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| En electricidad, se denomina automatismo al circuito que es capaz de realizar secuencias lógicas sin la intervención del hombre. Los automatismos se utilizan tanto en el sector industrial como en el doméstico, para operaciones tan dispares como arranque y control de maquinaria, gestión de energía, subida y bajada de persianas, riego automático, etc. Dependiendo de la tecnología usada, los automatismos pueden ser cableados o programados, en los primer os el funcionamiento lo define la conexión mediante cables, entre los distintos elementos del sistema. En la segunda, es un programa el que procesa en la memoria de un dispositivo electrónico, la información que transmiten los diversos elementos que se le conectan.
La simbología que utilizamos para diseñar circuitos viene dada por la norma UNE, que está regida por la asociación AENOR (Asociación Española de Normalización). Siendo la misma la siguiente:
Circuito con tres
conductores (esquema unifilar)
Circuito con Circuito con tres Circuito con cuatro cuatro conductores conductores conductores (esquema (esquema (esquema unifilar) multifilar) multiifilar)
Llave interruptora Llave interruptora Llave interruptora Llave interruptora unipolar bipolar doble de conmutación
Cuadro de distribución, principal
Cuadro de distribución, secundario
Caja de paso
Caja de medidor
Caja de derivación
Caja de Teléfono
Tomacorriente
Tomacorriente con contacto a tierra
Boca de techo para un efecto
Boca de techo para dos efectos
Boca de pared para un efecto
Boca de pared para dos efectos
Bobina de relé o contactor
Contacto normalmente abierto
Contacto normalmente abierto a la desconexión
Temporizador a la conexión
Contacto normalmente cerrado
Contacto normalmente cerrado a la
Temporizador a la desconexión
Contacto normalmente abierto a la
desconexión
conexión
Contacto conmutado
Electroválvula
Contacto normalmente cerrado a la conexión
Fusible
Contacto normalmente abierto de final de carrera
Pulsador
Relé térmico
Contacto normalmente cerrado de final de carrera
Pulsador normalmente abierto de emergencia
Relé magnético
Contacto normalmente abierto de I. Térmico
Contacto normalmente abierto con enclavamiento
Relé Magnetotérmico
Contacto normalmente cerrado de I. Térmico
Presostato normalmente abierto
Contacto de contactor
Interruptor
Termostato normalmente abierto
Seccionador
Interruptor diferencial
Transformador de intensidad
Zumbador
Magnetotérmico Autotransformador
Timbre de motor
Dínamo
Motor de corriente continua
Sirena
Transformador
Timbre
Señal acústica
Motor de corriente continua
Lámpara piloto Pila o acumulador Motor con 6 bornes
Masa
Batería de pilas
Motor jaula de ardilla
Tierra
Batería con tensión variable
Motor con rotor bobinado
Masa puesta a tierra
Resistencias
Bobina
Condensador electrolítico
Conector macho
Inductor variable
Condensador variable
ï Según la norma UNE, los aparatos se identifican con tres signos: 1º) Una letra que indica la clase de aparato. 2º) Otra letra que nos indica la función. 3º) Un número que nos indica el número dentro del esquema. Ejemplo: Õ
Õ
Según la normativa UNE los bornes de los aparatos se marcaran con la siguiente numeración: Bobina de contactor Õ
Bobina de Relé de mando (auxiliar)
Õ
Indicador luminoso
Contactos Principales del contactor
Õ
Nota: la línea discontinua indica que hay unión mecánica entre los elementos.
Contactos Auxiliares del contactor o de relé de mando Õ
La cifra marcada con (-) indica el orden que ocupa el contacto en el aparato, siendo la segunda cifra la función (3,4 contacto abierto) y
Õ
(1,2 contacto cerrado).
Contactos Auxiliares de temporizador Õ
Õ
La cifra marcada con (-) indica el orden que ocupa el contacto en el aparato, siendo la segunda cifra la función (7,8 contacto abierto) y (5,6 contacto cerrado).
Pulsadores
De conformidad con las últimas publicaciones internacionales, se utiliza el siguiente referenciado: - Alimentación tetrapolar: L1 - L2 - L3 - N - PE (3 fases, neutro y tierra) - Alimentación tripolar: L1 - L2 - L3 - PE (3 fases y tierra) - Alimentación monofásica simple: L - N - PE (fase, neutro y tierra) - Alimentación monofásica compuesta: L1 - L2 - PE (2 fases y tierra) - Salidas a motores trifásicos: U - V - W - (PE)* ó K - L - M - (PE)* - Salidas a motores monofásicos: U - V - (PE)* ó K - L - (PE)* - Salidas a resistencias: A - B - C, etc. * (PE) solo si procede por el sistema de conexión de tierra empleado.
Siendo la tensión entre cualquiera de las dos fases 400 V y entre cualquier fase y el neutro 230 V.
ð Los esquemas de automatismos eléctricos son representaciones de un circuito, que persigue los objetivos de
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Por el número de elementos que se representan con un mismo símbolo pueden ser: a) El esquema unifilar o simplificado se utiliza muy poco para la representación de equipos eléctricos con automatismos por su pérdida de detalle al simplificar los hilos de conexión agrupándolos por grupos de fases, viéndose relegado este tipo de esquemas a la representación de circuitos únicamente de distribución o con muy poca automatización en documentos en los que no sea necesario expresar el detalle de las conexiones. Todos los órganos que constituyen un aparato se representan los unos cerca de los otros, tal como se implantan físicamente, para fomentar una visión globalizada del equipo. El esquema unifilar no permite la ejecución del cableado. Debemos recordar que las normativas internacionales obligan a todos los fabricantes de equipos eléctricos a facilitar con el equipo todos los esquemas necesarios para su mantenimiento y reparación, con el máximo detalle posible para no generar errores o confusiones en estas tareas por lo que se recomienda el uso de esquemas desarrollados.
Õ
b) Este tipo de esquemas es explicativo y permite comprender el funcionamiento detallado del equipo, ejecutar el cableado y facilitar su reparación. Mediante el uso de símbolos, este esquema representa un equipo con las conexiones eléctricas y otros enlaces que intervienen en su funcionamiento. Los órganos que constituyen un aparato no se representan los unos cerca de los otros, (tal como se implantarían físicamente), sino que se separan y sitúan de tal modo que faciliten la comprensión del funcionamiento. Salvo excepción, el esquema no debe contener trazos de unión entre elem entos constituyentes del mismo aparato (para que no se confundan con conexiones eléctricas) y cuando sea estrictamente necesaria su representación, se hará con una línea fina de trazo discontinuo. Se hace referencia a cada elemento por medio de la identificación de cada aparato, lo que permite definir su tipo de interacción. Por ejemplo, cuando se alimenta el circuito de la bobina del contactor KM1, se cierra el contacto correspondiente 13-14 representado en otro punto del esquema y referenciado también con las mismas siglas KM1.
Para el diseño de circuitos en automatismos eléctricos se usa lo que se llama la representación desarrollada en la que los símbolos de dispositivos de un mismo aparato están separados y las uniones mecánicas entre ellos no se dibujan (salvo que sea necesario para ver claramente el funcionamiento). Para ello tenemos tanto el circuito de mando, como el de potencia (fuerza). a) à En este tipo de esquema deben estar representados los siguientes elementos: - Bobinas de los elementos de mando y protección (contactores, relés, temporizadores etc..). - Elementos
del
diálogo
hombre-máquina
(pulsadores,
interruptores, finales de carrera etc«). - Dispositivos de señalización (Lámparas, timbres etc«). - Contactos auxiliares de los aparatos.
Ejercicio 1: Identifica los distintos elementos del esquema de mando anterior. b) à El esquema de potencia es una representación de alimentación de los elementos que queremos alimentar (motores, cargas etc«). En este tipo de esquema figuran los contactos principales de los siguientes elementos: - Dispositivos de protección (Magnetotérmico, Fusible etc«). - Dispositivo
de
Conexión-Desconexión
(Contactores,
Seccionadores etc«). - Actuadores (Motores, Cargas eléctricas, I nstalaciones etc«.).
Ejercicio 2: Identifica los distintos elementos del esquema de potencia anterior.
h ï .Escribe correctamente la numeración de los siguientes contactos:
Õ
Õ
Õ
Õ
Õ
Õ
Õ
Õ
ð .Escribe correctamente la numeración de los siguientes contactos:
h .Explica que es un esquema unifilar y un esquema multifilar, dibujando un ejemplo de cada uno de ellos. ! . Dibuja el símbolo y la numeración de los contactos de los siguientes elementos:
Bobina y contactos principales de con tactor. Contactos principales y auxiliares de relé térmico. Lámpara de señalización. Bobina y contactos auxiliares (abierto y cerrado) de temporizador. Pulsador abierto y pulsador cerrado.
[ .Que es la representación unifilar y la representación multifilar de un esquema de automatismo eléctrico. Pon un dibujo de cada uno de ellos. " .En el siguiente circuito, numerar adecuadamente cada elemento y realizar la lista de los materiales que hay en este circuito.
# Realizar el esquema de la práctica 1: Instalación de marcha a impulsos de un contactor (con funcionamiento y lista de materiales). |$ Realizar el esquema de la práctica 2: Instalación de marcha a impulsos de tres lámparas conectadas en estrella (con fun cionamiento y lista de materiales). || Realizar el esquema de la práctica 3: Instalación de marcha -paro de un contactor con señalización (con funcionamiento y lista de materiales).
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| % Mandar sobre un circuito eléctrico supone ponerlo en marcha o pararlo de forma manual, también invertir la marcha, pero lo más interesante es hacerlo de forma automática, cuando se cumplan una serie de condiciones que se impongan, como cerrar un circuito de lámpara a una hora determinada y abrirlo a otra hora, encender una calefacción cuando la temperatura sea inferior a 16 grados y apagarla cuando pasa de 24, son ejemplos de mando eléctrico manual y automático.
Son aquellos que se ponen en marcha cuando una persona se desplaza
hasta donde esté situado el interruptor y lo acciona a mano. Cuando el interruptor manual es de tipo
magnetotérmico se le pueden añadir
lateralmente dispositivos de desconexión a distancia, también admiten contactos auxiliares para encender o apagar luces de posición, que indican a distancia el estado del interruptor. Los interruptores según su forma de montaje pueden ser: De superficie, para empotrar, tras cuadro.
Los interruptores de superficie se suelen montar sobre tableros, de PVC
a fin de separarlos de la pared, pero pueden perfectamente situarse sobre la pared, cuando se trata de un solo interruptor si son más de uno, concentrados en un punto se recurre siempre al tablero, que en mu chos casos se les llama pizarra. Los interruptores para empotrar se utilizan para peque ña potencia colocados individualmente, sin embargo, se comenzaron a utilizar para colocarlos de manera concentrada sobre paneles de hierro, en chapa de 0'6 mm de grueso. Con los interruptores tras cuadro se inicia un nuevo modo de acabados de cuadros. Las fábricas de material eléctrico construyen ahora interruptores que se pueden fácilmente dividir en dos piezas, por un lado hay un bloque de contactos que se atornilla al fondo del armario y por otro está el mando o maneta que se atornilla a la puerta del a rmario. Cuando la puerta está cerrada el interruptor puede manipularse normalmente, al abrir el armario el mando se separa del bloque de contactos y ya no puede manipular. Por el número de polos, se clasifican en: Unipolar o monofásico, bipolar o bifásico, tripolar o trifásico y tetrapolar Los interruptores pueden servir indistintamente para corriente continua o alterna, es decir; sirven para conductores de fases o conductores de polos, por estos se denominan indistintamente monofásico, bipolar, trifásico, tretapolar o unipolar, bipolar o tripolar. Los motores trifásicos al no tener neutro utilizan interruptores trifásicos. El neutro no se interrumpe. El alumbrado en la mayoría de las veces se hace tomando una fase y el neutro, para apagar el alumbrado, basta con cortar uno de estos dos
conductores activos. Generalmente se corta la fase, pero si se corta el neutro existe el peligro de dejar con tensión el otro conductor.
ï Un contactor es un dispositivo con capa cidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". El contactor ofrece numerosas ventajas, entre las que destacan la posibilidad de: ² interrumpir las corrientes
monofásicas o polifásicas
elevadas
accionando un auxiliar de mando recorrido por una corriente de baja intensidad, ² funcionar tanto en servicio intermitente como en continuo, ² controlar a distancia de forma manual o automática, utilizando hilos de sección pequeña o acortando significativamente los cables de potencia, ² aumentar los puestos de control y situarlos cerca del operario. A estas características hay que añadir que el contactor: ² es muy robusto y fiable, ya que no incluye mecanismos delicados, ² se adapta con rapidez y facilidad a la tensión de alimentación del circuito de control (cambio de bobina), ² garantiza la seguridad del personal contra arranques inesperados en caso de interrupción de corriente momentánea (mediante pulsadores de control), ² facilita la distribución de los puestos de paro de emergencia y de los puestos esclavos, impidiendo que la máquina se ponga en marcha sin que se hayan tomado todas las precauciones necesarias, ² protege el receptor contra las caídas de tensión importante
Clasificación:
A . Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.
A & . Se accionan con ayuda de medios mecánicos.
A & Se accionan mediante la presión de un gas.
A ' & Se accionan por la presión de un líquido. Constitución de un contactor electromagnético. - . Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Están abiertos en reposo. - ( . Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Están acoplados mecánicamente a los contactos principales y pueden ser abiertos o cerrados. - ) . Elemento que produce una fuerza de atracción (FA) al ser atravesado por una corriente eléctrica. Su tensión de alimentación puede ser de 12, 24 y 230V de corriente alterna, siendo la de 230V la más usual. - * . Parte móvil del contactor. Desplaza los contactos principales y auxiliares por la acción (FA) de la bobina. - +, Parte fija por la que se cierra el flujo magnético producido por la bobina. - - Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez cesa la fuerza F uerza de atracción (FA).
CONTACTOR CLÁSICO DE 10 A 60 A
- A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales
y según el número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las manio bras simultáneamente en todas las vías. Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman
parte
del
circuito
auxiliar
del
contactor
y
aseguran
las
realimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo. Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser: - Por rotación, pivote sobre su eje. - Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas. - Combinación de movimientos, rotación y traslación. Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los c ontactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. La bobina está concebida para resistir los choque mecánicos provocados por el cierre y la apertura de los contactos y los choques electromagnéticos debidos al paso de la corriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina o circuito magnético, a veces los dos se montan sobre amortiguadores. Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie. Los bornes de conexión de los contactores se nombran mediante cifras o códigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y las labores de cab leado. - Los contactos principales se referencian con una sola cifra, del 1 al 16.
- Los contactos auxiliares están referenciados con dos cifras. Las cifras de unidades o cifras de función indican la función del contacto: * 1 y 2, contacto normalmente cerrados (NC). * 3 y 4, contacto normalmente abiertos (NA). * 5 y 6, contacto de apertura temporizada. * 7 y 8, contacto de cierre temporizado. - La cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece. - Las bobinas de un contactor se referencian con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qué contactor pertenece. - El contactor se denomina con las letras KM seguidas de un número de orden.
Es necesario conocer las siguientes características del receptor: - La tensión nominal de funcionamiento, en voltios (V). - La corriente de servicio (Ie) que consume, en amperios (A). - La naturaleza y la utilización del receptor, o sea, su categoría de servicio.
Categoría de servicio
Ic / Ie
Factor de potencia
AC1
1
0,95
AC2
2,5
0,65
AC3
5
0,35
AC4
6
0,35
- La corriente cortada, que depende del tipo de categoría de servicio y se obtiene a partir de la corriente de servicio, amperios (A). Los pasos a seguir para la elección de un contactor son los siguientes:
1. Obtener la corriente de servicio (Ie) que consume el receptor. a)
Monofásicas:
b)
Trifásicas:
UÊ ± @ ± ±@
UÊ
2. A partir del tipo de receptor, obtener la categoría de servicio. 3. A partir de la categoría de servicio elegida, obtener la corriente cortada (Ic) con la que se obtendrá el calibre del contador de las siguientes tablas.
Además, hay que considerar la condición del facto r de potencia y la temperatura ambiente de uso. Aplicaciones. Las aplicaciones de los contactores, en función de la categoría de servicio, son:
Categoría de servicio AC1
Aplicaciones Cargas
puramente
resistivas para
calefacción
eléctrica,... AC2
Motores
asíncronos para
mezcladoras,
centrífugas,... AC3
Motores
asíncronos
para
aparatos
de aire
acondicionado, compresores, ventiladores,... AC4
Motores asíncronos para grúas, ascensores,...
EJEMPLO Elegir el contactor más adecuado para un circuito de calefacción eléctrica,
formado
por
resistencias
débilmente
inducidas,
cuyas
características son las siguientes: - Tensión nominal: 230 V - Potencial total: 11 kW - Factor de potencia: 0,95 inductivo. - Temperatura ambiente: menor a 40ºC
Solución: 1. La corriente de servicio se obtiene aplicando la expresión de la potencia en circuito trifásico:
±
± @
üüü
ü Ê
± ü ± ü
2. La categoría es AC1, por ser resistivo el receptor y su factor de potencia próximo a la unidad. 3. La corriente cortada es igual a la servicio y la temperatura ambiente es menor a 40ºC, por lo que el calibre del contactor a elegir es el LC1 -D18 de 32 A.
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Los contactores se pueden aplicar a cinco clases de circuitos: Como interruptor general, son imprescindibles cuando la instalación está equipada con grupos electrógenos alternativos por falta de tensión en la red.
En los circuitos de alumbrado, en combinación con un interruptor horario o cualquier otro sistema de encend ido automático. Los circuitos de calefacción eléctrica, utilizan el contactor en combinación con un termostato. El
factor
de
potencia
de
una
instalación
eléctrica
varía
constantemente en función de los motores que se conectan o se paran, pera corregir el factor de potencia es necesario emplear el contactor, de forma que el acoplo de condensadores se haga de forma automática, en función de lo que varíe el factor de potencia. Motores: El uso principal que se da a los contactores es la protección de motores, de momento no hay otra protección mejor. Cuando un motor está protegido con un contactor y un térmico, a este conjunto se le da el nombre de Guardamotor.
Los diversos circuitos de utilización pueden ser los siguientes:
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h /+*/- En alta tensión se llama así a los interruptores, que se abren (o cierran) en ausencia de tensión, con ayuda de una pértiga de maniobra. En baja tensión, se denominan seccionadores a los interruptores magnetotérmicos que cuando saltan por sobrecarga quedan atrapados en un resorte, de tal manera que no permite se pueda volver a conectar de nuevo. Para volverlo a conectar hay que volver la palanca hacia abajo (abrir), para que salte el resorte de raerme y después cerrar subiendo la palanca.
INTERRUPTOR AUTOMÁTICO SECCIONADOR
Los fusibles colocados de forma solidaria, de forma que al quitar uno se quitan los otros dos, se llaman fusibles seccionadores, por que actúan como si fuese un interruptor.
FUSIBLE SECCIONADOR
Un seccionador, por tanto, pueden ser un interruptor de alta tensión, un interruptor magnetotérmico de baja tensión o fusibles de bloque. Normalmente todos los interruptores automáticos de más de 60 A son de tipo seccionador- disyuntor. Un interruptor al ser alimentado por debajo, da corriente de salida por arriba, el disyuntor no permite la inversión de la corriente, sólo funciona en un sentido nunca al contrario.
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La botonera de marcha y paro, es la más común de todas. Consta de un
pulsador normalmente abierto para la puesta en marcha, y otro pulsador normalmente cerrado para el paro.
En los botones se reserva el color rojo para el paro, el de marcha, puede ser, verde, negro, o cualquier color, suelen venir grabado con 0 (cero) para el paro y con la letra mayúscula I (i) para la marcha. Se llama el pulsador, a la parte exterior sobre la que se actúa y la interior, la que no se ve, bloque de contactos. El bloque de contacto puede ser simple normalmente abierto, o normalmente cerrado. Tambi én puede ser doble, con un contacto normalmente abierto y otro contacto normalmente cerrado al pulsar se actúa sobre los dos contactos al mismo tiempo abriéndose el cerrado y cerrándose el abierto .
[
|
Explica que son los interruptores y cuales son los tipos de interruptores
que existen.
Partes de un contactor electromagnético, ¿para que sirve cada una?.
ï
Define cada uno de los tipos de contactores que existen.
ð
Elige el contactor para cada uno de los siguientes casos: a) Accionamiento simultaneo de un motor asíncronos con las siguientes características: fdp = 0,6; Potencia = 2,8Kw; U = 380v. Temperatura 70ºC. b) Accionamiento simultaneo de 58 lámparas halógenas con las siguientes características de cada una: fdp = 0,98; Potencia = 150w; U = 230v. Temperatura 30ºC.
h . Dibuja las partes principales de un contactor, indicando cada una de ellas y explica brevemente su funcionamiento. ! . Define que es intensidad de corte de un contactor. [ . Explica para que sirve la bobi na, el núcleo y la armadura en un contactor. " . Calcular el contactor necesario para un motor de rotor en cortocircuito con inversión en marcha de 4 ½ CV, conectado a 400 V trifásico con Cosű= 0,72, Temperatura 50ºC. # . Calcular el contactor necesari o para un motor de anillos de 4,9 Kw, conectado a 230 V monofásico con Cosű= 0,35, Temperatura 72ºC. |$ . Elige los contactores necesarios para las siguientes cargas: a) Un motor de rotor en cortocircuito con desconexión a motor lanzado, de 12 Caballos de potencia, conectado a 400 V trifásico y Cos ű = 0,63. b) Un Motor Shunt con inversión de marcha de 1,3 Kw cada, conectados a 127 V, con Cosű= 0,85 y Temperatura 45ºC. ||
Explica cuales son los tipos de circuitos en los que se pueden aplicar el
uso de contactores y cuales son sus caracteristicas principales. |
Que es un seccionador, ¿Cuáles son los tipos de seccionadores que
existen?
" *( 3
Se dan cuando la activación o desactivación de una carga (o contactor) se produce en función de unas condiciones determinadas. A. Una carga o un contactor solo se puede activar cuando se active otra carga o contactor.
1
KM2 no se puede activar hasta que no se active KM1
B. Una carga o un contactor NO se puede activar cuando este activada otra carga o contactor.
1
Cuando KM1 está activado KM2 no se puede activar
C. Una carga o un contactor NO se puede desactivar cuando este activada otra carga o contactor.
1
Cuando KM1 Y KM2 están activados, KM1 no se puede desactivar hasta que lo haga KM2 D. Una carga o un contactor NO se puede desactivar cuando está desactivada otra carga o contactor
1
Si KM1 está activado no se puede desactivar hasta que se active KM2