Automatismos Industriales, Capítulo 1

Instalaciones Eléctricas y Automáticas

Automatismos Industríales José Roldán Viloria

PARANINFO CENGAGE Learning"

Australia . Canadá . España . Estados Unidos . México . Reino Unido . Singapur

PARANINFO CENGAGE Learning

Automatismos industriales

© José Roldán Viloria

Gerente Editorial Área Ciclos Formativos: M.a José López Raso

Diseño de cubierta: Gesbiblo

Editora de Producción:

Fotografía de cubierta:

Clara M.a de la Fuente Rojo

© Baloncici-Fotolia.com

Preimpresión: Gesbiblo

Impresión: Gráficas Rogar

Políg. Ind. Alparrache Navalcarnero (Madrid)

COPYRIGHT © 2008 Cengage Learning Paraninfo, S.A.

Reservados los derechos para todos los países de lengua espa-

Magallanes, 25; 28015 Madrid ESPAÑA

ñola. De conformidad con lo dis-

puesto en el artículo 270 del Código Penal vigente, podrán ser castigados con penas de multa y priva-

Teléfono: 902 995 240

Fax: 91 445 62 18

ción de libertad quienes reprodujeren o plagiaren, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica fijada en cualquier tipo de soporte sin la preceptiva autorización. Ninguna parte de esta publicación, incluido el diseño de la cubierta, puede ser reproduci-

[email protected] www.paraninfo.es Impreso en España Printed in Spain ISBN: 978-84-9732-579-0

Depósito Legal: M-26.786-2008

da, almacenada o transmitida de

ninguna forma, ni por ningún medio, sea éste electrónico, químico, mecánico, electro-óptico, grabación, fotocopia o cualquier otro, sin la previa autorización escrita por parte de la Editorial.

(053/80/01/CT)

Otras delegaciones: El Salvador

Costa Rica EDISA

República Dominicana Caribbean Marketing Services

Tel./Fax (506) 235-89-55 [email protected] San José

Tel. (809) 533-26-27 Fax (809) 533-18-82 [email protected]

Colombia

Bolivia

Puerto Rico

Tel. (571) 340-94-70

Librerías Asociadas, S.R.L.

Guatemala

Tel. (787) 758-75-80 y 81 Fax (787) 758-75-73

Fax (571) 340-94-75

Tel./Fax (591) 2244-53-09

Textos, S.A.

[email protected]

[email protected]

[email protected] Hato Rey

Bogotá

La Paz

Tel. (502) 368-01-48 Fax (502) 368-15-70

Cono Sur

Venezuela

Chile

Pasaje Santa Rosa, 5141

Ediciones Ramville

Tel. (562) 531-26-47 Fax (562) 524-46-88

C R 141 - Ciudad de Buenos Aires

Tel. (582) 793-20-92 y 782-29-21 Fax (582) 793-65-66

México y Centroamérica Tel. (525) 281-29-06 Fax (525) 281-26-56 [email protected] [email protected]. mx México, D.F.

[email protected]

Santiago

The Bookshop, S.A. de C.V. Tel. (503) 243-70-17 Fax (503) 243-12-90

[email protected] San Salvador

[email protected]

.

Tel. 4833-3838/3883 - 4831-0764

[email protected] Buenos Aires (Argentina)

[email protected] Caracas

Guatemala

índice

Introducción.

XI

Prólogo.

XIII

Presentación.

XV

Real Decreto 177/2008 .

XV

Metodología de trabajo.XVII Materialización de los esquemas y tecnología estudiada en esta obra.XVII

1

.

Desarrollo de los automatismos en lógica cableada.

i

Introducción a los automatismos industriales.

2

11 .

.

111

Conceptos fundamentales respecto al aprendizaje de esta materia. Estudio de los automatismos en cuanto a su aplicación, ventajas, etc. Justificación del porqué de esta actividad-aprendizaje. Organización del trabajo.

2 9 10 11

Estructura y aparamenta de los automatismos cableados.

12

.

.

.

112 .

.

.

113 .

.

.

1.1.4. 12 .

.

Principio de un sistema automático.

12

122

Estructura de un sistema automático.

13

123

Fases del estudio de un sistema automático.

14

Estudio de la aparamenta. Componentes y aparatos que integran o componen un automatismo o sistema. Tecnologías aplicadas en automatismos.

14 15

121 .

.

.

.

.

.

.

.

.

124 .

12 .

.

.

5

.

© Cengage Learning Paraninfo

12.Contacres. Redes de distribución de la energía eléctrica Tensiones eléctricas en baja tensión.

Aparamenta eléctrica aplicada.

Aparamenta eléctrica. Posibilidad de conectar y desconectar circuitos en carga. Normas aplicadas para diferentes aparatos eléctricos.

131 .

.

.

132 .

.

.

133

.

134

.

.

.

.

.

Bases de toma de corriente.

135

Seccionadores.

136

Interruptores.

.

.

.

.

.

.

1 37

.

Cortacircuitos fusibles.

138

Relés térmicos.

.

.

.

.

.

Interruptores automáticos. 10. Interruptores diferenciales.

139 .

13 .

.

.

13 .

.

13 .

.

11. Aplicación de interruptores en instalaciones domésticas y análogas.

.

13. 14. 1 3 15. 1 3 16.

Interruptores de posición. Relés temporizados. Interruptores de control de nivel. Control de temperatura (termostatos).

1 3 17.

Detectores.

1 3 18.

Protección del bobinado de un motor.

13 .

.

13 .

.

.

.

.

.

.

.

13 .

.

.

.

19. Dispositivos electrónicos de protección.

1 3 20.

Transformadores.

1 3 21.

Rectificadores eléctricos.

.

.

13 .

.

.

.

22. Equipos de medidas.

Esquemas eléctricos. Introducción a los esquemas eléctricos.

14 1 .

.

.

142 .

.

.

143 .

.

.

144 .

.

.

145 .

.

.

146 .

.

.

Símbolos eléctricos.

Identificación de aparatos y funciones. Esquemas para aplicaciones domésticas y otros usos. Marcado de redes y aparatos eléctricos. Documentos técnicos eléctricos.

Receptores eléctricos.

99

Motores eléctricos.

100

Placa de características y caja de conexiones de un motor trifásico. Características de las distintas formas de arranque de motores. Curvas características de los diferentes arranques. Formas de conexión del motor, según sea el procedimiento de arranque. Elementos de maniobra para motores. Resumen.

101 104 105 106 107

Arranque de motores trifásicos. 161 Arranque directo de un motor. 162 Inversión de giro para un motor.

108 108 114

.

.

.

152 .

.

.

1.5.3. 154 .

.

.

155 .

.

.

156 .

.

.

1 57 .

VI

99

Introducción a los receptores eléctricos.

151

.

.

.

.

.

.

.

.

Cengage Learning Paraninfo

163

Arranque en conexión estrella-triángulo. Arranque con resistencias estatóricas. Arranque con autotransformador. Arranque de un motor por medio de un arrancador progresivo. Motor trifásico de dos velocidades con bobinados separados.

120 124 127 130 131

Motor trifásico de dos velocidades con bobinado único en conexión Dahlander ....

132

Motores con rotor bobinado.

133

Motores de corriente continua.

134

Introducción.

134

173

Tipos de motores de corriente continua. Características principales de un motor de corriente continua.

134 134

174

Relación de bobinados en un motor de C.C.

136

17 5

Convertidores estáticos.

136

Placa de conexiones del motor.

136

Inversión del sentido de giro de un motor de corriente continua. Arranque de motores de corriente continua. Arranque y regulación de velocidad para un motor de corriente continua de excitación independiente.

136 137

Frenado de motores.

138

Procedimientos de frenado.

138

Frenado por electroimán (frenado y bloqueado). Frenado de máquinas.

139 140

.

.

.

164 .

.

.

165 .

.

.

166 .

.

.

167 .

.

.

168 .

.

.

169 .

17 .

.

.

.

17 1 .

.

.

172 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

17 6 .

.

177 .

.

.

.

179

18 .

.

.

.

.

17 8 .

.

.

.

.

181 .

.

.

182 .

.

.

183 .

19 .

.

.

.

Motores monofásicos.

146

192

Arranque de un motor monofásico con condensador. Arranque e inversión de giro de un motor monofásico con condensador.

147 148

193

.

Motores universales.

148

191 .

.

.

.

.

.

.

.

194

.

Motor universal con varias velocidades.

149

195

.

Motor monofásico de inducción.

150

196

.

Motor monofásico de inducción. Fase partida. Motor monofásico, con espiras en cortocircuito.

150 151

Ejercicios de aplicación.

151

10.1. 10.2. 1 10.3. 1 10.4. 1 10.5. 1 10.6. 1 10.7. 1 10.8. 1 10.9. 1 10.10.

.

.

.

.

.

.

197 .

.

1

10.

.

138

.

1

Análisis de un equipo guardamotor.

152

1

Cableado de equipos a partir del esquema de maniobra. Modificación de un esquema. Completar el esquema. Cableado de potencia de un inversor de giro realizado con contactores. Inversión para motor trifásico. Arranque de un motor en conexión estrella-triángulo (a-A). Protección contra contacto indirecto por medio de interruptor diferencial (ID). Comparación entre conexiones estrella y triángulo. Comprobar y medir las fases de un motor trifásico con rotor en cortocircuito.

155 158 159 160 161 164 166 167 168

1 10.11. Conexión de los bornes de un motor trifásico con rotor en cortocircuito.

169

10.12. Análisis de la placa de características de un motor.

170

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

1

.


Indice

2

.

Equipos electrónicos y autómatas programables.

173

Arrancadores progresivos y reguladores.

174

Arrancadores estáticos.

174

Reguladores de velocidad para motores de C.A. con rotor en cortocircuito. Introducción a los reguladores de velocidad.

178

22

Electrónica digital. 2.2.1. Álgebra de Boole.

191 191

23

El autómata programable. 231 El autómata programable. 232 Lenguaje en autómatas programables. 233 Estructura general de un autómata programable.

208 208 209 211

21 .

.

211 .

.

.

212 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Estructura interna de la unidad central de un autómata programable.

211

Niveles de automatismo.

212

Programación utilizando el Grafcet. Aplicación del diagrama funcional Grafcet.

213 215

Programación con PLC. 24 1 Autómata programable. 2.4.2. Estructura de una instalación con autómata programable. 243 Programa para autómata programable.

219 219 222 223

Forma de alimentación de los autómatas.

237

Carta de autómata con salida a relés y de éstos, a accionadores. Carta salida autómata, directamente a accionadores.

238 239

Mecánica aplicada.

241

2 34 .

.

235 .

.

.

.

236 .

.

.

2 37 .

24 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

244 .

.

.

24 5 .

.

.

246 .

.

3

.

31 .

.

.

Nociones sobre mecanizado.

242

Sistema métrico de unidades.

242

Cálculo de figuras geométricas. Cálculos aplicados. Trabajos de mecanizado.

243 244 245

315

Mediciones diversas.

246

316

Limado.

250

Corte y cincelado.

251

311 .

.

.

312 .

.

.

313

.

3 14

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

3 17 .

.

.

318 .

.

319 .

31 .

.

.

.

.

.

12. Soldadora autógena.

264

.

.

266

14. Sujeción y anclaje de soportes y máquinas.

269

.

3 1 15.

Otras tareas a realizar.

271

3 1 16.

Materiales constructivos.

272

.

.

VIII

Soldadura eléctrica.

.

31

261 262

3 1 13. .

256

Soldadura blanda.

.

31

253

Roscado.

10. Roscas. Principales tipos de roscado.

3 1 11. .

Taladrado.

.

.


31

.

31

.

17. Productos siderúrgicos. 18. Tubos para canalizaciones eléctricas.

276 278

Preparación, instalación y pruebas del cuadro eléctrico.

279

.

.

4

.

41 .

.

Cuadros eléctricos.

280

411

280 281 281

413

Grados de protección IP para envolventes. Letras adicionales que pueden acompañar al código IP. Código IK.

4 14

Protección contra contactos directos e indirectos.

281

415

Características constructivas.

282

Características constructivas de los cuadros eléctricos.

282

Símbolos que aparecen en los cuadros eléctricos. Algunas formas de anclaje. Funciones y características de envolventes.

286 287 288

Suministro de cuadros eléctricos. Solicitud de oferta.

289

4 1 11. Ventilación y refrigeración de armarios eléctricos. 12. Complementos de cuadros eléctricos.

291 292

El proyecto del cuadro eléctrico.

293

Interpretar planos de mecanizado. El proyecto de mecanizado. Realizar secuencias de las distintas operaciones. Definir herramientas y materiales.

293 296 298 299

Elaborar lista de materiales.

299

Realizar petición y verificar recepción. Realizar operaciones de mecanizado.

300 300

Cuestiones sobre envolventes.

300

El proyecto del cuadro y los materiales.

301

.

.

.

412 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

416 .

.

4 17 .

.

.

4 19 .

.

.

.

418 .

.

.

.

4 1 10. .

.

.

.

41 .

42 .

.

.

421 .

.

.

422 .

.

.

423

.

424

.

.

.

.

.

425

.

426

.

.

.

.

.

427 .

.

.

428 .

43 .

.

.

.

431 .

.

.

432 .

.

.

Cableado de armario.

312

.

Marcado de los bornes en el bornero.

313

435

.

.

.

.

Sección de los conductores.

315

Armario eléctrico.

315

Ejercicio de modificación del circuito eléctrico.

318

Distribución de elementos en el cuadro.

319

Introducción a la distribución de elementos en el cuadro.

319

Ejercicios prácticos desarrollados. Ejercicios de aplicaciones prácticas a desarrollar.

320 339

Cableado del cuadro.

352

.

.

446 .

.

.

4 37 .

.

.

.

44 1 .

.

.

442 .

.

443 .

45 .

.

302

.

.

.

301

Automatización del transporte de áridos por medio de bandas transportadoras ....

434

433

44

Estudio de una instalación.

.

451 .

.

Preparación del trabajo.

352

.

Cableado del cuadro.

354

.

Armario eléctrico.

355

.

452 .

.

453 .

.

.

.


Indice

Marcado de un esquema. Borneros y canalización de cables. Cuadros eléctricos. Ejemplos de cableado.

355 359 360

Conductores. Terminales.

361 366

Realizar cableado del automatismo en la placa. Fijar terminales identificativos. Identificación de los conductores y aparatos eléctricos. Fijar la placa dentro del cuadro. Realizar el cableado entre envolvente y elementos sobre máquina. Presentación de cuadros y chasis cableados. Desarrollo de los esquemas de una instalación compuesta.

366 368 368 369 370 370 371

Pruebas y plan de mantenimiento. 461 Realizar pruebas funcionales. 462 Puesta en servicio de una instalación con autómata programable.

378 378 379

Detección de averías...

382

Plan de mantenimiento preventivo. Stocks de repuestos (preventivo + correctivo). Peligros de la electricidad. Señales y balizamiento de riesgo eléctrico.

383 390 391 393

Consultorio técnico.

395

Electricidad y mecánica aplicada.

396

4 54 .

.

.

455 .

.

.

456 .

.

4 57 .

.

.

.

458 .

.

459 .

.

.

.

10. 11. 4 5 12. 4 5 13. 4 5 14. 4 5 15. 45 .

.

45

46

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

463

.

464

.

465

.

466

.

.

.

.

.

.

.

.

.

467 .

5

.

51 .

.

.

.

Fórmulas básicas de electricidad.

396,

5 12

Fórmulas aplicadas a motores eléctricos.

397

513

Potencias en redes eléctricas.

398

Energías eléctricas. Potencias en un receptor eléctrico.

399 399

511 .

.

.

.

.

.

.

.

.

514 .

.

.

515 .

.

.

516 .

.

Motores trifásicos con rotor en cortocircuito de f = 50 Hz,

.

conectados a redes de f= 60 Hz.

400

Fórmulas mecánicas utilizadas en transmisiones.

401

Anexo de complementos eléctricos. 521 Reglamento electrotécnico para baja tensión (REBT).

404 404

5 17 .

52 .

.

.

.

.

.

522

.

Clasificación de las tensiones.

407

523

.

Clase de materiales eléctricos.

410

524

.

Sección mínima del conductor neutro.

411 .

525

.

526

Conductores eléctricos (cables). Conductor de protección (PE).

413 416

527

Forma de actuar ante el accidente eléctrico.

422

.

.

.

.

.

.

X

.

.

.

.

.

.

.

.

.


Introducción

Esta obra es amplia en contenidos al recoger estudios y aplicaciones de una parte muy importante de los automatismos industriales ya que abarca desde los conocimientos teóricos hasta sus aplicaciones prácticas en el campo del telemando. El texto se ajusta al cuestionario oficial en el conjunto de la obra, tratando básicamente las siguientes materias: . Normativa y simbolización .

. Interpretación y ejecución de esquemas eléctricos . Aparatos y motores eléctricos

. Aparamenta eléctrica

.

.

.

. Arranque de motores eléctricos

.

. Esquemas y circuitos a base de lógica cableada

.

. Algebra de Boole y funciones lógicas

.

. Nociones sobre autómatas programables

.

. Aplicación de los autómatas programables en lógica programada . Construcción y aprovisionamiento de cuadros eléctricos

.

.

. Cableado de cuadros eléctricos e instalaciones periféricas

.

. Organización y desarrollo de trabajos eléctricos relacionados con esta materia

.

. Materiales y herramientas

.

. Aparatos de medida y mediciones

.

. Mantenimiento y conservación de las instalaciones

.

. Prevención de riesgos laborales

.

La obra en su conjunto aporta al estudioso de estas materias, unos conocimientos teóricos y prácticos que le van a permitir adquirir competencias para trabajar en este campo de la automatización y por extensión, realizar instalaciones eléctricas y funciones de mantenedor, de las mismas. ,

,


XI

Prólogo

El lector y estudioso de esta obra va a adquirir unos conocimientos importantes que le van a ayudar a fundamentar una base sólida en conocimientos técnicos, en un campo en constante evolución tecnológica que precisa del estudio continuado, tanto en lo teórico, como en lo práctico. En esta obra va a encontrar el lector un amplio abanico de materias. Es necesario conocer los materiales y aparatos a emplear, así como las aplicaciones; motores, arranques, esquemas etc. ,

La experiencia es fruto de los conocimientos técnicos y prácticos que cada uno va adquiriendo poco a poco

,

pero con constancia y tesón.

La vida profesional requiere de los conocimientos que se imparten a lo largo del curso por lo que recomiendo que se ponga el máximo interés en todas las materias que trata la obra. ,

Mi experiencia en el campo industrial dedicada a dirigir un equipo de estudios y realización de instalaciones cero, uno, dos y tres, me permite dar un consejo al estudioso de esta materia dando mucha importancia a las materias que cito a continuación. ,

eléctricas en los niveles de automatismos

,

,

1

.

2

.

3

.

4

.

5

.

6

.

Adquirir los máximos conocimientos teóricos posibles. Conocer los arranques básicos de los motores eléctricos.

Elegir correctamente los materiales y su calibrado (aparamenta eléctrica). Leer e interpretar esquemas en la tecnología lógica cableada o lógica programada. Saber realizar esquemas.

Elegir cuadros, armarios, pupitres y chasis, así como la distribución de los materiales y cableado en los mismos.

7. Realizar la instalación eléctrica en la máquina o instalación. 8

.

Realizar la puesta en marcha de equipos e instalaciones.


XIII

9

.

Mantener y conservar las instalaciones.

10. Modificar instalaciones. Hacerlas evolucionar.

11. Aprender a valorar en tiempo y coste los trabajos realizados o que se vayan a realizar. 12. Aprender a trabajar en calidad.

13. Aprender a trabajar en equipo y a dirigir una obra de instalación.

14. Conocer y aplicar las normas de seguridad que correspondan a los trabajos que se realicen. 15. Economizar energía y mantener el medio ambiente.

Finalizaré diciendo, que el campo de aplicación de los conocimientos adquiridos en construcción y cableado de cuadros, ejecución de instalaciones periféricas va a ser muy grande.

Piense en aparatos, máquinas o procesos, todos tienen su instalación eléctrica que parte de un cuadro, un armario, un chasis; en ellos están los cerebros de las máquinas, a través de los cuales realizarán múltiples operaciones, por complicadas que parezcan.

El trabajo de electricista en automatismos industriales es importante y más digno, si cada uno le pone y aporta su saber y buen hacer.

i

XIV


Presentación

Real Decreto 177/2008 _

La materia tratada en esta obra se ajusta al Real Decreto 177/2008 de 8 de febrero de 2008, por el que se establece el título de Técnico de Instalaciones Eléctricas y Automáticas y se fijan sus enseñanzas mínimas. ,

Según el Artículo 10 del R.D.: Módulos profesionales. 1

.

Los módulos profesionales de este ciclo formativo:

a) Quedan desarrollados en el Anexo I del presente real decreto cumpliendo lo previsto en el artículo 14 ,

del real decreto 1538/2006, de 15 de diciembre.

b) Son los que a continuación se relacionan: 0232 Automatismos industriales. 0233 Electrónica. 0234 Electrotecnia. 0235 Instalaciones eléctricas interiores.

0236 Instalaciones de distribución.

0237 Infraestructuras comunes de telecomunicación en viviendas y edificios. 0238 Instalaciones domóticas. 0239 Instalaciones solares fotovoltaicas.

0240 Máquinas eléctricas. 0241 Formación y orientación laboral.


XV

Presentación

heramints.

0242 Empresa e iniciativa emprendedora. 0243 Formación en centros de trabajo.

2

Las Administraciones educativas establecerán los currículos correspondientes respetando lo establecido en este real decreto y de acuerdo con lo dispuesto en el artículo 17 del Real Decreto 1538/2006, de 15 de diciembre, por el que se establece la ordenación general de la formación profesional del sistema educativo.

.

Módulo Profesional: Automatismos Industriales.

Código 0232

Denominación: Instalaciones Eléctricas y Automáticas. Nivel: Formación Profesional de Grado Medio.

Familia Profesional: Electricidad y Electrónica.

Referente europeo: CINE-3 (Clasificación Internacional Normalizada de la Educación).

Resultados de aprendizaje y criterios de evaluación 1

.

Determina el proceso a seguir en las operaciones de mecanizado interpretando planos y utilizando documentación técnica.

2. Dibuja elementos básicos y conjuntos aplicando la normalización. 3

.

4

.

5

.

Ejecuta operaciones de mecanizado aplicando técnicas de medición y marcado y utilizando máquinas y Configura circuitos básicos de mando y potencia seleccionando sus elementos y elaborando esquemas.

Monta circuitos de automatismos para maniobras de pequeños motores interpretando esquemas y verificando su funcionamiento.

6

.

Monta cuadros y sistemas eléctricos asociados, interpretando documentación técnica y verificando su funcionamiento.

7

.

8

.

9

.

Localiza averías y disfunciones en la instalación, analizando los síntomas e identificando las causas que las producen.

Repara averías y disfunciones en la instalación, ajustando o sustituyendo los elementos defectuosos. Monta y mantiene sistemas automáticos con control programable interpretando documentación técnica y verificando su funcionamiento.

10. Cumple las normas de prevención de riesgos laborales y de protección ambiental, identificando los riesgos asociados, las medidas y equipos para prevenirlos. Contenidos básicos

. Interpretación de documentación técnica

.

. Dibujo técnico aplicado

.

. Mecanización de cuadros y canalizaciones

.

. Instalaciones básicas de automatismos industriales

.

. Instalaciones de automatismos industriales aplicados a pequeños motores

.

. Montaje de instalaciones electrotécnicas automatizadas

XVI

.


Presentación

. Averías características de instalaciones de automatismos

.

. Mantenimiento y reparación de instalaciones de automatismos industriales

. Automatización con autómatas programables

.

.

. Prevención de riesgos laborales y protección ambiental

.

Metodología de trabajo Empecemos diciendo que sin método no se puede trabajar. El desorden lleva a la falta de rigor en el trabajo que se realiza, de manera que se obtienen unos resultados mediocres.

En el caso concreto de la realización de cuadros eléctricos, es necesario aplicar la metodología para asegurar

buenos resultados a la primera, o con un mínimo de fallos. Con este fin, antes de proceder a la realización de un trabajo se debe: . Estudiar el dossier técnico que nos entreguen

.

. Hacer las preguntas que se estimen necesarias para que aclaremos todo aquello que no lo está o precisemos ,

de más información.

. Antes de proceder a la ejecución del trabajo conocer perfectamente lo que hay que hacer. ,

. Organizar la realización (el trabajo) Establecer un método de trabajo. .

. Ejecutar el trabajo de acuerdo al método

.

. Realizar pruebas una vez concluido el montaje

.

. Montar y probar

.

. Hacer la entrega al cliente acompañada de la información que proceda en cada caso

.

La metodología hay que aplicarla a todo trabajo que realicemos por sencillo que parezca, ajustándonos siempre a lo que se nos pide, teniendo bien presente que debemos satisfacer las necesidades de nuestro cliente en los términos que se expresen en el dossier técnico que nos han entregado o que nosotros hemos realizado. A lo largo del curso, la metodología en nuestro trabajo, tiene que ser una constante, ya que forma parte de la propia formación.

El trabajo no se limita tan sólo a materializar un plano eléctrico en un cuadro eléctrico, sino que también es trabajo el estudio, el diseño de esquemas y cuadros, el orden, la preparación de la tarea, la conservación de nuestras herramientas, etc.

Materialización de los esquemas y tecnología estudiada en esta obra El estudio de esta tecnología se completará con su materialización práctica (en taller). El desarrollo de esta obra se ha hecho pensando en su aplicación práctica, para facilitar en primer lugar los conocimientos que permitan realizar las tareas y posibilidades de aplicación, partiendo de una sólida base de conocimientos, como los que aquí se desarrollan.

La tecnología de los automatismos industriales es muy importante, porque abre un amplio campo de posibilidades que permiten desarrollar una gran cantidad de tareas, como son algunas de las que se recogen en la tabla siguiente. Para realizar todos estos trabajos, es necesario aplicar criterios de calidad, tiempo, economía,


XVII

Presentación

seguridad, etc., que el estudioso de esta materia debe adquirir con el estudio y la materialización práctica de los conocimientos adquiridos.

La aplicación práctica de esta tecnología ayudará a completar lo aquí estudiado, y a que el estudioso de esta materia verifique y compruebe por sí mismo, muchos de los principios, reglajes, maniobras y funcionamiento de aparatos y receptores, que se recogen en esta obra.

POSIBILIDADES QUE NOS PERMITE

CRITERIOS A APLICAR EN TODAS

EL ESTUDIO DE ESTA TECNOLOGÍA

LAS ACTIVIDADES DESARROLLADAS

Interpretar esquemas.

Realizar esquemas y determinados cálculos eléctricos.

Construir armarios y cuadros eléctricos. Realizar instalaciones.

Preparar los elementos complementarios

necesarios para materializar una instalación. Mecanizado de diversas piezas mecánicas. Mantener y conservar instalaciones.

Reparar averías.

Aplicar criterios de calidad en la ejecución y materialización de los trabajos realizados.

Aplicación de la normativa de Prevención de Riesgos Laborales. Aplicación de las medidas de seguridad para las diferentes tareas a realizar.

Control del tiempo empleado en las diferentes tareas que se realicen. Limpieza y orden. Correcta elección de materiales. Control de la actividad desarrollada

Hacer evolucionar instalaciones.

Aplicar criterios de economía. Levantar informes técnicos.

Aplicar materiales de bajo consumo de energía Preparar cuaderno de cargas técnicos

Seleccionar el destino de los desechos producidos

Llevar historial de instalaciones.

para evitar contaminación.

Efectuar mediciones eléctricas.

Estar al día sobre la evolución de materiales y productos relacionados con esta materia.

Aplicación de la normativa en curso, al conjunto de las instalaciones.

Asistir a ferias y presentación de materiales.

Aplicar planes de conservación y de

Organizar una buena catalogoteca.

mantenimiento.

No descuidar la formación permanente, que nos permita estar al día.

Controlar tareas

Recepcionar instalaciones.

Empleo de medios modernos de diseño, control y

Ajuste y reglaje de aparatos

cálculo, como es el ordenador.

Realizar planes de intervención.

Observar en las instalaciones en servicio su

Registro y análisis de los datos recogidos. Valoración de la tarea realizada (factura).

presentación y aparatos que las componen. Apoyarse y aprender de los conocimientos y buen hacer, de los profesionales veteranos.

Compra de materiales.

Tabla. 1.1. Posibilidades de esta tecnología y criterios para su aplicación.

XVIII


Capítulo

Desarrollo de los automatismos en

lógica cableada Introducción Esta primera parte de la obra, tiene mucha importancia de cara a la preparación tecnológica del estudioso de esta materia. El estudio de la aparamenta eléctrica en toda su extensión, los receptores, fin último de toda la instalación, son una parte muy importante de los conocimientos que se deben adquirir.

También se estudian los esquemas eléctricos y aplicaciones diversas, así como diferentes formas de realizar el arranque de motores, que es uno de los principales receptores utilizados a todos los niveles de la aplicación de la energía eléctrica.

Cuanto mejor se conozcan los materiales, más fácil será su instalación, interpretación de esquemas, conservación y reparación de instalaciones. Los principios generales son siempre los mismos, sólo cambian los materiales. En el campo industrial encontramos grandes profesionales, con buenos conocimientos de las tecnologías eléctricas, a pesar de su evolución constante, porque se preparan y siguen formándose, y que deben ser nuestra referencia.

11 .

.

12 .

.

13 .

.

14 .

.

1 5 .

.

Introducción a los automatismos

16

Arranque de motores trifásicos

industriales

17

Motores de corriente continua

Estructura y aparamenta Aparamenta eléctrica aplicada Esquemas eléctricos Receptores eléctricos

18

Frenado de motores

19

Motores monofásicos

1 10.

Ejercicios de aplicación


.

.

.

.

.

.

.

.

.

Automatismos Industriales

fli Introducción a los automatismos industriales _

111 .

.

Conceptos fundamentales respecto al aprendizaje de esta materia

Varios son los conceptos que deben ser tenidos en cuenta a la hora de adquirir competencias y conocimientos para poder desarrollar una actividad en esta importante rama de la electricidad, como son entre otras, las que se recogen en el cuadro y que se explican a continuación.

. Física eléctrica

.

. Aparamenta eléctrica

.

. Mecánica aplicada

.

. Normativas y Reglamento para Baja Tensión

.

. Interpretación y desarrollo de esquemas eléctricos

.

. Elección y utilización de herramientas y aparatos

.

. Materialización de los trabajos eléctricos que pueden realizarse con los conocimientos adquiridos en este Módulo Profesional. . Procedimientos de mantenimiento

.

. Calidad en la ejecución de las tareas

.

. Control del tiempo empleado en las diferentes tareas

.

. Valoración de los trabajos que realiza el electricista

.

. Preparación de trabajos

.

. Observar y aprender

.

. Dirigir equipos de trabajo

.

. Conocimientos mecánicos

.

. Conocimiento de los riesgos eléctricos

.

. Seguridad en el trabajo eléctrico. . Economizar energía eléctrica . Contaminación y sus efectos

.

.

. Catálogos de materiales eléctricos y otros

.

1 Física eléctrica .

Los conocimientos de física eléctrica son básicos para desarrollar los trabajos de instalador industrial en las diferentes tareas a desarrollar, como son entre otras:

. Conocimiento de magnitudes y unidades eléctricas

.

. Realizar mediciones eléctricas

2

.


Desarrollo de los automatismos en lógica cableada

. Valorar los problemas eléctricos

.

. Poder realizar cálculos eléctricos

.

. Comprender el funcionamiento de los aparatos y receptores eléctricos

.

2

.

Aparamenta eléctrica

Se trata del conocimiento de la tecnología de los materiales que intervienen en las instalaciones eléctricas que se van a desarrollar y que el Reglamento Electrotécnico para Baja tensión define como sigue: Equipo, aparato o material previsto para ser conectado a un circuito eléctrico son el fin de asegurar una o varias de las siguientes funciones:

PROTECCIÓN

SECCION AMIENTO

3

CONEXIÓN

CONTROL

Mecánica aplicada

.

Dentro de los trabajos que realiza el profesional de esta materia está el de realizar diferentes trabajos mecánicos que necesitan las instalaciones eléctricas, tales como:

. Medidas y comprobaciones

.

. Aserrado de materiales mecánicos (pletinas chapas, angulares, etc.). ,

. Roscado de tornillos y tuercas

.

. Taladrado

.

. Soldadura en sus diferentes formas

.

. Preparación de cuadros chasis y armarios eléctricos, soportes, defensas, etc. ,

4

Normativas y Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT)

.

El REBT debe ser una herramienta más que utilicemos para desarrollar nuestras tareas en diferentes fases de la actividad como son: ,

. En la fase de estudio

.

. En el momento de recepcionar instalaciones y materiales eléctricos

.

. Siempre que tengamos dudas respecto a una forma de actuar elegir materiales o dispositivos de protección ,

a instalar etc. ,

,

El conocimiento y aplicación de las normas nos resultarán muy importantes, tanto en la parte teórica, como en la aplicación práctica de esta tecnología. Las principales normas a las que recurriremos para resolver nuestros ,

problemas, serán: . Normas UNE de emisión nacional

.

. El REBT en su instrucción ITC-BT-02 "Normas de referencia en el Reglamento

Electrotécnico para Baja

Tensión", recoge las normas sobre las que se apoya el citado Reglamento.


3

Desarrollo de los automatismos en lógica

. Valorar los problemas eléctricos

.

. Poder realizar cálculos eléctricos

.

. Comprender el funcionamiento de los aparatos y receptores eléctricos 2

.

.

Aparamenta eléctrica Se trata del conocimiento de la tecnología de los materiales que intervienen en las instalaciones eléctricas que

se van a desarrollar y que el Reglamento Electrotécnico para Baja tensión define como sigue:

Equipo, aparato o material previsto para ser conectado a un circuito eléctrico son el fin de asegurar una o varias de las siguientes funciones:

PROTECCIÓN

SECCION AMIENTO

CONEXIÓN

CONTROL

3. Mecánica aplicada Dentro de los trabajos que realiza el profesional de esta materia está el de realizar diferentes trabajos mecánicos que necesitan las instalaciones eléctricas, tales como: . Medidas y comprobaciones

.

. Aserrado de materiales mecánicos (pletinas chapas, angulares, etc.). ,

. Roscado de tornillos y tuercas . Taladrado

.

.

. Soldadura en sus diferentes formas

.

. Preparación de cuadros chasis y armarios eléctricos, soportes, defensas, etc. ,

4

.

Normativas y Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) El REBT debe ser una herramienta más que utilicemos para desarrollar nuestras tareas en diferentes fases de

la actividad, como son: . En la fase de estudio

.

. En el momento de recepcionar instalaciones y materiales eléctricos

.

. Siempre que tengamos dudas respecto a una forma de actuar elegir materiales o dispositivos de protección ,

a instalar, etc. ,

El conocimiento y aplicación de las normas, nos resultarán muy importantes, tanto en la parte teórica, como en la aplicación práctica de esta tecnología. Las principales normas a las que recurriremos para resolver nuestros problemas, serán: . Normas UNE de emisión nacional

.

. El REBT en su instrucción ITC-BT-02 "Normas de referencia en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión", recoge las normas sobre las que se apoya el citado Reglamento.



. Normas EN y UNE-EN que corresponden a las emitidas por la Unión Europea y que se adaptan a nivel de España con este inicio o cabecera.

. Normas CENELEC que se emiten a nivel europeo

.

. Normas ÍEC a nivel mundial

.

. Normas que emiten las Comunidades Automáticas

.

5. Interpretación y desarrollo de esquemas eléctricos Los esquemas eléctricos son básicos para el desarrollo de las tareas que realiza el instalador. Necesita interpretarlos correctamente y también, en muchos casos, poder corregirlos, realizarlos o modificarlos en muchos casos. Debe conocer los símbolos y la forma de aplicación de los mismos.

El conocimiento de la aparamenta, receptores, materiales y símbolos es básico para la interpretación de los esquemas y su confección. 6

.

Elección y utilización de herramientas y aparatos

Las herramientas que utiliza el electricista son muchas. Para cada tipo de trabajo utilizará las que correspondan (dimensiones, aislamiento y particularidades). Las herramientas pueden ser manuales y motorizadas. También utiliza diversos aparatos de medida y comprobación. Una norma general en la utilización de herramientas del tipo que sean será: . Mantenerlas en buen estado de conservación

.

. Siempre ordenadas y bien guardadas

.

. Sustituir las herramientas deterioradas

.

. Disponer siempre del equipamiento necesario para la realización de la tarea a realizar en cada momento 7

.

.

Materialización de los trabajos eléctricos que pueden realizarse con los conocimientos adquiridos en este Módulo Profesional Los trabajos que puede realizar el electricista son muchos, como son algunos de los que se relacionan a conti-

nuación:

. Preparar el terreno donde se va a realizar una determinada instalación

.

. Preparar armarios cuadros y chasis eléctricos. ,

. Cablear armarios

,

cuadros y chasis eléctricos.

. Cablear los elementos de campo sobre las máquinas

.

. Cableado y alimentación a receptores y de forma especial a los motores

.

. Puesta en servicio de nuevas instalaciones con todos sus reglajes y puestas a punto . Puesta al día de los planos y dossieres que se hayan modificado

.

.

. Control y seguimiento del material de repuesto Existencias en almacén, etc. .

. Mantenimiento de instalaciones:

S Mantenimiento preventivo

.

4



.S Mantenimiento inmediato ante una avería imprevista

.

S Otras formas de mantenimiento

.

S Modernización de instalaciones

ÿS Sustitución

.

de aparamenta obsoleta o fuera de norma.

S Otras actividades relacionadas con esta materia

.

8 Procedimientos de mantenimiento .

A continuación se relacionan los principales procedimientos de mantenimiento que se utilizan:

PROCEDIMIENTOS DE

FUNCIÓN QUE REALIZA

MANTENIMIENTO 1 CORRECTIVO

Reparar o sustituir aquellos elementos que por avería o rotura se hayan deteriorado o roto, y como consecuencia, ser la causa de la parada de la máquina o instalación.

2 PREVENTIVO

Revisión periódica de la instalación para paliar una posible rotura o avería y así evitar la parada de la máquina o instalación.

3 PREDICTIVO

Detección de los posibles fallos por seguimiento del comportamiento de elementos y repararlos o sustituirlos antes de que se produzca la avería.

4 SELECTIVO

Modificación o sustitución parcial de elementos básicos de la máquina o

.

.

.

.

instalación.

Sustitución de elementos o adecuación de los mismos a la normativa legal,

5 NORMATIVO .

especialmente cuando se refiere a seguridad. 6

Actualización y mejora de las máquinas o instalaciones con un fin

MODIFICATIVO

determinado 7

.

Asociación de las funciones de operario y conductor del proceso de fabricación con las de mantenedor de su propia instalación.

(TPM) PRODUCTIVO TOTAL

Tabla 1.1. Procedimientos de mantenimiento.

9

.

Calidad en la ejecución de las tareas

La calidad es una constante que debe acompañar toda nuestra actividad. Sin calidad no es posible realizar buenos trabajos, ni asegurar buenas reparaciones, y por tanto, que nuestro trabajo resulte seguro y con total garantía de seguridad para la propia instalación, así como para el utilizador de la misma. < La forma de realizar el trabajo presentar y distribuir los materiales, el orden que se tiene sobre las herramientas y materiales, la limpieza de la zona, etc., nos muestra claramente la forma de ser de cada uno, y la confianza que nos transmite, tener respeto al trabajo realizado. ,

10. Control del tiempo empleado en las diferentes tareas El tiempo empleado en la realización de una determinada tarea (efectuar un cálculo, realizar un esquema, cablear un armario, alimentar un receptor, reparar una avería, etc.) es muy importante, porque en todo debemos



ser competitivos. Hay que conjugar la calidad con el tiempo, para que el resultado sea bueno, para no encarecer el producto final y ser competitivos.

Tampoco está en mucho correr si el resultado es malo y se siguen dando problemas.

11. Valoración de los trabajos que realiza el electricista El electricista debe ser capaz de valorar los trabajos realizados para su facturación, a este respecto deberá: . Familiarizarse con catálogos de productos y sus listas de precios

.

. Tomar nota sobre los aparatos instalados sustituidos o reparados, por su marca y su dimensionado. ,

. Listado de materiales mecánicos empleados

.

. Relación de conductores empleados (tipo longitudes y secciones). ,

. Tiempos empleados en la realización de un determinado trabajo o intervención

.

12. Preparación de trabajos Si somos capaces de realizar un determinado trabajo eléctrico a partir de nuestros conocimientos, también debemos estar formados para preparar y listar los materiales necesarios para materializar una determinada instalación a partir de un dossier (cuaderno de cargas y planos de instalación). Una buena preparación de los materiales y proceso a seguir, nos permitirá realizar el trabajo sin interrupciones ni distracciones, con lo que el resultado final será bueno.

13. Observar y aprender Existen muy buenos profesionales de los que se puede aprender mucho si mostramos interés y atención a sus consejos.

Como es fácil de comprender, no todo lo vamos a aprender en el centro de formación. Durante toda la vida profesional de una persona, se está en un continuo aprendizaje. La tecnología está en constante evolución y los aparatos cambian en su tecnología, en su forma de presentación, en su dimensionado, etc., pero los principios aprendidos serán básicos para nuestra adaptación a las nuevas tecnologías, materiales, normativa, etc.

14. Dirigir equipos de trabajo Con los conocimientos adquiridos en la fase de estudios y la experiencia que vayamos acumulando en el desarrollo de las diferentes tareas eléctricas, nos permitirán tener un elevado nivel teórico-práctico a partir de los cuales podamos organizar y dirigir equipos de electricistas tanto en taller, como en la materialización de instalaciones, así como en las diferentes formas de mantenimiento.

Organizar y dirigir un grupo de trabajo significa que conoces tu oficio en profundidad, que estás capacitado para distribuir tareas, coordinarlas, acopiarlas de materiales, resolver problemas, y de forma especial, la dirección del equipo de personas que intervienen en el mismo, aplicando las normas de seguridad que correspondan. 15. Conocimientos mecánicos

En muchas ofertas de trabajo leemos; se busca electromecánico con un determinado nivel de conocimientos. El complemento mecánico del electricista industrial le permite una gran autonomía en la realización de su actividad

6


p Desarrollo de los automatismos en lógica cableada

(preparación de tendido de cables, colocación de detectores varios, pulsadores, bandejas, fijación de aparatos, armarios y chasis, colocación de bandejas, etc.).

Otra componente mecánica está en el anclaje de motores, su desmontado, ajuste del freno, revisión de rodamientos, ventilador, etc.

En esta obra se dedica un capítulo a esta actividad mecánica, complementaria de la eléctrica. Cuando el electricista industrial trabaja solo, necesita este complemento para poder ser efectivo en el desarrollo de su actividad, y más, cuando se trata del mantenimiento de instalaciones.

16. Conocimiento de los riesgos eléctricos La electricidad es peligrosa, aunque no nos lo parezca. Estamos tan familiarizados, que no apreciamos el riesgo. Los que trabajamos en el campo de la electricidad podemos contar muchas historias reales, y trágicas, que podrían haberse evitado si se hubieran puesto los medios y de forma especial, si no se hubiera olvidado el riesgo de accidente que supone trabajar en circuitos con corriente eléctrica.

La persona que realiza esta actividad corre tres tipos de riesgos, los de origen mecánico, los propios de la actividad de los trabajos en instalaciones eléctricas y los peligros de la corriente eléctrica.

RIESGOS ELÉCTRICOS

RIESGOS MECÁNICOS . Cortes debidos a causas varias

. Cortes

.

.

. Chispas que saltan de radiales y soldaduras

. Pinchazos

. Desprendimiento de virutas

. Proyección de trozos de cable cuando se cortan

.

.

. Caída de objetos

.

puntas.

.

. Tropiezos . Riesgos en la manipulación de grandes piezas o volúmenes y objetos pesados.

. Contactos directos e indirectos con la corriente

.

eléctrica. . Quemaduras

.

MEDIDAS ACTIVAS

MEDIDAS ACTIVAS . Guantes

. Gafas

. Guantes

.

. Gafas

.

.

.

. Botas de seguridad

. Botas de seguridad

. Ropa adecuada

. Casco

.

.

.

. Casco

. Utilizar herramientas con aislamiento adecuado

. Aplicación de las consignas de seguridad propias del trabajo que se realiza y de los aparatos y herramientas que se emplean o manipulan.

. Aplicación de las consignas de seguridad propias del trabajo que se realiza y de los aparatos y herramientas que se emplean o manipulan.

. Utilizar medios adecuados de manipulación

. Utilizar medios adecuados de manipulación

,

.

MEDIDAS PASIVAS

MEDIDAS PASIVAS

® Buen estado y conservación de las herramientas

.

. Cortar tensión

.

. Empleo de herramientas adecuadas

.

. Aplicar las "5 Reglas de Oro"

.

. Que las herramientas estén siempre en buen estado y en especial las aisladas

Tabla 1.2. Riesgos mecánicos y eléctricos.


7


17. Seguridad en el trabajo eléctrico El trabajo debe realizarse aplicando todos los medios que se ponen a nuestro alcance. Asegurarse de la presencia o no de electricidad en toda intervención que realicemos sobre una determinada instalación. Utilizar las herramientas adecuadas y aplicar las consignas que se establezcan para cada caso. A este respecto, es muy importante

que tengamos en cuenta las recomendaciones que se recogen en el Real Decreto 614/2001, de 8 de junio 2001, sobre

"

Riesgo eléctrico".

Real Decreto 614/2001 de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico. BOE núm. 148 de 21 de junio de 2001. Recordatorio de las "5 Reglas de Oro" para las intervenciones en circuitos sin tensión:

is REGLA DE ORO

Abrir con corte visible todas las fuentes de tensión mediante

interruptores y seccionadores que aseguren la imposibilidad de su cierre intempestivo. 28 REGLA DE ORO

Enclavamiento o bloqueo, si es posible, de los aparatos de corte y señalización en el mando o accionamiento de estos.

38 REGLA DE ORO

Reconocimiento y verificación de la ausencia real de tensión.

4® REGLA DE ORO

Puesta a tierra y en cortocircuito de todas las posibles fuentes de tensión.

58 REGLA DE ORO

Colocar señales y avisos de seguridad que sean adecuados, delimitando claramente la zona de trabajo.

Tabla 1.3.

18. Economizar energía eléctrica Nuestra actuación debe encaminarse hacia el ahorro de energía por medio de diferentes acciones o formas de actuación, como son entre otras las siguientes:

. Utilizar lámparas de bajo consumo Evitar las lámparas de incandescencia. .

. Apagar las luces cuando los locales quedan vacíos o utilizar alumbrados parciales

.

. Limpiar periódicamente lámparas y luminarias

.

. Sustituir las lámparas agotadas o con deficiente funcionamiento

.

. Mantener un correcto factor de potencia para las instalaciones en servicio

.

. Desconectar las máquinas que trabajan en vacío o que no realizan un servicio concreto

.

. Que no queden aparatos en tiempo de espera Consumen energía. .

19. Contaminación y sus efectos Debemos reducir los niveles de contaminación, tanto en el desarrollo de nuestra actividad, como en la economía de energía.

Respecto al primer tema, clasificar los desechos (materiales, plásticos, conductores, etc.) y evacuarlos a los puntos de recogida que les corresponda.

8



La economía de energía hará que se generen menos contaminantes en la obtención de la electricidad cuando su

generación proviene de combustibles fósiles, como son el carbón, petróleo y gas natural. Los principales contaminantes de las centrales que utilizan combustibles fósiles son el dióxido de carbono

(C02), el azufre (S) que combinado con el vapor de agua de la atmósfera, da lugar a la denominada "lluvia ácida" y el calor que evacúan a la atmósfera que puede modificar las condiciones ambientales del entorno.

20. Catálogos de materiales eléctricos y otros Los catálogos que editan los fabricantes de productos eléctricos además de informarnos de sus fabricados, también nos permiten conocer nuevos productos, prestaciones, formas de aplicación y conexión, precios, etc., al mismo tiempo que actualizamos nuestros conocimientos.

Los proveedores nos podrán resolver algunos de los problemas que se nos planteen en el desarrollo de nuestra actividad laboral, aconsejándonos los aparatos que puedan resolver un determinado problema. Muy positivo resulta efectuar consultas a páginas Web de fabricantes, Ministerio de Industria, administraciones autonómicas y locales, etc.

El libro que tienes en tus manos es imposible que contenga todo lo que existe sobre la materia, razón por la que hay que complementarlo con otras fuentes, como arriba se indica. Relación de fabricantes de materiales eléctricos.

AEMSA

HIMEL

PEMSA

AISCAN

KAINOS

ROLLER

ALLEN BRADLEY

KLÓCKNER MOELLER

SÁLZER

ABB

LAYRTON

SIEMENS

COMCO

LEGGRAND

TELEMECANIQUE

FINDER

LUTZE

TEMPER

GEWISS

MERLIN GERIN

TOP CABLE

Grupo GE

ONROM ELECTRONICS

AGO

HAGER

PALMERA

WEG

11 2 .

.

Estudio de los automatismos en cuanto a su aplicación, ventajas, etc.

En nuestra vida diaria y a todos los niveles nos vemos rodeados por la automatización desde nuestro propio hogar, hasta la industria con tecnología muy avanzada y por tanto, no podemos sustraernos a esta realidad. ,

,

La automatización es motor de evolución y progreso, mejorando los procesos productivos y vida diaria. Vivimos un mundo en constante evolución de la tecnología.


9


Los automatismos no son solamente de componente eléctrica, ya que hay otras tecnologías como la mecánica, hidráulica, neumática, etc., pero siempre animados o controlados por la electricidad.

La aplicación de los automatismos resultan imprescindibles en toda instalación por simple que ésta sea. Las ventajas de la automatización resultan imprescindibles para arrancar el equipo presor que sube agua a nuestra vivienda, el ascensor de nuestra casa, las máquinas e instalaciones donde trabajan nuestros vecinos, etc. Los automatismos aportan ventajas a las máquinas, instalaciones o procesos que animan y controlan, como son entre otros los siguientes:

. Asegurar el funcionamiento y repetitividad de las maniobras y operaciones. . Facilitar y simplificar el manejo

.

. Reducir el número de averías

.

. Facilitar la reparación de averías Ayuda al mantenimiento apareciendo en pantalla mensajes que indican .

dónde se ha producido la avería.

. Mejorar el nivel de seguridad para el usuario

.

. Automatizar procesos complicados pero que tienen una interrelación

.

. Controlar instalaciones y procesos de fabricación

.

. Facilitar la gestión y planificación de la producción . Reducir los medios humanos necesarios . Reducir costes

.

.

.

La materialización de un automatismo conlleva una serie de tareas y cada una de ellas hay que realizarla correctamente para que el resultado final sea satisfactorio.

El proyecto y realización de un automatismo tiene las siguientes fases: . Cuaderno de Necesidades

.

Descriptivo de la necesidad.

. Cuaderno de Especificaciones Técnicas

.

Estudio técnico previo al desarrollo de esquemas y programas. . Dossier técnico

,

cálculos, esquemas, programas e instrucciones.

. Acopio de materiales

.

. Construcción de cuadros y armarios eléctricos

.

. Montaje en máquina o instalación

.

. Pruebas y entrega al cliente

.

. Dossieres que se entregan al cliente

113 .

.

.

Manual de funcionamiento.

Justificación del porqué de esta actividad-aprendizaje

Empezaremos diciendo que todas las máquinas animadas por receptores y aparatos eléctricos tienen sus correspondientes automatismos, desde muy simples a muy sofisticados y, por tanto, de una instalación eléctrica que se compone básicamente de: . Conexión a la red eléctrica

.

. Cuadros eléctricos

.

. Conexión a receptores captores y accionadores en la máquina. ,

10



Para realizar o confeccionar un cuadro o armario eléctrico y su instalación, se precisa de un profesional en estos menesteres, con buenos conocimientos eléctricos, cuantos más mejor. El buen profesional no nace, se hace, asume responsabilidades y realiza instalaciones con elevado nivel tecnológico. Para conseguir un buen nivel técnico, es necesario formarse previamente en la escuela adquiriendo los conocimientos teóricos, tecnológicos y prácticos, que luego va a aplicar en la industria. ,

El tener una buena base técnica de partida, le va a permitir evolucionar, asimilar nuevas tecnologías y estar siempre dispuesto a asumir responsabilidades. Por experiencia puedo decir, que en la contratación de instalaciones es la categoría profesional de los electricistas/montadores que una determinada empresa tiene, la que te lleva a elegirla para realizar un proyecto con independencia de otros parámetros como es el del coste. ,

,

La seguridad de que todo va a ir bien, con orden y calidad, en los plazos fijados con un arranque y puesta en servicio sin grandes problemas, resulta prioritario en el momento de elegir una empresa eléctrica. Para conseguir todo lo anteriormente dicho, es preciso disponer de un equipo de "profesionales" basado en la profesionalidad de ,

,

sus hombres.

El curso que aquí se inicia está destinado a que el alumno adquiera buenos conocimientos teóricos y prácticos que después le van a permitir incorporarse a la vida industrial asumiendo responsabilidades y teniendo la capacidad que le permita pasar al cuadro e instalación de un plano o dossier eléctrico realizar las pruebas y finalmente ,

,

arrancar la instalación.

El aprendizaje no se debe limitar a adquirir los conocimientos para saber montar un cuadro eléctrico sino que se completará con su conexión a la red a los receptores, a su puesta en marcha y a su mantenimiento (reparación ,

,

de averías).

Una salida en la industria para esta formación que adquiere el alumno es la de asumir responsabilidades en el mantenimiento de instalaciones eléctricas, puesto importante y que se solicita con frecuencia. Para mantener una instalación a punto y corregir con rapidez sus averías hay que tener un buen nivel técnico como se viene insistiendo a base de interpretación de planos conocimientos tecnológicos suficientes y asimilar con facilidad los funcionamientos de los procesos tecnológicos. ,

,

Estudiar para formarse requiere un esfuerzo si se pretende aprender un oficio en el que hay mucho campo en la industria, prácticamente toda si queremos hacernos un hueco en ella. ,

,

114 .

.

Organización del trabajo

Esta actividad organizadora tiene como objetivo que el alumno comprenda y asimile la importancia de la automatización, y dentro de este campo la materialización de los automatismos eléctricos. ,

ÿ

Los automatismos eléctricos cubren un amplio campo de actividades. Conocerlas todas es imposible y lo que

debemos hacer es buscar la especialización y en el caso que a nosotros nos afecta es el de llevar a la práctica los automatismos construidos con aparatos eléctricos colocados y cableados en cuadros y pupitres. ,

,

La información que se imparte tiene un componente teórico imprescindible para el conocimiento de los materiales eléctricos y accesorios, interpretación de esquemas y desarrollo de los mismos aunque sea a pequeña escala. ,

,

Sin una base teórico/práctica suficiente resulta imposible el trabajo del instalador de cuadros eléctricos y ,

su futura evolución en la rama eléctrica de montador-instalador u otras tareas relacionadas con esta formación


.

11


Normalmente el que construye los cuadros y prueba, es el que luego los monta a pie de máquina y después los arranca y pone en servicio.

Para asegurar la correcta realización de un proyecto de automatismo concreto, es necesario que el técnico conozca también los receptores y su comportamiento, por lo que se estudia la tecnología y arranque de los motores, parte importante en la mayoría de los automatismos de máquinas. El estudioso de esta materia debe tener claro y comprender:

. El porqué de los automatismos

.

. Conocer los materiales eléctricos y los aparatos a utilizar

.

. Simbología y normalización

.

. Automatismos eléctricos a base de contactores

.

. Lectura y desarrollo de los esquemas eléctricos . Arranque de motores

.

.

. Materiales para cuadros

.

. Otras competencias relacionadas con estos automatismos

.

No olvidar tener a disposición el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT).

Estructura y aparamenta de los automatismos cableados 1 21 .

.

Principio de un sistema automático

Las siguientes definiciones nos ayudarán a comprender el sentido del entorno que rodea a los automatismos: AUTOMATISMO.

Sistema automático capaz de efectuar sus funciones, controlarlas y dirigirlas, prescindiendo de la intervención directa del hombre.

AUTOMATIZACIÓN. Acción o efecto de automatizar.

AUTOMATIZACIÓN. Aplicar la automática a un dispositivo, proceso, etc. Aplicando estas definiciones a la automatización de instalaciones a base de elementos eléctricos, el principio del automatismo está fundamentado en el control y ejecución de acciones de forma automática, sin la intervención del operador o con el mínimo de intervención.

Así por ejemplo, un equipo presor que sube el agua a nuestro piso está automatizado cuando se ha logrado eliminar nuestra intervención.

El equipo una vez conectado a la red se encargará de controlar la presión de la tubería y mantenerla en los límites del reglaje que se haya hecho en el presostato de máx./mín. Cuando la tubería pierda presión se pondrá en servicio la motobomba, parándose cuando haya alcanzado la presión máxima.

12



122 .

.

Estructura de un sistema automático

Un sistema automático está constituido básicamente, tal como se indica gráficamente en el esquema que se representa a continuación.

Elementos principales del conjunto automatizador.

(?) Red eléctrica. Suministro de energía. (2) Armario/s eléctrico/s.

Contiene los aparatos eléctricos de potencia y maniobra. Es el corazón del sistema automatizador.

(¿) Pup¡tre/s de mando y control. Sobre el pupitre se realizan las acciones encomendadas al operador de la máquina o instalación.

(¿T) Cableado

.

Conductores eléctricos.

Hay que distinguir dos redes: a) Conductores de potencia. Alimentan a los receptores.

b) Conductores de maniobra. Conexionan a los captores y a los elementos de maniobra (accionadores).

(¥) Captores sobre máquina. Fines de curso, detectores de proximidad, presostatos termostatos y otros muchos. ,

(IT) Receptores. Accionadores. Generalmente los receptores son motores eléctricos. También hay otros como electroválvulas, ,

resistencias, lámparas, electroimanes, transformadores, etc.

Figura 1.1. Instalación eléctrica.


13


123 .

.

Fases del estudio de un sistema automático

En el organigrama que se estudia a continuación, quedan analizadas las fases a seguir en el estudio de un sistema automático.

NECESIDAD

INTERPRETACIÓN DE LA NECESIDAD

Cuaderno de Cargas del Cliente, precisando con claridad la necesidad que se pretende resolver.

Cuaderno de Cargos Técnico. Descripción de todos los elementos que intervienen en el automatismo indicando la función que realizan. Descripción del funcionamiento.

Esquemas de potencia. Esquemas de mando. Programación.

Listado de todos los materiales que intervienen

en el esquema, incluidos los cables con sus dimensiones y calibrado. Reúne: CdC. Técnico.

Esquemas y programas. Listado de materiales.

Secciones de conductores.

Calibrado de los aparatos. Recomendaciones técnicas. Forma de marcha.

Entrega de dossieres: Formación a: Operarios de máquinas.

Equipo de mantenimiento. Tabla 1.4. Fases del estudio.

124 .

.

Estudio de la aparamenta. Componentes y aparatos que integran o componen un automatismo o sistema

La aparamenta está constituida por equipos, aparatos o materiales para ser conectados a un circuito eléctrico con el fin de asegurar una o varias de las siguientes funciones: protección, control, seccionamiento y conexión. A continuación se estudian los principales elementos que intervienen en los esquemas de telemando realizados a base de contactores.

Se insiste en la necesidad de que se conozcan lo mejor posible los aparatos que intervienen en una instalación, así como un mismo elemento fabricado por empresas diferentes.

Es bueno disponer de catálogos de diferentes fabricantes, cuantos más se conozcan mejor, ya que así encontraremos menos problemas en su montaje, conexionado y calibrado.

14



En el mercado encontramos una gama amplia de productos fabricados en la U.E. Al cumplir las normativas comunitarias, todos están calificados y aptos para su empleo.

La elección de una marca concreta, depende de factores diversos, como son entre otros:

. Que sea una marca homologada por el cliente (destinatario final de la instalación)

.

. Que proporcione las prestaciones exigidas

.

. Que tenga un precio competitivo

.

. Que se tengan buenas relaciones con el almacenista lo que facilitará el suministro y el material de recambio. ,

12 .

5 Tecnologías aplicadas en automatismos

.

En esta obra se tratan y estudian dos tipos de tecnologías, ambas tienen gran importancia pudiendo ir sola la lógica cableada y unidas la lógica cableada con la lógica programada.

En el cuadro que se muestra a continuación se presentan las dos tecnologías.

A a

.

.

B

Electromagnética. 1

b

LÓGICA CABLEADA

.

.

2

.

3

.

a

.

.

Electroneumática.

2

Electrohidráulica.

3

.

b

.

Arrancadores estáticos.

LÓGICA PROGRAMADA

Electrónica programada. 1

Electrónica. 1

.

Relés y contactores.

.

.

Autómatas programables. Ordenadores. Sistemas informáticos.

Electrónica cableada. 1

.

Funciones lógicas.

Tabla 1.5. Tecnologías. 1

Lógica cableada

.

En la lógica cableada los elementos pueden ser electromagnéticos eléctricos, neumáticos o hidráulicos. ,

En esta tecnología el automatismo se realiza con elementos o módulos interrelacionados dependiendo su ,

funcionamiento del cableado que tengan. La lógica cableada es rápida en ejecutar acciones pero tiene limitaciones técnicas impuestas por la complejidad que supone obtener determinadas prestaciones ,

.

2

Lógica programada

.

Esta tecnología utiliza los autómatas programables los ordenadores y se encuentran animados por programas ,

guardados en memorias.

El autómata programable elemento básico en la automatización está concebido para realizar ciclos de funcio,

namiento automático. ,

El programa puede realizarse en diversos lenguajes aplicando en cada caso el método que más convenga, como ,

son entre otros,

los siguientes:

. Esquemas eléctricos de contactos . Ecuaciones

.

. Esquemas lógicos

.

. A partir de organigramas

.

. A partir de Grafcet

.


.


3

Tecnologías que se estudian en este curso

.

En esta obra se estudian los automatismos realizados con lógica cableada y los realizados con lógica programada.

Respecto a la realización práctica de instalaciones, es necesario conocer e interpretar planos con estas dos tecnologías. 4 Conocimiento de los materiales eléctricos .

El conocimiento de los principales materiales y aparatos eléctricos, es imprescindible para poderlos utilizar, aplicar, reparar y mantener correctamente, tanto en equipos como en instalaciones y máquinas.

Muchos son los aparatos de maniobra, protección, detección y medida que nos podemos encontrar en las instalaciones eléctricas. Resulta imposible conocerlos todos, pero sí es necesario conocer su función en el circuito. En este capítulo se hace un repaso de los principales dispositivos utilizados en instalaciones de baja tensión, estudiando sus principales características y aplicaciones.

El estudio de los aparatos y componentes eléctricos se hace desde su lado práctico, proporcionando datos útiles para el desarrollo de las tareas de instalación (Cuadros eléctricos), mantenimiento y conservación de instalaciones eléctricas en general.

Las materias que se estudian en esta obra son básicas para el electricista que desarrolla su actividad en el campo industrial de las aplicaciones de la energía eléctrica. A los materiales que intervienen en las instalaciones eléctricas se les denomina como "aparamenta eléctrica".

No se puede desarrollar la actividad y competencias del instalador, si no conoce bien la tecnología eléctrica, cuanto más, mejor.

Los conocimientos tecnológicos no terminan con la conclusión de la fase de estudios, deben continuar durante toda la vida profesional del técnico electricista, porque se trata de una tecnología en constante evolución.

126 .

Redes de distribución de la energía eléctrica

.

Según ITC-BT-08: "Sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución de la energía eléctrica

" .

1261 .

.

Esquemas de distribución

.

Significado de las letras: Ia Letra:

Se refiere a la situación de la alimentación con respecto a tierra.

T -

Conexión directa de un punto de la alimentación a tierra.

I

Aislamiento de todas las partes activas de alimentación con respecto a tierra o conexión de un punto a tierra a través de una impedancia.

-

2a Letra:

Se refiere a la situación de las masas de la instalación receptora con respecto a tierra.

T -

Masas conectadas directamente a tierra, independientemente de la eventual puesta a tierra de la alimentación.

N -

Masas conectadas directamente al punto de alimentación puesto a tierra (en corriente alterna, este punto es normalmente el punto neutro).

Otras letras (eventuales): Se refieren a la situación relativa del conductor neutro y del conductor de protección.

16

S -

Las funciones del neutro y de protección, aseguradas por conductores separados.

C -

Las funciones de neutro y de protección, combinadas en un solo conductor (conductor PEN).



1 ESQUEMA DE DISTRIBUCION TIPO TN-S .

2 ESQUEMA DE DISTRIBUCION TIPO TN-C .

Las funciones de neutro y protección están separadas en Las funciones de neutro y protección están combinadas en un solo conductor en todo el esquema.

todo el esquema.

L1

L1

L2

L2

L3

L3

N

PEN

PE

Ó ÓÓ Ó

O Ó Ó Ó

3 ESQUEMA DE DISTRIBUCION TIPO TN-C-S .

Las funciones de neutro y protección están combinadas en un solo conductor en una parte del esquema

.

L1 L2 L3

N PE

4 ESQUEMA DE DISTRIBUCION TT

ESQUEMA DE DISTRIBUCION IT

.

El esquema distribuye las tres fases y el neutro

.

Las masas

de los receptores están conectadas a tierra

.

.

T Masa

Ó ÓÓ Ó

El esquema distribuye solamente las tres fases. Las masas de los receptores están conectadas a masa

L1

L1

ÿ L2

ÿ L2

L3

L3

D PE

Masa

Ó Ó Ó

PE

Esquema 1.1. Esquemas de distribución.


17


Aplicación de los esquemas de distribución . Para instalaciones alimentadas directamente de una red de distribución y en instalaciones receptoras alimen-

tadas directamente de una red de distribución pública de baja tensión, es el esquema TT el utilizado para estos casos.

. En instalaciones alimentadas en baja tensión a partir de un centro de transformación de abonado se podrá elegir cualquiera de los tres esquemas citados. ,

1262 .

.

Redes monofásicas

.

Distribuye una de las tres fases, el neutro y el conductor de protección. L

-

N

-

PE

-

Figura 1.2. Red monofásica. 1263 .

.

Redes trifásicas con neutro

.

Distribuye las tres fases, el neutro y el conductor de protección. L1 -1® Fase L2 -2- Fase L3 -30 Fase

N -Neutro

PE -Conductor de protección

Figura 1.3. Red trifásica con neutro.

12 .

1

.

.

7 Tensiones eléctricas en baja tensión

Baja tensión (BT) a

.

Para corriente alterna (C.A.). Igual o inferior a 1.000 V.

b

.

Para corriente continua (C.C.).

Igual o inferior a 1.500 V. 2 Clasificación de las tensiones .

CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE CONTINUA

(VALOR EFICAZ)

(VALOR MEDIO ARITMÉTICO)

MUY BAJA TENSIÓN

Un < 50 V

Un < 75 V

TENSIÓN USUAL

50 < Un < 500 V

75 < Un < 750 V

TENSIÓN ESPECIAL

500 < Un < 1.000 V

750 < Un < 1.500 V

Tabla 1.6. Tensiones normalizadas en baja tensión.

18



3

.

Tensiones nominales usualmente utilizadas . 230 V entre fases para las redes trifásicas de tres conductores

.

. 230 V entre fase y neutro

.

. 400 V entre fases para las redes trifásicas de cuatro conductores

.

4

.

Frecuencia de las redes La frecuencia de las redes eléctricas es de 50 Hz.

5

.

Tensiones especiales Según ITC-BT-37: . En corriente alterna: tensión nominal superior a 500 V de valor eficaz

.

. En corriente continua: tensión nominal superior a 750 V de valor medio aritmético. 6

.

Instalaciones a muy baja tensión Según ITC-BT-36:

1 MUY BAJAS TENSIONES



DE SEGURIDAD (MBTS)

DE PROTECCIÓN (MBTP)

FUNCIONALES (MBTF)

.

Corriente alterna: < 50 V

.

Corriente continua: < 75 V

.

.

Alimentación a través de transformador

.

.

.

.


.


.

.

Alimentación a través de transformador

de seguridad o fuentes equivalentes. Las masas no deben ser puestas a tierra. Puesta a tierra del conductor de protección del circuito primario de la instalación. Según normas UNE-EN 60742 o UNE-EN 61558-2-4. Según normas UNE-EN 60742 o UNE-EN

de seguridad o fuentes equivalentes.

.


.


.

.

Alimentación por fuente sin aislamiento de protección, según indica la ITC-BT-24, protección contra contactos directos "

"

e indirectos

.

61558-2-4.

Tabla 1.7. Tensiones especiales.

7 Perturbaciones de las redes .

Téngase en cuenta lo indicado en los artículos 5 y 25 del REBT.

ilil Aparamenta eléctrica aplicada

__

131 .

.

Aparamenta eléctrica

Se designa como aparamenta eléctrica a equipos, aparatos y materiales previstos para ser conectados a un circuito eléctrico, con el fin de asegurar una o varias de las siguientes funciones: protección, control y medida, seccionamiento y conexión.



1 311 .

.

.

Introducción

El conocimiento de los aparatos eléctricos (aparamenta), es necesario para garantizar su correcta utilización, instalación y mantenimiento.

A continuación se hace un estudio de los principales dispositivos que integran cuadros e instalaciones eléctricas, aportando datos prácticos útiles y ejemplos de aplicación de los mismos. 1312 .

.

.

Clasificación de la aparamenta eléctrica 1

.

CONEXIÓN Y SECCION AMIENTO

2

PROTECCIÓN

.

.

Fusibles

.

Relés térmicos

Seccionadores

.

Interruptores automáticos (magnéticos)

.

Interruptores

.

Interruptores automáticos (magnetotérmicos)

.

Interruptores automáticos

.

Interruptores diferenciales

.

Contactores

.

Descargador de tensión

.

Relés auxiliares

.

Relés de intensidad (máxima/mínima)

.

Minuterías

.

Relés de tensión (máxima/mínima)

. Telerruptores

.

Sondas térmicas

.

.

Relés de protección integral

.

Bornes diversos

.

Tomas de corriente

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Programadores.

. Temporizadores .

Relés horarios

,

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

crepusculares, etc. 4 MEDIDA Y CONTROL

3 DETECTORES Y APARATOS DE MANDO

.

.

.

Pulsadores

.

Fines de curso

.

Detectores de proximidad inductiva

.

Detectores de proximidad capacitiva

.

.

.

.

Presostatos

.

Termostatos

.

Detectores de nivel

.

Detectores varios

.

.

.

.

.

. Dispositivos de señalización

.

.

Amperímetro

.

Voltímetro

.

Frecuencímetro

.

Fasímetro

.

Vatímetro

.

Contadores de energía

.

Registradores varios

.

Ohmímetro

.

Capacímetro

.

Transformadores Reostatos

.

Impedancias

.

Rectificadores

.

.

.

.

. Equipos compensadores del factor de potencia . Dispositivos electrónicos varios . Arrancadores progresivos . Variadores de velocidad para motores de corriente alterna y corriente continua.

.

.

.

.

6 RECEPTORES .

.

.

.

.

5 DISPOSITIVOS COMPLEMENTARIOS

.

.

.

.

Motores

.

Resistencias

.

Lámparas de alumbrado

.

Electrodomésticos

.

Electroimanes

.

.

.

.

.

.

7

.

.

CONDUCTORES ELÉCTRICOS

.

Conductores eléctricos

.

Tubos eléctricos

.

.

.

Cajas de derivación

.

Cuadros eléctricos

.

.

Tabla 1.8. Aparamenta eléctrica.

20



132

Posibilidad de conectar y desconectar circuitos en carga

.

.

1 3 21 .

.

Conexión y desconexión de circuitos en carga

.

Según el apartado 2.7 de la ITC-BT-19.

Se instalarán dispositivos apropiados que permitan conectar y desconectar en carga en una sola maniobra, en:

1

.

2

.

3

.

Toda instalación interior o receptora en su origen, circuitos principales y cuadros secundarios. Podrán exceptuarse de esta prescripción los circuitos destinados a relojes, a rectificadores para instalaciones telefónicas cuya potencia nominal no exceda de 500 VA y los circuitos de mando o control, siempre que su desconexión impida cumplir alguna función importante para la seguridad de la instalación. Estos circuitos podrán desconectarse mediante dispositivos independientes del general de la instalación. Cualquier receptor.

Todo circuito auxiliar para mando o control, excepto los destinados a la tarificación de la energía.

4 Toda instalación de aparatos de elevación o transporte, en su conjunto 5

.

Todo circuito de alimentación en baja tensión destinado a una instalación de tubos luminosos de descarga en alta tensión.

6

.

7

.

8

.

9

Toda instalación de locales que presente riesgo de incendio o de explosión. Las instalaciones a la intemperie.

Los circuitos con origen en cuadros de distribución. Las instalaciones de acumuladores.

10. Los circuitos de salida del generador.

Los dispositivos admitidos para la conexión y desconexión en carga son: .

Los interruptores manuales

.

Los cortacircuitos fusibles de accionamiento manual

.

,

o cualquier otro sistema aislado que permita estas

maniobras siempre que tengan poder de corte y de cierre adecuado e independiente del operador. .

Las clavijas de las tomas de corriente de intensidad nominal no superior a 16 A

.

Deberán ser de corte omnipolar los dispositivos siguientes: .

Los situados en cuadro general y secundarios de toda instalación interior o receptora

.

Los destinados a circuitos

.

Los destinados a receptores cuya potencia sea superior a 1 000 W, salvo que prescripciones particulares admiten corte no omnipolar.

.

Los situados en circuitos que alimentan a lámparas de descarga o autotransformadores

.

Los situados en circuitos que alimentan a instalaciones de tubos de descarga en alta tensión

.

excepto en sistemas de distribución TN-C, en los que el corte del conductor neutro está prohibido y excepto en los TN-S en los que se pueda asegurar que el conductor neutro está al potencial de tierra. ,

.

.

.

En los demás casos, los dispositivos podrán ser de corte omnipolar. El conductor neutro o compensador no podrá ser interrumpido salvo cuando el corte se establezca por interruptores omnipolares.

Tabla 1.9. Dispositivos que pueden conectar y desconectar en carga.


21


1.3.2.2 Posibilidad de separación de la alimentación Se podrán desconectar de la fuente de alimentación de energía las siguientes instalaciones: a Toda instalación cuyo origen esté en una línea general de alimentación. .

Toda instalación con origen en un cuadro de mando o de distribución.

b

.

Los dispositivos admitidos para esta desconexión, que garantizarán la separación omnipolar excepto en el neutro de las redes TN-C, son: . Los cortacircuitos fusibles

.

. Los seccionadores

.

. Los interruptores con separación de contactos mayor de 3 mm o con nivel de seguridad. . Los bornes de conexión

132 .

.

.

3

,

sólo en caso de derivación de un circuito.

Conceptos a tener en cuenta

a) Corte omnipolar Corte de todos los conductores activos. Puede ser:

cuando la conexión y desconexión se efectúa al mismo tiempo en el conductor neutro o compensador y en las fases o polares.

. Simultáneo

,

cuando la conexión del neutro o compensador se establece antes que las de las fases o polares y se desconecten éstas antes que el neutro o compensador.

. No simultáneo

,

b) Poder de cierre

El poder de cierre de un dispositivo se expresa por la intensidad de corriente que este aparato es capaz de establecer, bajo una tensión dada, en las condiciones prescritas de empleo y funcionamiento. c) Poder de corte El poder de corte de un aparato se expresa por la intensidad de corriente que este dispositivo es capaz de cortar, bajo una tensión de restablecimiento determinada y en las condiciones prescritas de funcionamiento. Nota: los interruptores, interruptores automáticos, contactores y otros, son aparatos que tienen poder de cierre y corte que les permite conectar y desconectar circuitos y receptores con carga.

133 .

.

Normas aplicadas para diferentes aparatos eléctricos PRODUCTO ELÉCTRICO

NORMA APLICADA UNE 20451

Envolvente cuadro general (para uso doméstico o análogo).

UNE 20451

Cajas de empalme y/o derivación.

UNE-EN 50298

Envolvente cuadro general y conjuntos de aparamenta (uso envolvente).

UNE-EN 20315

Bases de toma de corriente para uso doméstico o análogo.

UNE-EN 60309-1-2

Tomas de corriente para usos industriales.

UNE-EN 60998

Bornes de conexión.

Tabla 1.10. Normas aplicadas.

22



PRODUCTO ELÉCTRICO

NORMA APLICADA UNE 20317

Interruptor de control de potencia.

UNE-EN 60898

Interruptores automáticos para uso doméstico o análogo

UNE-EN 60947-2

Interruptores automáticos para uso industrial.

UNE-EN 60669-2-4

Interruptores-seccionadores para uso doméstico o análogo

UNE-EN 60947-3

Interruptores-seccionadores para uso industrial.

UNE-EN 61008

Interruptores diferenciales para uso doméstico o análogo.

UNE-EN 602699-3

Interruptores diferenciales para uso industrial.

UNE-EN 61009

Interruptores diferenciales con dispositivos de protección contra sobreintensidades incorporado

.

.

para usos análogos. UNE-EN 61629-3

Fusibles.

UNE-EN 60669-2-3

Interruptores temporizadores (minuterías) para uso doméstico y análogo

UNE-EN 60439-3

Conjuntos montados de aparamenta. Cumplirán las prescripciones de la norma

UNE-EN 60742

Transformadores con separación de circuitos y transformadores de seguridad

UNE 20324

Código de protección IP de envolventes.

UNE-EN 50102

Código de protección mecánica IK de envolventes.

UNE-EN 60335

Seguridad de los aparatos electrodomésticos y análogos.

UNE 20109

Categorías de empleo de los contactores.

.

.

Material eléctrico para atmósferas potencialmente explosivas: UNE-EN 50015

Inmersión en aceite "o".

UNE-EN 50018

Envolvente antideflagrante "d".

UNE-EN 50020

Seguridad intrínseca "i".

Tabla 1.10. Normas aplicadas (Cont.).

1 331 .

.

.

Muestrario de algunos de los aparatos que se estudian

réf: 1S445 tatito 4 aM 1200A 400

Figura 1.4. Fusibles de cuchillas y cilindricos.


,


Figura 1.5. Interruptores automáticos (1, 2, 3 y 4 polos).

Figura 1.6. Interruptores diferenciales (2 y 4 polos).

Figura 1.7. Contactores y relés térmicos.

24

Figura 1.8. Contactores.



134 .

.

1341 .

.

.

Bases de toma de corriente Características de las bases de toma de corriente

Las bases de toma de corriente utilizadas en instalaciones interiores o receptoras de viviendas serán del tipo indicado en las figuras C2a, C3a o ESB 25-5a de la norma UNE 20315.

Base bipolar con contacto lateral de puesta a tierra. Tipo C2a. Base de 10/16 A a 250 V.

Base de uso general.

Ejemplos de cajas de tomas de corriente, con sus dispositivos de protección.

Figura 1.9. Tomas de corriente.

134 .

.

.

2 Características de las clavijas de conexión

Las clavijas utilizadas para la conexión de los receptores a las bases de toma de corriente de la instalación de alimentación serán de los tipos indicados en las figuras ESC 10-lb C2b, C4, C6 o ESB 25-5b de norma UNE 20315 o clavija conforme con la norma UNE-EN 50075 ,

.

Adicionalmente

,

los receptores no destinados a uso en viviendas podrán incorporar clavijas conforme a la serie

de normas UNE-EN 60309.


25


134 .

.

.

3 Armario para tomas de corriente monofásicas L

N PE

Esquema 1.2. Circuito para bases de enchufe.

135 .

.

Seccionadores i

Aparato eléctrico para la conexión y desconexión de circuitos y receptores en vacío y no tienen poder de cierre y de corte para poderlo hacer en carga, como es el caso de los interruptores.

Se emplean para disponer los circuitos y receptores para su conexión posterior, o para su aislamiento, tal como se representa en los dos esquemas del punto 1.3.5.2. 1351 .

.

.

Símbolos de seccionadores

SÍMBOLO

DENOMINACIÓN

SÍMBOLO

1 1 1

W

Seccionador unipolar.

"K

i 1 1 Seccionador bipolar.

lili

Seccionador tripolar.

vvri

r¡

DENOMINACIÓN

Seccionador tripolar con fusibles incorporados.

Seccionador tripolar con fusibles incorporados y contactos auxiliares.

Seccionador tripolar con contactos auxiliares.

Tabla 1.11. Símbolos.

26



135 .

.

2 Circuitos de aplicación

.

L1

136 .

.

L2

L3

L1

L2

L3

Interruptores

Aparato eléctrico capaz de conectar y desconectar circuitos y receptores que puedan estar en vacío o en carga ya que tienen poder de cierre y corte para los valores de tensión e intensidad asignada.

,

Poder de cierre

Se expresa por la intensidad de corriente que este aparato es capaz de establecer bajo una tensión dada, en las condiciones prescritas de empleo y de funcionamiento. "

,

Poder de corte

Se expresa por la intensidad de corriente que este dispositivo es capaz de cortar bajo una tensión de restablecimiento determinada y en las condiciones prescritas de funcionamiento ,

.


27


1.3.6.1

Símbolos de interruptores DENOMINACIÓN

SÍMBOLO

DENOMINACIÓN

SÍMBOLO

I

I

I Interruptor tripolar.

Interruptor unipolar.

(Versión 1).

Interruptor tripolar. (Versión 2).

Interruptor bipolar.

V

Interruptor tripolar con

Interruptor conmutador de dos posiciones.

contacto auxiliar.


136 .

.

2 Circuitos de aplicación

.

L1

L2

L3

L1

L2

L3

II 0 0

"

Q

Y--W

Esquema 1.4a. Interruptor basculante.

137 .

.

Q

Esquema 1.4b. Interruptor rotativo.

Figura 1.10. Interruptor rotativo.

Cortacircuitos fusibles

Aparato cuyo cometido es el de interrumpir el circuito en el que está intercalado, por fusión de uno de los elementos, cuando la intensidad que recorre el elemento, sobrepasa durante un tiempo determinado, un cierto valor.

28



Los fusibles se instalan en la cabecera de la instalación y su función es la de proteger los circuitos y receptores contra corrientes muy elevadas y de cortocircuito, que pueden resultar muy perjudiciales para los elementos comprendidos entre el cortocircuito y el fusible. 1371 .

.

.

Características de los fusibles

. Tensión nominal asignada (250 400, 500, 600 V). ,

. Corriente nominal asignada (corresponde al calibre del fusible)

.

. Poder de corte (corriente de corte en kA)

.

. Corriente de fusión (valor de la corriente que provoca la fusión del fusible)

.

. Clase de fusible (dependerá del tipo de circuito) 1372 .

.

.

.

Representación simbolizada de fusibles SÍMBOLO

DENOMINACIÓN

SÍMBOLO

DENOMINACIÓN

Fusible.

Símbolo general.

I1

[1

Fusible basculante que queda unido al circuito por su parte inferior (negro).

[

Fusible de acción lenta.

En un circuito monofásico. Fusible en la fase. l\

L

Pl

En red trifásica.

Fusible en las tres fases. L1

L2

l:3

1 Portafusibles.

[

T

En red trifásica con neutro y conductor de protección.

Portafusibles con fusible.

L1

L2

l:

l\

PE

i i

t

Fusibles con percutor.

m .

1

1

[1

.

1

Fusible de acción rápida.

ir 1

.

L2

con fusibles.

L3

i

Seccionador con fusible

incorporado.

L2

Seccionador tripolar

Interruptor tripolar con fusibles.

L3



29


1.3.7.3 Aplicación y calibrado de los fusibles y relés térmicos en motores trifásicos L1

L2

L3

Figura 1.11. Curva de características de fusibles y relé térmico de protección.

i

RELÉ TÉRMICO MOTOR TRIFÁSICO

3 FUSIBLES CLASE aM

ZONA DE

REGLAJE CALIBRE

380/400 V

220/230 V kW

In (A)

kW

In (A)

TALLA A

A

1 1

4 4

22

5

8

10 x 38

4a 6

1 5 ,

6 1

3

6 6 ,

12

10 x 38

5 5 a 8

2 2

87

4

8 5

12

10 x 38

7 a 10

,

,

,

,

,

,

,

,

3

11,5

5 5 ,

11,5

16

10 x 38

9 a 13

4

14,5

7 5

15,5

20

10 x 38

12 a 18

9

-

5,5

-

20

,

18,5

25

10 x 38

17 a 25

11

22

25

10 x 38

17 a 25

27

15

30

40

14 x 51

23 a 32

10

35

18,5

37

40

14 x 51

30 a 40

11

39

7 5 ,

-

15

-

52

63

22 x 58

37 a 50

22

44

63

22 x 58

37 a 50

25

52

63

22 x 58

48 a 65

-

-

Tabla 1.14. Valores del relé térmico y fusibles para este tipo de conexión.

30



1374 .

.

.

Fusibles para motores trifásicos en arranque directo y arranque estrella-triángulo

Para motores de cuatro polos (2p = 4) y 1.500 rpm de construcción estándar. a. Arranque directo. . Corriente máxima de arranque: 6 In

. Tiempo máximo de arranque: 5 s

.

.

b. Arranque en conexión (A.-A). . Corriente máxima de arranque: 2 In

.

. Tiempo máximo de arranque: 15 s

.

. Ajuste del relé de sobrecarga instalado en la línea principal: 0 58 ,

In.

Nota: el mismo fusible para el motor de rotor bobinado. Los fusibles de esta tabla son retardados (gL) según (VDE 0636).

Pueden instalarse fusibles NH de característica aM con intensidad correspondiente a la intensidad nominal.

POTENCIA

FUSIBLE

NOMINAL

NOMINAL DEL MOTOR

kW

ti (%)

A

FUSIBLE

CORRIENTE

ARRANQUE DIRECTO

A

Y/A

A

FUSIBLE

NOMINAL

NOMINAL DEL

ARRANQUE

MOTOR

DIRECTO

A

A

Y/A

A

DEL

ARRANQUE

MOTOR

DIRECTO

A

A

0 12

2

0 18

2

0 24

2

0 35

2

-

,

-

Y/A

A

0 21

2

0 31

2

-

2

0 41

2

-

,

4

2

0 6 ,

2

14

4

2

08

4

2

0 5

2

66

2

6

4

1 1

4

2

07

2

0 75

69

27

10

4

1 5 ,

4

2

09

4

2

0 75

0 79

74

3 2

10

4

1 9 ,

6

4

11

4

2

11 ,

0 81

74

46 ,

10

6

2 6 ,

6

4

1 5

4

2

15

0 81

74

6 3

16

10

3 6

6

4

21 ,

6

4

2,2

0 81

78

87

20

10

5

10

6

2 9 ,

10

4

3

0,82

80

11,5

25

16

6 6 ,

16

10

3 8 ,

10

4

4

0,82

83

14,8

32

16

8 5

20

10

49 ,

16

6

5 5

0 82

86

19,6

32

25

11,3

25

16

6 5

16

10

7 5

0 82

87

26,4

50

32

15,2

32

16

8 8

20

10

0 06

07

58

0 37

2

0 09

07

60

0 54

2

0 12

07 ,

60

0 72

4

0 18

07 ,

62

1 04 ,

0 25

07

62

0 37

0 72

0 55

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

COS ip

CORRIENTE

CORRIENTE

DEL MOTOR

690 V

400 V

230 V

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

-

,

-

,

,

,

,

,

-

,

,

,

-

,

,

,

,

,

,

,

-

-

-

-

Tabla 1.15. Dimensiones de fusibles.


31


POTENCIA

NOMINAL

CORRIENTE

DEL MOTOR

NOMINAL

DEL MOTOR

COS cp

kW

0 84

11

,

690 V

400 V

230 V CORRIENTE

FUSIBLE

CORRIENTE

FUSIBLE

ARRANQUE DIRECTO

Y/A

FUSIBLE

NOMINAL

NOMINAL DEL

ARRANQUE

MOTOR

DIRECTO

Y/A

DEL

ARRANQUE

MOTOR

DIRECTO

A

A

A

Y/A

ri (%)

A

A

A

A

A

A

87

38

80

40

21,7

40

25

12,6

25

16

15

0 84

88

51

100

63

29,3

63

32

17

32

20

18,5

0 84

88

63

125

80

36

63

40

20,9

32

25

22

0 84

92

71

125

80

41

80

50

23,8

50

25

30

0 85

92

96

200

100

55

100

63

32

63

32

37

0 86

92

117

200

125

68

125

80

39

80

50

45

0 86

93

141

250

160

81

160

100

47

80

63

55

0 86

93

173

250

200

99

200

125

58

100

63

75

0 86

94

233

315

250

134

200

160

78

160

100

90

0 86

94

279

400

315

161

250

200

95

160

100

110

0 86

94

342

500

400

196

315

200

114

200

125

132

0 87

95

401

630

500

231

400

250

134

250

160

160

0 87

95

486

630

630

279

400

315

162

250

200

200

0 87

95

607

800

630

349

500

400

202

315

250

250

0 87

95

-

-

-

437

630

500

253

400

315

315

0 87

96

-

-

-

544

800

630

316

500

400

400

0 88

96

-

-

-

683

1 000

800

396

630

400

450

0 88

96

-

769

1 000

800

446

630

630

500

0 88

97

-

-

-

-

491

630

630

560

0 88

97

-

-

-

-

-

-

550

800

630

630

0 88

97

-

-

-

-

-

618

800

630

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

-

-

-

.

.

-

-

Tabla 1.15. Dimensiones de fusibles (Cont.).

138 .

.

Relés térmicos

Aparato cuya función es la protección de circuitos y receptores contra corrientes de sobrecarga (sobreintensidad), que superan la intensidad nominal asignada. Sobreintensidad: toda corriente superior a un valor asignado En los conductores, el valor asignado es la .

corriente admisible.

32



1381 .

.

.

Características que definen al relé térmico

. Intensidad nominal

.

. Campo o zona de reglaje

.

. Contactos auxiliares accionados

.

. Forma constructiva

1382 .

.

.

.

Funcionamiento del relé térmico

Un

mi

L1

p¡-t

i

i

i

i

i

1

i

i

i

i *

L3 '

í

.

.

.

i

L3

*

n 1

1

1

Figura 1.12. Relé térmico tripolar en situación de reposo.

1383

L2

L1

dhl 1

t i

i

i

L2

\ i,

f

i

u

i

y

i

Figura 1.13. Relé térmico con una fase en sobrecarga (sobreintensidad) que ha accionado y cambiado la posición de los contactos.

Constitución básica del relé térmico

Metal A n-n .

TL Metal B Figura 1.14. Bimetal con temperatura de ambiente.

Los metales A y B tienen muy diferenciado su coeficiente de dilatación y están unidos fuertemente, formando el

"

bimetal".

nz

Figura 1.15. Bimetal curvado por la acción del calor.


33


©F2L1 L3 L1 2 L3

Al calentar el bimetal, se curva, por el efecto de la diferencia de dilatación entre los dos metales.

Esta propiedad de curvatura por efecto del calor, se utiliza para que envuelto el bimetal por un aislamiento eléctrico y rodeado por un conductor que en condiciones normales no se calienta, pero sí se calienta cuando la intensidad circulante supera unos límites previstos (sobreintensidad o sobrecarga). 1384 .

.

.

Presentación de relé térmico

95

i 97

©

ñ

(T) Relé térmico tripolar con un contacto auxiliar normalmente cerrado (NC).

a

(?) Relé térmico tripolar con dos contactos auxiliares, uno normalmente cerrado (NC) y el otro abierto (NA).

3j Relé térmico tripolar en función de proteger un circuito

ÿ

monofásico.

L1

L2

L3

(>1

()3

O

(4) Relé térmico tripolar para la protección de receptores que

® On On On O 2

() 4

()

TI

T2

T3

absorben elevadas intensidades. Los bimetales están alimentados

y calentados por intensidades que proporcionan los transformadores de intensidad.

Esquema 1.6. Relés térmicos para pequeñas y medianas cargas.

34

,



138 .

.

5 Representación de los relés térmicos en los esquemas de maniobra

.

O

-

95

97

rrT-V-¡i í 96 I 98 Esquema 1.7.

1.3.8.6 Clasificación de los relés térmicos en atención al tiempo de disparo TIEMPO DE DISPARO 7 2 Ir

CLASE

1 05 Ir

1 2 Ir

1 5 Ir

10 A

> 2h

< 2h

< 2 min

2s < Td < 10s 4s < Td < 10s

,

,

,

,

10

> 2h

< 2h

< 4 min

20

> 2h

< 2h

< 8 min

6s < Td < 20s

30

> 2h

< 2h

<12 min

9s < Td < 30s

Tabla 1.16. Relés térmicos.

138 .

.

.

7 Reglaje del relé térmico para diferentes potencias RELÉ TÉRMICO

POTENCIA DEL MOTOR A:

RELÉ TÉRMICO

POTENCIA DEL MOTOR A:

TRIPOLAR

TRIPOLAR

kW

-

In (A) -

-

A

18,5

17 a 25

11

22

17 a 25

27

15

30

23 a 32

35

18,5

37

30 a 40

22

44

37 a 50

In (A)

-

-

A

0 37

1 03

1 a 1,6

0 55

16

1 25 a 2

5 5

20

1 6 a 2,5

7 5

,

,

,

,

ZONA

REGLAJE

In (A)

kW

In (A)

,

kW 9

0 37

18

0 75

2

0,75

3 5 ,

1 5

3 5

11

44

2 2

5

1 5

6 1 ,

3

6 6

5 5 a 8

15

52

25

52

48 a 65

2 2

87

4

8 5

7 a 10

18,5

64

30

60

55 a 70

,

,

380/400 V

220/230 V

REGLAJE

kW

,

-

ZONA

380/400 V

220/230 V

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

2 5 a 4 ,

4 a 6

,

,

,

,

10 -

-

3

11,5

5 5

11,5

9 a 13

22

75

37

72

63 a 80

4

14,5

75

15,5

12 a 18

25

85

51

98

80 a 93

,

,

Tabla 1.17. Reglaje de relés térmicos.



138 .

.

.

8 Regulación de relés térmicos de protección para motores trifásicos POTENCIA ÚTIL

CV

0 5 ,

0 75 ,

1 1 5 ,

kW

2 5 ,

3 4 -

| b c

b

8 9

10 11

13 14

15 16

17 18 19 20

21

MÍN. (A)

MAX. (A)

A

MÍN. (A)

MÁX. (A)

1,74

17

24 ,

1 10

1 2

17

2 48

2 4 ,

3 5

1 44

1 2 ,

17

0,74

3 10

2 4 ,

3 5 ,

1 79

17

24

1 10

4 47

3 5

5 2

2 59

2 4

3 5

1 47

5 74

5 2

7 5

3 32

3 5 ,

5 2

1 84

7 17

7 5 ,

11

4 15

3 5 ,

5 2

2 21

8 52

7 5

11

4 93

5 2

7 5

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

75

2 95

11,1

11

16

6 40

5 2

3 68

13,4

11

16

7 80

7 5 ,

11

4 42

15,5

12,5

20

9 00

7 5

11

,

,

,

,

,

,

,

,

5 15

18,2

17

26

10,5

11

16

5 89

20,4

17

26

11,8

11

16

6 62

23,0

23

35

13,3

11

16

7 40

25,3

23

35

14,6

12,5

20

8 10

27,8

23

35

16,1

12,5

20

8 83

30,3

30

48

17,5

17

26

9 57

32,8

30

48

19,0

17

26

10,3

35,4

30

48

20,5

17

26

11,0

37,4

30

48

21,7

17

26

11,8

40,0

30

48

23,2

23

35

12,5

42,5

43

65

24,6

23

35

13,2

44,5

43

65

25,8

23

35

14,0

46,9

43

65

27,2

23

35

14,7

49,4

43

65

28,6

23

35

15,5

51,2

43

65

29,7

23

35

16,2

53,6

43

65

31,1

30

48

16,9

56,1

56

90

32,5

30

48

17,7

58,5

56

90

33,9

30

48

18,4

61,0

56

90

35,3

30

48

22,1

72,4

56

90

41,9

30

48

65

,

,

,

,

,

12

A

REGULACIÓN

INTENSIDAD

0 55

,

7

REGULACIÓN

INTENSIDAD

0 37

,

2

380 V

220 V

,

,

22

23 24 25

30

40 50

60 70 80

90 100 125 150

200

29,5

96,6

80

135

55,9

43

36,8

118

80

135

68 3

56

90

44,2

139

110

170

80,2

80

135

52,5

162

160

250

93,5

80

135

58,9

184

160

250

107

80

135

66,2

208

160

250

120

110

170

73,6

226

160

250

131

110

170

92

279

250

400

162

160

250

,

110

335

250

400

194

160

250

147

446

400

650

259

250

400

Tabla 1.18. Regulación (mín-máx) de relés térmicos.

36



139

Interruptores automáticos

.

.

Interruptor capaz de establecer, mantener e interrumpir las intensidades de corriente de servicio, o de establecer e interrumpir automáticamente, en condiciones predeterminadas, intensidades de corriente anormalmente elevadas, tales como las corrientes de cortocircuito. Los interruptores automáticos pueden ser:

. Con protección magnética.

. Con protección magnetotérmica

.

Cumplen dos funciones: . Conexión y desconexión de circuitos en carga

.

. Protección contra: Sobrecargas (sobreintensidades). Parte térmica

.

Corrientes de cortocircuito. Parte magnética. 1391 .

.

Clases de interruptores automáticos

.

? ? I>

p I>

I>

p l>

l>

©

ÿ -YVVN

p p p p l>

l>

l>

hÿ -YV\ i>

i>

A

A

i>

l>

®

©

© © © ©

Interruptor

(5) Interruptor tripolar magnético.

Interruptor

(J) Representación unifilar de un interruptor

Interruptor

Interruptor

automático magnetotérmico.

(7) Representación unifilar de un interruptor automático magnético.

Esquema 1.8. Interruptores automáticos.

> Cengage Learning Paraninfo

37


Ddearnqu.

1.3.9.2 Curva identificativa del interruptor automático y su aplicación CURVA

CARACTERÍSTICAS

Protección de generadores, personas y grandes longitudes de cables en régimen TN e IT.

B

Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito (magnético).

Im entre 3 y 5 In o 3,2 y 4,8 In, según los aparatos Normas EN 60898 y CEI 947.2.

Protección de cables alimentando receptores clásicos.

C

Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito (magnético). Im entre 5 y 10 In o 7 y 10 In, según los aparatos. Normas EN 60898 y EN 60947.2.

Protección de cables alimentando receptores con fuertes puntas Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito (magnético). Im entre 10 y 14 In.

Normas EN 60898 y EN 60947.2.

Protección en el arranque de motores.

MA

Protección contra cortocircuito.

Im fijado 12 In. Protección de circuitos electrónicos.

Z

Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito (magnético). Im entre 2,4 y 3,6 In. Normas EN 60947.2.

Protección de cables alimentando receptores con elevada

corriente absorbida

K

Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito (magnético). Im fijado a 12 In (Im ± 20%). Normas CEI 947.2,

Protección de circuitos en distribución terminal terciaria agrícola ,

e industrial, en régimen TT o TN.

U

Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito

(magnético).

Im entre 5,5, y 8,8 In. Normas CEI 947.2.

Protección de circuitos y de personas en distribución terminal para longitudes importantes de cables con curva U y en régimen

L

,

TN-S.

Protección contra sobrecargas (térmico) y cortocircuito (magnético).

Tabla 1.19. Interruptores automáticos.

38



curva Z curva K curva MA

UNE-EN 60898

EN 60947.2

EN 60947.2

Figura 1.16 Representación de curvas características.

139 .

.

.

3 Aplicación y calibrado del interruptor automático aplicado a un motor trifásico L1

L2

L3

QFt-ÿ -

ÓUÓVÓW O PE

Esquema 1.9. Arranque directo a través de interruptor automático.

© Cerigage Learning Paraninfo

L1

L2

L3

QF(-{p-

óuóvów 9PE

Esquema 1.10. Arranque directo a través de contactor y protección por interruptor automático.

39

\ ¿ona eproteción


1.3.9.4 Curva y calibrado del interruptor 120 60

\

20 10

\

5

ÿ el reí ti térmico

\

2

1

20

Zona de

10

protección

5

del relé

2

magnético

1

500 200

100 50

\

20

V

10

5 2 1 1 05 1,5

2

,

l r

-

3

4

5 6

100 x I

8 10

Intensidad de reglaje.

Figura 1.17. Curva de desconexión.

POTENCIA DEL MOTOR TRIFÁSICO

TENSIÓN A 50/60 HZ

CALIBRE

230 V

400 V

690 V

kW

kW

kW

0 37

11

1 a 1,6

0 37

0 75

1 5

1 6 a 2,5

0 75

1 5

3

2 5 a 4

11

2 2

4

4a 6

2 2

4

7 5

4

7 5

-

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

A

,

,

,

6 a 10

11

10 a 16

11

18,5

16 a 25

11

18,5

33

25 a 40

15

30

55

40 a 63

22

40

63

56 a 80

,

5 5 ,

Valores estimados para el reglaje del relé térmico.

Tabla 1.20. Calibre del interruptor magnético (térmico).

40



1395 .

.

Aplicación de interruptores automáticos

.

L1

L2

L3

L1

L2

L3

L1

L2

L3

QF

QF

~VV\

AAA

P P P i>

P P P

i>

i>

i>

i>

i>

(T) Arranque directo de un motor trifásico por interruptor automático (magnetotérmico). (2ÿ) Arranque directo de un motor trifásico por contactor y protección por interruptor automático (magnetotérmico). Protección contra corrientes de cortocircuito (magnético) y sobreintensidad (térmico). (IT) Arranque directo de un motor trifásico por contactor y protección separada por interruptor automático (magnético) contra corriente de cortocircuito y relé térmico, contra sobreintensidad (sobrecarga).

Esquema 1.11. Esquemas de potencia.

Nota: los interruptores automáticos pueden ir precedidos por fusibles de efecto rápido para proteger los aparatos y sus contactos, contra los efectos perjudiciales de un cortocircuito que produzca una corriente muy elevada. 1396 .

.

.

Calibrado de interruptores automáticos

El calibrado del interruptor automático (magnetotérmico) dependerá de la sección de los conductores y del número de conductores afectados. INTENSIDAD DE LA CORRIENTE

SECCIÓN ASIGNADA mm2

ASIGNADA (IN) DEL INTERRUPTOR

INTENSIDAD DEL CONDUCTOR

AUTOMÁTICO, PARA PROTECCIÓN DE: 2 CONDUCTORES

3 CONDUCTORES

2 CONDUCTORES

3 CONDUCTORES

CARGADOS EN:A

CARGADOS EN: A

CARGADOS EN:A

CARGADOS EN: A

1 5 ,

16

16

19,5

17,5

2 5

25

20

26

24

4

32

32

35

32

,

Tabla 1.21. Interruptores automáticos.



INTENSIDAD DE LA CORRIENTE INTENSIDAD DEL CONDUCTOR

ASIGNADA (IN) DEL INTERRUPTOR

SECCIÓN

AUTOMÁTICO, PARA PROTECCIÓN DE:

ASIGNADA mmi

2 CONDUCTORES

3 CONDUCTORES

2 CONDUCTORES

3 CONDUCTORES

CARGADOS EN:A

CARGADOS EN:A

CARGADOS EN: A

CARGADOS EN:A

6

40

40

46

41

10

63

50

63

57

16

80

63

85

76

25

100

80

112

96

35

125

100

138

119

Tabla 1.21. Interruptores automáticos (Cont.).

1397 .

.

.

Conexión por interruptor automático con protección por fusibles y magnetotérmico L1

L2

L3

Tiempo (s) A

Q1

k\\

c

azbtp- \ V-\ -

I

l I I

P P

-

I

I

I>

l>

l>

-0 0

Zona de

protección magnética

-

Zona de protección contra cortocircuitos

KM1

v\ -\ X

X

X

X _

LO

O

CD

O

ÿ

2 LO

r-

*-

X cu

-

C

X -

£

(T) Protección por cortacircuitos. (T) Protección térmica. ó

ó

ó

U

V

w

(ÿ3J Protección magnética.

Esquema 1.12. Interruptor automático de efecto magnetotérmico.

42

_

E

c

F

lrt

CD

E t _

r

-

Valor de reglaje térmico.

I - Corriente de empleo.

Figura 1.18. Curvas de protección térmica, magnética y por cortocircuitos.



2 35a0

POTENCIA DEL MOTOR 230 V

400 V

kW

kW

1,1

TÉRMICO l

,

,

7 5 ,

10 11

A 38 a 76

10 a 16

95 a 190

11

16 a 25

150 a 300

15

23 a 32

190 a 380

18,5

28 a 40

240 a 480

30

15

A

60 a 120

,

5 5

MAGNÉTICO (1J

4 a 6,3

7 5

4

rt

6,3 a 10

2,2

4

2 2

REGLAJES

45 a 63

300 a 600

380 a 760

Tabla 1.22. Reglaje de interruptores automáticos.

1 3 10 .

.

Interruptores diferenciales

Aparato electromecánico o asociación de aparatos destinados a provocar la apertura de los contactos cuando la corriente diferencial alcanza un valor dado.

Su finalidad es la de proteger a las personas contra los efectos de la corriente eléctrica debida a un contacto indirecto sobre una masa metálica, en la que se da una corriente diferencial residual.

a) Contacto directo Contacto de personas o animales domésticos con partes que se han puesto bajo tensión como resultado de un fallo de aislamiento.

b) Corriente de contacto

Corriente que pasa a través del cuerpo humano o de un animal cuando está sometido a una tensión eléctrica.

c) Corriente convencional de funcionamiento de un dispositivo de protección Valor especificado que provoca el funcionamiento del dispositivo de protección antes de transcurrir un intervalo de tiempo determinado de una duración especificada, llamado tiempo convencional. d) Comente de defecto o de falta

Corriente que circula debido a un defecto de aislamiento.

e) Comente diferencial residual de funcionamiento

Valor de la corriente diferencial residual que provoca el funcionamiento de un dispositivo de protección. 1 3 10.1 .

.

Características de los interruptores diferenciales

. Intensidad y tensión nominal

.

. Número de polos (2 o 4)

.

. Sensibilidad (10 30, 100, 300, 500, 1.000 mA). ,

. Resistencia a ondas de choque

.

. Sensibilidad en función de la resistencia de la toma de tierra


.


. Sensibilidad diferencial (IAn)

-

SENSIBILIDAD MEDIA

100 mA, 300 mA, 500 mA, 1 A

SENSIBILIDAD ALTA

6 mA, 10 mA, 30 mA

. Sensibilidad en función de la resistencia de toma de tierra

.

VALOR MÁXIMO DE LA RESISTENCIA

VALOR MÁXIMO DE LA CORRIENTE

DE LA TOMA DE TIERRA, PARA UNA

DIFERENCIAL RESIDUAL ASIGNADA

TENSIÓN LÍMITE DE UL

AL DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN

= 50 V

100 O

500 mA

166 n

300 mA

500 fi

100 mA

> 500 Q

< 30 mA

. Presentación comercial de un interruptor diferencial

.

Figura 1.19. Interruptor diferencial. 1 3 10.2 .

.

Presentación esquemática de interruptores diferenciales L

N

L1

i

a ©

(

N

1Dÿ }VVVY-
-MYV-fp

st|-\

L3

n

n

ID

L2

¿i © (T) Interruptor diferencial monofásico. (T) Interruptor diferencial tetrapolar para tres fases y neutro. Esquema 1.13. Interruptores diferenciales (ID).

44



Representación simplificada del interruptor diferencial.

Utilizado preferentemente en esquemas unifilares, como los que se estudian en el punto 1.3.11.

ID

aja

--

Esquema 1.14. ID simplificado.

1 3 10.3 .

.

Ejemplo de aplicación en un cuadro monofásico PE

Equipo eléctrico para alimentar un horno, compuesto por: Interruptor automático (magnetotérmico) (QF). Protección contra sobreintesidades y corrientes de cortocircuito. -

- Interruptor diferencial (ID)

.

Protección contra corrientes derivadas a masa.

Nota: muchos circuitos se inician como el que aquí se representa (interruptor automático (QF) e interruptor diferencial (ID), que proporciona a la instalación y receptor/es las seguridades mínimas necesarias).

Masa metálica

Esquema 1.15. Esquema general de conexión.


45


1 3 11 .

1 3 11.1 .

Aplicación de interruptores en instalaciones domésticas y análogas

.

.

Electrificación básica de una vivienda tipo "A"

Sin separar los circuitos de lavadora-lavavajillas-termo. Encimera

..

X*í (1) de cocina

Frigorífico Cocina

Alumbrado

-t

0

V ÿí

ÿ;

" ÿ

IGA »

a

ID

IVJ

48 A

H O r\

25 A 30 mA

-

í

v

A\

i!"

PIA3

A 25 A

16 A

©

V

;

A

10 A

baños

[®

,

'

PIA2

PIA1 v

,

aseos y

°

PIA5

PIA4

A

A

16 A

20 A

©

©

(F + N + PE+TN)

(1) Termo Lavavajillas

ICP

Lavadora

CIRCUITO

© © © © ©

SECCIÓN

DIÁMETRO MÍNIMO

CONDUCTORES mm2

DEL TUBO (mm)

3 x 1,5

20

3 x 2,5

20

3x6

32

3x4

25

3 x 2,5

20

Esquema 1.16. Sección de conductores.

Circuitos de electrificación básica tipo "A".

DESTINO

CIRCUITO C1

Circuito de distribución interna, destinado a alimentar los puntos de iluminación.

C2

Circuito de distribución interna, destinado a alimentar las tomas de corriente de uso general y frigorífico.

C3

Circuito de distribución interna, destinado a alimentar la cocina y el horno.

C4

Circuito de distribución interna, destinado a alimentar la lavadora, lavavajillas y termo eléctrico.

C5

Circuito de distribución interna, destinado a alimentar tomas de corriente de cuartos de baño, así como las bases auxiliares de cocina.

Tabla 1.23. Circuitos de viviendas.

46



Aparatos del esquema ICP Interruptor de control de potencia. Lo instala y regula la compañía suministradora de energía eléctrica. IGA Interruptor general automático de corte omnipolar con accionamiento manual, de intensidad nominal mínima de 25 A.

ID 1 3 11.2 .

.

Interruptor diferencial de alta sensibilidad.

Esquema desarrollado de la electrificación básica tipo "A"

El esquema unifilar está representado en la página anterior. PE

(X) Alumbrado

PIA2

PIA4

PIA3

A i 1 r 1 1 1 1_

Q _

A

. "

L

1

H

1

1

1

1

1 1 1 1 1

?

r

_

1

\>

_

l>

1

_

P l>

© -t

Lavadora

c l>

Encimera de cocina,

°

aseos y

Cocina

Frigorífico

Lavavajillas baños

0 VfTermo Esquema 1.17. Esquema general.


47


1.3.11.3 Electrificación básica de una vivienda tipo "B" Con circuitos independientes para lavadora-lavavajillas-termo. fh

-

PIA1

a

ñ

A ..©

ff

IGA

M

®

Clase C o D

Usp < 1,5 kV

, 20

~

Descargador ST (si procede)

-

„

; í' ,

í

;5

J

<: ;

'

--HID1

--\

A

PIA4

PIA3

PIA2

40 A

\

30 mA

16 A

16 A

16 A

"

a

,

A

A

A

25 A

PIA5

,

*

©

' ©

"

©

ICP

Usos varios Encimera y frigorífico de Coc¡na Alumbrado

Aseos y Baños

L+N PE

V

V

;

ID2 l

40A

I

-ffl--\

PIA8

PIA7

PIA6

v

A

A

16 A

16 A /

*

-

re-

/-\

©

"

30 mA

/

i

®

ÿ

sección de los conductores y diámetros de los tubos.

CIRCUITO

© © © © © © © ©

SECCIÓN

DIÁMETRO MÍNIMO

CONDUCTORES (mm2)

DEL TUBO (mm)

2 x 10

32

3x6

32

3 x 2,5

20

3 x 2,5

20

3 x 2,5

20

3 x 1,5

20

3 x 2,5

20

3 x 2,5

20

Esquema 1.18. Sección de conductores.

48


Desarro''o de 'os automat'smos en 'óg'ca cab'eada

C,RCU,TOS

DEST,MO

C6

C,rcu,to ad,c,ona, de, t,po C1, por cada 30 puntos de ,uz.

C7

C,rcu,to ad,c,ona, de, t,po C2, por cada 20 tomas de corr,ente de uso genera, o s, ,a superf,c,e út,, es mayor de 160 m2

C8

C,rcu,to dest,nado a ca,efacc,ón e,éctr,ca, cuando ex,sta prev,s,ón de ésta.

C9

Circuito destinado a la instalación de aire acondicionado, cuando exista previsión de éste

.

.

C10

Circuito destinado a la instalación de una secadora independiente.

C11

Circuito destinado a la alimentación del sistema de automatización gestión técnica y de seguridad, cuando ,

exista previsión de éste. C12

Circuitos adicionales de cualquiera de los tipos C3 y C4, cuando se prevean o circuito adicional del tipo C5, ,

cuando su número de tomas de corriente exceda de 6.

Tabla 1.24. Circuitos en la vivienda.

1 3 11.4 .

.

Electrificación elevada

Esquema del cuadro general de mando y protección para una vivienda con grado de electrificación elevado dotada de aire acondicionado (frío-calor).

,

Campana

Esquema 1.19. Esquema general unifilar.


49


1.3.11.5 Cuadro general de mando y protección correspondiente a una vivienda o a una aplicación terciaria

|g | Pequeños interruptores automáticos (PIAs). Protegen los circuitos y sus receptores contra corrientes de cortocircuito y sobreintensidades. Interruptores diferenciales (ID).

Protegen a las personas contra los efectos de la corriente eléctrica que se deriva a una masa metálica, como consecuencia de un fallo de aislamiento (contacto indirecto).

Interruptor general automático (IGA). Protección general para el conjunto de los circuitos derivados. Interruptor de control de potencia (ICP). Este aparato lo instala y precinta la empresa que suministra la energía eléctrica. Su dimensionado y reglaje se corresponde con la potencia contratada. Está separado de la caja general de mando y protección.

Figura 1.20. Cuadro general en la vivienda. 1 3 11.6 .

.

Protección general para circuitos

a) Interruptor general automático (IGA) De corte omnipolar con accionamiento manual, de intensidad nominal mínima de 25 A y dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos. El interruptor general es independiente del interruptor para el control de potencia (ICP) y no puede ser sustituido por éste.

b) Interruptor diferencial (ID) Garantizan la protección contra contactos indirectos de todos los circuitos, con una intensidad diferencialresidual máxima de 30 mA e intensidad asignada superior o igual que la del interruptor general. Cuando se empleen interruptores diferenciales en serie, habrá que garantizar que todos los circuitos queden protegidos frente a intensidades diferenciales-residuales de 30 mA como máximo, pudiéndose instalar otros diferenciales de sensibilidad superior a 30 mA en serie, siempre que se cumpla lo anterior.

1 3 12 Contactores .

.

Interruptor accionado por electroimán y para el que se pueden elegir diversas formas de maniobra, algunas de las cuales se estudian a lo largo de esta obra. Un contactor no es ningún dispositivo protector, simplemente es un interruptor. Los contactos del contactor tienen la capacidad de cerrar y cortar (abrir) circuitos en carga.

El contactor es uno de los interruptores más utilizados en los esquemas eléctricos automatizados, especialmente en el mando de motores y otros receptores de potencia. Características principales de los contactores: . Tensión asignada (V)

.

. Corriente asignada (A)

50

.



. Poder de corte (PdC). . Endurancia eléctrica y mecánica

.

. Tensión y corriente de alimentación al electroimán. . Número de polos principales

.

. Contactos auxiliares (abiertos cerrados y temporizados). ,

. Presentación y forma de fijación

.

1 3 12.1 .

.

Principio de funcionamiento de un contactor

(T) Contactor en situación de reposo. Armadura (parte móvil). Resorte.

-Circuito magnético (núcleo). 3

d

d

d

\ \4A ~V ~

Bobina.

~

2

6

¿

Alimentación.

-

Espira de sombra.

Figura 1.21. Electroimán en reposo.

(2) Contactor accionado por el electroimán. Todos los contactos cambian respecto a la situación (T) ©

1

J 3

14

5

WvF

u

ÓV

Q L N

Figura 1.22. Electroimán activado.


51


Nota: los electroimanes para alimentar con corriente alterna (C.A.) están construidos con chapas magnéticas y los de corriente continua (C.C.) son de acero (macizos).

(¿) Funcionamiento del contactor. a

.

Partes fundamentales del contactor

El contactor se divide en tres partes fundamentales en lo que a componentes eléctricos se refiere: a

.

b

Contactos auxiliares utilizados para el gobierno y control del electroimán y de otros elementos del circuito.

c

Electroimán. Elemento electromecánico que acciona los contactos de potencia y maniobra (auxiliares).

.

.

b

.

1

Contactos de potencia a través de los cuales se alimenta al circuito de potencia.

Análisis de las dos posiciones que puede adoptar el contactor.

Contactor en reposo

.

Q

-

1

13

(

Q

21

£ 14

KM (electroimán)

22

Ó

-

L1

N

Esquema 1.20. Representación de un contactor en reposo.

Se dice que un elemento eléctrico y en este caso un contactor está en reposo, cuando el dispositivo de accionamiento (electroimán) no está conectado a la red. 2

.

Contactor en trabajo Cuando está en marcha un contactor, todos los contactos cambian su posición respecto a la que tenían en reposo.

O

-

13

1

Q

21

7

KM

-

4

6

14

22

Ó

-

L1

N

Esquema 1.21. Representación de un contactor activado.

52



1 3 12.2 .

.

Formas en que se presenta un contactor

13

A1

Contactor unipolar (NA) y un contacto auxiliar normalmente abierto (NA). (NA) Contacto normalmente abierto. 14

A2

A1

Contactor bipolar (NA) y un contacto auxiliar normalmente abierto (NA). A2

13

21

A1

V--714

22

A2

13

21

Contactor tripolar (NA), con un contacto auxiliar (NA) y otro contacto (NC). (NC) Contacto normalmente cerrado.

A1

Contacto tetrapolar (NA), con un contacto auxiliar (NA) y otro contacto (NC). 22

14

_

C

O

L

> T /

5

T

13

4

23

31

A1

Contactor con:

2 Polos (NA).

KM 14

2

A2

24

32

A2

C

O

Esquema 1.22. Diversos tipos de contactores.


2 Polos (NC) 2 Contactos auxiliares (NA). 1 Contacto auxiliar (NC). .


Este último contactor, lleva los siguientes elementos: 3 Polos (NA). 1 Contacto auxiliar (NA). 1 Contacto auxiliar (NC).

1 Contacto auxiliar temporizado a la conexión (NA) (retardado a la conexión). 1 Contacto auxiliar temporizado a la desconexión (NC) (prolongado a la desconexión).

Esquema 1.22. (Cont.).

1 3 12.3 .

.

Características que definen un contactor

21

13

f

KM

-

14

1

Contactos apoyados en un extremo. Representación común de contactores.

22

3

O

O

O

O

A,3

t-4 í«

i

21

A

KM

Contactos sin apoyos (libres).

í 22 Esquema 1.23. Representación de contactores.

1

.

Características principales de los contactores

Además de las características citadas en el punto 1.3.12, para la elección del contactor se deben tener en cuenta otros parámetros, como son los que se recogen en los apartados siguientes, en los que se determinan el dimensionado y forma del contactor, de acuerdo con su aplicación y sus formas constructivas. Para la elección del contactor, hacer uso del catálogo de la marca elegida.

54



Categoría de empleo según IEC 947-4-1

2

.

a

.

Categoría de empleo para corriente alterna (C.A.).

CATEGORÍA AC-1

APLICACIÓN TÍPICA Cargas no inductivas o débilmente inductivas. Hornos de resistencias.

AC-2

Motores de anillos: corte durante el arranque.

AC-3

Motores de rotor en cortocircuito: corte a motor lanzado.

AC-4

Motores de rotor en cortocircuito: corte durante el arranque, inversión de marcha marcha a impulsos. ,

AC-5b

Lámparas de descarga. Lámparas de incandescencia.

AC-5a

AC-6a

Transformadores.

AC-6b

Baterías de condensadores

AC-7a

Cargas débilmente inductivas para aplicaciones domésticas. Motores en aplicaciones domésticas.

AC-7b AC-8a AC-8b

Mando para motores de compresores herméticos de refrigeración con rearme manual de sobrecarga Mando para motores de compresores herméticos de refrigeración con rearme automático de sobrecarga. .

Tabla 1.25. Categorías de contactores para diferentes empleos.

3

.

Categorías de empleo para corriente continua (C.C.)

CATEGORÍA DC-1

APLICACIÓN TÍPICA Cargas no inductivas o débilmente inductivas. Hornos de resistencias.

DC-3

Motores shunt: inversión en marcha, marcha a impulsos.

DC-5

Motores serie: inversión en marcha, marcha a impulsos.

DC-6

Lámparas de incandescencia.

Tabla 1.26. Categorías de contactores en circuitos de C.C.

4

.

Poder de cierre y corte en uso intermitente

CATEGORÍA

AC-1

AC-2

AC-3

AC-4

CIERRE

INTENSIDAD

NOMINAL

Ic/le

CORTE

Ur/Ue

eos ip (4)

Ic/le

Ur/Ue

eos cp (4)

Todos los valores

1,5

1 05

0 80

1,5

1 05

0 80

Todos los valores

4

1 05

0 65

4

1 05

0 65

le < 100 A

10

1 05

0 45

8

1 05

0 45

le > 100 A

8

1 05

0 35

6

1 05

0 35

le < 100 A

12

1,05

0 45

10

1 05

0 45

le > 100 A

10

1 05

0 35

8

1 05

0 35

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Tabla 1.27. Poder de cierre y corte en contactores en C.A.


,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,


CATEGORÍA

NOMINAL

Ic/le

Ur/Ue

Todos los valores

1 5

1 05

DC-3

Todos los valores

4

1 05

DC-5

Todos los valores

4

1 05

DC-1

CORTE

CIERRE

INTENSIDAD

,

,

,

,

L/R (5) (ms)

Ic/le

Ur/Ue

1 5

1 05

4

1 05

1

,

2 5 ,

,

4

15

,

1,05

L/R (5) (ms) 1 2 5 ,

15

Tabla 1.28. Poder de corte y cierre de contactores en C.C.

5

.

Endurancia eléctrica para cierre y corte en uso intermitente

CATEGORÍA

CORTE

CIERRE

INTENSIDAD NOMINAL

Ic/le

Ur/Ue

eos cp (4)

Ic/le

Ur/Ue

eos cp (4) 0 95 0 65

AC-1

Todos los valores

1

1

0 95

1

1

AC-2

Todos los valores

2 5

1

0 65

2 5

1

AC-3

AC-4

,

,

,

,

,

,

le < 17 A

6

1

0 65

1

0 17

0 65

le > 17 A

6

1

0 35

1

0 17

0 35

le < 17 A

6

1

0 65

6

1

0 65

le > 17 A

6

1

0 35

6

1

0 35

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Tabla 1.29. Poder de corte y cierre de contactores en C.A.

CATEGORÍA

NOMINAL

CORTE

CIERRE

INTENSIDAD

Ic/le

Ic/le

Ur/Ue

L/R (5) (ms)

1

1

1

Ur/Ue

L/R (5) (ms)

1

1

i

DC-1

Todos los valores

1

DC-3

Todos los valores

2 5 ,

1

2

2 5 ,

1

2

DC-5

Todos los valores

2 5

1

2

2 5

1

7 5

,

,

,

Tabla 1.30. Poder de corte y cierre de contactores.

Ue - Tensión nominal de empleo. Ur

-

le

- Intensidad nominal de empleo.

Ic

-

Intensidad de corte.

1

La categoría AC-3 puede utilizarse ocasionalmente para períodos de servicio no continuos, mientras se monta o chequea una máquina. El número de maniobras no deberá ser mayor de 5 por minuto o 10 para 10 minutos.

2

Un motor de compresor hermético de refrigeración es un dispositivo que combina un motor y un compresor en la misma caja; sin eje, el motor trabaja dentro del refrigerador.

3

En corriente alterna, las condiciones para el cierre son expresadas en valores eficaces, pero el valor de pico de la corriente asimétrica, correspondiente al factor de potencia del circuito, puede ser un valor más elevado.

.

.

.

4

Tolerancia para cos cp = ± = 0,05.

5

Tolerancia para L/R = ± 15%.

.

56

Tensión de restablecimiento.

.



6 Endurancia eléctrica .

Número de maniobras que un aparato puede soportar, sin mantenimiento, bajo la corriente de empleo. 7 Endurancia mecánica .

La medida del número de ciclos de maniobras que el aparato puede efectuar sin defecto mecánico. 1 3 12.4 Realimentación de un electroimán .

.

Se entiende como realimentación de la bobina de un electroimán a la que una vez que se conecta la bobina por una acción puntual, como es la de pulsar un botón en marcha, la bobina quede conectada después de que se deje de pulsar. Por medio de un sencillo ejemplo se va a verificar la forma en que se produce la realimentación de la bobina KMl. L1

©

©

©

Esquema 1.24. Esquemas de maniobra. Fases de conexión y realimentación de la bobina del electroimán (KM1).

Esquema de mando Se trata del esquema de mando para el gobierno de un contactor KMl con marcha desde el pulsador de marcha S2 y paro desde el pulsador SI El circuito dispone de un contacto auxiliar para la realimentación de ,

.

la bobina KMl

.

Funcionamiento de la realimentación

(¿) Circuito en reposo y que se pretende poner en marcha pulsando en S2. (¿) Alimentación de la bobina KMl.


57


Al pulsar en S2 se alimenta la bobina KM1 y se cierra el contacto auxiliar KM1, por lo que la bobina se alimenta a través de S2 y KM1.

(3) Al dejar de pulsar S2 la bobina KM1 se realimenta a través del contacto auxiliar KM1. Esta forma de realimentación se utiliza en la mayoría de los esquemas.

El paro de la maniobra se realiza al interrumpir la alimentación a la bobina KM1, lo que se consigue pulsando en SI.

1 3 13 .

.

Interruptores de posición

Los interruptores de posición también llamados fines de curso o carrera se utilizan para detectar posición dé elementos con movimiento, como son, por ejemplo:

. Conocer la posición de un cilindro neumático (émbolo) en su recorrido dentro-fuera-intermedios . Limitación de subir/bajar para un polipasto

.

.

. Limitación de desplazamiento para un puente grúa

.

. Conocer si un elemento está o no actuado

.

. Detectar que una puerta se abre o cierra

.

. Así muchas aplicaciones más algunas de las cuales se representan en las figuras y esquemas. ,

S1

S2

S3

Figura 1.23. En un cilindro neumático.

Figura 1.24. En una puerta.

Figura 1.25. En el desplazamiento de un móvil.

58



SHBWIII isa

Símbolos de fines de curso.

Figura 1.26. En la tapa de un recipiente.

1 3 14 .

.

Relés temporizados

La finalidad de los relés temporizadores es la de controlar tiempos y en función de los mismos ejecutar acciones en el circuito de maniobra, para acciones de entrar, salir, contabilizar, etc. Hay diversos tipos de temporizadores, sin embargo, los fundamentales y más aplicados son los que aquí se estudian.

Los temporizadores pueden ser de tipo mecánico neumático, electrónico y ser parte de las funciones de un autómata programable. ,

Cada tipo de temporizador tiene su utilización y su aplicación práctica

.

Las temporizaciones pueden ser: 1

.

A la conexión. El elemento temporizado entra después de un tiempo de haberse conectado en el relé temporizador.

2

.

A la desconexión. El elemento temporizado entra de forma inmediata a la conexión y temporiza a la desconexión del relé temporizador.

3

.

A la conexión/desconexión. El elemento temporizado lo es a la conexión del relé temporizador y a su desconexión.

Contactos temporizados al trabajo.

67

55

A1

68

56

A2

KA1

Simbología,

Esquema 1.25. Temporizado a la conexión.


59


Contactos temporizados al pasar a reposo.

-f" A

KA1

A1

65

57

7"1)

A2

66

58

Y)

ÿ

""

Simbología.

Esquema 1.26. Temporizado a la desconexión.

Contactos temporizados al trabajo y al reposo. A1

KB X-

KA1 A2

Simbología.

Esquema 1.27. Temporizado a la conexión/desconexión.

d i

. d s

. d 5

67

13

Nota: A1 y A2 - Bobina de mando de

A1

un contactor o relé.

Todavía se utilizan A y B. !

KM1 68

14

A2

En este caso, atención al marcado de los contactos.

El contacto 67/68 es temporizado a la conexión de KM1.

Esquema 1.28. Temporizador incorporado a un contactor.

1 3 14.1 .

.

Otros temponzadores L1

RH

L\

\-A

Esquema 1.29. Relojes temporizados de 24 h.

Los relojes horarios tienen múltiples aplicaciones, como son: . Conectar radiadores (acumuladores) de calefacción

.

. Conectar calentadores (termos)

.

60



. Conectar de forma intermitente la alimentación de comederos (granjas) . Conectar alumbrados privados o públicos

. Conectar equipos calefactores (calderas)

.

.

.

. Otras muchas aplicaciones

.

t 3 14.2 .

.

Aplicación de temporizadores Al pulsar paro en (SI) no podrá ponerse el equipo

Al pulsar marcha en (S2), tardará un tiempo t en entrar el contactor KM1.

en marcha, hasta que no haya transcurrido un tiempo t, desde la desconexión del equipo.

L1 ÿ

F1

F2 rr

S1

E-r (*)

KM1

~

9

ZI__

E-\

S2 -

KM1

(*) Contacto instantáneo a la

conexión y temporizado a la desconexión, lo que impedirá durante un tiempo, la conexión. KM1 KA1

KM1

KA1. Relé temporizados

Esquema 1.30. Temporización a la conexión.

1 3 15 .

.

KM1. Contactor con un contacto temporizado a la desconexión (reposo).

Esquema 1.31. Temporización a la desconexión.

Interruptores de control de nivel

Los interruptores de control de nivel se emplean para controlar la situación de los líquidos y sólidos en un determinado recipiente .

Los interruptores de nivel se accionan por medio de procedimientos mecánicos de muy diversos tipos adaptados a la necesidad

.


61


\--\-7

\

I

o

\

O

©

©

© (T) Símbolo general.

Contacto accionado por el nivel de un fluido.

(?) Contactos 1 NA + 1NC accionados por nivel de fluido. (?) Contactos 2NA + 1NC accionados por nivel de fluido. Figura 1.27. Detectores accionados por flotador (boya). 1 3 15.1 .

.

Control de nivel en los líquidos

Además de los interruptores de control de nivel arriba citados hay en el mercado una gama muy importante de detectores como son los de tipo inductivo, capacitivo y otros.

Figura 1.28a. Controladores de nivel capacitivos. Diversos modelos.

Figura 1.28b. Sonda de nivel por ultrasonidos.

Figura 1.28c. Interruptores de caudal para líquidos.

Figura 1.28d. Medición electrónica de nivel para líquidos, en este caso un depósito.

62



1,3.16 Control de temperatura (termostatos) Para controlar la temperatura se emplean termostatos, termopares, termómetros y termistores o varistancias.

Algunas veces interesa conocer la temperatura de un local, una máquina, un recipiente, un fluido, etc. Otras,

lo que interesa es conocer y regular la temperatura, manteniéndola dentro de unos niveles determinados. En otros casos, puede interesar proteger las máquinas contra temperaturas elevadas a partir de un determinado valor. Para las aplicaciones industriales se elejirá el sistema y equipo adecuado. 1 3 16.1 .

.

Simbología utilizada

©

Termostato accionando

Termómetro.

dos contactos

Pirómetro.

(1NA + 1NC), al cierre.

Termostato accionando dos

contactos (1NA + 1NC), al °

cierre a 30 C

.

Termistor.

Figura 1.29. Símbolos de dispositivos accionados por temperatura.

1 3 16.2. .

.

Aplicación práctica

Control de la temperatura del

Protección del bobinado de un motor.

líquido contenido en un recipiente.

Cuando los bobinados superan una determinada temperatura, el motor se para, quedando fuera de servicio hasta que la temperatura descienda a unos niveles que se consideren óptimos para la marcha del motor. La señal proporcionada por el termistor se utiliza en el circuito de maniobra.

Figura 1.30. Control de temperatura.


63


1 3 17 Detectores .

.

-Detector de

proximidad

Símbolo

DETECTORES

FOTOELÉCTRICOS.

DETECTORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS Y CAPACITIVOS.

Figura 1.31. Diversos tipos de detectores.

64



1 3 18 Protección del bobinado de un motor .

.

Sondas termostáticas. Dos tipos de sondas:

a) Sondas PTC (Positive Temperature Coefficient) Resistencia especial con un coeficiente de resistencia-temperatura positivo muy elevado, y que se utiliza para

proteger motores de fabricación serie. Su característica está en la variación de su resistencia en el orden de varias potencias de 10, cuando la temperatura aumenta en 10 k. Se instala un termistor en cada fase del bobinado del motor trifásico, en el lado opuesto al ventilador.

Relación de resistencia-temperatura de sondas térmicas PTC y temperatura nominal de funcionamiento (TNF). Los motores trifásicos incorporan tres sondas conectadas en serie. Su resistencia no debe superar 750 Q para una temperatura comprendida entre -20 C y (TRA -20 °C). °

b) Sondas NTC (Negative Temperature Coefficient) Estas sondas se emplean para equipar a posteriori, motores que no las incluyen en su fabricación serie.

L1

L2

L3

N

01 = 02 = 03 < 250 O a 25 °C 250 . 3 = 750 Q

Esquema 1.32. Esquema de aplicación de sondas en un motor. La anomalía se detectará cuando la resistencia supere los 750 Q, hasta un valor regulado para que se efectúe la desconexión del motor.


65


1 3 19 .

Dispositivos electrónicos de protección

.

Cada vez son más los dispositivos electrónicos que se utilizan en los circuitos eléctricos para su control y protección.

Entre las ventajas de estos dispositivos están las que corresponden a su precisión y a poderlos incorporar a equipos controlados por autómatas programables.

Muchos son los controles que se hacen sobre los circuitos eléctricos por medio de estos dispositivos, y entre los más importantes están los que se citan en este apartado. 1 3 19.1 .

.

Protección integral de instalaciones eléctricas

La protección de los circuitos puede hacerse incorporando dispositivos, uno a uno (térmico, magnético fusible, etc.) o combinada (magnetotérmica) o integral (comprendiendo a varias protecciones en un solo aparato como es el caso del dispositivo que se presenta en el esquema. ,

,

L1

2

L2

L3

4

El contacto K que alimenta la utilización podrá conectarse si la tensión de llegada se suministra en correctas condiciones (las previstas). Si el contactor K ya está conectado, se desconectará si falla alguno de los parámetros controlados. El fallo se señala por encendido de la lámpara H1.

6

K \ v\ -

L1

L2

L3

RELÉ DE PROTECCIÓN INTEGRAL

L1

1

2

si E r S2E"\

K

Alar QnH1 O K

UTILIZACIÓN

Esquema 1.33. Esquema que incorpora un relé de aplicación integral.

En este caso, el circuito queda protegido contra: . Fallo de suministro de una de las fases

.

. Secuencia incorrecta en el orden de llegada de las fases

.

Se evita una hipotética inversión del giro preestablecido en los motores.

66



. Desequilibrio en la tensión entre las fases

.

El disparo es regulable entre 2,5 y el 10%. . Baja tensión en la tensión de la red

.

Regulable entre 5 y 25%. . Alta tensión en la tensión de la red

.

Regulable entre 5 y 15%.

. Señalización de que se ha producido un fallo por alguno de los defectos que se enumeran arriba

.

1 3 20 Transformadores .

.

1 3 20.1 .

.

Introducción

Los transformadores son máquinas estáticas que elevan o reducen la tensión de una red eléctrica para adaptarlo a las diversas necesidades.

La tensión dada por los generadores se eleva de forma importante (ejemplo, 200 kV), para realizar el transporte de la energía eléctrica con la menor pérdida de energía posible. En las subestaciones, la tensión se reduce (ejemplo 20 kV) para la distribución y posteriormente se lleva a los valores de la utilización. A nivel de la utilización también hay que elevar o reducir la tensión, así se tienen elementos que funcionan a 400 V, 230 V, 110 V, 48 V, 24 V y otras tensiones. Así pues, el transformador es una

máquina eléctrica de diversos tamaños que se encuentran con frecuencia en las instalaciones eléctricas, tanto en los circuitos de potencia, como en los de mando. 1 3 20.2 Constitución de un transformador .

.

Fig. a)

Fig. b)

Fig. c)

Figura 1.32. Transformador.

. Tres

1

.

2 3

.

.

partes fundamentales constituyen el transformador, a saber:

Circuito magnético.

Bobinado primario (el que se conecta a la red). Bobinado secundario (al que se conecta la utilización).


67


El transformador queda arriba representado por: Fig. 1.32a Disposición práctica. Fig. 1.32b Esquema teórico.

Fig. 1.32c Representación simbólica, la que se emplea en los esquemas. . Relación de transformación (m)

.

Se llama relación de transformación al cociente de dividir la tensión del primario, por la tensión del secundario. También, al número de espiras del primario, dividido por las del secundario.

U, U2

Nj N2

m = -L = -L

. Principales tipos de transformadores

.

1 Transformadores trifásicos. Diversas conexiones. .

2 Autotransformadores. Bobinado único con varias salidas. .

3 Transformadores monofásicos. .

4

13 .

.

.

Transformadores de medida: de tensión, de intensidad.

20.3 Ejemplos de transformadores y su representación

. Transformadores trifásicos

.

U O

-

O

X

O

Y

O

z

V o

-

W O

-

u a

O X

v a

O Y

wo

OZ

Transformador trifásico con el bobinado Transformador trifásico con los bobinados

primario conectado en (X) y el secundario

primarios y secundario en conexión (X).

en conexión (A).

U Q

V a

w a

Transformador trifásico con los bobinados

primario y secundario en conexión (A).

Esquema 1.34. Transformadores trifásicos.

68



. Autotransformadores

.

L1 O-

-oU6

-o ÿ

U5

o

-

UL

U4

o

-

U3

o ÿ

-

o

U2

-

-o

N O

fui

y

''

En este caso, todas las posibles tensiones son inferiores a la tensión de la red (UL).

Esquema 1.35. Transformador monofásico con varias salidas

Esquema 1.36. Transformador trifásico con dos salidas por fase.

(varias tensiones). Transformadores de medida. a

.

b De intensidad

De tensión

.

V

10 kV/100 V N

Esquema 1.37b. Transformador de intensidad para medir grandes intensidades.

Esquema 1.37a. Transformador de tensión para medir grandes tensiones.

1 3 21 Rectificadores eléctricos .

.

Las redes eléctricas distribuyen corrientes alternas. En muchas aplicaciones, los aparatos y dispositivos funcionan con corriente continua, para lo que será necesario disponer de equipos que transformen la energía eléctrica alterna en continua y en otras aplicaciones será a la inversa (corriente continua en alterna). 1 3 21.1 .

.

Representación simbolizada de equipos rectificadores

SIMBOLO

DENOMINACION Convertidor.

Símbolo general.

SIMBOLO

DENOMINACION

SIMBOLO

Variador de

Ondulador.

Convertidor de

Rectificador/

corriente continua.

ondulador.

frecuencia.

V

Rectificador onda

completa (puente).

Equipo rectificador de tensión

continua regulable. /

,

Rectificador.

DENOMINACION

Variador de

potencia a tiristores.

Tabla 1.31. Rectificadores.


69


1.3.21.2 Montajes de equipos rectificadores RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

1 1

i \

/

\

/ \

/ S.

/

RECTIFICADOR TRIFASICO DE MEDIA ONDA

RECTIFICADOR TRIFASICO DE ONDA COMPLETA

II \Z

-£+-

-TH

-

1-O-i

-NV

/ \

V

/

/ \/

\/ \ V /v A vV A. .

Esquema 1.38. Rectificadores.

1 3 21.3 Alimentación de la bobina del electroimán de un contactor con corriente continua .

.

L3.6

Esquema 1.39. Aplicación de rectificador.

70



Equipo rectificador Está compuesto por un transformador de tensión y un rectificador de onda completa en puente. El transformador reduce la tensión de la red (400 V) a la tensión de la bobina (110 V) para rectificarla en corriente continua a 110 V (C.C.). Características

Se trata de alimentar la bobina del electroimán (1) que acciona los contactos de un contactor a través del cual se alimenta un motor trifásico con rotor en cortocircuito.

El circuito de potencia dispone de:

QF

Seccionador con fusibles incorporados y dos contactos auxiliares.

KM Contactor tripolar con dos contactos auxiliares (1 NA + 1 NC). (1) Electroimán construido en acero y bobina alimentada con C.C.

F2

Relé térmico de protección contra sobrecargas.

Funcionamiento

Cuando se cierran los contactos de QF, el circuito queda dispuesto para entrar en servicio. . Al pulsar en S2

.

La bobina KM se alimenta a plena tensión, 110 V, realimentándose a través de su contacto auxiliar KM (NA). En el momento que el núcleo del electroimán atrae la armadura, un pequeño campo magnético es suficiente para retener la armadura pegada al núcleo. En este momento se abre el contacto KM (NC) y la alimentación a la bobina se hace a través de la resistencia R que hace la función de limitador de corriente. "

"

. El paro se efectúa pulsando en SI o por disparo del relé térmico (F2)

.

1 3 22 .

.

Equipos de medidas

Tanto en los circuitos de potencia como en los de mando puede haber aparatos de medida, registro o contado. A continuación aparecen los principales símbolos de estos aparatos, sobre los que se tendrá cuidado a la hora de manipular, montar y conectar ya que por lo general se trata de equipos sensibles y delicados, prestando atención a: . Valores máximos de la escala de medida

.

. Tensión de conexión

.

. Forma en que debe ejecutarse la conexión . Clase de corriente (alterna o continua)

.

.

. Posición de trabajo

.

. Lectura de instrucciones dadas por el constructor y que acompañan al aparato 13 .

.

22.1 Representación de aparatos de medida y contadores

.

SÍMBOLO

O

DESIGNACIÓN Aparato indicador. Símbolo general.

SÍMBOLO

O

Tabla 1.32. Aparatos indicadores.


DESIGNACIÓN

Fasímetro.


SÍMBOLO

O

DESIGNACIÓN

Amperímetro.

Amperímetro para corriente Isein

3 (3 © (

Cos cp

reactiva.

Voltímetro.

Vatímetro.

SÍMBOLO

3 3 0 3

DESIGNACIÓN

Frecuencímetro.

Sincronoscopio. Osciloscopio.

Ohmetro.

Galvanómetro.

Varímetro.

Taquímetro.

Cosímetro para medir el factor de potencia.

Termómetro.

Tabla 1.32. Aparatos indicadores (Cont.).

SÍMBOLO

DESIGNACIÓN

0

Aparago registrador. Símbolo general.

A

W

SÍMBOLO

DESIGNACIÓN Reloj. Símbolo general.

Registrador de corriente

l

eléctrica.

Registrador de potencia.

é)

Reloj con dispositivo de cuerda por motor eléctrico.

Tabla 1.33. Aparatos registradores relojes.

SÍMBOLO

DESIGNACIÓN

SÍMBOLO

Contador.

VArh

Símbolo general.

h

Ah

Wh

Contador de horas.

Contador de voltiamperios. (Energía reactiva).

Contador de energía.

P

Contador de amperios-hora.

Contador de energía activa Wh

con emisor.

Wh

tarifa. (Energía activa).

Contador de vatios, doble

Contador de vatios Wh

DESIGNACIÓN

(Energía activa). Tabla 1.34. Contadores.

72



CONEXIÓN

CONEXIÓN

DESIGNACION

SIMBOLO

1

Contador de impulsos. Símbolo general.

.

AMPERÍMETRO

2

,

VOLTÍMETRO .-L1

-

-

Contador de impulsos. Tipo eléctrico.

o

?-12

O

Contador de impulsos.

En serie con la corriente

En paralelo con la red a

a medir.

medir.

Tipo mecánico

Figura 1.33. Conexión de amperímetro y voltímetro.

Tabla 1.35. Otros contadores.

VJ s

-»ÿ Medida de tensión entre fase y neutro L1-N

.

\

Medida de tensión entre fases. V

1 L1-L2 .

-

'

2 L2-L3 .

N

3 L3-L1. .

-

'

S

Medida de tensión entre fases y neutro 1 L1-N .

2 L2-N .

3 L3-N .

L1

L2

L3

N

Figura 1.34. Medición de la tensión de una red.

b) En un circuito trifásico equilibrado

a) En un circuito monofásico

L1 -

L

L2 -

N ÿ

L3

PE

c) En un circuito trifásico desequilibrado

d) En un circuito trifásico con neutro

L1 ÿ

L1"

L2 ÿ

L2-

L3

L3N -

e) Medición con electropinza en un circuito que alimenta un motor trifásico

Figura 1.35. Medición de la intensidad.



Nota: el circuito que alimenta al motor es equilibrado, por lo que las tres fases absorberán la misma intensidad. Si hay desequilibrio, es que hay problemas en el bobinado del motor. U

W

ni t ki

R

-
V

HH

-

-(¿)Comprobación de Medida de la resistencia.

la continuidad. Medida de la resistencia

respecto a la masa del motor.

Figura 1.36. Medición de la resistencia y continuidad.

Nota: el ohmímetro puede ser un polímetro.

Figura 1.37. Medición de la frecuencia de la red.

1 3 22.2 .

.

Contadores de energía eléctrica Conexión directa con dispositivo de doble tarifa.

Una sola tarifa.

Reloj conmutador de dos tarifas con interruptor diarlo.

kWh

e

Ó o

L

o

Cn ó

\

o

o

-

N

.

Esquema 1.40. Contador monofásico de energía activa (kWh).

74

Esquema 1.41. Contador monofásico de energía activa (kWh).



--i >

-

>1

4

-

1»

-

-

< >1 kWh

< H3

ÿ

(>

( wmo

Esquema 1.42. Contador de energía activa (kWh), para circuito trifásico con neutro.

Esquemas eléctricos 141 .

.

Introducción a los esquemas eléctricos

La aplicación de la electricidad precisa de aparatos (aparamenta) y de conductores que se recogen en esquemas eléctricos confeccionados a base de símbolos.


75


Figura 1.38. Sinóptico de una máquina accionada por electricidad.

Toda instalación eléctrica termina en un receptor.

t

Se define como instalación eléctrica, al conjunto de aparatos y de circuitos asociados, en previsión de un fin particular: producción, conversión, transformación, transmisión, distribución o utilización de la energía eléctrica.

En esta obra se estudian las instalaciones destinadas preferentemente a aplicaciones industriales y terciarias, aunque no debemos olvidar las instalaciones para la vivienda y edificios en general. Los edificios de viviendas y otros usos, además de las instalaciones domésticas, tienen otras instalaciones generales para el accionamiento de montacargas, ascensores, bombas, instalaciones contra incendios, aspiración, calefacción centralizada, puertas, etc.

La interpretación de los esquemas es básica para el electricista que confecciona los cuadros eléctricos del tipo que sea.

Es necesario que el técnico electricista tenga buenos conocimientos de: . La aparamenta eléctrica

.

. Simbología eléctrica

.

. Tecnología eléctrica

.

. Interpretación de esquemas (planos eléctricos) . Confección de esquemas

76

.

.



142 .

Símbolos eléctricos

.

SIMBOLO

DESIGNACION

DESIGNACION

SIMBOLO

Contacto deslizante

Corriente alterna (C.A.).

(corredera).

Corriente continua (C.C.).

Bocina.

Corriente ondulada o rectificada.

3 ~

50 Hz.

Timbre.

Corriente alterna trifásica o 50 Hz.

Sirena.

Conductor. Zumbador.

L1 .

L2-

Línea trifásica.

L3 -

Lámpara. Línea trifásica.

Representación unifilar. Resistencia óhmica.

A

-

Conductor neutro. Resistencia inductiva.

Conductores blindados

¡ i r

(apantallados). Potenciómetro.

Cruce de conductores sin conexión.

Resistencia variable.

L T L

Cruce de conductores

_

con conexión.

O

L

_

Boma de conexión.

_

Puesta a tierra.

v

Puesta a masa.

-v

Condensador.

Pila o acumulador.

Rectificador.

Tiristor.

/ / 7 7

Tierra de protección. Puente rectificador.

+

. Polo positivo

.

. Polo negativo

.

Tabla 1.36. Símbolos eléctricos.



SIMBOLO

DESIGNACION

Órgano de mando de un relé contactor. Símbolo general.

iscp

DESIGNACION

SIMBOLO

U

Contacto accionado por

<

mínima tensión.

Relé que acciona sus contactos temporizando su desplazamiento a la


conexión.

presión.

Relé que acciona sus contactos temporizando su desplazamiento a la


0

desconexión.

temperatura.

Órgano de mando con dos arrollamientos.

Contacto accionado por velocidad.

Órgano de mando para un

J1

relé intermitente.

I A

<0

Contacto detector de

proximidad.

Órgano de mando para un relé de impulso.

Relé que acciona sus

\>m

O

Reloj.

contactos temporizando su

desplazamiento a la conexión y a la desconexión. Voltímetro.

Órgano de mando accionado por efecto térmico que tiene su origen en la sobreintensidad.

Amperímetro.

Órgano de mando accionado por efecto magnético que tiene su origen en la sobreintensidad.

Hz

Frecuencímetro.

Órgano de mando accionado por efecto magnetotérmico que tiene su origen en la sobreintensidad.

Icos cp)

Cosímetro.

Dispositivo de accionamiento de contactos. Símbolo Termómetro.

general.

Contacto accionado por máxima intensidad.

Taquímetro.

Tabla 1.36. Símbolos eléctricos (Cont.).

78



SIMBOLO

DESIGNACION

SIMBOLO

DESIGNACION

Pulsador abierto en reposo. Transformador monofásico de tensión.

Pulsador cerrado en reposo.

Autotransformador.

Eÿ _. >

Aparato de dos posiciones estables para los contactos.

-

Aparato de dos posiciones estables. Conexión con enclavamiento.

Transformador de intensidad.

Q--E-

Pulsador con accionamiento

por llave.

Transformador trifásico de dos devanados X - A.

E-e

Ejemplo:

Pulsador de efecto retardado.

50.000/5.000 V. 5

000 kVA, 50 Hz.

.

7 5% de tensión de

Pulsador con lámpara

,

cortocircuito.

indicadora de su accionamiento.

cC

I-v

Par termoeléctrico.

Arrancador automático.

V

Símbolo general.

-

Conmutador rotativo

de tres posiciones.

Contacto accionado por palanca.

Contador. Símbolo general. ®-

o

Contador de impulsos.

Transductor magnético.

Símbolo general.

a

Contacto accionado por leva.

Pulsador tipo seta con enclavamiento. Abertura por giro del pulsador.

-

E Q

-

Pulsador de abertura con

enclamiento. Cierre por llave.

~

Amplificador de transductor magnético. Símbolo general.

Representación horizontal de los contactos.



79


DESIGNACION

SIMBOLO

SIMBOLO

Contacto normalmente

\

/

Interruptor. Símbolo general.

abierto. Se cierra a la conexión.


_k_

DESIGNACION

i Seccionador.

cerrado. Se abre a la conexión.

A

Disyuntor.

Contacto de dos direcciones.

A

Contacto de dos direcciones

Contactor.

con centro abierto.


abierto. Temporizado a la

A

Interruptor tripolar.

conexión. Instantáneo a la

desconexión.


cerrado. Temporizado a la W

J J J Contactor trifásico.

conexión. Instantáneo a la desconexión.


abierto. Temporizado a la

Cortacircuito, fusible.

desconexión. Instantáneo a la conexión.


1

cerrado. Temporizado a la

Seccionador con fusible

desconexión. Instantáneo a

incorporado.

ÿ

r

\

la conexión.

J xa

W

Contactos temporizados a la conexión y a la desconexión.

e

Conjunto disyuntor fusible.


80



MÁQUINAS ELÉCTRICAS GIRATORIAS (MOTORES ELÉCTRICOS)


81


SÍMBOLO -

Enlace mecánico, neumático. Símbolo general.

DESIGNACIÓN

SÍMBOLO

DESIGNACIÓN

í ,

\

(

-*

-

Accionamiento por volante.

Dispositivo de enganche.

rL-___

©

©

restringido.

(T) Anclado. (?) Liberado.

Y

Accionamiento por palanca.

Q

Mando por roldana.

-

Retorno automático.

-

V

--

-

-

--

Accionamiento de acceso

Enclavamiento automático,

-

Retorno no automático.

Mando por palanca y roldana.

ÿ

_

_

Enclavamiento.

/N ' \

o Mando mecánico natural.

h

i

Accionamiento por fuerza centrífuga.

\

O

1

-

Símbolo general.

í ti.

Embrague o acoplamiento mecánico, accionado.

C

Embrague o acoplamiento

~

E

-

}

Mando por pulsador.

__

Retorno automático.

-

Mando por tirador.

__

mecánico, desaccionado.

-"

_

p

-

y

-

Mando rotativo.

/

A

/

\

Freno activado.

/

\

Freno desactivado.

Freno. Símbolo general.

Mando a pedal.

HX-

a

-

Mando por pulsador (seta).

Conexión por pulsador. Desenganche automático.

11

Válvula para fluidos.

Yÿ

Electroválvula.

->.

Traslación derecha.

Traslación izquierda. i

!

Accionamiento a llave.

Traslación izda-dcha. <

>

--

_

ÿ

ÿ

Rotación derecha.

Rotación izquierda.

r

Accionamiento a manivela.

_

Rotación dcha-izda. Rotación limitada a ambos lados.


82

© Cengage Leaming Paraninfo


1421 .

.

.

Símbolos sin texto.

Según DIN 30 600 e ISO R 369 A colocar sobre aparatos eléctricos y elementos de accionamiento.

SÍMBOLOS DE MOVIMIENTO

SÍMBOLOS FUNCIONALES Ciclo automático o

Movimiento recto.

>

-

semiautomático de trabajo.

Movimiento recto en dos

Conexión.

sentidos.

-i -ÿ

l

*-

Movimiento recto limitado.

)

Movimiento recto limitado,

CD

en los dos sentidos.

vw

Conexión desconexión a

impulsos.

Rotación a derecha.

Conexión con pulsador

Rotación a izquierda.

Control manual.

accionado.

nlr

Avance.

v/\/\y

Desconexión.

Avance rápido.

Desenclavado.

Enclavado.

SÍMBOLOS DE SEGURIDAD OTROS SÍMBOLOS

Aumentar.

Disminuir.

-

Señal acústica.

SÍMBOLOS FUNCIONALES

r

Regulación progresiva.

/

Regulación continua.

qd

sobrecargas.

*

Peligro, tensión.

Protección mecánica contra

Precaución. «

Bloqueo o cierre.

i ~

' 1

ÿ

Interruptor general.

Apertura o desbloqueo.

.

Reajuste de variables.

Tabla 1.37. Símbolos diversos.


83

-i-


Tabla 1.37. Símbolos diversos (Cont.).

84



t422 .

.

Símbolos electrónicos

.

Símbolos que aparecen en los esquemas eléctricos de baja tensión.

SÍMBOLO

-I

I-

-

DENOMINACIÓN

Resistencia óhmica.

SÍMBOLO

-1

1

1

Inductancia.

-1

1-

DENOMINACIÓN

Resistencia variable.

Potenciómetro.

Resistencia NTC. Inductancia variable.

Resistencia con coeficiente negativo dependiente de la temperatura.

°

-

t

Resistencia PTC.

-

Hh

//

-Nff

-bf//

O

Inductancia ferromagnética.

Condensador.

Fotorresistencia.

Condensador electrolítico.

N

\A

Diodo rectificador semiconductor.

Condensador variable.

LA.

N

Diodo Zéner.

Diodo luminiscente (led).

ha

Diodo túnel.

Diodo láser.

N

(Diodo Esaki)

Diodo Schocttky.

l/L

r>K1

Fotodiodo.

Transistor PNP.

4

Rectificador puente de onda completa.

Limitador de tensión.

T

X -

G _

Célula fotovoltaica.

Triac.

Rectificador de onda completa.

-

TL

4> h Tabla 1.38. Símbolos electrónicos.


Diodo supresor de tensión.

Diac.

Transistor NPN.

E3

Resistencia con coeficiente positivo dependiente de la temperatura.

°

+t

Generador de impulsos.

Amplificador.


143 .

.

14 31 .

1

.

.

Identificación de aparatos y funciones Letras de identificación

.

Letras para identificar los materiales y aparatos sobre los esquemas LETRA DE

REFERENCIA

EJEMPLOS

CLASE DE MATERIAL 0 APARATO

A

Conjuntos y subconjuntos constructivos.

Amplificadores, láser, regulación de velocidad, autómatas programables, amplificadores magnéticos.

B

Convertidores de magnitudes no eléctricas a magnitudes eléctricas o viceversa.

Presostatos, termostatos, micrófonos, altavoces, pic-up, dinamómetros, cristales de cuarzo, células fotoeléctricas...

C

Condensadores.

D

Operadores binarios, dispositivos de temporización, de memoria.

Registrador, memoria de disco, de núcleo, elementos

E

Material diverso.

Alumbrado, calefacción y otros elementos no agrupados en la presente relación.

F

Dispositivos de protección.

biestables, línea de retardo.

Fusibles (cortacircuitos), relés de protección, limitadores, pararrayos, disparadores...

G

Generadores.

Generadores, alternadores, baterías, equipos de alimentación, osciladores, regulador de fases.

H

Dispositivos de señalización

Dispositivos de señalización ópticos y acústicos.

Relés y contactores.

Se utiliza generalmente KA para relés y aparatos

J K

auxiliares y KM para contactores.

Bobinas de inducción y bloqueo.

L

Inductancias.

M

Motores.

N

Subconjuntos (fuera de serie).

P

Instrumentos de medida, equipos de prueba.

Instrumentos de medida indicadores, registradores, contadores, relojes, emisores de impulso...

Q

Aparatos mecánicos de maniobra para circuitos de potencia.

Interruptores, seccionadores, disyuntores

R

Resistencia.

Resistencias de regulación, potenciómetros, reostatos, shunt, termistores.

S

Interruptores, selectores, para circuitos de mando. Interruptores, conmutadores, pulsadores, fines de curso,

T

Transformadores.

Transformadores de tensión, de intensidad.

U

Modulares convertidores.

Discriminador, demodulador, convertidores de frecuencia, variadores, onduladores autónomos,

V

Válvulas electrónicas, semiconductores.

Válvulas de vacío, de gas, de descarga, diodos

W

Vías de transmisión, guía de ondas, antenas.

selectores rotativos, emisores de señales.

codificador convertidor inversor,

transistores, tiristores, rectificadores. Hilos de conexión, cables, bomas de conexión, antenas

parabólicas. X

Bomas, clavijas, zócalos.

Clavijas y cajas de conexión, clavijas de prueba, regletas de bomas, regletas de soldaduras.

Y

Aparatos eléctricos accionados mecánicamente.

Frenos, embragues, electroimanes, electroválvulas.

Equipos de compensación, filtros correctores,

Equilibradores, reguladores, filtros.

Z

limitadores.

Tabla 1.39. Letras de identificación de aparatos y máquinas.

86



2

.

Indicativos para designar funciones generales (Din 40710)

INDICATIVO

FUNCIONES GENERALES

A

B

INDICATIVO

FUNCIONES GENERALES

Función auxiliar.

M

Función principal.

Dirección de movimiento (adelante, hacia atrás, subir, bajar, sentido horario y sentido

N

Medida.

antihorario).

P

Proporcional.

Q

Estado (marcha, parada, limitación)

C

Contar.

R

Reposición, bloqueo.

D

Diferenciar.

S

Memorizar, registrar.

E

T

-

Medida de tiempo, retardar.

Protección.

U

G

Prueba.

V

Velocidad (acelerar, frenar).

H

Señalización

w

Sumar.

J

Integración.

X

Multiplicar.

K

Servicio pulsador.

Y

Analógica.

Z

Digital.

F

L

-

-

Tabla 1.40. Indicativo de funciones.

3

.

Clases de aparatos según VDE de 0660 CLASE DE APARATO

DURACIÓN EN CICLOS DE MANIOBRA

A1

10i

A3

3 x 103

B1

10"

B3

3 x 10"

C1

10&

C3

3 x 10&

D1

10®

D3

3 x 10f

E1

10'

Esta tabla proporciona información sobre la duración mecánica de los aparatos.

bajo ciclo de maniobra. Cuando nay un único cierre

de apertura.

Tabla 1.41. Aparatos y duración en ciclos de maniobra.

t .4.3.2 Identificación de pulsadores y lámparas de señalización 1

.

Significado de los colores en botones pulsadores COLOR

Rojo.

UTILIZACIÓN

SERVICIO Parada.

Parada general del ciclo o maniobra. Parada de emergencia. Desconexión por exceso de temperatura. Desenclavamiento de relés protectores.

Verde o Negro.

Marcha.

Arranque de un ciclo o maniobra.

Amarillo.

Vuelta atrás,

Retroceso de la maniobra.

Anulación de la maniobra anteriormente seleccionada Blanco o Azul

Para funciones que no se comprenden en

claro.

los otros colores.

.

Tabla 1.42. Colores para botones pulsadores.


87


2. Pulsadores luminosos SERVICIO

COLOR

Rojo.

No utilizar.

Amarillo.

Atención o precaución.

Verde.

Permiso de arrenque por centelleo del pulsador.

Blanco.

Confirmación de que el circuito se encuentra en tensión y de que ha sido seleccionada o preseleccionada una función o movimiento.

Azul.

Indica otras funciones que no se comprenden en los otros colores

Tabla 1.43. Color de pulsadores luminosos. 3

.

Significado de los colores en lámparas de señalización UTILIZACIÓN

SERVICIO

COLOR

Rojo.

En reposo.

Señala que la máquina se ha parado por anomalía eléctrica, o bien invita que al automatismo se le dé la orden de paro.

Amarillo

Atención o precaución.

Señal para ciclo automático. Próximo al valor límite admisible.

(ámbar) Verde

Máquina preparada para entrar en servicio.

Todos los componentes dispuestos para iniciar el arranque o maniobra.

Blanco

Circuitos eléctricos bajo tensión normal

Máquina dispuesta para entrar en servicio.

de servicio. Azul

Para funciones que no se comprenden en los otros colores.

Tabla 1.44. Color de lámparas de señalización. 4

.

Siglas que determinan el color de las lámparas y pilotos sobre el esquema COLOR

5

.

Rojo.

C2

Naranja.

C3

Amarillo.

C4

Verde.

C5

Azul.

C6

Blanco.

C7

Siglas que determinan el tipo de lámparas sobre el esquema LÁMPARA

88

IDENTIFICACIÓN

IDENTIFICACIÓN

Neón.

Ne

Vapor de sodio.

Na

Mercurio.

Hg

Yodo.

1

Electro-fluorescente.

EL

Fluorescente.

Fl

Infrarrojo.

IR

Ultravioleta.

UV



144 .

.

1441 .

.

.

Esquemas para aplicaciones domésticas y otros usos Instalación de una habitación

Figura 1.39. Representación unifilar sobre plano.

-<»

-<»

Q1 Q2

JQ3 N PE

Esquema 1.44. Esquema teórico.

N

PE"

Ir

u Q1

Q2

Q3

Esquema 1.45, Esquema general de conexiones

.


89


1.4.4.2

Minutería

Aparato utilizado para el control del tiempo de encendido de un grupo de lámparas. Se utiliza preferentemente en el encendido de lámparas que alumbran escaleras, pasillos, garajes y lugares de paso.

La minutería es un temporizador a la desconexión.

T

KA

T

T

T

S1 EA S2EA S3 EA S4EA

V

-

Q1

rr\

Q2

O

.

N PE

Esquema 1.46. Esquema teórico.

Q1 Q2

Interruptor general. Conmutador de dos posiciones. Posición 1. Funcionamiento del esquema con minutería. Posición 2. Funcionamiento directo de las lámparas, cuando hay avería en la minutería o interesa tener encendidas las lámparas de forma permanente (ej., tareas de limpieza, reparaciones, etc.).

S4E\i

S3 ea: (1)

Pequeño cuadro eléctrico.

El interruptor Q1 puede sustituirse por un interruptor automático (magnetotérmico).

S2E-\:

si Eÿ

Funcionamiento

Con Q1 cerrado y Q2 en posición 1, cada vez que se pulse sobre cualquiera de los pulsadores S, se alimentará KA (minutería), que cerrará su contacto instantáneamente, alimentando las lámparas.

Al dejar de pulsar, el contacto de la minutería seguirá cerrado durante un tiempo (contacto temporizado a la desconexión) y las lámparas encendidas.

La minutería tiene una playa de reglaje (ej., de 2 a 10 min.). Esquema 1.47. Esquema práctico.

90



1443 .

.

Telerruptores

.

El telerruptor es un interruptor accionado por un electroimán.

Cada vez que se alimenta el electroimán, el contacto cambia de posición. Si estaba abierto se cerrará, y si estaba ,

cerrado, se abrirá.

>-\

KA

t

t

-

©

KA | ~L h-\

KA qZI-;

KAO}-¡

KA | ~L h-~\

*

-

©

©

©

Distintas fases de funcionamiento 1 ) ©

(4) Electroimán pilotado. Cambia la posición

Situación de reposo. Contacto normalmente abierto.

del contacto que pasa a NA.

~

2) ©

Electroimán pilotado. El contacto cambia

(J) Situación de reposo. El contacto

su posición que pasa a NC.

permanece en NA.

3J Situación de reposo. El contacto permanece en NC.

Figura 1.40.

Esquema de maniobra para el encendido-apagado de lámparas por medio de pulsadores y telerruptor.

T

T

t-\

t \

-

-

-

-

T

t-\

r

-

b-\

Q1 1

Q2 2 L

N

PE

Esquema 1.48.

Nota: el esquema teórico representado correspondiente a lámparas y pulsadores, es el mismo de la instalación de lámparas pilotadas por minutería. ,

L

N

QF

Sustitución del interruptor Q1 por el interruptor automático QF. La salida del interruptor QF se conectará en los puntos 3-4 del esquema arriba representado.

I >| O Ó 3

4

Figura 1.41.


91


145 .

.

145 .

.

.

1

Marcado de redes y aparatos eléctricos En circuitos de potencia y auxiliares

Resumen de marcas de bomas en los principales aparatos eléctricos utilizados en los circuitos. 1 Redes eléctricas .

L1

1® Fase

L2

20 Fase

L3

30 Fase

N

Neutro

PE

Protección

Esquema 1.49. Red trifásica con neutro. 2

.

Fusibles de protección F1 L1

1- Fase

L2

2- Fase

L3

3® Fase

Esquema 1.50. Red trifásica con fusibles de protección. S Seccionadores .

1

13

23

14

24

Q

Q

Esquema 1.51. Presentación de seccionadores. 4

.

Contactor tripolar

13

23

31

41

7-7

KM1 6

14

24

32

42

Esquema 1.52. Contactor con contactos auxiliares.

92



5 Relés térmicos

6 Relés auxiliares

.

.

1

3

5 97

95

98

96

31

41

A1

14

24

32

42

A2

\ 2

4

6

Figura 1.42. Relé térmico y contactos auxiliares. .

23

\

F2

7

13

Figura 1.43 Relé auxiliar con varios contactos.

Temporizadores 67

55

A1

57

65

/

ÿ

/ 68

56

A2

58

Figura 1.44a. Temporizador a la conexión (al trabajo).

A1

66

A2

Figura 1.44b. Temporizador a la desconexión (reposo).

8 Pulsadores .

13

S

11

E\

S

-

e-r

14

S

12

Figura 1.45a. Pulsadores.

13

11

14

12

¿

Figura 1.45b. Fines de curso.

9 Bomas de los motores .

OU

O K

o V O M

O W

Figura 1.46a. Motor trifásico con rotor en cortocircuito.

Figura 1.46b. Motor trifásico con rotor bobinado.

10. Conmutadores

11. Accionadores

1 2 3 s

_

F~M

11

131

/

I

<¿>

_

14

Figura 1.47. Accionamiento manual.


:

-

_

12

13

s J

---

14

Figura 1.48. Contactos accionados por flotador.

93


1.4.5.2 1

.

Marcado de los bornes de los aparatos

En contactos o polos principales para contactores, seccionadores y relés de protección Aparato tripolar de 1 a 6.

d

1

c

3

d

5

KM

Aparato tetrapolar de 1 a 8.

Aparato pentapolar de 1 a 10. Figura 1.49. Contador. 2 En contactos auxiliares .

.1 y *2 para contactos a la apertura (NC)

.3 y *4 para contactos al cierre (NA)

.

.

.5 y *6 para contactos de apertura temporizados de paso, decalados, de protección de relés de sobrecarga. .7 y *8 para contactos de cierre de temporizados de calado de paso, de protección de relés de sobrecarga. ,

,

La cifra de las decenas indica el número de orden del contacto en el aparato. 9*

Seguido de5y6o7y8se utiliza para contactos auxiliares de los relés de protección contra sobrecargas A1

13

23

}~"V-V

11

A1

33

y 7

\ 24

21

-

A2

A2

14

34

A1

13

21

31

A2

14

22

32

A1

67

55

A1

A2

68

56

A2

43

V /

12

53

31

/ 32

22

13

61

e~\

y-v-r 44

54

11

E-r 14

62

57

.

12

65

-T A1

A1

¡58

66

12

B1

s

| 13

13

j-y-

SE-r

S E~

-

A2

A2

11

B2

14

12

14

ÿ 0 1

2 3

I-H

11

13

13

11

14

12

/

h

12

14

14

-

\,

J/J3.12 i 11

_

Figura 1.50. Marcado de electroimanes y contactos.

94

i Cengage Learning Paraninfo


146 .

.

1461 .

1

.

.

Documentos técnicos eléctricos Relación de diferentes documentos técnicos eléctricos

Esquemas de potencia

.

Corresponden a la representación de los aparatos y circuitos de potencia a través de los cuales se alimentan los aparatos receptores y los conductores que los unen (fusibles, interruptores, interruptores automáticos, relés de

protección, motores, resistencias, lámparas de alumbrado, etc.). 2

.

Esquemas de maniobra

Corresponden a la representación de los dispositivos, mediante los cuales se pilotan y controlan los elementos del circuito de potencia y con ellos los circuitos y receptores (electroimanes, diversos relés, pulsadores, fines de curso, detectores, dispositivos de protección y otros). 5

.

Esquema general de conexiones

Corresponde a la unión en un mismo esquema de los circuitos de potencia y maniobra. Se trata de un esquema poco utilizado, tan sólo cuando se trata de esquemas sencillos y de fácil seguimiento de sus conductores. Cuando los circuitos son complejos, resulta muy difícil resumir con claridad este tipo de esquemas.

El esquema general de conexiones debe ejecutarse con una disposición de elementos y trazado de conductores que sea lo más parecido a la realidad. En esta obra se hace uso de este tipo de esquema para que el estudioso de esta materia se aproxime a la realidad práctica de las instalaciones eléctricas, tanto en lo que se refiere a los cuadros eléctricos, como a la instalación de sus aparatos de potencia y maniobra. 4

.

Esquemas de conexiones

Esquemas mediante los cuales los instaladores marcan los cables, aparatos, horneros, con los que se realizan las conexiones. También facilitan el mantenimiento y modificaciones posteriores de los circuitos. 5 Listado de materiales .

Listado en el que entran todos los aparatos y materiales, con sus características. También se puede denominar al listado como una nomenclatura de materiales.

6 Noticias técnicas .

Esta información puede referirse a los aparatos eléctricos, receptores, puesta en marcha, conservación y todo aquello que ayude a asegurar la mejor marcha y conservación de la instalación. 7

.

Archivo y conservación de la documentación

El archivo de documentación, su conservación y disponibilidad resulta imprescindible en toda instalación, por sencilla y simple que parezca. Disponer en todo momento de la documentación facilitará la conservación de la instalación la rápida reparación en caso de avería y las modificaciones o adaptaciones que convenga realizar. ,

8 Puesta al día de la documentación .

La documentación de una máquina, aparato, proceso, etc., debe estar siempre al día, es decir, reflejando el contenido real de la misma.

Cualquier modificación que se haya realizado en los materiales o el esquema, deberá reflejarse en toda la documentación afectada.



En la práctica, advertimos en muchos casos, que los planos no sirven para nada, porque la instalación real no se corresponde con la documentación y planos almacenados en el archivo, porque nadie se ha ocupado de su puesta al día, cada vez que se ha realizado una modificación sobre la instalación. 1462 .

.

.

Representación de los tres esquemas principales de un circuito

1 Instalación .

Mando de un contactor guardamotor (relé de protección térmica) desde una caja de pulsadores de marcha y paro, para la alimentación de un motor que acciona una banda transportadora. 2

.

Elementos del circuito de potencia. Red trifásica de 400 V-50 Hz con conductor de protección (PE). F1

Fusibles.

Q1 Seccionador tripolar. KM1 Contactor tripolar con un contacto auxiliar (NA). Electroimán alimentado a 400 V. F2 Relé térmico tripolar. M

Motor trifásico con rotor en cortocircuito.

4

3 Circuito de maniobra .

SI S2

.

Esquemas a desarrollar a

Pulsador de paro.

.

b

Pulsador de marcha.

c

.

.

L1

L2

L3

Esquema de potencia. Esquema de maniobra. Esquema general de conexiones.

PE 5

F1 2 _

L1

Q1 2

c

1

\ KM1

C

6

3

\

5

\

\

\

\

F2

4

2

4

6

1

3

5

ÿ 2

ÿ ÿ 4

6

Esquema 1.53. Esquema de potencia.

96

Esquema 1.54, Esquema de mando.



El esquema general de conexiones corresponde a la unión de los esquemas de potencia y mando en un solo esquema.

PE

L1

L2

L3

Ó

--

F1

Q1

F1.1

KM1

ARMARIO

3 J 5 Vi Y-„V. J

F2

ÿ

PE W

--O-0--

MOTOR

S2

Marcha

S1

Paro

(APLICACIÓN)

PULSADORES

Esquema 1.55. Esquema general de conexiones.


97


1.4.6.3

Esquema que recoge los circuitos de potencia y maniobra

Otra forma de representar los circuitos de una instalación.

Equipo de maniobra y potencia para el control de una electrobomba con la que se llena de forma automática un depósito.

,

Funcionamiento

Conectados QF y Q2 el motor entrará en servicio cada vez que el depósito haga nivel bajo (NB), y se desconectará cuando el depósito haga nivel alto (NA). ,

El equipo quedará fuera de servicio por tres acciones diferentes: . Desconexión del interruptor QF

.

. Desconexión del interruptor Q2

.

. Desconexión por disparo del relé térmico F2

.

98



Receptores eléctricos 151 .

.

Introducción a los receptores eléctricos

El objetivo final de toda instalación es la de alimentar a receptores eléctricos. Se denomina receptor al aparato o máquina eléctrica que utiliza la energía eléctrica para un fin determinado. El REBT en sus instrucciones ITC-BT trata sobre los receptores eléctricos.

ITC-BT-43: Instalaciones de receptores. Prescripciones generales. ITC-BT-44: Instalaciones de receptores. Receptores para alumbrado. ITC-BT-45: Instalaciones de receptores. Aparatos de caldeo.

ITC-BT-46: Instalaciones de receptores. Cables y folios radiantes en viviendas. ITC-BT-47: Instalaciones de receptores. Motores.

ITC-BT-48: Instalaciones de receptores. Transformadores y autotransformadores. Reactancias y rectificadores. Condensadores.

Los principales receptores comúnmente utilizados son: . Lámparas de alumbrado .

. Resistencias eléctricas para caldeo

.

. Electroimanes (muy diversas aplicaciones) . Transformadores

,

.

rectificadores y otros (máquinas eléctricas).

. Motores eléctricos

.

. Electrodomésticos y otros con varios receptores reunidos en una misma máquina o aparato. ,

Los motores eléctricos representan uno de los principales receptores, estando presente en las máquinas y aparatos con movimiento y a todos los niveles (doméstico, terciario e industrial), por esta razón, esta obra está dedicada mayoritariamente al arranque, protección y control de motores. Presentación comercial de diferentes receptores eléctricos:

tf Figura 1.51b. Tostador.

Figura 1.51d. Motor trifásico.

Figura 1.51a. Taladro. Figura 1.51c. Secador.

Figura 1.51e. Calefactor.

'


Figura 1.51 g. Lámpara de alumbrado. Figura 1.51 h. Central de planchado.

99


152 .

1 5 21 .

Motores eléctricos

.

.

.

Bobinado de un motor trifásico con rotor en cortocircuito

Ejemplo de la representación esquemática de un motor trifásico con rotor en cortocircuito "'

I

I-

i

I

r"

.

-

i

i

"

I

-

1

~

r i J

1

2

3

i

L i

¡

i

4

5

I

I

_

1

I

TI

I

*

r

i

I

6

7

9

10

11

12 13

14

15 16

i

!

i

i

,

i

17 18

I

i

i

19 20 21

!

22 23 24

i

i ! i i-!-i-

i i -i-i-

-

i-i"

""

-i- -

-

"

"

_

-

j

_

--

i--!-ÿ

'

ÿ -

T

i L

I

-ii Ó

i

.4-

T

"

_.

--

Ó

O

z

V

W

í

I

Ó

Ó

O Y

Esquema 1.57. Bobinado del motor. 1522 .

.

.

Características principales

N° de

.

N° de

fases: q = 3

Velocidad: n = 3.000 rpm

Principios de fase: 1-9-17

N° de ranuras: K = 24

Tipo de bobinado: "Por polos"

1523 .

polos: 2p = 2

.

Conexionados de las tres fases del motor placa de bornes IL

U

IL L1k

UL L2-

L3L1

L2

L3

Esquema 1.58. Conexión estrella (k).

100

Esquema 1.59. Conexión triángulo (A)

.



153

Placa de características y caja de conexiones de un motor trifásico

.

.

El electricista que conecta los motores debe prestar la máxima atención en dos puntos fundamentales del motor, como son:

a) Placa de características.

b) Bornes o caja de conexión

.

1 5 31 .

.

.

Placa de características en un motor trifásico con rotor en cortocircuito

A modo de ejemplo a continuación se transcriben los datos que pueden leerse en esta placa de características. iXXYYZZ Ns 002598

-

»

Fabricante

-

»

Número de serie

.

P = 11kW

->

Potencia.

U = 230/400 V I =37,4/21,7 A

-»

Tensiones

->

Intensidades

n = 1.450 rpm

-»

Velocidad.

eos ? = 0,86

->

Factor de

f = 50 Hz

-

.

.

»

potencia.

Frecuencia de la red

.

Clase de aislamiento del bobinado

-*

Ais. Clase F

.

Figura 1.52. Placa de características de un motor trifásico. 1532 .

.

.

Bornes o caja de conexión U ÿ

ÿ

©

®

®

©

®

©

V

w

111 Z I-O x I-oY

L

_____

I

Figura 1.53. Bornes de conexión y representación del bobinado trifásico.

La caja de conexión del motor arriba representada recoge los tres principios de fase del bobinado trifásico (U, V, W) y los tres finales de fase de dicho bobinado (X-Y-Z). 1533 .

.

.

Conexión de los bornes en la caja

Los bornes en la caja se pueden conectar en conexión estrella (X) o en conexión triángulo (A), atendiendo a las condiciones siguientes. 1

.

La primera tensión (la más baja) que se indica en la placa de características corresponde a la tensión nominal a que puede trabajar el bobinado del motor.


101


2. Con tensión de red de UL = 230 V, un motor que en su placa de características se lee U = 230/400 V conectará en conexión (A), ya que la tensión menor de la placa es igual a la tensión de la red.

,

se

UL = Uf = 230 V 3

.

Con tensión de red de UL = 400 V, un motor que en su placa de características se lee U = 230/400 V, se conec3. tará en conexión (A) ya que la tensión menor de la placa será igual a la tensión de red (UL), partido por ÿ ,

UL/V3 = Uf = 230 V

UL/ 4

.

=400/73 =230 V

Con tensión de red de UL = 690 V, un motor que en su placa de características se lee U = 230/400 V no se podrá conectar a esa red ya que la tensión de fase del motor es de Uf = 230 V y en el supuesto de conectar los bornes en (k ), la tensión de fase (Uf) con tensión de línea (UL) de 690 V sería superior a 230 V. ,

(A,) UL/Jl = 690/ V3 = 400 V, cuando tendría que ser Uf = 230 V Es por tanto que el electricista debe prestar sumo cuidado cuando realiza la conexión de motores.

En la práctica se dan muchos fallos por falta de atención y por desconocimiento de las normas de conexión. 1534 .

.

.

Análisis de las conexiones (l) y (A) y la forma de conectar los bornes en el interior de la caja de conexiones del motor L3

Ow a) Intensidades

a) Intensidades

If = IL

b) Tensiones

Uf = ÿ V3 If - Intensidad de fase IL - Intensidad de línea

Esquema 1.60. Conexión estrella (X).

102

n/3 b) Tensiones Uf = UL

Uf - Tensión de fase UL - Tensión de línea

Esquema 1.61. Conexión triángulo (A).



Forma de conectar la caja de bornes de un motor trifásico con rotor en cortocircuito O

-

U

®

! ®

O

o

V

w

-

® ¡

CAJA DE CONEXIONES DE UN MOTOR

©

©

TRIFÁSICO

©

i

j

L1

L1

L2

X

Y

-o

-O

L2

L3

L3 O

o

U

V

-

-

W

CONEXION

©

®

®

ESTRELLA

(X)

@

®

®

5

-

L2 L1

L2

L3

@

@

(w>

L3

CONEXION

TRIÁNGULO

©

(A)

Valores de tensión (U) e intensidad (I) en cada una de las conexiones a) CONEXIÓN ESTRELLA [X)

Uf = ÿ V3

b) CONEXION TRIANGULO (A) Uf = UL

V3

If = IL

Uf - Tensión de fase

If - Intensidad de fase

UL - Tensión de línea

IL - Intensidad de línea

Esquema 1.62. Conexión de un motor trifásico.

© Cengage Learnirig Paraninfo

103


154 .

.

Características de las distintas formas de arranque de motores

Arranque de motores trifásicos de baja tensión Tabla comparativa de las distintas formas de arranque, para motores trifásicos con motor en cortocircuito.

MOTORES CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO

ARRANQUE

ARRANQUE POR

RESISTENCIAS

ARRANQUE X - A

ARRANQUE DIRECTO

AUTOTRANSFORMADOR

ESTATÓRICAS I de arranque (la)

4a 8 In

1 3 a 2,6 In

4 5 In

1 7 a 4 In

Par de arranque (Ma)

0 6 a 1,5 Mn

0 2 a 0,5 Mn

0 6 a 0,85 Mn

0 4 a 0,85 Mn

2 a 3 s

3 a 7 s

7 a 12 s

7 a 12 s

. Arrancador más

. Hay posibilidad de regulación de los valores de arranque.

. Buena relación

Tpo. medio

,

,

,

,

,

,

,

arranque

. Arrancador simple

,

complicado.

. Buen par de arranque

.

. Reducción importante VENTAJAS

de la intensidad de

. Equipo barato (económico).

arranque.

par/intensidad.

. Posibilidad de regular los valores de la

. No hay corte de tensión en la

intensidad de arranque.

alimentación del motor

durante el arranque.

. No hay corte de tensión en la

alimentación dei motor

durante el arranque. . Punta de intensidad

muy importante en el

. Menor par de arranque.

. El equipo de arranque precisa de

. El equipo de arranque precisa de autotransformador

resistencias.

arranque.

. No admite arranque lento y progresivo.

. Sin regulación de más puntos que el que permite el motor.

que encarece el

equipo de arranque

. Pequeña reducción del par de arranque.

del motor.

INCONVENIENTES

. Corte de tensión al

pasar deXaA. . Motor bobinado en A

para Un. . Para motores que accionan pequeñas y medianas potencias. Muy empleado en estos casos.

APLICACIONES

. Máquinas de pequeña . Máquinas de fuerte par de arranque que potencia que arrancan no precisan fuerte par en carga. en el arranque.

. Máquinas de elevada potencia o de fuerte inercia donde la

reducción de puntas de intensidad en el

. Máquinas de media potencia que arrancan . Motores en los que en vacio. es preciso reducir

arranque tiene una

gran importancia.

intensidad en el

. Ventiladores y bombas centrífugas de pequeña potencia.

período de arranque.

Tabla 1.45. Formas de arranque de motores trifásicos.

104



155 .

Curvas características de los diferentes arranques

.

Arranque de motores trifásicos de baja tensión A continuación se estudian las curvas características del arranque de motores trifásicos utilizando diferentes

procedimientos de reducción de la tensión, para así reducir la intensidad absorbida durante el período de arranque o puesta en marcha del motor. MOTOR DE ROTOR EN C.C.

MOTOR DE ROTOR EN C.C.

Figura 1.54a. Arranque directo.

Figura 1.54b. Arranque estrella-triángulo (/.-A).



I

-

intensidad

l

le

-

intensidad estatórica

"

Id

-

intensidad arranque directo

M

intensidad estrella

Mn

I

-

,

lau -

intensidad autotransformador

I

intensidad 1°' tiempo

-

,

Figura 1.54c. Arranque por resistencias estatóricas.


-

2

s

intensidad 2S punto

-

intensidad 38' punto

-

par

- par nominal Md par directo MR par resistente Me - par estatórico Mau - par autotransformador -

-

Figura 1.54d. Arranque por autotransformador.

105


156 .

Formas de conexión del motor, según sea el procedimiento de arranque

.

Resumen de las conexiones para diferentes tipos de motores trifásicos: . Con rotor en cortocircuito . De dos velocidades con bobinados separados. .

. Con rotor bobinado

.

.

De dos velocidades en conexión Dahlander.

b) Conexión de un motor trifásico

a) Conexiones de un motor trifásico

con rotor bobinado.

con rotor en cortocircuito. v

© u

v

<2>

w

Atención a las placas

®

w

Ht i ©

®

®

©

©

©

1 1 Conexión X .

.

_

Caja de bornes del bobinado estatórico

i

Conexión X o A

J

0

1 2 Conexión A .

0®

.

Caja de bornes del bobinado rotórico

©

Conexión interna del bobinado

© ®

Figura 1.55b. Motor trifásico con rotor bobinado.

©

® ©

Vi!

d) Conexión de un motor trifásico de dos velocidades con bobinado DAHLANDER.

13 .

.

Conexión (X-A)

U

V

w

Figura 1.55a. Motor trifásico con rotor en cortocircuito.

c) Conexión de un motor trifásico de dos velocidades con bobinados separados. u

v

M

M

w

©

©

©

©

©

©

W

,

Conexionado interno del bobinado DAHLANDER

Figura 1.55d. Motor de 2 velocidades con bobinado único en

Figura 1.55c. Motor de 2 velocidades con bobinados separados.

106

conexión DAHLANDER.



157 .

.

Elementos de maniobra para motores. Resumen

El motor para que funcione correctamente necesita ser alimentado con la tensión nominal que precisa en cada momento o fases de arranque y servicio.

Entre los elementos de maniobra se citan los siguientes:

Interruptor de accionamiento manual y otras variantes.

a

.

b Contactor. .

Interruptor accionado por electroimán. 1571 .

Elementos de protección Hay diversos sistemas y elementos de protección para los motores. Éstos serán aplicados en función a la ma.

.

niobra o aparato a proteger, o máquina a accionar. Los problemas podrán tener su origen en incidentes mecánicos o eléctricos. Entre los principales citamos los siguientes:

a) Incidentes de origen mecánico . Bloqueo del rotor . Sobrecarga momentánea o prolongada .

.

. Averías mecánicas

.

. Elevación de la temperatura

.

. Falta de ventilación

.

b) Incidentes de origen eléctrico . Sobretensión (superior a la nominal)

.

. Baja tensión (inferior a la nominal)

.

. Desequilibrio de las fases que dan lugar a intensidades diferentes en sistemas equilibrados como es el ,

caso de un motor trifásico. . Falta de una fase

.

en placas de bornes, en conexiones, etc.

. Cortocircuitos en fases

,

. Puesta a masa de una fase

.

debidas a sobrecargas en el motor o tensiones diferentes a la de régimen. . Averías en los circuitos eléctrico o magnético . Sobreintensidades

,

.

c) Elementos de protección . Fusibles (cortacircuitos)

.

. Relé de tensión

.

. Relé de intensidad

.

. Termopares

.

. Relé térmico

.

. Relé magnetotérmico

.

. Interruptores automáticos

.

. Dispositivo contra falta de una fase

.

. Diferenciales

.

. Puesta a tierra

.


107


Arranque de motores trifásicos 161 .

Arranque directo de un motor

.

1611 .

.

Características del arranque directo

.

Se dice que un motor tiene arranque directo cuando en la conexión se le suministra directamente al motor la tensión de la red, sin ningún paso intermedio.

En estas condiciones el bobinado del motor absorbe entre 5 y 8 veces la intensidad nominal del motor, si el arranque se hace con carga. lar = 5/8 In

Para hacer un arranque en estas condiciones, las líneas deben ser capaces de soportar estas sobreintensidades, aunque sean de corta duración, sin caídas de tensión importantes. Casi todos los motores de pequeña e incluso de media potencia, inician su puesta en marcha con arranque directo. Existen procedimientos de puesta en marcha de motores para reducir la intensidad de arranque y que se estudian en esta obra, como son; la conexión X-A, actualmente en desuso, arrancadores electrónicos en auge, resistencias estatóricas, autotransformadores y otros.

El arranque directo proporciona un buen par de arranque.

Todos los elementos del esquema estarán correctamente dimensionados para que puedan soportar la sobreintensidad de arranque.

l/ln. Intensidad. N/Ns. Revoluciones.

M/Mn. Par nominal. Mr. Par resistente

En el arranque: Ma ~ 0,5 a 1,5 Mn la ~ 5 a 8 In N/Ns 0

0,25

0,5

0,75

0

1

0,25

0,5

0,75

1

Figura 1.56. Curvas de arranque, intensidad/par.

Ventajas e inconveniente de esta conexión Una de las ventajas principales viene dada por el buen par de arranque, sumado a un equipo sencillo y barato en comparación con otros métodos de arranque de motores. *Los motores pueden conectarse a dos tensiones. Ejemplo: un motor de tensiones 230/400 V podrá conectarse: Con red de 230 V, en conexión triángulo (A). Con red de 400 V, en conexión estrella (k).

108



Este tipo de arranque es válido para motores de pequeña y media potencia siempre que las redes estén suficientemente dimensionadas.

El inconveniente principal viene dado precisamente por el elevado consumo puntual en la fase de puesta en marcha o arranque.

Aplicación del arranque directo de motores En la industria esta forma de arranque es utilizada para motores que accionan bien sea de forma directa o a través de reductores con arranque en vacío, semicarga o en plena carga. 1 612 .

.

.

Resumen de diferentes esquemas de potencia para el arranque directo de un motor trifásico

Esquemas unifilares:

(T) Arranque de un motor por medio de un interruptor tripolar (Q). Protección contra corrientes de cortocircuito por fusibles (F).

(2J Arranque por medio de un interruptor automático (QF) de efecto magnetotérmico. Protección contra corrientes de cortocircuito y sobreintensidades (QF).

(¿) Arranque por medio de un contador (KM). Protección contra corrientes de cortocircuito (QF) y sobreintensidades (F2).

(4) Arranque por medio de contactor (KM). Protección contra corrientes de cortocircuito (F) y sobreintensidades (F2).

(¿) Arranque por medio de contactor (KM). Protección contra corrientes de cortocircuito y sobreintensidades (QF) de efecto magnetotérmico.

Esquema 1.63. Formas de arranque directo. Nota: en todos los casos, la masa del motor está conectada a tierra a través del conductor de protección (PE).

Como ejercicio, pueden desarrollarse cada uno de los esquemas unifilares aquí representados.


109


Esquemas unifilares:

L1-L2-L3

L1-L2-L3

L1-L2-L3

L1-L2-L3

F

QF

A

KM

-

A

QF

V

V

KM'

PE

' U-V-W

(g) Arranque por medio de contactor (KM). Protección contra corrientes de cortocircuito (F), sobreintensidades (F2) y sobretemperatura en el bobinado del motor (0), por medio de termistores.

(J ) Arranque por medio de contactor (KM). _

Protección contra corrientes de cortocircuito (F) y (QF) de efecto magnético, sobreintensidades (QF) y sobretemperatura en el bobinado (0).

Í8j Arranque por medio de contactor (KM). Protección contra corrientes de cortocircuito (QF) de efecto magnético (puede incorporar fusibles), sobreintensidades (F2) y sobretemperatura (0).

(J) Arranque por medio de contactor (KM).

Protección contra corrientes de cortocircuito (F) y sobretemperatura en el bobinado del motor (0), y corrientes de cortocircuito y sobreintensidades (QF).

Esquema 1.63. Formas de arranque directo (Cont.).

Nota: en todos los casos, la masa del motor está conectada a tierra a través del conductor de protección (PE). Como ejercicio, puede desarrollarse para cada uno de los esquemas unifilares aquí representados los esquemas de maniobra correspondientes, suponiendo que el mando se realiza desde una caja de pulsadores si el esquema ,

tiene contactor.

110



161 .

.

3

.

Dispositivos de protección que pueden acompañar a un contactor

Diferentes combinaciones que pueden realizarse, seleccionando algunos de los aparatos de protección y accionamiento que se presentan en el gráfico. L1

L2

L3

Üf

VV\Üf

vv\ ? ? ? I > 2

I > 4

I >

I

6

Esquema 1.64. Combinaciones de formas de arranque.

< Pueden confeccionarse diferentes esquemas a partir de los dispositivos que se representan para cada una de las partes del circuito de potencia ,

.

El esquema de puesta en marcha del motor dependerá de: . Forma de arranque (manual o automática)

.

. Potencia del motor

.

. Si está integrado en un sistema automático

.

. Gasto económico que se quiere hacer

.


111


1.6.1.4

Análisis del esquema de un motor (1) Red trifásica de alimentación

1

L1

.

L2

Atención a las tensiones de la red y a la frecuencia.

L3

Los receptores admitirán los valores de tensión y frecuencia

N

de la red.

2

.

F1

Protección del receptor Los fusibles protegen al circuito receptor contra corrientes

de cortocircuito.

El calibrado del fusible se ajustará a las necesidades del receptor. ÿ&

3

\ KM1

U

u

.

Contactor tripolar

I

El contactor es el interruptor pilotado a distancia, a través

y vi

del cual se alimenta al receptor.

4

.

Protección del receptor El relé térmico protege al receptor contra sobreintensidades.

F2

ÿ

En función del tipo del receptor se podrán elegir otros tipos de protección. 5 Conductores de alimentación .

1

.

Sección de los conductores de potencia.

2 Sección de los conductores de mando. .

6 Elementos de maniobra .

En este caso concreto, el mando del equipo se realiza desde una caja pulsadores compuesta de: S2

SI. Pulsador de paro.

S1

S2. Pulsador de marcha.

7

.

Receptor En este caso, el receptor es un motor trifásico con rotor

M

en cortocircuito. Atención a las tensiones de la red y de los motores. De acuerdo con sus valores, se determinará si los

bornes de la caja de conexiones se conectan en estrella (A) o en triángulo (A). Esquema 1.65. Arranque básico de un motor.

112

Cengage Leaming Paraninfo


161 .

.

5

Análisis del esquema de arranque de un motor (2)

.

L1

1

-i >

-

L2

.

Red trifásica de alimentación Redes más comunes:

L3 N

U = 230 V U = 400 V U = 690 V

2 1

3

5

i

El interruptor automático protege al motor contra corrientes de sobreintensidad (relé térmico) y corrientes de cortocircuito (relé magnético).

? p

I >

i >

2

4

Atención al calibrado y reglaje.

i > 6

3

.

F1 -

KM1

,

-&

X

Contactor tripolar

Elemento básico del circuito ya que, a través suyo se hace la alimentación a motor cuando se conecta y el paro

F1

EEI-

Interruptor automático

El interruptor automático sustituye a fusibles y relé térmico con que está construido el circuito anterior.

QF

r

.

cuando se desconecta.

-

4

6

4 Conductores de alimentación .

1

.

Sección de los conductores de potencia.

2 Sección de los conductores de mando. .

5 Elementos de maniobra .

Al igual que en el esquema estudiado en la página anterior el mando se hace desde una caja de pulsadores constituida por el pulsador de marcha (S2) y el de paro (SI). ,

6

.

Receptor Motor trifásico con rotor en cortocircuito. Este tipo de

motor es el más utilizado en la industria y por tanto en los esquemas que se estudian en este obra. M

Esquema 1.66. Arranque básico de un motor.


113


162 .

.

Inversión de giro para un motor

Para invertir el sentido de giro de un motor trifásico, es necesario cambiar el orden en dos de los tres conductores que alimentan al motor, tal como se hace en las conexiones que se representan a continuación: L1

L2

L3

L1

L2

L3

(T) Supongamos que con esta conexión, el eje del motor gira a la derecha (giro horario). Orden de suministro de las fase: L1-L2-L3.

(?) En esta conexión se cambia el orden de suministro en dos de las fases. Habrá inversión de giro respecto

a la conexión (T). Giro a la izquierda (giro antihorario). Orden de suministro de las fases: L1-L3-L2.

(3) En esta conexión, se cambia el orden de suministro en las tres fasesÿpor lo que no habrá inversión de giro respecto a(JJ. Orden de suministro de las fases: L3-L1-L2.

Esquema 1.67. Inversión de giro.

1621 .

.

.

Dispositivos de inversión de inversión de giro

a) Inversores rotativos de accionamiento manual L1

L2

L3

Posición 0

Motor parado. Posición I

Un sentido de giro. Alimentación: L1-L2-L3. Posición II

Inversión de giro respecto a I.

Esquema 1.68. Inversor rotativo manual.

114



b) Inversión de giro realizado por contactores para motor trifásico L1 L1

L2

L2

L3

L3

KM1

<1 KM1

<¡

.

dad

. d

YV\ KM2Xy\"\ .

KM2

c

c

c

YV\

KM1-L1-L2-L3 KM2-L3-L2-L1

Esquema 1.69. Versión 1. Contactores pareados.

Esquema 1.70. Versión 2. Contactores superpuestos.

c) Inversión de giro realizado por contactores, para motor monofásico con bobinado auxiliar de arranque L

N

Representación del motor monofásico con bobinado auxiliar de arranque. >

d

c

.

j J \ KM3 V~ \

]

(

.

BP - Bobinado principal. BA - Bobinado auxiliar.

~

KM1

KM2

2 s

n

- Interruptor centrífugo. Se abre el contacto cuando el eje del motor adquiere velocidad. C - Condensador de arranque.

Un sentido de giro: entran KM1 + KM2.

Motor monofásico con

Otro sentido de giro: entran KM1 + KM3.

bobinado auxiliar de arranque.

Esquema 1.71. Inversor monofásico.

'


115


1.6.2.2 Esquema de potencia para un inversor de giro Al inversor de giro constituido por dos contactores pueden acompañarle cualquiera de los dispositivos que acompañan al contactor en arranque directo. El inversor de giro se puede aplicar a otros procedimientos de arranque (X-A, resistencias estatóricas, autotransformador, etc.). L1

L2

L3

Esquema 1.72. Combinaciones de formas de inversión.

Para la inversión de giro del motor podrán elegirse las formas de protección que interesen a la aplicación en cada caso concreto.

116

Cengage Leaming Paraninfo


1623 .

.

Esquemas de mando para inversor de giro

.

N

KM1

KM2

KM1

Esquema 1.73. Marcha a impulsos (mientras se pulsa).

KM2

Esquema 1.74. Marcha a impulsos con "fin de carrera" para cada marcha.

F2 n-£-> si ey

t

-

S2 E"\\

KM1

t

-

S3

r

T

KM2

S3 E~\

KM2 /

S4E-

T

-

-

T

-

1

-

ÿ KM1 S5 E-\_S6ÿKM2 KM1 /

KM2

KM1

1

-

0~-v-ÿ

c>-v-o

KM1

KM1

N

KM2

Esquema 1.75. Marcha y paro desde una caja de pulsadores

.


KM2

Esquema 1.76. Marcha y paro desde varios puntos.

117


q\

F2 IT"f-?

F2 ""T""!3

si E /

si EY

'

gi

9

a

KM2\|

KM1 \ S3E-

\

S5

S4

KM1

S3

KM1

KM2

S2 E~\

Y KM2

KM1

>-v-

KM1

>-v-

KM2

Esquema 1.77. Marcha desde pulsadores con "fin de carrera para las dos marchas.

1624 .

.

.

KM1

KM2

Esquema 1.78. Marcha por pulsador y "

"

retorno por "fin de carrera y parada al volver al inicio.

KM1

KM2

Esquema 1.79. Inversión por pulsador doble para ambas marchas.

Esquema desarrollado para inversor de giro

1 Enclavamiento de maniobras .

Se llama enclavamiento a la acción que impide que se conecte una bobina cuando la otra esté conectada y se desea de forma expresa que no se pueda conectar. Hay varias formas de lograr el enclavamiento, como son: a

.

b c

.

.

Enclavamiento mecánico.

Enclavamiento eléctrico por contactos auxiliares. Enclavamiento eléctrico por pulsadores.

En la representación que a continuación se estudia pueden observarse dos formas de enclavamiento.

118



©t>

0

0

0

u

v

w

Hacia motor (M)


L1

(T) Enclavamiento

mecánico.

(?) Enclavamiento eléctrico por contactos auxiliares.

KM1

KM2

Esquema 1.81. Esquema de maniobra.


119


163 .

1631 .

1

Arranque en conexión estrella-triángulo

.

.

.

Características del arranque en (X-A)

Finalidad del arranque en conexión estrella-triángulo (X-A)

.

La finalidad de arrancar un motor en conexión X-A es la de limitar la intensidad absorbida por el motor durante la fase de arranque o conexión del motor.

La intensidad absorbida por el motor en la fase de arranque oscila entre 1,3 y 2,6 veces la intensidad nominal (lar = 1,8/2,6 In).

La reducción de intensidad absorbida durante el arranque repercute en un menor par de arranque en el eje del motor y que viene a ser entre 0,2 a 0,5 del par nominal (Mar = 0,2/0,5 Mn). 2

.

Motores que pueden conectarse en conexión X-A Para conectar los motores en conexión X-A deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones. 1 Con red de 230 V .

Se podrán conectar en conexión X-A aquellos motores que en su placa de características se lee: U; 230/400 V. No es normal utilizar este tipo de motores. 2 Con red de 400 V .

Se podrán conectar en conexión X-A aquellos motores que en su placa de características se lee: U; 400/690 V. 3 Con red de 690 V .

Se podrán conectar en conexión X-A aquellos motores que en su placa de características se lee: U; 690/1.200 V. No existen estos motores en el mercado.

3

.

Curvas de intensidad y par que corresponden a la conexión X-A l/ln

l/ln. Intensidad. N/Ns. Revoluciones. M/Mn. Par nominal. Mr. Par resistente.

En el arranque: Ma = 0,5 Mn la = 1,8 a 2,6 In

N/Ns

Figura 1.57. Curvas de arranque. 4

.

Ventajas e inconvenientes de esta conexión La ventaja principal viene dada por la reducción importante de intensidad durante la fase de arranque del motor.

El inconveniente viene dado por una reducción del par de arranque y por la interrupción de alimentación de corriente al motor que se da en el paso de la conexión (X) a la conexión (A). 5

Aplicación de esta forma de arranque Esta forma de arranque tiene más aplicación teórica y didáctica que práctica, ya que ha sido desplazado por otros procedimientos, como es el de arrancadores estáticos, con muchas posibilidades de control.

120

.



163 .

.

2 Esquemas de potencia y maniobra para conexión (A,-A)

.

L1

L2

L3

ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO

CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO EN CONEXIÓN

ESTRELLA-TRIÁNGULO (Á-A).

F1

d

1 J3 d 5

J' J3 J5

K",V Y4\eRM=\"\-\ 2

J' J3 Ji

ÿ NvYA

e

t i©

F2

KM1

ÓUÓVÓW

QZÓXÓY

KM2

Enclavamientos de seguridad: Ejemplo

(T) Enclavamiento por contactos auxiliares. (?) Enclavamiento mecánico entre electroimanes,

M


L1

F3 [] F2 ir/--

(U)

(V)

(W)

©

0

©

si EY

Caja de bornes del motor Forma en que se deben conectar.

Suprimir las placas empleadas para la conexión Xo K.

N

KA1

KM1



KM2

KM3


1

Elementos del circuito de potencia

.

Fl. Fusibles generales.

KM1. Contactor tripolar con un contacto auxiliar NA. KM2. Contactor tripolar con un contacto auxiliar NC.

KM3. Contactor tripolar con dos contactos auxiliares, 1NA + 1NC. F2. Relé térmico de protección. M Motor trifásico con rotor en cortocircuito. .

2. Elementos del circuito de maniobra

F3. Fusible de protección.

F2. Contacto del relé térmico (1NC). SI. Pulsador de paro. S2. Pulsador de marcha.

KA1. Relé temporizador a la conexión. KM1, KM2, KM3. Bobinas de los contactores. 3 Funcionamiento de la maniobra .

Pulsando en S2 entran KA1 + KM1 + KM2 ~

. Conexión Estrella (A ); Uf = U L/V 3 ,

Transcurrido un tiempo, KA1 acciona su contacto temporizado, desconectando KM2 y conectando KM3. El contactor KM3 no entrará por efecto de los enclavamientos eléctrico y mecánico, en tanto que no se desconecte KM2.

. Conexión triángulo (A); Uf = UL Pulsando en SI, se desconecta KM1 + KM3 . Paro del motor

La maniobra también cae por: Falta de tensión en la red.

Fusión de fusibles, potencia o maniobra. Disparo del relé térmico. 4

.

Características de este tipo de arranque Como ya se ha dicho, la finalidad de este arranque es la de reducir la intensidad absorbida por el motor durante

su fase de arranque.

Este arranque tiene el inconveniente de que hay una interrupción del suministro de corriente en el paso de la conexión (1) a la conexión (A).

Cada vez es menos utilizado este tipo de arranque. Sin embargo, tiene gran aplicación didáctica por ser importantes los conceptos eléctricos a tener en cuenta. Atención en la elección del motor (tensiones) y en la conexión de los bornes (orden de las fases).

122



163 .

.

.

3

Inversor de giro para un motor con arranque (X-A) L1

L2

L3 F1

ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO CON ÿ

1

ROTOR EN CORTOCIRCUITO, EN CONEXIÓN

ESTRELLA-TRIÁNGULO (A.-A), CON INVERSIÓN DE GIRO.

2

14

1 KM1

KM2

6

3

-4-\

v 1 2

4

6

-

F2

1

1

1

ÿ ÓV

-

3 vj

KM4

KM3

-A-\ 2

ÓU

>

4

ÓW

Ó Z

ÓX

ÓY

M


1

.

Ejercicio práctico El esquema aquí representado corresponde al esquema de potencia para el arranque de un motor en conexión con inversión de giro.

X-A

,

A partir de este esquema realizar las siguientes tareas: 1

.

Esquema de maniobra.

2

Listado de elementos que intervienen en el circuito.

3

Análisis escrito de las particularidades de este arranque.

.

.


123


164 .

1641 .

Arranque con resistencias estatóricas

.

.

.

Características de este arranque 1 L1

L2

L3

.

Finalidad de este arranque

La finalidad de esta forma de arranque es la de reducir la intensidad en el periodo de arranque,

intercalando las resistencias R en la primera fase del arranque de máquinas cuyo par resistente sea bajo. 2

.

Elementos del circuito de potencia Ql. Seccionador con fusibles KM1. Contactor tripolar. KM2. Contactor tripolar. R Resistencias rotóricas. .

KM1

F2. Relé térmico. M Motor trifásico con rotor en cortocircuito. .

3 Elementos del circuito de maniobra .

Ql. Seccionador general. SI. Pulsador de paro. S2. Pulsador de marcha. F2. Relé térmico.

F3. Temporizador térmico.

KA1. Temporizador a la conexión. KM1. Bobina del contactor. KM2. Bobina del contactor.

Fl. Fusibles del circuito de maniobra.

4 Funcionamiento de la maniobra .

. Pulsando en S2 entran KM1 + KA1. ,

Alimentación al motor a través de las resistencias R. F3. Relé temporizador térmico. El relé F3 corta el arranque si éste es muy largo y puede perjudicar al circuito de potencia y concretamente al motor y al equipo de resistencias.

. Transcurrido un tiempo

KA1 conecta a KM2.

En esta conexión el motor queda alimentado a sus valores nominales.

. El paro se realiza pulsando en SI.

También se efectúa el paro por disparo del relé Esquema 1.85. Esquema de potencia.

124

térmico F2.



KM1

KA1

KM2


A continuación se presentan las características principales de este tipo de arranque para diferentes valores de tensión en los bornes del motor.

NÚMERO DE PUNTOS DE ARRANQUE

2

3

4

Tensión en bornes del motor en el primer punto

58%

52%

47%

De la tensión de línea.

Corriente de arranque en el primer punto.

58%

52%

47%

De la corriente en arranque directo.

Par de arranque en el primer punto.

33%

27%

22,5%

Del par en arranque directo

Tabla 1.46. Características para diferentes puntos de arranque.

El bloque de resistencias de arranque será adecuado al dimensionado del motor y del número de puntos de arranques.

El bloque de resistencias está limitado en número de arranques/hora a fin de evitar calentamiento excesivo que puede dar lugar a quemarse. ,

El bloque de resistencias se colocará en lugar de fácil refrigeración para lograr que el calor se disipe rápidamente y así permita un mayor número de conexiones/hora. ,

5

.

Valor de resistencia estatórica (R) R = 0,055In Imed = 4,05 In


R

- resistencia por fase en Q.

U

- tensión de la red en V.

In

- intensidad nominal del motor en A.

Imed - intensidad media en A.

125


6. Resistencias estatóricas

Al hacer el pedido de las resistencias debe indicarse lo siguiente: . Tiempo de puesta en tensión de la resistencia . Número de arranques por hora

.

.

Si no hay indicación expresa, se consideran 10 arranques/hora de 15 segundos cada uno con 2 consecutivos a partir del estado frío. 164 .

.

2 Inversor de giro para un motor con arranque por resistencias estatóricas

.

L1

L2

L3

ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO MEDIANTE RESISTENCIAS

ESTATÓRICAS, CON INVERSIÓN DE GIRO

1 KM1

.

Ejercicio práctico A partir de este esquema de potencia, realizar las

siguientes tareas:

1. Esquema de maniobra. 2

3

.

.

4

.

Listado de los elementos que intervienen en los esquemas de potencia y maniobra. Explicación escrita del funcionamiento de este arranque con inversor. Análisis escrito de las particularidades de este arranque.

KM3

U2

ó V2

W2

_


126



165 .

.

165! .

.

.

Arranque con autotransformador Esquemas y características de este arranque L1

L2

L3 ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO

F1 "

L

_

_

-EEE3-

CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO,

rB-

MEDIANTE AUTOTRANSFORMADOR

KM3

AUTOTRANSFORMADOR

oU

AV

W

Salida para dos tensiones

KMl\-\""\ 2

4

6

U1

V1

W1

U4 U3 U2 V4 V3 V2 W4 W3 W2



127


F3

[]

F2 rrf-- l3 F4 n-r~ 1=1 S1 e-7

S2 E-\ (

KA1

KM3

KM1

7

KM1

KM3

-v2 ÿ*-

A

KM2

\

KA1

í

_

KM3

KM1

KM3

íL

i

KM2

F4

KA1



1

.

Ql. Seccionador tripolar con fusibles, más dos contactos auxiliares. F2. Relé térmico de protección.

KM1. Contactor tripolar con contactos auxiliares 1NA + 1NC. KM2. Contactor tripolar con un contacto auxiliar NA. KM3. Contactor tripolar con contactos auxiliares 1NA + 2NC. TI Autotransformador trifásico con una salida. .

M Motor trifásico con rotor en cortocircuito. .

2 Elementos del circuito de maniobra .

Ql. Contactos auxiliares del seccionador. F2. Relé térmico de protección. Fl. Fusibles del circuito del transformador. TR. Transformador 400/110 V

F3. Fusible del circuito de maniobra.

KA1. Temporizador a la conexión. KM1, KM2, KM3. Bobinas y contactos de los contactores. F4. Relé temporizador térmico. SI. Pulsador de paro. S2. Pulsador de marcha.

3

.

Explicación de la maniobra . Pulsando en S2

,

entran KA1, KM1, KM2.

Se alimenta el autotransformador TR y por su parte media al motor, quedando alimentado a una tensión inferior a la red.

Por ejemplo:

Ub = 65% de UL

Ub - Tensión en bornes del motor. UL - Tensión de línea.

128



. Transcurrido un tiempo el necesario para que el motor adquiera o esté próximo a los valores nominales, por medio del temporizador KA1, se desconectan KM1 + KM2 y se conecta KM3. ,

Al entrar KM3 llega al motor la tensión nominal y con ello sus valores nominales (Ub = UL). se hace la desconexión de la maniobra y el paro del motor. También caerá la maniobra y se parará el motor por disparo del relé térmico F2.

. Pulsando en SI

4

.

,

Características del arranque

Este arranque es válido para motores trifásicos con rotor en cortocircuito, que accionan máquinas cuyo par resistente en el arranque es bajo. La finalidad principal es la reducción de la corriente durante la fase de arranque, si bien, debe tenerse en cuenta la reducción del par motor, ya que es el par motor el factor capaz de acelerar la máquina. A continuación se señalan las particularidades de esta forma de arranque con 2 y 3 puntos de arranque: NÚMERO DE PUNTOS DE ARRANQUE

2

3

Tensión en bornes del motor en el primer punto.

65%

55%

De la tensión de línea (UL).

Corriente de arranque en el primer punto.

42%

30%

De la corriente en arranque directo (lad).

Par de arranque en el primer punto.

42%

30%

Del par en arranque directo (Mad).

Tabla 1.47. Características para diferentes puntos de arranque.

El esquema aquí estudiado trata del arranque de un motor en dos puntos.

El elemento principal de este arranque es el autotransformador. Se elegirá el motor en función a su potencia y a la carga a mover en el arranque (par de arranque). Los autotransformadores se equipan con tomas para 55%, 65% y 80% de la tensión de línea (UL).

El sistema de arranque consiste en alimentar al motor a tensión reducida a través de un autotransformador, de forma que las tensiones aplicadas a los bornes del motor sean crecientes durante el periodo de arranque. 5 Valores de cálculo .

a

.

Tensión motor (Um). Um = K ÿ U

b

.

U

Mm M

.

.

-

en Nm

-

par de arranque directo en Nm

-

intensidad en arranque directo en A

Intensidad motor (Im). Im = K . I

d

tensión de línea en V

Par motor (Mm). Mm = K2 ÿ M

c

-

I

Intensidad de línea (I) I = K2

I

Autotransformador Al hacer el pedido de un autotransformador debe indicarse lo siguiente: . Punta de intensidad del motor en arranque directo .

Este valor lo suministra el constructor del motor. . El valor de la tensión de salida con relación a la tensión de la red

,

en tanto por ciento (%).

. El tiempo de puesta en tensión del autotransformador Mejor, si el autotransformador es de entrehierro regulable. .


129


. Número de arranques por hora

.

Si no hay indicación expresa, se consideran 5 arranques/hora de 8 segundos. Asimismo, la relación entre intensidades sería:

Id - intensidad arranque directo.

-= 6 In

166 .

.

In - intensidad nominal.

Arranque de un motor por medio de un arrancador progresivo

Su finalidad es la de reducir la intensidad absorbida por el motor en el período de arranque del motor además de proporcionar al motor protección y regulación. ,

Se trata de un arranque suave y progresivo. L2

*

*

I >

L3

I >

Disyuntor, magnetotérmico.

I >

Contador

tripolar.

Arrancador electrónico

progresivo.

Instalación

A estudiar

Equipo de potencia para el arranque

1

.

de un motor trifásico con rotor en

Descripción de los elementos del esquema.

cortocircuito.

2

Realizar el esquema de maniobra.

3

Describir el esquema de maniobra.

4

Suponiendo que el motor tenga una potencia P = 10 kW y la red

.

Protección magnetotérmica por medio del interruptor automático.

.

.

Conexión a través del contactor tri-

polar.

sea de U = 400 V determinar el ,

Arranque progresivo por medio de un arrancador electrónico progresivo.

130

Esquema 1.90. Esquema de potencia que incorpora un arrancador

calibrado de los aparatos.

electrónico progresivo.



167 .

.

Motor trifásico de dos velocidades con bobinados separados L1

L2

L3

L3 (6)

QF\

F1 rrÿ-p, "

V

S1f -

t

S2t\

KM2

1

1

KM1\ S3E\

KM 2

KM1,

N

(VI)

(X.2)


KM1

KM2

Esquema 1.92. Esquema de mando.

En este tipo de motor, los dos bobinados, generalmente, están conectados en estrella. La conexión en estrella es interior.

Cada bobinado lleva su correspondiente protección contra sobreintensidad por medio de relé térmico reglado a los valores que corresponda. Funcionamiento

Marcha en pequeña velocidad (PV): <

. Pulsar en S2

.

. Se conecta KM1

.

Marcha en gran velocidad (GV): . Pulsar en S3

.

. Se conecta KM2

.

Paro para ambas velocidades: . Pulsar en SI

.

Nota: esquema de maniobra similar al de un inversor de giro.


131


168 .

.

Motor trifásico de dos velocidades con bobinado único en conexión Dahlander L1

QF

1

L2

L3

3

5

L3 (6)

QF\ I >

F1 n- ~ ÿ F2

J\ J' V\--V-v--V-\-\

siE/

t

T

T

S2f\ KM1\ S3F\ KM2

ÿÿ

ÿ

ÿÿ ÿ

KM2

KM1 J

KM3 KM2\

O-v- O N

KM1

KM2

KM3

Esquema 1.94. Esquema de mando.


Nota: la velocidad mayor es el doble de la velocidad menor. La diferencia de potencia entre ambas velocidades es apreciable, de ahí que se coloquen dos relés térmicos para su reglaje individualizado. Conexionado del motor

Funcionamiento

Marcha en pequeña velocidad (PV): . Pulsar en S2

PV - Conexión triángulo-serie (KMI). GV - Conexión estrella-paralelo (KMI y KM2).

.

. Entra KMI

.

Marcha en gran velocidad (GV): . Pulsar en S3

.

. Entran KM2 y KM3

.

Paro para ambas velocidades: . Pulsar en SI

132

.



169 .

.

Motores con rotor bobinado

Se trata de un motor poco empleado y menos a partir de la implantación de los equipos electrónicos para el control de velocidad en los motores trifásicos de corriente alterna.

Estos motores tienen el rotor bobinado y para efectuar el arranque precisan de un equipo de resistencias adecuado a las características del motor. Tienen un control de la intensidad absorbida en la fase de arranque, e incluso la posibilidad de controlar su velocidad aunque sea en un porcentaje pequeño.

El arranque de este motor se hace con todas las resistencias rotóricas, para su eliminación progresiva, hasta llegar al cortocircuito del bobinado rotórico. L1

L2

Funcionamiento

QF.6

L3

Al pulsar en S2, entran: KA1 + KA2 + KM1 (I3 Fase) Transcurrido un tiempo: KA1 + KA2 + KM1 + KM2 (2a Fase)

Transcurrido otro tiempo: KA1 + KA2 + KM1 + KM2 + KM3 (3a Fase) Paro: Pulsando en SI. KA1

S2t \

KA1

KA2

KM1

KM2

KM3


KM3

Ir? o* 3i Fase

i

T

-

T

-

2- Fase

Fases de arranque del motor.

KM2

10 Fase


,


133


Motores de corriente continua 1 71 .

.

Introducción

Los motores de corriente continua han tenido durante muchos años la exclusividad de la variación de velocidad

,

hasta que los equipos electrónicos han permitido construir variadores de frecuencia con los que se pueden obtener variación de velocidad con buen rendimiento para los motores trifásicos con rotor bobinado

.

Los motores de corriente continua se emplean preferentemente en tracción y máquinas varias que precisan variación de velocidad.

172 .

.

Tipos de motores de corriente continua MOTOR

©(Y)

DENOMINACIÓN

DENOMINACIÓN

MOTOR

Motor de corriente

(:

continua de excitación

independiente.

r I

Motor de corriente continua de excitación

derivación (shunt). Motor shunt.

2

0

Motor de corriente

Motor de corriente

1



M ?

serie.

©

Motor serie.

compuesta (compound). Motor compound.

Tabla 1.48. Motores de C.C.

© El inducido incluye en los cuatro tipos de motores los polos de conmutación. © El bobinado derivación puede estar conectado en 1 (derivación corta) o en 2 (derivación larga). 173 .

.

Características principales de un motor de corriente continua (?) Carcasa. (¿) Rotor con bobinado inducido. Colector de delgas. Escobillas (1-2).

(3) Bobinados inductores: . Serie (5-6) . Independiente . Derivación (7-8) .

.

.

(?) Polos auxiliares o de conmutación (3-4). Nota: el motor puede incorporar más de un bobinado inductor como ,

Figura 1.58. Motor de C.C.

134

puede ser: serie y derivación.



Los motores de C.C. están construidos en acero, tanto la carcasa, como su circuito magnético (polos inductores o principales), incluidos los polos de conmutación.

El bobinado inducido está alojado en el circuito magnético rotórico, con principios y finales de bobinas que se conectan a las delgas del colector. Sobre el colector se deslizan las escobillas. Con la rotación, las escobillas se desgastan y el colector se recubre del material de las escobillas (polvo) que también puede alojarse sobre los bobinados estatórico (inductor) y rotórico

(inducido), y que por su conductividad, reduce la capacidad del aislamiento del bobinado (defecto de aislamiento). Periódicamente habrá que verificar el estado de las escobillas y colector de delgas, así como realizar medida de aislamiento entre conductor y la masa metálica. Tres tipos de bobinados de excitación: . Excitación independiente

.

. Excitación serie

.

. Excitación derivación (shunt)

.

En función a la excitación del motor, será el tipo de motor.

. Motor de excitación independiente

.

. Motor de excitación serie

.

. Motor de excitación derivación (shunt)

.

. Motor de excitación compuesta (compound)

MOTOR DE

.

CARACTERÍSTICAS

EXCITACIÓN

EMPLEO

. Su velocidad es relativamente constante cualquiera que sea la carga. . Par de arranque:

Independiente

. Para máquinas

1,4 a 1,8 Mn.

. Motor autorregulador

que necesitan variación de

velocidad durante su funcionamiento o ciclo

de trabajo.

de la velocidad.

. Máquina herramienta.

. Fácil regulación.

. Manutención

.

. Características similares al motor shunt

.

. Utilizado en tracción eléctrica

.

. Muy buen par de arranque: 1 a 3 Mn Serie

.

. Motor autorregulador de la potencia.

La velocidad está en función de la carga. Peligro de embalamiento.

. Motor inestable

.

. Laminación . Grúas

.

.

. Teleféricos ventiladores. ,

. Bombas

.

. Máquina herramienta

.

. Velocidad estable Desde vacío a carga la velocidad .

Derivación

.

puede variar hasta 5%.

. Calandras para caucho

.

. Máquinas de papel.

. Par mediano en torno a 1 5 Mn. ,

. Compresores.

. Velocidad relativamente estable

. Pequeños motores.

. Par variable con la velocidad

. Molinos

. Buen par de arranque.

. Cizallas Ventiladores.

. El arranque puede iniciarse con carga.

. Compresores

.

.

Compound

.

.

.

Tabla 1.49. Tipos de motores de C.C.


135


Relación de bobinados en un motor de C.C. (T) A-B: Bobinado inducido.

(ÿ2J G-H: Bobinado o polos de conmutación. (3) A-B, G-H: Bobinado inducido, más polos de conmutación conectados en serie.

(?) A-BH: Representación del bobinado inductor G

K

©

©

F

Í6ÿ

junto con los polos de conmutación.

D

©

(5) l-K: Bobinado inductor independiente. (?) E-F: Bobinado inductor serie. (T) C-D: Bobinado inductor derivación (shunt).

Figura 1.59. Bobinados de motores de C.C.

175 .

.

Convertidores estáticos

Rectificador de C.A. a C.C.

Convertidor de C.C.

Ondulador que transforma la C.C. en C.A. a una determinada frecuencia.

Rectificador ondulador.

Equipo rectificador a tensión continua regulable.

Convertidor. Símbolo general.

Figura 1.60. Convertidores electrónicos.

176 .

.

Placa de conexiones del motor

Bobinados del motor: A1-A2: Inducido.

B1-B2: Bobinado o polos de conmutación. Inducido y polos de conmutación están conectados interiormente. F1-F2: Bobinado inductor, que puede ser: independiente, serie o derivación. Dos bornes disponibles para otro bobinado inductor.

)+ A1

0+

O-

Ó-

F1

F2

B2

Figura 1.61. Bornes de un motor de C.C.

177 .

.

Inversión del sentido de giro de un motor de corriente continua

Para invertir el sentido de giro de un motor de C.C hay que modificar la circulación de la corriente en uno de los dos bobinados, inducido o inductor generalmente el inductor, tal como se representa en los dos esquemas siguientes. .

,

,

136



+

o-

I +

o ÿ

.

.

o +

o -

Esquema 1.97b. Sentido de giro inverso respecto al anterior.

Esquema 1.97a. Un sentido de giro.

178

o -

Arranque de motores de corriente continua QF\

KM1

F2

v-\ n

T S2 t\

(r\

V

KM3

KM? >

-

O

o KM3

KM2

KM4

I Esquema 1.100. Esquema de maniobra común R3

R2

para los dos motores.

\

KM3

. Arranque de motores de corriente continua por eliminación de resistencias. Características del arranque:

R1

KM2

. Un sentido de marcha

.

. Tensión de alimentación constante

. Arranque en cuatro puntos Esquema 1.98. Motor de

Esquema 1.99. Motor de

excitación derivación.

excitación serie.


.

.

. Puesta en marcha por pulsador

.

. Protección por fusible y relé térmico

.

137


179 .

.

Arranque y regulación de velocidad para un motor de corriente continua de excitación independiente L1

L2

L3

Nota: para la conexión de estos equipos se seguirán las instrucciones que proporciona el fabricante del equipo, tanto para la alimentación del circuito de potencia como para el circuito de maniobra. ,

El equipo puede ser individualizado para un motor independiente o integrado en un sistema pilotado por autómata programable. ,

A:

Q5

T1

F* Q3

Q1

Q5\

Q4

si

E

KA1

KA1

V-3

S2

KA1

£ KM1

KA1

Esquema 1.101. Esquemas de potencia y maniobra.

Frenado de motores 1 81 .

.

Procedimientos de frenado

Varios son los procedimientos de frenado utilizados en aplicaciones diversas para motores trifásicos con rotor en cortocircuito.

Respecto al frenado hay que distinguir dos variantes: ,

a) Parada con frenado rápido. b) Parada con frenado y bloqueado del rotor del motor.

138



El paro con frenado rápido puede conseguirse con inversión instantánea y con la alimentación de una corriente continua a una parte del bobinado durante un corto período. El paro con frenado y bloqueado se realiza por medio de electroimanes.

182 .

.

Frenado por electroimán (frenado y bloqueado) L1

L2

L3

L3

KM1

(T) Diferentes formas para la alimentación del electroimán. Esquema 1.102. Esquemas de potencia y maniobra.

Cuando se alimenta el motor, también se alimenta el electroimán que desbloquea el frenado del rotor. Al cortar la alimentación al motor, también se corta al electroimán, que por medio de resortes, bloquea y frena el eje (rotor) del motor.

Representación simplificada de un motor con freno de disco.

(T) Motor. (?) Freno. (?) Motor frenado. (4) Motor desfrenado.

Figura 1.62. Motor-freno.

,


139


183 .

.

Frenado de máquinas

A continuación se estudian las principales formas de frenar motores trifásicos con rotor en cortocircuito y a través de ellos las máquinas. 1831 .

.

.

Introducción al frenado de motores

En muchas ocasiones se precisa frenar una instalación a partir de la máquina que la acciona como es el motor. Vamos a estudiar el frenado eléctrico, aunque hay que saber que hay otros medios de frenado como los que aquí se representan: ,

1 Frenado manual. .

2

.

3

.

4

.

Frenado eléctrico por electroimán. Frenado por accionamiento neumático. Frenado por accionamiento hidráulico. L1

L2

L3

Q1

KM1

VAV\



Representación simbólica del frenado Freno

Símbolo IX_

Freno

Aplicado Freno

Desaplicado

af -3 -

i

a "

©

©

©

Figura 1.63. Diferentes tipos de frenado.

140



1832 .

.

.

Motor equipado por electrofreno

Los motores de pequeña y media potencia pueden venir equipados con electrofreno.

Los motores vendrán equipados con electrofreno cuando así lo requiera la aplicación industrial de los mismos. Los electrofrenos que acompañan a los motores pueden ser de diferentes tipos en lo que se refiere al circuito eléctrico.

Frenado por electroimán trifásico como el que se representa en la parte inferior de esta página y que está alimentado por C.A., normalmente a la misma tensión que el motor.

Frenado por electroimán alimentado por corriente continua como el que se representa bajo estas líneas. L1

L2 ,

,.

L3

I' i=


141


1.8.3.3

Frenado por contracorriente

Para realizar este tipo de frenado es necesario un inversor de giro y el esquema de mando apropiado así como un contacto accionado por la rotación del motor. ,

Funcionamiento

El motor está gobernado por un contactor con protección térmica y mando por pulsadores de marcha y paro. Al poner en marcha entra KM1 que se realimenta a través del contacto auxiliar de KM1. Al coger velocidad el rotor del motor el contacto de (n) se cierra con lo que permitirá seleccionar la inversión de giro para el motor, aunque ésta no se conseguirá mientras no se cierre el contacto auxiliar de KM1 (NC). ,

Para efectuar el paro se pulsará en SI con lo que al desconectarse KM1 permitirá que se conecte KM2 mandando al motor corriente invertida. El eje del motor que todavía está girando en el sentido correspondiente a la selección del contactor KM1 por efecto de las inercias reducirá rápidamente la rotación hasta aproximarse a cero. En este momento (n) abre su contacto y se da por finalizado el frenado. ,

,

Al pararse el motor el eje queda libre (no frenado). Atención a esta circunstancia. ,

L1

L2

L3

Q1

F1

d1

KM1

0

C 3

c5

-\-\ V \ 2

c1

c 3 c ÿ

L1

KM2\--\-\ " 9 ÿ ÿ

-

KM1


142

KM2




1834 .

.

.

Frenado por contracorriente suavizado

La inversión para frenado por contracorriente como el que se ha estudiado en el punto 3 resulta brusca y perjudicial para la mecánica del motor y posiblemente de la propia máquina. ,

Para mitigar los efectos bruscos de la inversión se intercala en el cicuito de potencia un juego de resistencias estatóricas que entrarán en el momento del paro. El esquema de mando permite dos formas de paro, a saber: a) Pulsando en SI. Paro sin frenado.

b) Pulsando en S2. Paro con frenado por contracorriente. También en este esquema, para que se pueda efectuar el paro el motor debe tener en movimiento su eje y se detecta por medio de (n). ,

L1

L2

L3

Q1

d1 ,d3vd5

KM1

V

-

\ 2

V-\ \ 4

d1 J 3 d 5

KM2 V-X-V

\ 6

\ ?

N4"6

L1

f' [l F2 rr

i F2

ÿ ÿÿ

RU

RV

S1 F RW

S2 ? „4 o

6

S2 E~\ KM1 \ 0

-

/

-

KM2

S3 E

¿u

Av ¿ w KM2

KM1



KM1

KM2


143


1.8.3.5 Frenado por alimentación temporal de C.C. al bobinado del motor trifásico L1

L2

L3

3

4 U

V

W 4-

+

O Esquema 1.110. Esquema de potencia y conexión.

Elementos principales del circuito de potencia F1

-

Fusibles de protección del motor.

F2

-

Relé térmico de protección del motor.

F3

-

Fusibles de protección del circuito de rectificación.

M

-

Motor trifásico con rotor en cortocircuito.

TR

-

Transformador de U = 380/110 V.

REC

-

Rectificador de corriente alterna a corriente continua.

KM1 -

Contactor tripolar para marcha del motor.

KM2 -

Contactor bipolar que alimenta al circuito rectificador.

KM3 -

Contactor bipolar para alimentación del motor durante el periodo de frenado con C.C.

Funcionamiento

Durante la fase de frenado los devanados del motor trifásico se conectan de la forma que se representa en la parte inferior derecha de la figura (conexión serie-paralelo), creando un campo magnético que tiende a paralizar el eje del motor por efecto de la atracción magnética que sobre el mismo se ejerce.

144



La desconexión total de la maniobra se realizará en el momento en el que el eje está parado o próximo a pararse. Con este sistema de frenado no se consigue bloquear el eje del motor (rotor), sólo se consigue el paro.

Ejercicio Realizar el esquema de mando para el accionamiento de todos los aparatos del circuito de potencia. 1836 .

.

.

Frenado dinámico de motores de C.C. y C.A., cuya puesta en marcha se hace por arrancador electrónico

a) En un motor de C.C.

b) En un motor de C.A.

Frenado dinámico

El frenado dinámico se emplea cuando se utilizan equipos electrónicos de variación de velocidad en el arranque y regulación de motores de C.A. y C.C.

El procedimiento de frenado dinámico permite controlar la deceleración y paro del motor haciendo que éste disipe la energía cinemática acumulada descargando sobre una resistencia, regulando por tanto la frenada, de acuerdo con la necesidad creada en la máquina. ,

,

Los equipos de arranque deben disponer de la correspondiente resistencia de frenado. Para asegurar un correcto frenado tanto el equipo de arranque y su resistencia de frenado deben tener las características que se correspondan con la potencia e intensidad del motor.



Para suministro, conexiones y dimensionado del equipo consúltese con el proveedor y la información existente. A Red eléctrica. .

B Seccionador con fusibles. .

C Arrancador electrónico (AE). .

D

.

Maniobra y control del AE.

E Motor de C.C. .

F

.

Frenado (resistencia).

1 Bobinado rotórico. .

2 Excitación. .

3 Resistencia de frenado. .

El Motores monofásicos 1 Introducción a los motores monofásicos .

Los motores monofásicos son empleados en múltiples aplicaciones, tanto en electrodomésticos, como en

pequeñas máquinas y aparatos muy diversos, como: lavadoras, frigoríficos, giradiscos, máquinas herramienta, fotocopiadoras, impresoras, escáner, y pequeñas máquinas y aparatos, para imprimirles movimientos de rotación o lineales.

Los motores más empleados son: . Motores monofásicos con bobinado de arranque

.

. Motores monofásicos con bobinado de arranque y condensador . Motores universales

.

.

. Motores de fase partida

.

En este capítulo se hace un pequeño repaso sobre este tipo de motores. 2 Símbolos de motores monofásicos .

146



SÍMBOLO

DENOMINACIÓN

SÍMBOLO

DENOMINACIÓN

Motor asincrono de corriente

M

1.9.1

X

Motor asincrono de corriente

alterna monofásica, con rotor

alterna monofásica, con rotor

en cortocircuito y bornes de salida para la fase auxiliar (bobinado de arranque).

en cortocircuito.

Arranque de un motor monofásico con condensador a) Esquema con arranque directo. L1

b) Esquema del motor. Dos variantes.

N

QF

U

U

,

V V Ó-O

0

BA

U

ó-o

BP

ó-o

BA

V

H b1) Sin condensador

b2) Con condensador

BP - Bobinado principal. BA - Bobinado auxiliar.

C

- Condensador.

Funcionamiento El motor arranca con los dos bobinados conectados.

Cuando el motor adquiere velocidad el contacto accionado por el detector centrífugo se abre, desconectando el ,

bobinado auxiliar (BA) con lo que el motor continua funcionando con el bobinado principal (BP). El bobinado auxiliar (BA) solamente funciona durante la fase de arranque.


147


Arranque e inversión de giro de un motor monofásico

192 .

.

.

con condensador L

N

[] < >-<»

-

I J

o

-

d VJ

KM1

c

y

U

J J

KM2\"Y"V"V"\

Y~\

KM1 + KM2 - Un sentido de giro.

VJ

KM3

KM1 + KM3 - Otro sentido de giro. KM2 y KM3 - Tienen enclavamiento mecánico. Nunca podrán funcionar al mismo tiempo.

Nota: el esquema de maniobra se corresponde con el de un inversor para motor trifásico.

BP

BA

¿J ÿ

Funcionamiento

Para invertir el sentido de giro de un motor monofásico con bobinado de arranque sólo hay que invertir el sentido de circulación de la corriente en uno de los dos bobinados, nunca en los dos al mismo tiempo. ,

En esta aplicación la inversión se realiza sobre el bobinado auxiliar. ,

193 .

.

Motores universales

a) Pequeño motor universal. Una tensión

Motor que funciona a una tensión.

Los motores universales que funcionan solamente con C.A. tienen una construcción diferente a la de los motores que se conectan a redes de C.A. y de C.C. indistintamente. ,

,

148



b) Pequeño motor universal. Dos tensiones

Motor que puede funcionar a dos tensiones de red.

Posición 1 de Q Motor funcionando con la tensión de la red, por ejemplo: 127 V.

Posición 2 de Q Motor que funciona a tensión reducida de la red por ejemplo: ,

230 V.

194 .

.

Motor universal con varias velocidades .

-

ii © En este caso, la variación de velocidad se consigue actuando sobre el devanado del propio motor. . Más espiras menos velocidad. ,

. Menos espiras más velocidad. ,

También se puede variar la velocidad mediante dispositivos electrónicos. Este tipo de motores se aplica en muchos electrodomésticos y en herramientas portátiles. Precisa de cierto mantenimiento (escobillas y colector).


149


195 .

.

Motor monofásico de inducción

Dentro de la gama de pequeños motores, el motor de inducción es el más empleado, junto con

el motor universal. Sólo puede conectarse a redes monofásicas de C.A.

El rotor es de tipo "jaula de ardilla". Motor de construcción muy simple.

Para el arranque de estos motores es necesario producir un desfase de corrientes, lo que se logra en los motores denominados:

. Fase partida

.

. Espiras en cortocircuito

196 .

.

.

Motor monofásico de inducción. Fase partida

Para poder arrancar este tipo de motores se instala un segundo bobinado en serie con un con-

densador. El campo generado por este bobinado está desfasado respecto al campo generado por el flujo principal. Este desfase permite el arranque del motor.

El bobinado auxiliar o de arranque se desconecta automáticamente, cuando el motor ha

adquirido la velocidad nominal. O N

150

El desfase puede obtenerse por efecto de la capacidad o de la autoinducción.



19 .

7 Motor monofásico, con espiras en cortocircuito

.

El procedimiento que permite el arranque del rotor (motor) consiste en que al estar sometidas

las espiras en cortocircuito al campo generado por las bobinas inductoras, le inducen una corriente suficiente para crear un campo magnético opuesto al principal y que es capaz de producir el arranque del motor.

Motor muy simple y de pequeña potencia que no necesita mantenimiento y que se utiliza en electrodomésticos, juguetes y aparatos diversos.

mil Ejercicios de aplicación _

Anexo al Capítulo 1 a) Introducción Resulta muy importante que el estudioso de esta materia, conozca los materiales tratados, para lo que se puede utilizar catálogos y CD que nos proporcionan los fabricantes, donde comprobaremos características dimensionado, calibrado, reglajes, instrucciones, etc. ,

Es imposible disponer de muchos aparatos y materiales, porque son muchos los fabricantes y también por su coste.

Asistir a ferias y a la presentación de materiales que hacen los diferentes fabricantes y distribuidores siempre que sea posible. MATELEC (IFEMA de Madrid), y que se celebra cada dos años, es una muestra de la situación del sector eléctrico. Una visita bien aprovechada, vale por varias horas de clase. ,

También Internet es una buena fuente de información.

b) Contenido de este anexo . Apoyos a la materia estudiada

.

. Repaso del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) respecto a la materia que se estudia en ,

esta obra.

. Comprobaciones y verificaciones sobre el entendimiento y comprensión de la materia tratada . Mediciones sobre instalaciones y receptores

.

. Realización de esquemas de aplicaciones sobre la materia tratada . Cableados sobre planos

.

. Forma de realizar conexiones

.

. Desarrollo de ejercicios prácticos

.


.

.


1 10.1 .

Análisis de un equipo guardamotor

Versión 1 Fusibles - contactor - relé térmico

L1

L2

L3.6

L3

KM

H1

H2


Realizar la práctica eligiendo los aparatos que correspondan a la potencia del motor. Ver tablas.

Esquema 1.112. Esquema de potencia. 1

.

Descripción de los esquemas a)Elementos del esquema de potencia y su función. b) Elementos del esquema de maniobra y su función. c) Tipo de motor y características. d) Finalidad de la puesta a tierra a través del conductor PE.

2

.

Finalidad característica de la protección contra cortocircuitos y sobreintensidad a) Analizar curvas.

b) Leer y tomar nota de los puntos 54, 55, 64 y 69 de la ITC-BT-01 del REBT. c) Leer y tomar nota del punto 61 y 126 de la ITC-BT-01 del REBT y la ITC-BT-22 del mismo Reglamento (Instalaciones interiores y receptoras). Protección contra sobreintensidades.

152



Versión 2 Interruptor magnetotérmico-contactor

L1

L2

L3

N

L3.6 (QF)

Lámparas: MA:

13

21

14

22

QF \

Marcha.

BT:

Baja Tensión.

FS:

Fuera Servicio.

? I>

l>

l>

S1 E-/ 13

S2E-\

km\ 14

A/ B

KM

MA

BT

FS



Esquema 1.114. Equipo de potencia.

1

.

Descripción de los esquemas a) Elementos del esquema de potencia y su función. b) Elementos del esquema de maniobra y su función. c) ¿Qué advierten las lámparas de señalización?

2 Cuestiones técnicas .

a) Analizar las curvas características de los aparatos de protección del esquema. b) Leer y tomar nota de los puntos 87, 88, 107 y 108 de la ITC-BT-01 del REBT.


153


Versión 3 Interruptor magnetotérmico-contactor-relé térmico L1

L2

L3

L3.6 (QF)

N

BT: Baja tensión. FS: Fuera de servicio.

KM

MA

FS

BT



Esquema 1.116. Equipo de potencia.

1

.

Descripción del esquema a) Elementos del esquema de potencia y su función. b) Elementos del esquema de maniobra. c) ¿Qué significa reglaje de los aparatos de protección? d) ¿Qué diferencia un electroimán de C.A. de otro de C.C.?

2 Cuestiones técnicas .

a) Analizar las curvas características de los aparatos de protección del esquema. b) Leer y tomar nota de los puntos 87, 107 y 108 de la ITC-BT-01 del REBT.

c) Leer y tomar nota de la características y funciones del interruptor automático de efecto magnético.

154



1 10.2 .

Cableado de equipos a partir del esquema de maniobra

Ejercicio 1 Puesta en marcha de un contactor desde una caja de pulsadores con marcha S2 y paro SI

.

En condiciones normales, el paro se efectúa después de un tiempo de la conexión por medio de un temporizador KA. L3

F2

SI E

S2 E"\

KM \

KM \

KA

o

KM

En

KA


L1

L2

L3

N

O

O

O

o

[] 0 [] S1 O

S2

KA

KM

E/E-

m

F2

Esquema 1.119. Cuadro eléctrico.


155


Ejercicio 2 Mando de un contactor por tensión reducida, desde una caja de pulsadores con marcha y paro. L3.Q1.6

[]

F1

Q2 V si E

TT - Transformador de tensión.

[]H.1

230 V/110 V

S2 E-\ KM1 \

GD

o

-

i

KM1

Q2

N

Esquema 1.120. Esquema de maniobra. L1

L2

L3

N

S1

S2

I/f ~\

0

0

0

U

V

w

Realizar el esquema de conexiones correspondiente a la maniobra. Esquema 1.121. Cuadro eléctrico.

156

' Cengage Learning Paraninfo


Ejercicio 3 Puesta en marcha de un contactor que alimenta un motor con dos posibilidades de maniobra. ,

a) Desde una caja de pulsadores de paro (SI) y marcha (S2). b) A impulsos, mientras se pulsa S2. L3.6

F

si E-7

S2 E-\

(T) Con interruptor Q abierto, marcha a impulsos

KM

mientras se pulsa S2.

©

La realimentación a través del contacto auxiliar KM

Q

está cortada.

o

KM


L1

L2

L3

N

Realizar el esquema práctico de maniobra

,

QF

de acuerdo con el esquema teórico arriba representado.

p l>

p l>

l>

4

C , C KM

6

C

YY\ 1

o

ó

ó

U

V

w

2

3

Esquema 1.123. Cuadro eléctrico.


157


1 10.3 .

Modificación de un esquema

Ejemplo de modificación de un equipo de mando para un motor situado en una caja que tiene incorporado la botonera de pulsadores (marcha-paro) y se quiere, también, pilotar desde dos puntos exteriores. L1

L2

L3

F1

Q1

N-E3- Caja

<

.

d .d . d

|-j

\-\-V-v-

KM1

-

3 S2

V

F2

S1

Ó-O-O

-

U

V

w

Esquema 1.124. Esquema de la caja con la botonera incorporada.

L1

L2

Caja

L3

m

SI

S2

E-7 E-\ F1

Q1

-B-

1

-o o

VVV

KM1

/

3 S2

-

_

I

F2 -

q si S1

S2

Ó-6-O-

-

U

V

r e\

w

Esquema 1.125. Esquema modificado.

158



. Analizar los esquemas

.

. Materializar el esquema tal como se representa en el primer esquema y luego modificarlo de acuerdo con el segundo esquema. ,

. Realizar el esquema de maniobra para las dos versiones

1 10.4 .

.

Completar el esquema

Funcionamiento de un motor principal condicionado a que esté en servicio un motor auxiliar, en este caso, un ventilador.

Durante el tiempo que esté en funcionamiento el ventilador, podrá arrancarse y pararse el motor principal. L1

L2

L3

N

PE



159


Esquema de maniobra Teniendo en cuenta el esquema de potencia anteriormente representado realizar el esquema de maniobra que cumpla con el enunciado. ,

. Realizar el esquema general de conexiones a partir del esquema de maniobra que se habrá realizado

.

1 10.5

Cableado de potencia de un inversor de giro realizado

.

con contactores L1

L2

L3

O

O

O

i KM1

J

\

rT

\

J

ORDEN DE

CONTACTOR

LAS FASES: U-V-W

KM1 KM2

d

J

J

KM2

L1

L2

L3

O

O

O

O

O

O

U

V

w

Esquema 1.127. En disposición superpuesta.

ORDEN DE

CONTACTOR

d

J

J

KM1

d

J

J

KM1

KM2

KM2

O U

O V

LAS FASES: U-V-W

o w

Esquema 1.128. En disposición pareada.

Cuestiones a responder . Realizar el cableado de potencia para formar un inversor en las dos versiones . Condición requerida para lograr la inversión

.

.

. ¿Cómo se realiza el enclavamiento mecánico entre contactores?

. ¿Cómo se realiza el enclavamiento eléctrico por contactos auxiliares?

160



1 10.6 .

1 10.6.1 .

Inversión para motor trifásico Marcha de un inversor cada vez que se accione el pulsador correspondiente (impulsos) Realizar el esquema general de conexiones correspondiente a la maniobra. L1

L2

o-

F1

L3

N

-O-O

0

F1.1 -

S4

EE3-

\

FU [] KM1

F2 n j~

r'

\ vv

d vd

KM2

-

si e-

S2

E:

S3 ®-

S4 ®-

3 Y

2(?

F2 KM2

T

/

KM1

O

1 S3

Yu ÿ v

w

o-v-ÿ S1

KM1

KM2

S2

Ey E-\

El contactor correspondiente funcionará mientras se accione el pulsador y hasta que el mecanismo no accione el fin de "

"

curso

de este desplazamiento.


1 10.6.2 .


Funcionamiento de un inversor de giro para motor trifásico con "fin de curso" para los dos desplazamientos

Con accionamiento de "fin de curso" y parada del motor.

Inversor con fin de curso para los dos desplazamientos, con paro del motor y pulsadores de marcha (S2 y S3) para cada sentido de giro y de paro (SI).


161



(T) El dispositivo mecánico accionado

KM1y KM2

por el motor se encuentra accionando el fin de curso S4.

contacto normalmente abier-

El motor se pondrá en marcha cuando se pulse S3, que se parará cuando

to (NA) y otro normalmente cerrado (NC).

el mecanismo accione el fin de curso S5.

L1

KM1

Contactor tripolar con un

L2

L3

F1

Fusibles.

F2

Relé térmico tripolar.

N

KM2


Elementos del circuito de maniobra

SI - Pulsador de paro. S2 - Pulsador de marcha (I). S3 - Pulsador de marcha (II). S4 - Fin de curso correspondiente a la marcha I. S5 - Fin de curso correspondiente a la marcha II.


162



1 10.6.3 .

Inversor con fin de curso para los dos desplazamientos, con paro de un sentido de giro e inversión inmediata

Marcha desde una caja de pulsadores de marcha (S2) y de paro (SI). L

Esquema 1.133. Esquema de maniobra. Funcionamiento

El esquema supone que el fin de curso S3 está accionado (abierto).

Al pulsar en S2, entra KM2 (un sentido de giro). Al arrancar el mecanismo, el fin de curso S3, se cierra.

Cuando el mecanismo ha realizado su desplazamiento, acciona S4 que desconecta KM2 y conecta KM1 (otro sentido de giro).

El mecanismo retorna al punto de partida, que al llegar al inicio, acciona el fin de curso S3, dando por concluido el ciclo de marcha.

S3

S4

Figura 1.64. Desplazamiento del móvil.

Interpretación del esquema Describir el funcionamiento del esquema.


163


1 10.7 .

Arranque de un motor en conexión estrella-triángulo (k-A)

Desarrollar correctamente esta conexión implica conocer una parte importante de la tecnología del motor trifásico de rotor en cortocircuito (el más utilizado). Empezaremos con un cuestionario, para a continuación pasar a la realización del esquema general de conexiones. 1 10.7.1 .

Cuestionario

. ¿Qué son motores bitensión? . Con red trifásica de 400 V

,

¿qué motores pueden conectarse en conexión (X-A)?

. ¿Qué significa un arranque directo? . ¿Qué significa un arranque indirecto? . ¿Cuál es la finalidad del arranque en conexión (A A)? -

.

. ¿Qué tipo de arranque es la conexión (k-A)? 1 10.7.2 .

Presentación del esquema de maniobra L3.Q1.6

n

.

i []

KM1

KM3

KM2


Explicar por escrito las fases de funcionamiento del esquema. ¿Qué función realizan los contactos auxiliares (1)?

¿Qué función realiza el enclavamiento mecánico (2)?

164



1 10.7.3 .

Presentación de los elementos del esquema L1

L2

L3

N

O

O

O

O

1 1 1 .

.

HE!

F1.1

F1

KA

d

d

d d .

.

d

m

d

KM1

KM3

KM2

F2

o

o

o

o

o

o

QU QV OW S1 L S2 M 3

~

ÓU1ÓV1ÓW1

©

®

®

©

®

®

Esquema 1.135. Disposición de los elementos en la instalación.

. Realizar el cableado de potencia

.

. Realizar el cableado de maniobra

.

. Conectar el motor del esquema

.

. Conectar la caja de bornes del motor

.

. Marcar los bornes en el cuadro eléctrico


.

165


1 10.8 .

Protección contra contacto indirecto por medio de interruptor diferencial (ID) L

N

PE

Esquema 1.136. Alimentación a un calefactor eléctrico. 1 10.8.1 .

Cuestiones a plantear

. ¿Qué es un contacto indirecto? . Peligros de la electricidad

.

. Sensibilidad del interruptor diferencial

.

. Importancia de testar periódicamente el interruptor diferencial

.

. Leer y tomar nota de los puntos 7 51, 52, 54, 56, 57, 58, 59, 62, 63, 67 y 89 de la ITC-BT-01 del REBT. ,

. Lectura y resumen sobre contactos indirectos que están tratados en la ITC-BT-24 (Instalaciones interiores o receptoras. Protección contra contactos directos e indirectos). ,

1 10.8.2 .

Ensayo a realizar

. Realizar la instalación correspondiente al esquema . En condiciones normales de funcionamiento

,

.

medir las intensidades AL y AN, que serán iguales.

. Montar un potenciómetro que permita derivar una corriente hacia la masa y de ésta al conductor de protección (PE). ,

166



. Comprobar el funcionamiento del IAD pulsando en St (sensibilidad). Cuando la diferencia de intensidades supere la sensibilidad del interruptor diferencial, se dispara automáti,

camente.

. Medir las intensidades AL y

A , que se irán desequilibrando a medida que se deriva corriente hacia la masa.

. Regular la intensidad del potenciómetro R poco a poco, hasta que se efectúe el disparo del IAD. . Comprobar si la intensidad diferencial a que se dispara el IAD (AL- AN= Id), corresponde a la sensibilidad del interruptor automático diferencial (IAD). ,

1 10.9 .

Comparación entre conexiones estrella y triángulo

Este ejercicio trata la verificación práctica de las diferencias entre la conexión estrella (h) y la conexión triángulo (A). L1

L2

L1

L3

QF

L2

L3

YV\

QF I I

I

p p p l>

l>

I

-

I

l>

p p p l>

l>

l>

7 ¿V m

\

:v

a,,

Red trifásica de 400 V.

Red trifásica de 400 V.

Lámparas de 100 W-230 V.

Lámparas de 100 W-400 V.

Esquema 1.137. Conexión estrella (X).

Esquema 1.138. Conexión triángulo (A).

Ensayos a realizar para las dos conexiones . Medir la tensión de línea (VL) U-V;

.

V-W; W-U


167


Medir la tensión de fase (Vf)

.

Medir las intensidades de línea (IL) A ; ,

.

A2; A3

. Medir las intensidades de fase (If)

.

A

. A

fl>

. A

f2'

\

fi

. Quitar o soltar la lámpara 2 y repetir las medidas Verificar los cambios producidos. .

Nota: para efectuar las medidas, puede utilizarse una electropinza y un potenciómetro, dado que se trata de pequeñas intensidades.

1 10.10 .

Comprobar y medir las fases de un motor trifásico con rotor en cortocircuito

1

.

Comprobar en un motor, el orden de las fases en los bornes de

2 Medir las resistencia de cada una de las .

fases del motor

la caja de conexiones

Rf

X

if

V

R =

Y

i

w

Rf

Z

,

Principios de fase.

=

=

Figura 1.66. Fases de un motor trifásico.

Finales de fase.

(Poner las siblas en los bornes).

Figura 1.65. Caja de conexiones del motor. 3

.

En una práctica, medir con electropinza (amperímetro) la intensidad de las tres fases que alimentan al motor

El motor trifásico es un sistema equilibrado, por lo que las tres fases deben absorber la misma intensidad de corriente.

Si no se mide la misma intensidad, es que los bobinados o fases del motor no tienen el mismo número de espiras o hay un cortocircuito entre espiras. Durante un corto período, quitar una fase al motor, y tomar medida en las tres fases de la alimentación para comprobar las diferencias y el desequilibrio que se ha producido. Figura 1.37. Medida de la intensidad de las tres fases que alimentan a un motor trifásico.

168



4

.

Instalaciones de receptores en el REBT ITC-BT-43. Instalaciones de receptores. Prescripciones generales. X

ITC-BT-44. Instalaciones de receptores. Receptores para alumbrado. ITC-BT-45. Instalaciones de receptores. Aparatos de caldeo. ITC-BT-46. Instalaciones de receptores. Cables y folios radiantes en las viviendas. ITC-BT-47. Instalaciones de receptores. Motores.

ITC-BT-48. Instalaciones de receptores. Transformadores y autotransformadores. Reactancias y rectificadores. Condensadores.

1.10.11

Conexión de los bornes de un motor trifásico con rotor en cortocircuito

1 Con red de 400 V .

¿Cómo se conectará un motor que en su placa de características se lee U: 230/400 V? L1

L2

L3

O

O

O

. Razonar el porqué de la conexión elegida

.

. Disponer las placas en los bornes (caja)

.

. ¿Qué significa que un motor es bitensión? . ¿Qué indica la primera y menor de las dos tensiones? En este caso, 230 V.

Figura 1.68. Cajas de conexiones.

2 Con red de 400 V .

¿Cómo se conectará un motor que en su placa de características se lee U: 400/690 V.? L1

L2

L3

O

O

O

Razonar el porqué de la conexión elegida. Disponer las placas en los bornes (caja).

©

®

®

©

®

©

Figura 1.69. Caja de conexiones.


169


3. Con red de 400 V

¿Cómo se conectará un motor que en su placa de características se lee U: 690 V? L1

L2

L3

O

O

O

. Razonar el porqué de la conexión elegida

.

. Disponer las placas en los bornes (caja)

©

®

®

©

®

©

,

Figura 1.70. Caja de conexiones.

1 10.12 .

Análisis de la placa de características de un motor

En la placa de características de un motor, se lee: P: 30 kW

U: 230/400 V I: 104/57 A

En tablas, para 30 kW de potencia le corresponde un factor de potencia de eos cp = 0,87. Determinar: forma de conexión, potencia absorbida de la red potencia útil y rendimiento del motor. ,

,

a) Conexión del motor Con red de 400 V

,

el motor que es bitensión (230/400V) se conectará en estrella (X), para que el bobinado del

motor trabaje a 230 V.

Ur=iUÍ™ 73

S

230V

b) Potencia absorbida de la red (PJ Pa = V3-U-I-coscp (W)

1 000 .

c) Potencia útil cedida por el motor (PJ Pu

= La que se lee en la placa de características del motor. En este caso concreto, 30 kW.

Pu

= a/3 . U . I . costp- r) (W) 1 000 .

(1) Valor que señala la placa de características del motor.

170



d) Rendimiento (x\)

p

.

ti = - . 100 (%) P

a

Nota: aplicando datos y fórmulas, completar cálculos. Factor de potencia (eos (p) para diferentes potencias del motor.

POTENCIA

RENDIMIENTO

kW

TI (%)

FACTOR POTENCIA

POTENCIA

RENDIMIENTO

kW

rj (%>

eos
0 86

87

0,86

15

87

0 86

20

88

0 86

25

89

0 87

0 83

30

90

0 87

78

0 83

40

90

0 87

81

0 83

45

91

0 88 0 88

0,70

11

18

61

0

12,5

0 25

62

0 70

0 55

69

0 75

0 75

74

0 80

11 ,

77

15 ,

2,2

,

COS (p

87

61

0 12

FACTOR

POTENCIA

,

( 0

,

,

,

,

,

70

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

2 5

81

0 83

51

91

3

81

0 84

55

91

0 88

4

82

0 84

75

91

0 88

5

83

0 84

90

92

0 88

85

0 86

100

92

0 88

,

7 5 ,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Tabla 1.50. Factor de potencia y rendimiento para diferentes potencias.

Los datos de esta tabla son orientativos. Pueden sufrir pequeñas variaciones en función del fabricante.


1 71

Automatismos Industriales, Capítulo 1

Recommend Documents