energía.

• Una temperatura de funcionamiento más baja, unavida útil mayor, y niveles de ruidos más bajos sonventajas típicas de los motores de alta eficiencia.

ARRANQUE DE MOTORES

TIPOS DEARRANQUE

ARRANQUE DE MOTORES

No existe razón teórica alguna por la cual un motorasíncrono trifásico de rotor en cortocircuito no pueda serarrancado conectándolo directamente a la red de suministro.Si así se hiciera, la corriente absorbida en el momento delarranque llegaría a alcanzar valores de entre 3 y 7 veces laintensidad nominal del motor, dependiendo principalmentedel tipo de rotor qué este tuviera.

Esta gran absorción de corriente no perjudicaríadirectamente al motor si el arranque dura unos pocossegundos, pero sí daría lugar a una gran caída de tensiónen la red, muy perjudicial para las otras máquinas y/oequipos a ella conectadas.

Por tanto, con el fin de reducir la corriente de arranque enlos motores con potencia superiores a 5 KWgeneralmente, si arrancan a plena carga, no se sueleemplear el arranque directo, sino que se emplean otrossistemas para reducir la intensidad de arranque, basadosprincipalmente en:

* Reducir la corriente de arranque por debajo de lanominal.* Disminuir la corriente rotórica aumentando la resistenciadel circuito del rotor.

ARRANQUE DIRECTO A PLENA TENSIÓN

Esta forma de arranque tiene la ventaja de que el motordesarrolla en el arranque su torque máximo cuando lacarga así lo requiera. el inconveniente es que toma unacorriente de arranque máxima en algunos casos hasta 7veces la corriente nominal del motor; es recomendablepara motores de baja potencia pudiendo llegar comomáximo a 5 kw.

Este sistema de arranque se aplica para arrancar a plenacarga máquinas de pequeña potencia como: máquinasherramientas, bombas centrífugas, ventiladores,compresoras, etc.

ARRANQUE DIRECTO

ARRANQUE DE2 ESTACIONES

ARRANQUECON INVERSIÓNDE GIRO

ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO

Cuando un motor trifásico asíncrono se conecta a una redde alimentación cuya tensión entre fases UL coincide conla menor de las dos tensiones nominales indicadas en suplaca de características, el motor ha de estar conectado entriángulo.

En consecuencia, si durante el proceso de arranque seconecta ese mismo motor en estrella por medio deprocedimientos externos, la tensión aplicada a cada fasedel motor se reducirá a UL / ; o sea, que cada fase delmotor recibirá el 58% de la tensión de la red.

Esta es precisamente la base del sistema de arranque atensión reducida, denominado conmutación estrellatriángulo. Siendo necesario para efectuar este tipo deconexión, que cada una de las fases del motor seaindependiente en la caja de bornes, o sea que no debenexistir puentes de conexión en la misma.

AplicacionesMáquinas que arrancan en vacíoVentiladores y bombas centrífugas de pequeñapotencia.

ARRANQUE POR RESISTENCIAS ESTATÓRICAS

Este método de arranque consiste en conectar el motor a lalínea mediante una resistencia en serie en cada una de lasfases. Las resistencias se pueden graduar en secciones paralimitar la corriente de arranque a un valor pretendido segúnlas normas de la compañía y el par que necesita la maquinade carga.

AplicacionesMáquinas de fuerte inercia:Compresores de refrigeración.Maquinaria para la madera.Máquinas tensoras.Ascensores.Escaleras automáticas, etc.

El arranque mediante resistencias proporciona unaaceleración suave puesto que la velocidad del motoraumenta a medida que disminuye la corriente y se reducela caída de tensión en las resistencias, aumentando, portanto, la tensión en los terminales del motor y aumentandoel par a medida que el motor acelera.

Tiene la ventaja y es que evita los transitorios de corriente,porque el motor no se desconecta de la línea durante elperiodo de arranque.

I = CorrienteMd =Torquen = Velocidad(1) Reducción de la corriente(2) Reducción del torque

AplicacionesMáquinas de fuerte potencia o de fuerte inercia enlos casos donde la reducción de la punta deintensidad es un criterio importante.

ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR

I = CorrienteMd = TorqueN = Velocidad(1) Reducción de la corriente(2) Reducción del torque

Este tipo de arranque consiste en instalarresistencias en el circuito del rotor del motor. Adiferencia de los arrancadores estatóricos, el torquede arranque es proporcional a la corriente tomada dela red. El número de escalones o pasosdel arrancador está determinado por la corriente dearranque transitoria máxima admisible y por lascaracterísticas del motor. Aplicaciones :Máquinas de arranque en carga, de arranque

progresivo.Grúas.Puentes grúa.Ascensores, Montacargas.

ARRANQUE POR RESISTENCIAS ROTORICAS

I = CorrienteMd = Torquen = Velocidad(1) Reducción de la corriente(2) Reducción del torque

Maquinaria para imprimir papel.Compresores de pistón.Bombas volumétricas.Cizallas.Maquinas trituradoras, etc.

Arranquedirecto

Arranqueestrellatriángulo

Arranque por resistenciasestatóricas

Arranque con auto -transform.

Arranquerotórico

Corriente inicial dearranque

4 a 8 In 1,3 a 2,6 In 4,5 In 1,7 a 4 In < 2,5 In

Par inicial de arranque

0,6 a 1,5 Cn 0,2 a 0,5 Cn 0,6 a 0,85 Cn 0,4 a 0,85 Cn < 2,5 Cn

Duración media delarranque

2 a 3 s 3 a 7 s 7 a 12 s 7 a 12 s 3 tiempos:2,5 s4 y 5 tiempos: 5 s

Ventajas ArrancadorsimplePar dearranqueimportante

Arrancadorrelativamentebarato

Posibilidadregulación delos valores dearranque.No hay cortede alimentaciónduranteel arranque.

Buenarelación par intensidad.Posibilidadregulación delos valores dearranque.No hay cortede alimentaciónduranteel arranque.

Muy Buenarelación par intensidad.Posibilidadregulación delos valores dearranque.No hay cortede alimentaciónduranteel arranque.

Desventajas Punta deintensidadmuyimportante.No permite

No hayposibilidad de RegulaciónCorte de laAlimentación en el

Pequeñareducción dela punta dearranque.Necesita

Necesita unAutotransformador costoso.

Motor deanillos máscostoso.Necesitaresistencias.

AUTOMATISMOLa automatización de una máquina o

proceso productivo simple tiene como consecuencia la liberación física y mental del hombre de dicha labor. Se denomina

automatismo al dispositivo físico que realiza esta función controlando su

funcionamiento.

• El Autómata Programable (PLC) nació como solución al control de circuitos complejos de automatización. La automatización de una máquina o proceso productivo simple tiene como consecuencia la liberación física y mental del hombre de dicha labor. Se denomina automatismo al dispositivo físico que realiza esta función controlando su funcionamiento.

• TABLEROS ELECTRICOS DE AUTOMATIZACION A BASE DE RELES

• Un tablero eléctrico de automatización constituido básicamente por equipos electromagnéticos como relés de control, contadores, temporizadores, etc., es denominado tablero eléctrico convencional. Esto se debe a que estos equipos, que gobiernan especialmente la lógica, datan de principios de siglo. Sin embargo, estos equipos aún constituyen en muchas empresas el soporte para la automatización de sus procesos industriales, especialmente en los países en vías de desarrollo.

EL PLC COMO ALTERNATIVA EN EL AUTOMATISMO

• El PLC es la denominación dada al Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller) y se define como: Equipo electrónico inteligente diseñado en base a microprocesadores, que consta de unidades o módulos como Fuente de alimentación, Unidad central de proceso, Módulos de entrada, Módulos de salida y Módulos especiales, que permiten recibir información de todos los sensores y comandar todos los actuadores del sistema a controlar, con la ventaja adicional de poder agregarle otros módulos inteligentes que permitan el pre-procesamiento de información y la comunicación respectiva.

OPERADOR

ACTUADORESSENSORESSENSORES

PLCPLC

OPERADOR

ACTUADORESACTUADORESSENSORESSENSORESSENSORESSENSORES

PLCPLC

• Configuración compacta• Se denomina así a los PLCs que reúnen en el

poco espacio de su construcción la estructura básica del hardware de un controlador programable, tales como la fuente de alimentación, la CPU, la memoria y las interfases de E/S.

• Configuración modular• Esta configuración se caracteriza por su

modularidad, esto es, que pueden ser armados de acuerdo a las necesidades, lográndose una mayor flexibilidad. En consecuencia cada configuración es diferente, al igual que cada tarea de automatización.

• Configuración compacto-modular• La configuración compacto-modular está constituida

básicamente por un PLC compacto con expansiones de E/S discretas o análogas, módulos inteligentes, etc. El uso de las expansiones se debe a que la unidad básica que contiene a la CPU está diseñada generalmente con pocas E/S, de modo que, cuando la aplicación a automatizar contiene muchos captadores y actuadores, es necesario ampliar el controlador utilizando solamente módulos de E/S gobernados por la misma CPU.

• Módulo de entradas• A este módulo se unen eléctricamente los captadores

(interruptores, finales de carrera, pulsadores, etc.). La información recibida en él es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo a la programación residente.

• Se pueden diferenciar dos tipos de captadores conectables al módulo de entradas: los Pasivos y los Activos.

• Los Captadores Pasivos son aquellos que cambian su estado lógico, activado - no activado, por medio de una acción mecánica. Estos son los Interruptores, pulsadores, finales de carrera, etc.

• Los Captadores Activos son dispositivos electrónicos que necesitan ser alimentados por una tensión para que varíen su estado lógico. Este es el caso de los diferentes tipos de detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoeléctricos, etc). Muchos de estos aparatos pueden ser alimentados por la propia fuente de alimentación del autómata.

• Módulo de salidas• El modulo de salidas del autómata es el

encargado de activar y desactivar los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, motores pequeños, etc.).

• Módulos de salida discreta• Al igual que los módulos de entrada discreta, estos

módulos se usan como interfase entre la CPU del controlador y los actuadores, a los que sólo es necesario transmitirle dos estados lógicos: activado o desactivado. Los actuadores que se conectan a estas interfases pueden ser contactores, relés, lámparas indicadoras, electroválvulas, displays, anunciadores, etc.

• b) Módulos de salida analógica

Estos módulos son usados cuando se desea transmitir hacia los actuadores análogos señales de tensión o corriente que varían continuamente. Están constituidos básicamente por dispositivos multiplexores, convertidores digital-análogo (DAC), optoacopladores, etc.

Programación de LOGO

• Primeros pasos con LOGO!

• Por programación se entiende aquí la introducción de uncircuito. Un programa LOGO! equivale sencillamente a un esquema de circuitos, pero representado de manera algo diferente.

• La representación se ha adaptado al display de LOGO!.

En el presente capítulo se expone cómo puede Ud. Convertir mediante LOGO! sus aplicaciones en programas LOGO!.

• Para concluir ahora la introducción de programa, tal como sigue:

• 1. Volver al menú de programación: Tecla ESCSi no se regresa al menú de programación, significa queUd. se ha olvidado de cablear íntegramente un bloque.LOGO! muestra el punto del programa donde se olvidóalgo (por razones de seguridad, LOGO! acepta sólo programascompletos).

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL CON PLC´s

OBJETIVOS

• Diferenciar la lógica cableada de la lógica programable.• Diferenciar las ventajas y desventajas de un tablero

eléctrico convencional.• Conocer el funcionamiento y arquitectura de los PLC´s• Identificar al Controlador Lógico Programable (PLC)

como un dispositivo electrónico utilizado para laautomatización.

• Conocer los tipos de Lenguajes de Programación, así como el direccionamiento de las entradas y las salidas

• Plantear soluciones a problemas básicos mediante el uso de: Plano de Funciones y Diagrama Escalera

Antes de continuar definamos un

“Sistema de Control”

Un sistema de control es el procesamiento lógico de señales de entradas para activar salidas deseadas.

Entrada

Lógica

Salida

El cuerpo humano es un ejemplo de un Sistema de Control

Entrada

Lógica

SalidaVer – OjosOír – Oídos

Probar – LenguaSentir – PielOler – Nariz

HablarCaminarMover

Cerebro

En la industria tradicional un sistema de control está compuesto

de la siguiente manera:Lógica SalidasEntradas

Temporiza-dores.

Contadores

Relés.

PulsadorMarcha

PulsadorParo

Interruptor de posición

Contactorde Fuerza

Lamparas

Display

..donde las funciones lógicas están determinadas por la forma

del cableadoTABLERO DE CONTROL

DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y

SALIDA Cableado

TABLEROS ELÉCTRICOS

Un tablero eléctricoconvencional es aquelque está constituido,básicamente, porequiposelectromagnéticos

COMPONENTES DE UN TABLERO

Contactores, relés de protección, relésauxiliares, fusibles, temporizadores,contadores, etc.

COMPONENTES DE UN TABLERO

Lámparas Pulsadores

Selectores

Interruptores de límite

Los tableros eléctricos a base derelés son aún, en muchasempresas, el soporte para laautomatización de sus procesosindustriales.

Tablero Eléctrico Convencional

… y ¿Cómo se ve?

• Es fácil encontrar personas para su instalación, mantenimiento y reparación.

• Existe gran cantidad de material de consulta .

• Y aprender su lógica resulta sencilla.

¿Por qué son tan populares los tableros a base de relés?

1CR 2CR 3CR4CR

2CR1LS

3CR1PS

Además ...

• Sus componentes son fáciles de adquirir.

• Se cablean empleando diagramas tipo escalera.

• Para aplicaciones pequeñas es menos costoso.

• Ocupan mucho espacio.

• Generalmente implican altos costos.

• Es muy laboriosa la identificación y reparación de una falla.

• Requiere mantenimiento periódico.

… y ¿Cuáles son sus desventajas?

• No son muy versátiles a nuevassituaciones.

• Tienen un mayor consumo deenergía.

• Con el tiempo se incrementanlas probabilidades de fallas.

Además...

En las plantas modernas ...

Muchos componentes de estos tableros han sido reemplazados por equipos electrónicos...

LOS PLC´s COMO ALTERNATIVA PARA LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

¿ Qué es un PLC´s?

Definición de NEMA

“Es un aparato digital electrónico con una memoria programable para el almacenamiento de instrucciones, que permite la implementación de funciones especificas (tales como lógica, secuencias, temporizados, conteos, aritmética) con el objeto de controlar máquinas y procesos”

Funcionamiento

Para explicar el funcionamiento del PLC, sepueden distinguir las siguientes partes:– Interfaces de entradas y salidas– CPU (Unidad Central de Proceso)– Memoria– Dispositivos de Programación

• El usuario ingresa el programa a través del dispositivo adecuado (un cargador de programa o PC) y éste es almacenado en la memoria de la CPU.

• La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la información que recibe del exterior a través de la interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, activa una salida a través de la correspondiente interfaz de salida.

• Evidentemente, las interfaces de entrada y salida se encargan de adaptar las señales internas a niveles del la CPU. Por ejemplo, cuando la CPU ordena la activación de una salida, la interfaz adapta la señal y acciona un componente (transistor, relé, etc.)

Funcionamiento

• Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. • A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado

leído. • Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de

diagnóstico y comunicación. • Al final del ciclo se actualizan las salidas. • El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número

de E/S y de la cantidad de comunicación requerida.

Funcionamiento

Ejecución Cíclica del Programa

Módulo deEntrada

Módulo deSalida

Se vuelca el contenido de la Imagen de Proceso de Salida (PAA) en los Módulos de Salidas

Ejecución del OB1 (ejecución cíclica)

Eventos (interrupción de tiempo, hardware, etc.) Rutinas de Interrupción.

Lectura de los Estados de los Módulos de Entrada,Almacenando los datos en la Imagen de Proceso de Entrada (PAE)

Comienzo del Ciclo de Autómata

BloqueOB 1

LD E 0.1 A E 0.2= A 0.0

Programa de Usuario

A E 2.0= A 4.3

Byte 0Byte 1Byte 2

Memoria de la CPU

Byte 0Byte 1Byte 2

Memoria de la CPU

Imágenes de Proceso

Funcionamiento

Ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas electromecánicos

Menor costo. Fácil Programación Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a

realizar, en la puesta en marcha y en el ajuste del sistema. Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la

operación del sistema. Confiabilidad: La probabilidad que un PLC falle por

razones constructivas es insignificante Espacio: Modularidad Estandarización Versatilidad Integración en Redes Industriales

AUTOMATIZACIÓN DE VIVIENDAS DOMÓTICA

Gestión de alarmas

Detección y aviso de incendios

Detección, corte de suministro y aviso de fugas de gas

Detección, corte de suministro y aviso de fugas de agua

Detección y aviso de intrusos (interior, exterior)

CalefacciónGrupos, horarios, termostatos, sonda de

temperatura, visualización, ventanas abiertas

Control de cargasCon./descon. de tomas de red, asignación de

grupos, gestión horaria, presencia, temperatura

IluminaciónAsignación de grupos, gestión horaria,

presencia, luminosidad

ComunicacionesAviso de alarmas y conex./descon. de:

alarmas, calefacción, simulación de presencia, iluminación y cargas.

Toldos y persianasGrupos, horarios y

condiciones climáticas

Riego del jardínAsignación de zonas, horarios,

secuencialidad y condiciones climáticas

Simulación de presenciaMediante iluminación, cargas y

persianas. Gestión aleatoria.

Funciones Lógicas

Un diagramaeléctricorepresenta laconexión entrelos diferentescomponentesdel tablero

eléctrico.

L1 L2StartStop

1M OL2M

Set at15 secOff Delay

Set at30 secOn Delay

Funciones Lógicas

Esta conexión se realizacumpliendo ciertas reglas lógicas,las que se basan en el álgebrabooleana, y que veremos acontinuación.

Funciones Lógicas

Las señales eléctricas sonseñales binarias, y estas sepueden procesar empleandolas tres operaciones:

L1 L2StartStop

1M OL2M

Set at15 secOff Delay

Set at30 secOn Delay

Y (AND)O (OR)NO (NOT)

Operaciones Lógicas

La señal de salida es 1 únicamente si todas las señales de entrada son 1.

Lógica “Y” AND

L1 L2Circuitos Series

a . b y

Símbolo:Lógica:

Se conoce también como producto de boole “ ^ ”

Lógica “Y” AND L1 L2Circuitos Series

Ecuación:y = a.b y = a ^ b

La señal de salida es 1 si al menosuna de las señales de entrada es1.

Lógica “O” OR

a + b y

L1 L2Circuitos paralelos

bSímbolo: Lógica:

Se conoce también como suma de boole “ + ”

Lógica “O” OR L1 L2Circuitos paralelos

bEcuación:

y = a + b y = a v b

La señal de salida es 1 si la señal de entrada es 0. Si esta es 1, la salida

Lógica NO NOT

a y0 1

1 01a y

Contacto negadoL1 L2

Símbolo: Lógica:

Se conoce también como complemento deboole “ ¬ ”

Lógica NO NOT Contacto negadoL1 L2

Ecuación:

Ejemplo 1:Se tienen tres pulsadores a, b, c.El vástago de un cilindro de doble efectodebe salir siempre que se accionencomo mínimo dos de ellos. Al soltar unoo los dos, el vástago regresa a suposición inicial.Se pide:• El circuito eléctrico de mando.• El plano de funciones.

… veamos un ejemplo de operaciones lógicas

Ejemplo de Operaciones Lógicas

K1 K3 K3

K2 K3K3

K1 K2K1

1° Empleando relés auxiliares:

Solución:Tenemos dos alternativas eléctricas

Solución:

2° Simplificando, empleando pulsadores con doble contacto:

Solución en plano de funciones:

Su ecuación booleana:a.b + a.c + b.c = Y1

Si no se presiona ningún pulsador entonces no seenergizará el solenoide Y1.

Si sólo se presiona uno de ellos (cualquiera), no se activa el solenoide, y no saldrá el vástago.

Si se acciona dos pulsadores, entonces el solenoide seenergiza y el vástago del cilindro sale.

estas son todas las alternativas:

Programación

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN PARA PLC´s BASADOS EN LA NORMA IEC 1131-3

La norma IEC 1131-3 establece los estándares para la programación de losPLC´s, los fabricantes de estos deben contar con un software en el que sepuedan realizar la programación manteniendo estos estándares, losLenguajes de Programación que están normalizados son:

• Lenguajes Textuales– Lista de Instrucciones (AWL)

• Lenguajes Gráficos– Plano de Funciones (FUC)– Esquemas de Contactos (KOP o LD)– Diagrama Funcional Secuencial (GRAFCET)

Programación

U E 0.0U E 0.1= A0.0

E 0.0 E 0.1 A 0.0

El esquema de contactos (KOP) es un lenguaje de programación

gráfico con componentes similares a los elementos de un

esquema de circuitos.

La lista de instrucciones (AWL) comprende un juego de

operaciones nemotécnicas que representan las funciones de la

AND A 0.0E 0.0

El Esquema de Funciones Lógicas utiliza “cajas” para

cada función. El símbolo que se encuentra dentro de la caja

indica su función (p.e. & --> operación AND).

Operaciones Lógicas a Nivel de Bit: AND, OR

KOP FUP AWLEsquema del Circuito

E 0.0 E 0.1 A 0.0=

A 0.0ANDE 0.0

U E 0.0U E 0.1= A 0.0

L1(A 0.0)

S1 (E 0.0)

S2 (E 0.1)

E 0.3OR

=A 0.2 O E 0.2

O E 0.3= A 0.2

L3 (A 0.2)

S3(E 0.2)

S4(E 0.3)

Direccionamiento

• La designación de un bit se debe hacer de la siguiente manera según sea la señal:

E ó I Entrada IA ó Q Salida OM Marca (Bit interno) B

• Luego se debe indicar la dirección separando con un punto el número de byte y el número de bit, por ejemplo: una entrada llega al grupo del byte 124, y al bit 5

TIPO DE SEÑAL NÚMERO DE BYTE NÚMERO DE BIT

E 124.5 E 124 . 5

Direccionamiento

SIEMNES ABENTRADA E 10.5

I 124.1I:10/5I:15/2

SALIDA A 124.5Q 12.5

O:6/5O:2/7

MARCA/BIT M 1.6 B3:0/0

Contactos NA y NC. Sensores y Símbolos

Estado dela Señal

en laSalida

Comprobar el estado “1”

Símbolo /Instrucción

Resultado

Comprobar el estado “0”

Símbolo /Instrucción

Resultado

Presente

Voltajeen la

Entrada

NoPresente

Presente

NoPresente

Tipo desensor

Estado del Sensor

“Si”1

“NormalmenteAbierto”

“NormalmenteCerrado”

“No”0

Proceso Evaluación del Programa en el PLC

Activado

NoActivado

Activado

NoActivado

ContactoNA

ContactoNC

“Si”1

LABORATORIO Nº 1

F1 Interruptor normalmente cerrado relé térmico I:1/0S1 pulsador normalmente cerrado de parada I:1/1

S2 pulsador normalmente abierto marcha I:1/2S3 pulsador normalmente cerrado I:1/3

S4 interruptor mecánico de fin de carrera NC I:1/4S5 interruptor mecánico de fin de carrera NC I:1/5

K1B bobina del contactor K1B O:2/0K2B bobina del contactor K2B O:2/1

LABORATORIO Nº 1

SEG 1UN "F1"UN "S1“

U(U "S2"UN "S3"O "K1B")UN "S4"UN "K2B"= "K1B"

SEG 2UN "F1"UN "S1”

U(UN "S2"U "S3"O "K2B")UN "S5"UN “K1B"= "K2B"

DIAGRAMA DE CONTACTOS LISTA DE INSTRUCCIONES

DIAGRAMA DE CONTACTOS USANDO LÓGICA INVERSA

LABORATORIO Nº 1SEG 1

+ 24 -DC OUT

DCCOM I/0 I/1 I/2 I/3 DC

COM I/4 I/5 I/6 I/7 I/8 I/9 I/10 I/11

L1 L285-264 VAC

VACVDC

VACVDCO/0 O/1 O/2 O/3 O/4 O/5 O/6 O/7 NOT

MicroLogix1000

ANALOG

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

0 1 2 3 4 5 6 7

OA/0V(+)

OA/0I(+)

NOTUSED

IA/0V(+)

IA/1V(+

IA/2I(+)

IA/3I(+)

LABORATORIO Nº 1

220VACK2BK1B

F1 S1 S2 S3 S4 S5

VARIADORES DE VELOCIDAD

Los variadores de velocidad son dispositivos electrónicosque permiten variar la velocidad y la cupla de los motoresasincrónicos trifásicos, convirtiendo las magnitudes fijasde frecuencia y tensión de red en magnitudes variables.

Se utilizan estos equipos cuando las necesidades de laaplicación sean:

Dominio de par y la velocidadRegulación sin golpes mecánicosMovimientos complejosMecánica delicada

Los variadores de velocidad están preparados para trabajarcon motores trifásicos asincrónicos de rotor jaula. La tensiónde alimentación del motor no podrá ser mayor que la tensiónde red.

El dimensionamiento del motor debe ser tal que la cuplaresistente de la carga no supere la cupla nominal del motor, yque la diferencia entre una y otra provea la cupla acelerantey desacelerante suficiente para cumplir los tiempos dearranque y parada.

El Convertidor de Frecuencia

Se denominan así a los variadores de velocidad querectifican la tensión alterna de red (monofásica o trifásica),y por medio de seis transitores trabajando en modulaciónde ancho de pulso generan una corriente trifásica defrecuencia y tensión variable. Un transistor más, llamado defrenado, permite direccionar la energía que devuelve elmotor (durante el frenado regenerativo) hacia unaresistencia exterior. A continuación se muestra un diagramaelectrónico típico:

La estrategia de disparo de los transistores del onduladores realizada por un microprocesador que, para lograr elmáximo desempeño del motor dentro de todo el rango develocidad, utiliza un algoritmo de control vectorial de flujo.

Este algoritmo por medio del conocimiento de losparámetros del motor y las variables de funcionamiento(tensión, corriente, frecuencia, etc.), realiza un controlpreciso del flujo magnético en el motor manteniéndoloconstante independientemente de la frecuencia de trabajo.

Al ser el flujo constante, el par provisto por el motortambién lo será.

Circuito Recomendado

El circuito para utilizar un variador debe constar conalgunos de los siguientes elementos:

Interruptor Automático

Su elección está determinada por las consideracionesvistas en el capítulo 1. La corriente de líneacorresponde a la corriente absorbida por el variador a lapotencia nominal de utilización, en una red impedanteque limite la corriente de cortocircuito a:

22kA para una tensión de alimentación de 400v-50Hz.65kA para una tensión de alimentación de 460v-60Hz.

Contactor de Línea

Este elemento garantiza un seccionamiento automáticodel circuito en caso de una emergencia o en paradaspor fallas. Su uso junto con el interruptor automáticogarantiza la coordinación tipo 2 de la salida y facilita lastareas de puesta en marcha , explotación ymantenimiento.

La selección es en función de la potencia nominal y dela corriente nominal del motor en servicio S1 y categoríade empleo AC1

Filtro de Radio Perturbaciones

Estos filtros permiten limitar la propagación de losparásitos que generan los variadores por conducción, yque podrían perturbar a determinados receptoressituados en las proximidades del aparato (radio,televisión, sistemas de audio, etc.).

Estos filtros sólo pueden utilizarse en redes de tipo TN(Puesta al neutro) y TT (neutro a tierra).

Existen filtros estándar para cada tipo de variador.Algunos variadores los traen incorporados de origen.

Resistencia de Frenado

Su función es disipar la energía de frenado, permitiendoel uso del variador en los cuadrantes 2 y 4 del diagramapar-velocidad. De este modo se logra el máximoaprovechamiento del par del motor, durante el momentode frenado y se conoce como frenado dinámico.

Normalmente es un opcional ya que sólo es necesariaen aplicaciones donde se necesitan altos pares defrenado.

Recomendaciones de Instalación

Debe haber una separación física entre los circuitos de potencia ylos circuitos de señales de bajo nivel.

La tierra debe ser de buena calidad y con conexiones de bajaimpedancia.

Cables con la menor longitud posible.

El variador debe estar lo más cerca posible del motor.

Cuidar que los cables de potencia estén lejos de cables de antenasde televisión, radio, televisión por cable o de redes informáticas.

PRINCIPALES FUNCIONES DE LOS VARIADORES DE VELOCIDAD ELECTRÓNICOS

Aceleración controladaLa aceleración del motor se controla mediante una rampade aceleración lineal o en «S». Generalmente, esta rampaes controlable y permite por tanto elegir el tiempo deaceleración adecuado para la aplicación.

Variación de velocidadUn variador de velocidad no puede ser al mismo tiempoun regulador. En este caso, es un sistema, rudimentario,que posee un mando controlado mediante las magnitudeseléctricas del motor con amplificación de potencia, perosin bucle de realimentación: es lo que se llama «en bucleabierto».

Regulación de la velocidad

Un regulador de velocidad es un dispositivo controlado.Posee un sistema de mando con amplificación depotencia y un bucle de alimentación

La velocidad del motor se define mediante una consignao referencia. El valor de la consigna se comparapermanentemente con la señal de alimentación, imagende la velocidad del motor. Esta señal la suministra ungenerador tacométrico o un generador de impulsoscolocado en un extremo del eje del motor.

Deceleración Controlada

Cuando se desconecta un motor, su deceleración sedebe únicamente al par resistente de la máquina(deceleración natural). Los arrancadores y variadoreselectrónicos permiten controlar la deceleración medianteuna rampa lineal o en «S», generalmente independientede la rampa de aceleración.

Esta rampa puede ajustarse de manera que se consigaun tiempo para pasar de la velocidad de régimen fijada auna velocidad intermediaria o nula

Inversión del sentido de marcha

La mayoría de los variadores actuales tienenimplementada esta función. La inversión de la secuenciade fases de alimentación del motor se realizaautomáticamente o por inversión de la consigna deentrada, o por una orden lógica en un borne, o por lainformación transmitida a mediante una red.

Frenado

Este frenado consiste en parar un motor pero sincontrolar la rampa de desaceleración. Con losarrancadores y variadores de velocidad para motoresasíncronos, esta función se realiza de formaeconómica inyectando una corriente continua en elmotor, haciendo funcionar de forma especial la etapade potencia.

Protección integrada

Los variadores modernos aseguran tanto la proteccióntérmica de los motores como su propia protección. Apartir de la medida de la corriente y de una informaciónsobre la velocidad (si la ventilación del motor dependede su velocidad de rotación), un microprocesadorcalcula la elevación de temperatura de un motor ysuministra una señal de alarma o de desconexión encaso de calentamiento excesivo.

PRINCIPIOS DE LOS VARIADORES DE VELOCIDAD AC

Principios del Motor de Inducción de Jaula de Ardilla

Construcción:El motor de Inducción

Trifásico es el mas usado en la industria,

es eficiente confiable y robusto. Es usado para

manejar Bombas, Ventiladores, fajas y todo tipo de equipos.

El cuerpo del motor es llamado frame, es usualmente hecho en hierro fundido o aluminio.

El estator esta construido de acero siliconado yensamblado en un cilindro hueco dentro del frame delmotor. Un bobinado de tres fases esta dispuesto en lasranuras del estator.

El rotor es un conjunto de láminas de acero apiladas juntas formandoel núcleo del rotor. Una barra de aluminio es colocada en las aberturasdel núcleo del rotor, formando una serie de conductores alrededor delperímetro del rotor. La corriente fluye a través de los conductorescreando el electroimán. Las barras conductoras son conectadasmecánicamente y eléctricamente en el anillo terminal. El núcleo delrotor esta montado en un eje de acero para formar el armazón del rotor

Torque y Corriente Vs. VelocidadLa característica de torque y corriente en función de la velocidad del motor es mostrada en la siguiente figura. Se observa que el motor presenta gran consumo de corriente en el arranque (hasta 6 veces

su valor nominal) al ser aplicado su voltaje nominal en sus bornes. El torque alcanza el 200% de su valor nominal.

La velocidad de rotación del campo magnético del estator determinala velocidad del rotor, y la fuerza de os campos magnéticos determinala fuerza de atracción entre ellos. Dicha fuerza de atracción esconocida como torque y se mide en Libras fuerza-pie (lb-ft) o Newton-metro (N-m)

La velocidad del rotor, para un motor de inducción, siempre es menorque la velocidad sincrona (velocidad de rotación del campo magnéticodel estator) dicha diferencia de velocidad se denomina deslizamiento(“slip” en ingles) y su ecuacion es la siguiente:

NsNrNsS −

=Ns : Velocidad Sincrona.

Nr : Velocidad en el eje.

%77.21001800

17501800=

−= xSnom

Respecto al deslizamiento, se puede decir que dicho valor aumentaen forma proporcional a la carga, es decir, a mayor carga, eldeslizamiento se incrementa, de la figura podemos deducir eldeslizamiento a carga nominal y a dos veces su carga nominal:

%16.41001800

17251800=

−= xSnom

Numero de PolosEl numero de polos afecta a la velocidad de rotación de la maquina:

PfNs 120

=Ns: velocidad sincrona

P: numero de polos

Control de velocidad en motores de Inducción

Para poder controlar la velocidad de los motores de jaulade ardilla, tendríamos que controlar el numero de polos o lafrecuencia de suministro al cual esta conectado. Laecuación de la velocidad en el eje del motor es la siguiente:

fNr −=120

Podemos entonces concluir que hay tres formas de podercambiar la velocidad en un motor de inducción:

a) Cambio del Numero de Polos.

Esto requiere que el bobinado del estator tenga dosbobinados, aquí el control de velocidad no escontinuo, es decir un motor de 2/4 polos a 50 Hz.Tendra dos velocidades sincronas, 3000 y 1500 RPM.

b) Cambio de la cantidad de deslizamiento

Esto puede ser realizado ajustando el voltaje desuministro al motor. Esto causaría que el torquetambién se reduciría, siendo este hecho inaceptablepara las condiciones de trabajo.

c) Ajuste de la frecuencia de suministro al motor

Este método es usado por los controladores develocidad electrónicos, esto genera un conjunto defamilias de curvas torque velocidad, cada una conuna velocidad sincrona correspondiente a lafrecuencia suministrada al motor.

Controladores de Frecuencia Variable

Para mantener el campo magnético interno del motor a los nivelesadecuados, al mismo tiempo que es ajustado la frecuencia desuministro del motor, necesitamos ajustar el voltaje de suministro. Elrequerimiento es mantener un ratio de voltaje y frecuencia constante(V/Hz)

Hay que recordar que un débil campo magnético provocara perdidaen el torque del motor y un exceso de campo magnético causarasaturación y sobrecalentamiento. De la figura anterior se puede verque cuando se incrementa la frecuencia de salida, la proporción V/Hzse mantiene constante hasta que el voltaje del motor alcance el100% de su voltaje nominal. Para velocidades superiores a lanominal, el voltaje al motor no puede aumentar, causando unareducción al torque del motor para velocidades superiores a lanominal.

Para mejorar el torque del motor a bajas velocidades, se puede aplicar un estimulo (BOOST). Esto se realiza incrementando el voltaje de

salida a bajas velocidades, como se ve en la figura anterior.

Principios de Los Variadores de Velocidad

Diagrama de Bloques de un Variador de Frecuencia

Las etapas del variador son las siguientes:

Convierte la entrada de AC (corriente alterna) en DC (corriente directa). Para la entrada de 400 Vac, el nivel de

DC es aproximadamente 560 Vdc. (Ver la siguiente figura). Para una tensión estándar de 400VAC de

entrada, el voltaje de salida del rectificador es de 560 VDC, con algo de Ripple superpuesto en la señal. El

ripple es una pequeña señal de voltaje a una frecuencia de 360 Hz.

RECTIFICADOR:

Rectificador Trifásico de seis pulsos

Para eliminar el ripple de la salida del rectificador se usa un filtro. El filtro usa dos bobinas de choque, una en el lado positivo y otra en el lado negativo. El filtro también utiliza un capacitor. Los capacitores son electrolíticos y tienen alta capacitancia, para poder mantener la carga. Estos capacitores son de 400Vdc y para poder trabajar con el

voltaje de salida del Bus de DC, se conectan dos capacitores en serie. Los resistores conectados en los capacitores, dispuestos en conexión serie, ayudan a compartir el voltaje del Bus de DC entre

ellos.

Los capacitores del filtro pueden alcanzar una gran corriente en el primer instante de carga, esta corriente es apreciable en el

momento en el que se enciende el equipo y pueden quemar los fusibles o dañar a los diodos.

FILTRO:

Por eso un circuito de carga suave se adiciona para ayudar a limitarlas corrientes a un nivel seguro. Las corrientes de carga fluyen através de los resistores de carga, cuando los capacitores se hayancargado el resistor es eliminado mediante un contactor o relay. Losvariadores actuales utilizan un transistor de potencia en lugar delrelay o contactor.

INVERSOR:Después de la etapa de filtrado, el voltaje DC es aplicado a uncircuito puente Inversor, este circuito se encargara de invertir elvoltaje DC a AC a una frecuencia y voltaje variable. Este tiene seisTransistores Bipolares de Compuerta Aislada (IGBTs)

Operación del IGBT:

En un IGBT el gate (g) y el emisor (e) pueden serconcebidos como los terminales de control y el colector(c) con el emisor (e) como los terminales de potencia. Alconectar un voltaje entre g y e (Vge=10 Vdc) laresistencia entre c y e es pequeña y enciende cualquiercarga conectada en el circuito del colector. El trabajoque realiza un IGBT puede ser realizado por un circuitode relay, pero las ventaja del IGBT es que puedeencender una carga en 2 microsegundos, mientras queun circuito de relay tomaría 10 milisegundos.

Configuración del Puente inversor

En la figura se puede ver la configuración del circuito puente

inversor con 6 IGBTs. La alternación de los IGBT’s es tal que cuando el IGBT superior de

cada fase esta encendido, el IGBT inferior de la fase

correspondiente este apagado y visceversa. Si vemos desde el

punto centro de cada fase donde el motor esta conectado, este alternaria periodicamente los

lados positivos y negativos con el Bus de DC.

Si las tres fases son alternadas de esta

manera, pero con la alternancia de cada fase

retrasada un tercio de un ciclo, atrasado de la

fase previa, las tres formas de onda del

punto centro (VA0, VB0, VC0) serian tal como se

muestra en la figura.

El motor recibe entre sus terminales la diferencia de voltajes entre

cualquiera de las dos salidas de A, B y C. En la figura se muestra la forma de onda de voltaje de línea

(VAB, VBC, VCA) que recibe el motor.

Esta forma de onda de voltaje es llamado “quasi square-wave” y causa una forma de onda de

corriente en el motor mostrada en la figura inferior.

Modulación

La forma de onda de corriente del motor mostrada en la figura anterior, no es muy buena ya que tiene un alto contenido de

armónicos que causaría ruidos y sobrecalentamiento en el motor. Para mejorar la forma de onda hay modular la onda de voltaje. Para realizar esto hay que ajustar el valor medio del voltaje de salida de tal manera que la forma de onda de corriente sea mas sinusoidal

En la siguiente figura se muestra esta técnica. El ancho y el numero de pulsos son ajustados electrónicamente, de tal manera

que la onda de corriente se aproxime a una onda senoidal.

En esta ilustración hay 16 pulsos insertados en un ciclo. En un variador, el numero de pulsos puede llegar hasta

80, haciendo que la forma de onda de corriente sea mas senoidal.

CONSIDERACIONES DE CARGA PARA LA SELECCIÒN DE VARIADORES

CARGAS DE TORQUE CONSTANTEEste tipo de carga es una de las másfrecuentes encontrada. En este grupo, eltorque demandado por la carga esconstante a través de todo el rango develocidad. La carga requiere la mismacantidad de torque a bajas y altasvelocidades. Cargas de éste tipoesencialmente son cargas de fricción. Enotras palabras, las características detorque constante son necesarias parasuperar la fricción.

HP = Torque x Velocidad 5 252

Torque = lb – pie Velocidad = RPM

5 252 = constante de proporcionalidad

Ejemplo de éste tipo de cargas son los transportadores, extrusores, etc.

CARGAS DE POTENCIA CONSTANTE

En éste tipo de cargas, la potencia demandada por la carga es constante dentro del rango de velocidad. La

carga requiere alto torque a baja velocidad. De la

ecuación anterior se puede ver que si la potencia se mantiene constante, el torque disminuirá si la

velocidad se incrementa. Dicho de otro modo, la

velocidad y el torque son inversamente proporcionales

una de la otra.

Ejemplos de éste tipo de cargas son los bobinadores con accionamiento central y mandriles de máquinas – herramientas. Un

ejemplo específico de ésta aplicación podría ser un torno que requiere baja velocidad para corte grueso y alta velocidad para corte fino, donde

se remueve poco material. Usualmente se requieren torques de arranque muy altos para una rápida aceleración.

CARGAS DE TORQUE VARIABLE

Con éste tipo de carga, el torque esdirectamente proporcional a algunafunción matemática de la velocidad,usualmente la velocidad al cuadrado(velocidad2).

Torque constante x (velocidad)2

La potencia típicamente esproporcional a la velocidad al cubo(velocidad)3.

Ejemplos de cargas que exhiben características de cargade torque variable son los ventiladores centrífugos,bombas y sopladores. Este tipo de carga requiere muchomenor torque a baja velocidad que a altas velocidades.

Características de potencia y torque Ejemplos de aplicaciónPotencia constante. El torque varía

inversamente con la velocidad.

Herramientas de corte de metal que operan en un ampliorango de velocidades. Algunas extrusoras, mezcladoras,máquinas especiales donde la operación de baja velocidadpuede ser continuada.

Torque constante. La potencia varia con la velocidad

Maquinaria en general, montacarga, transportadores, prensasde impresión, etc. Representan el 90% de las aplicaciones.

Con exponente al cuadrado.

La potencia varía como la velocidad al cuadrado.El torque varía con la velocidad.

Bombas de desplazamiento positivo, algunas mezcladoras yextrusoras.

Con exponente al cubo.

La potencia varía como la velocidad al cubo. El torque varía como la velocidad al cuadrado.

Todas las bombas centrífugas y algunos ventiladores (la potencia en los ventiladores puede variar como la quinta potencia de la velocidad).

Cargas de alta inercia.

Típicamente asociadas con máquinas que usan volantes paraproveer energía a la mayoría de aplicaciones (levantar,prensar, etc.).

SELECCIÓN DE VARIADORES

Cuando se selecciona un variador primero se determina el tipo (AC o DC) en función a las consideraciones de carga que se tendría, la tensión, corriente y potencia requerida; en función a esto debe

seleccionar el variador adecuado previamente se deben conocer de cada marca las capacidades nominales (rango de potencia) y las

especificaciones de entrada y de salida, para determinar si cumplen con los requerimientos.

El variador de velocidad debe instalarse en una superficiemetálica y en la posición recomendada, respetando espaciosde separación mínimos con respecto a los equipos ocanaletas contiguas.

INSTALACIÒN

PAUTAS DE INSTALACIÓNLa siguiente figura muestra como proceder a un cableado de fuerza

desde la línea de entrada hasta el motor.

La siguiente figura muestra como proceder al cableado de la línea de tierra desde la alimentación hasta el motor.

CONEXIÒN A TIERRA

VARIADOR DE VELOCIDAD

MICROMASTER

Accionamiento Electrico Unac

Documents

Transcript of Accionamiento Electrico Unac

BOMBA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE ACCIONAMIENTO …€¦ · BOMBA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE ACCIONAMIENTO ELECTRICO Descripción La serie DE-AP son bombas de desplazamiento

Libro Maquinas Unac

RESIDUOS SÓLIDOS unac

control de procesos, UNAC

UNAC - DOCTRINA ADMINISTRATIVA

INGRESANTES UNAC

ÍNDICE - UNAC

Portafolio de Servicios UNAC

residuos solidos unac

Expo AULA UNAC

DIPLOMADO - UNAC

01 accionamiento electrico

Clase 2 POLIMEDIA - UNAC

Elasticidad.ppt unac

unac doctrina asministrativa

PROTEINAS unac - 2015.ppt

UNAC - CUERPO DE LA DOCTRINA ADMINISTRATIVA PARA ADMINISTRACIÓN EN LA UNAC 2012

Clase 1 POLIMEDIA - UNAC

Modelo Unac

CAPITULO VI - UNAC