Apuntes de Sistemas de Control Eléctrico (Tareas y Apuntes)
Control:
Es el mecanismo para comprobar que las cosas se realicen como fueron previstas, de acuerdo con las políticas, objetivos y metas fijadas previamente para garantizar el cumplimiento de la misión institucional.
Control Interno:
Es el sistema integrado por el esquema de organización y el conjunto de planes, métodos, principios, normas, procedimientos y mecanismos de evaluación y verificación adoptados por una entidad.
Control electromagnético de motores:
Se emplean junto con dispositivos pilotos de control.
Es el encargado de que una máquina realice el trabajo deseado.
Siempre que se use un motor eléctrico existen elementos de conexión mediante los cuales son operados los motores de acuerdo a las necesidades de trabajo.
Control eléctrico:
Los controles eléctricos son usados industrialmente para máquinas o equipos, los cuales realizan un determinado trabajo.
Aplicaciones básicas:
Conexión serie
Conexión paralelo
Conexión mixto
Pueden ser:
Manuales
Semiautomáticos
Automático
Control:
Es todo aquello que se puede manipular, gobernar, etcétera; También es un proceso el cual requiere una planificación para poder manipular determinados elementos, el control se ha definido como un resultado de la administración de ciertos recursos (dispositivos, máquinas, etcétera).
Control eléctrico:
Conjunto de elementos eléctricos que varían en su proceso, y estos dispositivos nos ayudan a gobernar de alguna manera la energía eléctrica, este conjunto de elementos eléctricos o electrónicos tienen un punto necesario llamado controlador (es una salida o entrada) que configura todo el proceso.
Tipos de control:
Manual/Simple:
ON/OFF: Este tipo de control es uno de los más utilizados ya que es una simple aplicación de dar o ceder el paso para que la corriente circule por el circuito.
Digital:
Time porportioning: Recibe este nombre porque es un proceso más exacto que el anterior ya que trabaja con tiempo para poder realizar el ciclo al que se programa.
Manual:
Son elementos de maniobra que consisten en energizar y des energizar los sistemas por medio de interruptores básicos.
Los elementos para realizar el control manual son los siguientes:
Interruptores
Pulsadores
Seccionadores
Estos elementos de maniobra manual son aparatos que requieren la acción del operador para la energización y des energización del equipo.
Automáticos:
Dispositivos diseñados en abrir y cerrar circuitos que están en funciones como V, A, F, presión, temperatura, etcétera.
Control EléctricoArrancadoresContactoresInterruptores-Regulador-Marcha-Aceleración-220V-127V-ElectromagnéticoControl EléctricoArrancadoresContactoresInterruptores-Regulador-Marcha-Aceleración-220V-127V-ElectromagnéticoSistemas de protección
Control
Eléctrico
Arrancadores
Contactores
Interruptores
-Regulador
-Marcha
-Aceleración
-220V
-127V
-Electromagnético
Control
Eléctrico
Arrancadores
Contactores
Interruptores
-Regulador
-Marcha
-Aceleración
-220V
-127V
-Electromagnético
Contactor:
Está diseñado para abrir y cerrar circuitos de potencia y/o control, están constituidos básicamente por los siguientes elementos:
Contactos principales: Abrir y cerrar el circuito.
Contactos auxiliares: Abrir y cerrar mando.
Bobina: Produce fuerza de atracción (220V Y 127V).
Armadura: Parte móvil.
Núcleo: Parte fija que encierra el flujo magnético que produce la bobina.
Resorte: Devuelve a los contactos a su estado original.
Arrancador:
Es un regulador de inicio cuya función es poner en marcha y acelerar un motor por lo tanto puede reducir la corriente de arranque.
Existen arrancadores manuales y automáticos:
Manuales:
De 3 bornes.
De 4 bornes.
Automáticos:
Por aceleración fija.
Aceleración por limitaciones de corriente.
Interruptores:
Dispositivos que interrumpen el paso de la corriente en los circuitos.
Circuito eléctrico:
Es un lazo (ciclo) cerrado el cual está formado por un conjunto de elementos, dispositivos y equipos eléctricos el cual se alimenta de la misma fuente de energía.
Interruptor de palanca N.A. (normalmente abierto).
Interruptor de palanca N.C. (normalmente cerrado).
Tipos de pulsadores:
Pulsador: Elemento que permite el paso o interrupción de la corriente mientras es accionado. Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.
Puede ser el contacto N.C. o N.A.
Consta del botón pulsador, una lámina conductora que establece el contacto con las dos terminales al oprimir el botón y un muelle que hace recobrar a la lámina a su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.
Tipos de pulsadores:
Basculante
De timbre
Con señalizador
Circular
Extraplano
Tipos de interruptores:
Interruptor: Un interruptor eléctrico es un dispositivo empleado con el fin de desviar u obstaculizar el flujo de corriente eléctrica.
Entre ellos:
Basculante
Pulsador
Rotativo
Automático o termomagnético
Reed switch
Centrífugo
De transferencia
DIP (Dual in Line Package)
De mercurio
Diferencial o disyuntor
Tipos de seccionadores:
Seccionadores: Estos sólo pueden operar cuando hay una diferencia de potencial o tensión insignificante entre sus terminales o para interrupción de corrientes insignificantes.
Tipos:
Apertura central
Doble apertura o rotación central
Apertura vertical
Apertura lateral
Pantógrafo
Semipantógrafo
Puesta a tierra
Puesta a tierra rápida
Sistemas de control
Lógica del circuito:
La lógica del circuito es aquella que se encarga de tomar las decisiones del sistema de acuerdo a la información adquirida por los elementos de entrada y de esta manera dar una mejor respuesta posible a los elementos de sálida.
Elementos de control (entrada y salida):
Elementos de entrada:
Sensores de proximidad
Sensores de temperatura
Interruptores de límite
Etcétera
Lógica del circuito:
Relevadores magnéticos de estado sólido
Circuitos integrados
Elementos de salida:
Lámparas piloto
Contactores electromagnéticos
Drivers para motores eléctricos
Electroválvulas
Etcétera
Elementos de entrada:
Esta es una parte o sección en la cual se integran los dispositivos o elementos encargados de adquirir la información del operador del sistema.
Los elementos de control se pueden colocar en varios tipos de circuitos o diagramas.
Circuitos en serie
Circuitos en paralelo
Circuitos en escalera
Circuitos mixto
Diagrama o circuito
EntradasLógicaSalidasL1L2EntradasLógicaSalidasL1L2
Entradas
Lógica
Salidas
L1
L2
Entradas
Lógica
Salidas
L1
L2
Lámparas
Timbres
Motores
Bobinas
Entrada manualEntrada mecánicaEntrada automática Entrada manualEntrada mecánicaEntrada automática
Entrada manual
Entrada mecánica
Entrada automática
Entrada manual
Entrada mecánica
Entrada automática
Construcción de un diagrama:
1.- Se elige una línea de alimentación, el cual me va a dar un recorrido inicial de la corriente eléctrica.
L1L1
L1
L1
L1L1
L1
L1
Vertical si es sistema americano Horizontal si es sistema europeo
2.- Se debe de representar una línea de tensión o amarre que debe estar unida a la línea de alimentación
L1L1
L1
L1
L1L13.- Vamos a determinar el tipo de elemento de entrada para nuestro circuito
L1
L1
L1L14.-Se coloca la parte operacional del sistema
L1
L1
5.- Dependiendo de la complejidad del circuito (número de elementos anexos a él como lámparas, motores, etcétera) es como se va a modificar la salida.
6.- Se debe cerrar el circuito para que regrese el flujo de corriente eléctrica.
L1L2L1L2
L1
L2
L1
L2
L1L2BArranqueBParoL1L2BArranqueBParo
L1
L2
BArranque
BParo
L1
L2
BArranque
BParo
L1L2BArranqueBParoL1L2BArranqueBParo
L1
L2
BArranque
BParo
L1
L2
BArranque
BParo
BParoauxBParoaux
BParoaux
BParoaux
NL1NL1
N
L1
N
L1
Diagramas
Lineal:
Se muestra con símbolos.
L1L2BArranqueBParoL1L2BArranqueBParoBotones pulsadores + Arrancador = Control Manual
L1
L2
BArranque
BParo
L1
L2
BArranque
BParo
Esquemático:
Se muestra mediante una simbología diferente de cómo estará la conexión.
Diagrama elemental:
En este diagrama se muestran todos los componentes en la forma más sencilla.
Diagrama de conexiones:
Los símbolos en este diagrama se colocan en la misma posición que en la que se encuentran los elementos físicamente.
Diagrama de Haces:
Es la simplificación del de conexiones. Se utiliza un haz de hilos numerados y rotulados con una línea que va de dispositivo en dispositivo.
De los tres tipos de diagramas el más utilizado es el diagrama lineal, ya sea en sistema americano o en sistema europeo.
En el americano las líneas se representan horizontalmente y en el europeo se representan verticalmente, además de cambiar la simbología para cada sistema.
Algunos ejemplos de esto son:
Americano
Europeo
Interruptor pulsador
Bobinas de contactor
Interruptor de pulsador
Tipos de diagramas:
Los diagramas son lenguajes escritos de todos los circuitos eléctricos y no eléctricos y nos sirven para interpretar las necesidades que requiere el sistema, existen 3 tipos de diagramas:
Diagrama de haces o unifilar
Diagrama de conexiones o físico
Diagrama lineal de control
Circuitos de control:
Este nos indica las operaciones secuenciales para realizar el control de un sistema y vienen en dos tipos:
Lineales
De escalera
A parte de esos dos tipos de circuitos se va a clasificar por su número de hilos que se tenga en el sistema.
Lineales
De escalera
Circuito de 2 hilos:
Este dispositivo primario con contactos y bobinas que van a estar anclados a una.
Circuitos de 3 hilos
Es un dispositivo piloto con contactos, pulsadores y relevadores, se utiliza cuando tenemos más accionadores en el sistema.
Número de acciones que tendremos en el circuito.
Potencia y alimentación de los circuitos de control.
2 Hilos (Fase-Neutro) = 120v/127v
3 Hilos (Fase-Fase; Fase-Neutro) = 127v/220v
4 Hilos en adelante (F1, F2, F3…, F4-Neutro) = 127v/220v
Diagrama de escalera
Este diagrama se llama así porque contiene varios dispositivos del circuito que se encuentran conectados en paralelo y se le da el nombre de escalera, porque se van conectando en escalón.
1.- Los diagramas de escalera solo deben demostrar los dispositivos de control, tales como interruptores, Contactores, relevadores, lámparas indicadoras, etcétera.
2.- Los componentes de salida tales como las bobinas, relevadores, etcétera, se van a localizar a la derecha.
3.- Los componentes de entrada como pulsadores, interruptores o cualquier otro de mando se localizan a la izquierda.
4.- Se deben enumerar los escalones.
5.- Se deben enumerar los conductores.
6.- Se deben etiquetar todos los componentes (ponerle nombre).
7.- Se debe considerar un elemento de salida por escalón.
8.- Se van a representar sólo los contactos que estén en uso.
Ejemplos:
Realice un sistema de control de arranque y paro de un motor que funciona de manera sencilla.
Realice un sistema de control y paro de dos motores que trabajan de manera independiente
Sistemas de protección eléctrica
Tienen como función proteger a las cargas de una sobre corriente para así evitar su mal funcionamiento o daño.
Protección del alimentador
Es la protección que debe tomar en consideración la corriente máxima más la suma de las corrientes a plena carga de otros dispositivos conectados al mismo circuito.
Protección del circuito derivado
Esta protección tiene como objetivo proteger a los conductores del circuito derivado contra corto circuito.
Protección de la carga
Esta protección es contra una sobrecarga para evitar que está de sobre exponga y se caliente.
Campo eléctrico
Una carga eléctrica produce un campo eléctrico alrededor de ella el cual interactúa con cualesquiera otras cargas que estén presentes.
Un campo eléctrico tiene tanto magnitud como dirección,
El campo eléctrico puede presentarse geométricamente mediante flechas vectoriales. Su dirección es indicada por los vectores y se define como aquella hacia la que se movería una pequeña carga positiva de prueba que estuviera inicialmente en reposo.
Una manera más útil de describir a un campo eléctrico es por medio de líneas de fuerza eléctrica.
Relevador de sobrecarga
Es un dispositivo electromagnético con su bobina conectada en serie con el devanado de trabajo.
Un grupo de contactos de este relevador, N.A, se conectan en serie con el devanado de arranque.
Partes
Sobre corriente
Se produce cuando a través de la línea eléctrica, circula una intensidad mayor que intensidad nominal.
Se pueden producir daños importantes dependiendo de dos factores:
Valor en amperes de la sobre carga.
Tiempo que dura la sobre carga (efectos magnéticos).
Sobre carga
Se representa al utilizar equipo eléctrico que consume más corriente que el valor indicado en el dispositivo de protección (efectos térmicos).
Realice un sistema de control de arranque y paro con los siguientes elementos.
1 botón pulsador
1 botón flotador
1 botón de palanca
Botón pulsador:
Botón flotador:
Botón de palanca:
Relevadores o relé
Controlador de tiempo
Evitar el daño del equipo
FuerzaFuerzaRelevador de sobre carga
Fuerza
Fuerza
Control:
Fuerza:
Realice un circuito de arranque y paro de dos motores que trabajan de manera independiente.
Realice un circuito de arranque y paro de dos motores que tienen un arranque independiente y un paro general.
Dispositivo de Tambor
Desconectador (switch) tipo tambor:
Los desconectadores tipo de tambor son dispositivos manuales, que tienen un grupo de contactos fijos e igual número de móviles. Estos contactos permiten obtener las posiciones de abierto y cerrado con una secuencia determinada por medio de una navaja rotatoria, se usan en motores de potencia pequeña o como dispositivos de control en motores con arrancadores magnéticos.
Arrancadores
Arrancadores de voltaje reducido:
Entre los aparatos para arranque de motores a tensión reducida que la industria eléctrica puede ofrecer, sobresalen cuatro sistemas que son los más conocidos y utilizados.
En cada uno de estos sistemas se emplea un artificio determinado del cual toma su nombre, siendo estos los siguientes:
Resistencias primarias.
Autotransformador.
Estrella-triángulo.
Bobinados parciales.
El arrancador de plena tensión (no inversor):
Este arrancador conecta la energía entrante directamente al motor. Puede ser utilizado en cualquier aplicación en donde el motor funciona en una sola dirección, a una sola velocidad, y cuando el arranque del motor directamente entre lados de la línea no crea ninguna "caída" de alimentación de energía eléctrica.
Protecciones mecánicas
Resguardos para máquinas:
Son medios de protección que impiden o dificultan el acceso de las personas o partes de su cuerpo al punto o zona de peligro.
Tipos de resguardos:
Fijos: No tiene partes móviles asociadas a los mecanismos de una máquina.
Distanciador: No cubre completamente el punto de peligro, pero lo mantiene fuera del alcance normal.
Apartacuerpos: Separan físicamente de la zona de peligro cualquier parte del cuerpo de una persona expuesta al mismo.
Circuito momentáneo
Este circuito es aquel el cual funciona de manera instantánea, es decir, cuando haya que ampliar o generar un impulso constante hacia uno de los dispositivo de arranque formando un puente en donde la corriente eléctrica pueda circular de manera momentánea, y al momento de soltar o generar el impulso este circuito se abrirá y corta el flujo de la corriente evitando su funcionamiento.
Este tipo de circuitos nos sirven para identificar el trabajo de los dispositivos de trabajo del motor de manera rápida.
Circuito sostenido
Son aquellos circuitos donde la acción de arranque es automática y permanente, es decir, una vez accionado o generado el impulso de los dispositivos de arranque este formará un campo magnético para mantener cerrado el circuito y así dejar pasar la corriente por tiempo indefinido. No es necesario que el operador se encuentre oprimiendo el botón de manera constante.
Este tipo de circuitos se presentan todo el tiempo para que las máquinas trabajen de manera semiautomática y puedan tener un funcionamiento prolongado, sólo dejará de funcionar cuando magnético que se generó para cerrar el circuito (botón de paro).
Circuito de control con sistemas de protecciones
Se utiliza para proteger el sistema de control y de fuerza, dispositivos de control, como son los siguientes:
Interruptores termomagnéticos.
Relevadores de sobrecarga.
Fusibles.
No brake
UPS
Etcétera
Estos sistemas de protección se utilizan para absorber la sobrecarga y sobre corriente que se pueda generar dentro del circuito, y así no dejan pasar el daño a través del sistema evitando que el daño sea mayor.
ProtecciónProtección
Protección
Protección
Actividad
Realice un sistema de control de arranque y paro de dos motores que trabajan de la siguiente manera:
El motor A trabaja de manera momentánea y el B de manera sostenida.
Realiza un sistema de control de arranque y paro de dos motores que trabajan de manera independiente, y tienen un paro general, el motor A es sostenido y el motor B es momentáneo.
Es un sistema de control de paro de dos motores que trabajan de manera independiente, el motor A es sostenido, y el motor B es momentáneo, el motor B tiene su botón arranque y paro independiente.
Realiza un circuito de control de arranque y paro de dos motores que trabajan de manera independiente, el motor A es momentáneo y el motor B es sostenido, pero ambos tienen un sistema de paro auxiliar.
Realice un sistema de control de arranque y paro con un arranque sostenido y otro momentáneo, dos botones de arranque y dos de paro.