PRACTICA 2 Arrancador a 2 hilos
INTRODUCCION: Control a dos hilos: Se designa así por tener solo dos hilos que conectan al dispositivo piloto que energiza al arrancador. También es conocido como liberación por falta de voltaje o liberación por bajo voltaje. El riesgo es tanto para el equipo como para el propio operador, ya que el restablecimiento del suministro de energía eléctrica es sin previo aviso, por tanto todas las maquinas conectadas con este tipo de control arrancaran juntas y de golpe al restablecerse el servicio de energía. En el alambrado y diagramas elementales, dos hilos conectan el dispositivo de control (el cual puede ser un interruptor de temperatura o termostato, uninterruptor de flotador, un interruptor de límite, un interruptor de presión u otro dispositivo de control mantenido) a la bobina del arrancador magnético. Cuando se cierran los contactos del dispositivo de control, completan el circuito de la bobina del arrancador, motivando que conecte este el motor a la línea.Cuando los contactos del dispositivo de control se abren, la bobina del arrancador queda des energizada y para el motor. El control a dos hilos o dedos hilos provee el disparo o apertura por bajo voltaje pero no protección por bajo voltaje. Como es ilustrado, el alambrado del arrancador permite funcionar automáticamente de acuerdo a la señal del dispositivo de control, sin la atención de un operador. La parte punteada que se muestra en el diagrama elemental representa el circuito sostenido del contacto auxiliar que está en el arrancador, pero no utilizado en el control a dos hilos o de dos hilos. Para mayor simplicidad esta parte se omite del diagrama elemental convencional de dos hilos.
OBJETIVO DE LA PRÁCTICA: PRÁCTICA: Aprender la conexión del arrancador a 2 hilos, y sabe r que es el pulso pe rmanente utilizando una estación de botones.
MATERIAL: -
Motor eléctricojaula de ardilla
-
Contactor
-
Relevador
-
Estación de botones
Diagrama eléctrico del circuito construido
Diagrama de fuerza.
PROCEDIMIENTO: Para el caso 1A se conecto la línea 1 a la estación de botones, en el botón de paro y este se conecto en serie al botón de arranque para así llegar al borne de la bobina la cual será accionada cuando se oprima el botón de arranque y pararla cuando se oprima el botón de paro. A esto se le llama pulso permanente.
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Relevador
-
Estación de botones
Diagrama eléctrico del circuito construido
Diagrama de fuerza.
PROCEDIMIENTO: Para el caso 1A se conecto la línea 1 a la estación de botones, en el botón de paro y este se conecto en serie al botón de arranque para así llegar al borne de la bobina la cual será accionada cuando se oprima el botón de arranque y pararla cuando se oprima el botón de paro. A esto se le llama pulso permanente.
CONCLUSION: Se observo y se manipulo el pulso permanente. Se observo como manteniendo el botón de arranque pulsado este energiza la bobina y se des energiza cuando se suelta el botón o se oprime el botón de paro.
Practica 1-B: Control a tres hilos con paro predominante sobre orden de arranque.
Introducción: Un circuito de control a tres hilos utiliza contactos momentáneos en los botones arrancar- parar y un circuito sostenido de contactos auxiliares alambrado en paralelo con el botón de arranque para mantener el circuito. Presionando el botón de arrancar se completa el circuito a la bobina. Los contactos del circuito de energía en las líneas 1,2,y 3 se cierran completando de esta manera el circuito al motor y el contacto del circuito sostenido (mecánicamente ligado a los contactos de energía) también se cierra. Una vez que el arrancador se hacerrado el botón de arrancar puede dejarse libre ya que ahora el contacto auxiliar está cerrado y proporciona elpaso de la corriente eléctrica hacia la bobina del arrancador magnético. Este contacto auxiliar conectado en paralelo con el botón NA de arrancar es llamado también contacto auxiliar de retención o contacto auxiliar de enclavamiento. Presionando el botón de parar NC se abrirá el circuito de la bobina causando que el arrancadorabra el circuito de alimentación del motor. Como los tres hilos de la estación de botones arranque y paro esta conectados dentro del arrancado en los puntos 1 (L1) 2 y 3 este esquema de alambra do es conocido normalmente como control a tres hilos o control de tres hilos.
Obsérvese la figura.
Diagrama de control.
Diagrama de fuerza.
Objetivo: Que el alumno comprenda y a aprenda a construir un sistema de control a tres hilos con función de paro predominante sobre orden de arranque.
Material: Fuente de alimentación de vca trifásica. Arrancador trifásico con bobina de 220 volt. Botón pulsador negro normal abierto NA. Botón pulsador rojo normal cerrado NC. Cables conectores.
Procedimiento: Tome un cable conector e insértelo en la terminal del lado izquierdo (entrada) del botón rojo NC. El extremo libre conéctelo a la salida L1 de la fuente de 120 volt.
Tome nuevamente un cable e insértelo en el lado derecho del mismo botón (salida). El extremo libre insértelo en la entrada del botón negro NA. Tome otro cable e insértelo en la salida del botón negro NA. El extremo libre insértelo en la terminal de entrada de la bobina de excitación del arrancador. Conecte las terminales L1 y L2 del arrancador a las terminales L1 y L2 de la fuente. Conecte la terminal de enclavamiento a la línea L1 de la fuente Verifique minuciosamente todas las conexiones. Una vez hecho esto, proceda a conectar la fuente. Verificación del funcionamiento: Para verificar que todo funcione perfectamente presione el botón de negro (Arranque). Al presionarlo debe escuchar claramente un “click” fuerte, indicando esto que la bobina del arrancador fue energizada; el carrete “subió” y los contactos del
mismo ahora están cerrados. Al soltar el botón negro la condición debe permanecer; el carrete de la bobina se mantiene arriba y los contactos permanecen cerrados (La bobina del carrete quedo “enclavada” o sostenida”).
Para desactivar el arrancador presione el botón de paro (rojo). Nuevamente debe escuchar un fuerte “click”
que indica que “bajo” el carrete de la bobina y los
contactos se han abierto. Ahora mantenga presionado el botón de paro
e intente energizar el contactar
presionando al mismo tiempo el botón negro; no debe suceder nada. Con esto se comprueba la característica de “paro predominante sobre orden de arranque”;
mientras este presionado el botón de paro no es posible energizar al arrancador.
Conclusiones: Este tipo de control es sumamente útil cuando necesitamos un circuito que solo controle la puesta en marcha y el paro de un motor eléctrico. Representa la base de controles mucho más complejos para maquinaria eléctrica. Este elemental circuito control nos muestra las ventajas de uso de circuitos de control de maquinaria eléctrica: 1.- Seguridad: No hay necesidad de que el operador manipule peligrosos circuitos de alta potencia.
2.- Simplicidad de operación: Solo basta presionar un botón para poner en marcha o detener un motor. No hay necesidad de operar robustos interruptores de cuchillas o termomagneticos.
Practica 3: Control a tres hilos con marcha predominante sobre orden de paro.
Introducción: Un circuito de control a tres hilos utiliza contactos momentáneos en los botones arrancar- parar y un circuito sostenido de contactos auxiliares alambrado en paralelo con el botón de arranque para mantener el circuito. Presionando el botón de arrancar se completa el circuito a la bobina. Los contactos del circuito de energía en las líneas 1,2,y 3 se cierran completando de esta manera el circuito al motor y el contacto del circuito sostenido (mecánicamente ligado a los contactos de energía) también se cierra. Una vez que el arrancador se hacerrado el botón de arrancar puede dejarse libre ya que ahora el contacto auxiliar está cerrado y proporciona elpaso de la corriente eléctrica hacia la bobina del arrancador magnético. Este contacto auxiliar conectado en paralelo con el botón NA de arrancar es llamado también contacto auxiliar de retención o contacto auxiliar de enclavamiento. Presionando el botón de parar NC se abrirá el circuito de la bobina causando que el arrancadorabra el circuito de alimentación del motor. Como los tres hilos de la estación de botones arranque y paro esta conectados dentro del arrancado en los puntos 1 (L1) 2 y 3 este esquema de alambrado es conocido normalmente como control a tres hilos o control de tres hilos.
Obsérvese la figura.
En esta práctica se usara una variante del circuito original que permita poner en marcha el motor momentáneamente (pulso permanente) aunque este presionado el botón de paro al mismo tiempo. Objetivo: Que el alumno comprenda y a aprenda a construir un sistema de control a tres hilos con función de marcha predomínate sobre la orden de paro.
Material: Fuente de alimentación de vca trifásica. Arrancador trifásico con bobina de 220. Botón pulsador negro normal abierto NA. Botón pulsador rojo normal cerrado NC. Cables conectores.
Procedimiento: Tome un cable conector e insértelo en la terminal del lado izquierdo (entrada) del botón Negro NA. El extremo libre conéctelo a la línea L1 de la fuente de 120 volt.
Tome nuevamente un cable e insértelo en el lado derecho del mismo botón (salida). El extremo libre insértelo en la entrada del conector de bobina en el arrancador. Conecte las terminales L1 y L2 a las terminales L1 y L2 de fuente. Tome otro cable e insértelo en la entrada del botón rojo NC. El extremo libre insértelo en la terminal izquierda (entrada) del botón negro NA (conector hembra del cable ya puesto allí). Conecte otro cable en la salida del botón rojo NC. El extremo sobrante insértelo en el conector auxiliar de enclavamiento del arrancador. Verifique minuciosamente todas las conexiones. Una vez hecho esto, proceda a conectar la fuente.
Verificación del funcionamiento: Para verificar que todo funcione perfectamente presione el botón de negro (Arranque). Al presionarlo debe escuchar claramente un “click” fuerte, indicando esto que la bobina del arrancador fue energizada; el carrete “subió” y los contactos del
mismo ahora están cerrados. Al soltar el botón negro la condición debe permanecer; el carrete de la bobina se mantiene arriba y los contactos permanecen cerrados (La bobina del carrete quedo “enclavada” o sostenida”).
Para desactivar el arrancador presione el botón de paro (rojo). Nuevamente debe escuchar un fuerte “click”
que indica que “bajo” el carrete de la bobina y los
contactos se han abierto. Ahora mantenga presionado el botón de paro
e intente energizar el arrancador
presionando al mismo tiempo el botón negro; debe escuchar el “click” fuerte solo cuando presiona el botón de arranque. Con esto se comprueba la característica de “Marcha predominante sobre orden de paro”; mientras este presionado el botón de
paro el sistema de control se convierte en sistema de pulso permanente (tiene que mantener presionando el botón de arranque para mantener activado el arrancador).
Conclusiones: Este tipo de control es sumamente útil cuando necesitamos un circuito que solo controle la puesta en marcha y el paro de un motor eléctrico. Representa la base de controles mucho más complejos para maquinaria eléctrica.
Este circuito en particular añade cierta precisión en el control del motor que se está usando; Se le puede dar un pulso de activación largo o se le pueden dar múltiples pulsos cortos para tener más control sobre el movimiento del mecanismo que se acciona (una grúa por ejemplo). Este elemental circuito control nos muestra las ventajas de uso de circuitos de control de maquinaria eléctrica: 1.- Seguridad: No hay necesidad de que el operador manipule peligrosos circuitos de alta potencia. 2.- Simplicidad de operación: Solo basta presionar un botón para poner en marcha o detener un motor. No hay necesidad de operar robustos interruptores de cuchillas o termomagneticos.
Practicas 4-8: Control Automáticode sistema de bombeo.
Introducción: Cuando deseamos automatizar un sistema de bombeo de agua necesitamos se necesitan recibir señales de control que indiquen los diferentes estados en los que se encuentran los niveles de los depósitos. Estas señales serian: Nivel de tinaco alto, nivel de tinaco bajo y nivel de cisterna bajo; esta última señal evitaría el caso de que la bomba se quedara funcionando “en seco”, pues al no haber agua en la cisterna l a señal
de nivel alto nunca llegaría y la bomba nunca se apagaría, lo que podría dañar los sellos del eje.
Objetivo: Construir un sistema de control para bomba con operación automática, así como comprender bien su principio de funcionamiento.
Material: Fuente de alimentación de VCA trifásica. Contactor con bobina de 120 VCA. 3 Botón pulsador negro normal abierto NA. 3 Botón pulsador rojo normal cerrado NC. Relevador OL de protección. Cables conectores.
Procedimiento: Se construyo en circuito mostrado en la siguiente figura. Todos los contactos cerrados son simulados con botones rojos y los contactos abiertos con botones negros. Se revisaron las conexiones bien y se procedió a en cender la fuente.
Observaciones: MS1,MS2 y MS3 son los interruptores que controlan las condiciones de tinaco lleno, tinaco vacio y cisterna vacía respectivamente. Se puso en marcha el mando con BA y al
presionar MS1 o MS3 éste se apagaba. Si se presiona MS2 el mando arranca (tinaco vacio). La apertura del contacto OL provoca que el mando quede inutilizado.
Conclusiones: Este sencillo mando es adecuado para el control de un equipo de bombeo domestico. Habrá que poner atención en la calidad de componentes como los interruptores de nivel porque de su fiabilidad depende el buen funcionamiento del mando en todo momento.
Practica 9: (Sistemas de Bombeo) Control Manual – Fuera – Automático para sistema de bombeo. Introducción: Cuando deseamos automatizar un sistema de bombeo de agua necesitamos se necesitan recibir señales de control que indiquen los diferentes estados en los que se encuentran los niveles de los depósitos. Estas señales serian: Nivel de tinaco alto, nivel de tinaco bajo y nivel de cisterna bajo; esta última señal evitaría el caso de que la bomba se quedara funcionando “en seco”, pues al no haber agua en la cisterna la señal
de nivel alto nunca llegaría y la bomba nunca se apagaría. Si necesitamos operar manualmente la bomba para propósitos de pruebas o cuando se haya dañado algún sensor de nivel, se implementa adicionalmente al mando automático un mando manual que deriva los sensores de nivel y permite arrancar la bomba desde una estación de botones. Para cambiar de modo manual a modo automático se usa un interruptor tipo selector de tres posiciones. Objetivo: Construir y comprender el funcionamiento de un control eléctrico tipo manualautomático.
Material: Fuente de alimentación de VCA trifásica. Contactor con bobina de 120 VCA.
2 Botón pulsador negro normal abierto NA. 3 Botón pulsador rojo normal cerrado NC. Selector de 3 posiciones. Modulo OL de protección. Cables conectores.
Procedimiento: Inserte un cable en la terminal L1 de la fuente de alimentación. El extremo libre insértelo en la entrada del botón de paro (rojo, stop).
Inserte otro cable en la salida del botón de paro y el extremo sobrante colóquelo en la entrada del botón de arranque (negro, start). Inserte un cable corto dentro del cable a la entrada del botón de arranque. El extremo libre conéctelo a la entrada de uno de los pares de contactos del contactor. Inserte otro cable corto a la salida del par contactor elegido y el extremo libre insértelo a la salida del botón de arranque. Inserte otro cable en la salida del botón de arranque y el extremo sobrante conéctelo a la terminal 1 del selector. Conecte un cable a la terminal 2 del selector y el otro extremo a entrada de la bobina del contactor. Conecte otro cable a la salida de la bobina y el otro extremo a la entrada de los contactos NC del modulo OL. Coloque otro cable a la salida de los Contactos del OL y el extremo sobrante colóquelo en la terminal N de la fuente.
Con esto se termina de construir la parte manual del control. La parte automática se construye como sigue:
Inserte un nuevo cable en la terminal L1 de la fuente (dentro del que ya está puesto). El extremo libre insértelo a la entrada de un botón rojo NC; este será MS1, señal correspondiente a nivel de tinaco alto. Inserte otro cable a la salida de MS1 y el extremo libre insértelo en otro botón rojo NC; este será MS3, señal de nivel bajo de cisterna. Inserte otro cable a la salida de MS3 y el lado sobrante conéctelo a la entrada de otro par de contactos del contactor. Inserte otro cable a la salida del mismo contactor y el extremo sobrante conéctelo a la terminal 3 del interruptor selector. En la terminal 4 del selector inserte otro cable y conéctelo a la entrada de la bobina del contactor. Conecte otro botón rojo NC en paralelo con el las terminales del contactor anteriormente usado. Este será MS2; señal de nivel bajo de tinaco. Verifique minuciosamente las conexiones realizadas de acuerdo al siguiente diagrama. Una vez hecho esto conecte la fuente.
Funcionamiento en modo manual: El circuito funciona como un simple control a tres hilos. Presione el botón negro “Start” para arrancar el motor. El motor se mantra energizado porque el contacto
auxiliar C quedo cerrado al energizar la bobina del contactor. Para parar, presione el botón rojo “Stop”.
En modo automático: Para que el motor arranque debe cumplirse que MS1, MS3 Y MS3 estén cerrados. Esto equivale a decir que no hay agua en el tinaco, hay agua en la cisterna y el contacto de nivel bajo se cerro, permitiendo arrancar al motor al energizar la bobina del contactor por medio de C. Arranque el motor simulando un nivel bajo de tinaco, esto es, presionando MS3. El motor debe arrancar y mantenerse así. Para simular un nivel alto de tinaco, pare el motor oprimiendo MS1. Para simular la protección por bajo nivel de cisterna, mantenga presionado MS2. No hay forma de que el circuito arranque porque está interrumpido el circuito y la bobina del contactor no puede energizarse. Una vez terminada la práctica, desconecte la fuente y después desarme el circuito. Ponga orden en su banco de trabajo. Conclusiones: Tener un mando que permita ejercer control de forma manual o automática es muy útil; en caso de que alguno de los dos controles falle siempre queda el oro de respaldo. En este control se aprende como es necesario analizar las condiciones con las que se pondrá en marcha el equipo. En este caso para que el equipo encienda se necesita que no haya agua en el tinaco y además que haya agua en la cisterna. O de otra forma se tiene que operar manualmente desde la estación de botones. Un análisis minucioso de las condiciones de operación permite diseñar un control que cumpla perfectamente con las condiciones de funcionamiento, sea eficaz y tenga el menor costo posible, pues entre mejor sea el diseño menor es el número de elementos necesitados.
Practica 10: Sistema de control para equipo hidroneumático.
Introducción: Existen sistemas en los que sus elementos de potencia dependen de condiciones mutuas para entrar en funcionamiento, esto significa que solo un equipo puede estar funcionando a la vez en el sistema hasta que sus elementos de control lo desactivan
cuando se cumplen las condiciones para ello. Una vez detenido un equipo se habilita la puesta en marcha del otro. Es de entenderse que este otro equipo también depende de condiciones de control, que deben cumplirse para que entre en operación. A este tipo de control mutuamente dependiente se le conoce como candado eléctrico; mientras un equipo funciona, se deshabilita la puesta en marcha del otro. En esta práctica se va a construir un control eléctrico que simule el sistema de control de un equipo hidroneumático que deberá tener las siguientes condiciones de control: -
Mientras funcione la bomba de agua del depósito, no podrá funcionar el motocompresor de aire.
-
Si es el compresor quien entra primero, entonces se deshabilita la bomba de agua.
-
Paralelo a la entrada en marcha del compresor, deberá abrirse una válvula solenoide a la descarga de este.
Objetivo: Construir y analizar y comprender el funcionamiento de un sistema de control con implementación de candado eléctrico.
Material: Fuente de alimentación de VCA trifásica. 2 Contactores con bobina de 120 VCA. 3 Botón pulsador negro normal abierto NA. 3 Botón pulsador rojo normal cerrado NC. 2 Módulos OL de protección. Luz Indicadora verde. Cables conectores.
Procedimiento: Inserte un cable en la terminal L1 de la fuente de alimentación. El extremo sobrante insértelo en la entrada de un botón rojo NC, este será el botón de paro manual.
Inserte otro cable a la salida del botón de paro y conecte en serie con este dos botones rojos NC más. Estos será MS1 (nivel alto de depósito de agua) y MS3 (Nivel bajo de cisterna). En serie con el ultimo botón rojo, conecte uno de los módulos OL, la salida conéctela a un botón negro NA que será el botón de arranque manual. En paralelo al botón de arranque conecte un par de terminales NA (negras) del contactor 1 (el de bomba) que serán los contactos de enclavamiento de la bobina. Ahora, en paralelo con estos contactos conecte un nuevo botón negro NA que simulara ser MS2 (nivel bajo del depósito). Conecte un puente entre la salida del par de contactos negros usado y la terminal de entrada de un par de contactos NC (rojos) en el otro contactor (de motocompresor). La salida conéctela a la entrada de la bobina del contactor de bomba. Conecte la fuente de alimentación y presione el botón de arranque. El carrete del contactor de bomba debe quedar enclavado; esto descarte fallas de algún componente hasta el momento. Si no ocurre lo anterior, revise nuevamente las conexiones. Desconecte la fuente. Ahora conecte otro cable la terminal L1 de la fuente y el extremo libre conéctelo a un modulo OL (2). Continúe conectando en serie con el OL2 un botón negro NA que simulará ser el interruptor de presión del motocompresor (PS1). Ahora lleve un cable desde la salida de este botón hasta la entrada de un par de contactos NC en el contactor de bomba. Ahora conecte un puente entre la salida de este par de contactos y la entrada de bobina en el contactor de motocompresor. Conecte al neutro la bobina del contactor de compresor colocando un puente entre su salida y la salida de la bobina del contactor de bomba. Nuevamente conecte la fuente. Presione el botón de arranque. El contactor bomba debió energizarse, ahora presione PS1 (botón negro), no debe suceder nada. Desactive contactor bomba presionando el botón de paro. Ahora mantenga presionado PS1. El contactor de compresor se mantiene activado. Siga presionando y al mismo tiempo pulse el botón de arranque de bomba. No debe suceder nada. Suelte PS1. Si ocurrió todo lo anterior se descartan hasta el momento fallas en los elementos o malas conexiones en la etapa del compresor. De lo contrario revise. Por último conectamos a L1 otro cable, el extremo libre lo conectamos a la entrada de un par de terminales NA en el contactor de compresor. La salida de este contacto se conecta a la luz indicadora verde y ésta, en su salida, a neutro. Esta lámpara simula la activación del la válvula de solenoide VS1.
Por último, revise minuciosamente las conexiones de acuerdo al siguiente diagrama.
Funcionamiento: El sistema está controlado mediante dos variables; el nivel de agua en el depósito y la presión de aire dentro del mismo. A causa del diseño del circuito solo puede satisfacerse una condición a la vez; O se bombea agua para mantener el depósito a su nivel normal o se bombea aire para mantener la presión interna necesaria. Nunca se pueden hacer ambas. El circuito de bomba funciona mediante las señales que le entregan MS1 MS2 y MS3. Un nivel bajo en el deposito cerrara el contacto MS2 y la bomba arrancara siempre y cuando no este funcionando el compresor. Mientras la bomba funcione los contactos MC se mantienen abiertos impidiendo así la entrada en funcionamiento del compresor. Cuando el deposito recupera su nivel de agua, MS1 envía la señal de corte y la bomba se detiene habilitando al mismo tiempo al compresor (Contactos MC cerrados). Si faltara presión de aire en el deposito, PS1 se cerraría, poniendo en
marcha el compresor y deshabilitando con esto el circuito de bomba (contactos C abiertos) hasta que el deposito recupere su presión normal de operación. La válvula solenoide VS1 se activa al entrar en marcha el compresor, esta válvula se encuentra en el lado de descarga. Start y Stop son los botones de paro y marcha manual. MS3 es un interruptor que impide la entra de la bomba en caso de haber un nivel muy bajo en la cisterna.
Conclusiones: Cuanto más variables hay que controlar en un proceso mas complejo se hace un sistema de control. Para construir circuitos complejos de control, la comprensión del sistema, el orden la disciplina y el paso a paso son fundamentales para descartar fallas y hacer funcionar todo correctamente.
Practica 11.- Paro predominante sobre la orden de marcha con retardo al arranque.
Introducción: En ocasiones puede ser deseable que un equipo se ponga en marcha tras un cierto tiempo después de haber dado la orden de arranque. Pudiera ser el caso de la puesta en marcha de un motor muy grande o un equipo que en general represente peligro para el personal si se está cerca de él cuando este se pone en marcha.
Objetivo: Construir un circuito de control que provoque un retardo en la activación del contactor de un equipo cualquiera.
Material: 2 botones pulsadores NA y NC negro y rojo. Relay temporizador (TD)
Contactor, cables.
Procedimiento: Se conectan en serie los siguientes elementos: Boton de paro , botón de arranque, relay temporizador (TD). L1 va a la entrada de arranque (rojo) y N va a la salida de la bobina de TD. Para dejar enclavado el mando se usan los contactos instantáneos NA de TD en paralelo con el botón de arranque.
L1 Se conecta a la entrada de un par contactos temporizados NA. La salida va a la entrada de bobina del contactor. La salida de la bobina se conecta a neutro.
Conclusiones.
Este mando es útil para la seguridad de un operario. Si se incorpora una lámpara piloto o una alarma, será más fácil darse cuenta de que hay que tomar precauciones porque el equipo está por arrancar.
Practica 12.- Marcha lenta
Introducción: Este mando se usa para “romper la inercia del rotor” en un motor de inducción y proveer un corriente de arranque menor. Un pulso rápido pone a girar al rotor y en seguida se cambia a la posición de funcionamiento normal.
Objetivo. Construir un mando con la característica de marcha lenta manual.
Material. Botones rojo y 2 negros, NC y NA respectivamente. Interruptor de 1 polo 2 tiros Relay OL Contactor
Procedimiento. Se construyo el circuito de la figura siguiente.
Verificación del funcionamiento: Con el interruptor hacia arriba (marcha lenta) se comprobó el funcionamiento del motor que responde al pulso instantáneo, sin sostenerse. Con el interruptor abajo El motor funcionaba se activa de igual forma a un control a 3 hilos. La maniobra de marcha lenta debe ser rápida.
Conclusiones: Este mando es útil para tener un mayor control sobre un equipo accionado por motor eléctrico; con el pulso se evita que se ponga en marcha bruscamente el motor o que de más vueltas de las necesarias en caso de que se necesite avance limitado en la maquina accionada.
PRACTICA 13: Directa-reversa
Introducción: Lo que serequiere para invertir la dirección de rotación de un motor de jaula de ardilla trifásico es intercambiar dos cualesquiera de los tres cables de energía. Se puede bloquear el motor para una inversión rápida conectándolo para girar en dirección inversa mientras todavía funciona en la dirección directa. La corr iente durante el periodo de bloqueo es sólo ligeramente más alta que la corriente de arranque. En ocasiones, el bloqueo puede imponer un esfuerzo demasiado grande en la maquinaria movida o en el proceso, en cuyo caso el motor debe pararse por algún otro medio, antes de la inversión.
Objetivo: Construir y comprender un arrancador de reversa de 3 con un cierre de combinación mecánica.
Material: Fuente de alimentación de VCA trifásica. 2 Contactores con bobina de 120 VCA.
2 Botones pulsadores negros normal abierto NC. 2 Botones pulsadores rojos normal cerrado NA. Modulo OL de protección. Cables conectores.
Procedimiento: Inserte un cable en la terminal L2 de la fuente de alimentación. El extremo libre insértelo en la entrada del botón de paro NC. Inserte otro cable en la salida del botón de paro y el extremo sobrante colóquelo en la entrada del botón de arranque NA. Inserte un cable de la salida del botón de arranque NA a los contactos auxiliares NC del contactor de la bobina M. Se conecta en serie el modulo OL y la salida va conectado al neutro. El botón de arranque NA se conecta en paralelo con un juego de contactos NA del contactor de la bobina M. Conecte la fuente de alimentación y presione el botón de arranque. El carrete del contactor de M debe quedar enclavado; desconecte la fuente. Ahora conecte otro cable la terminal L2 de la fuente y el extremo libre conéctelo a un botón de paro NC; de la salida del botón de paro NC conecte otro cable a la entrada de un botón de arranque NA. Inserte un cable de la salida del botón de arranque NA a un juego de contactos NC del contactor N. Conecte al neutro la bobina del contactor de N. Conecte en paralelo el botón de arranque a los juegos de contactos NC del contactor N. Conecte la fuente de alimentación y presione el botón de arranque. El carrete del contactor de N debe quedar enclavado; desconecte la fuente. Ahora para hacer el candado mecánico: el botón de arranque NA del contactor M se conecta a los contactos NC del contactor N; al momento de presionar el botón de arranque NA del contactor M, el contactor N no podrá entrar en operación.
Ahora del botón de arranque NA del contactor N se conectan a los contactos NC del contar M; al momento de presionar el botón de arranque NA del contactor N, el contactor M no podrá entrar en operación.
Funcionamiento. El circuito controlador de inversión consiste en un par de contactores magnéticos, M y N, cerrados con combinación mecánica de manera que no se puedan cerrar simultáneamente. Cuando están cerrados los contactos M y los contactos N están abiertos, el motor corre en la dirección directa (en el sentido de las manecillas del reloj). Cuando los contactos N están cerrados y los contactos M están abiertos, el motor corre en la dirección inversa en dirección contraria al de las manecillas d el reloj. Cuando la bobina de contactorM recibe energía y se cierra se impide que el contactorN se cierre mediante un cierre de combinación mecánica. El contactorM queda bloqueado por el contactorN de la mismamanera.
Diagramas de control y fuerza
Practica 14 Construcción del circuito de control para un equipo de refrigeración; Caso 1.
Esquema del circuito de control
El circuito anterior representa el circuito de control de un equipo de refrigeración. La mayoría de los elementos que lo componen son ya conocidos, pero hay que prestar especial atención en VS1 Y RC que tienen funciones especiales.
RC representa la Resistencia de Carter; que tiene la siguiente función: Cuando las temperaturas que rodean al compresor (temperatura ambiente) son muy bajas, en los tiempos de parada del compresor puede ocurrir que el fluido refrigerante depositado en el cárter se condense, por lo que en el momento del arranque se produce un vaporización rápida del fluido que conlleva un arrastre de aceite. También la baja temperatura amiente afecta a la viscosidad del aceite, ya que si es muy baja, esta aumenta las resistencias a vencer en el arranque. Para evitar estas circunstancias se instalan en el cárter unas pequeñas resistencias eléctricas que los mantienen a cierta temperatura, de tal manera que cuando para el compresor entran en funcionamiento.
VS1 es una válvula tipo solenoide. Su función se explica a continuación.
Prevención de la inundación del compresor: Probablemente la aplicación más común de una válvula solenoide, es su uso como válvula de paso automática en la línea de líquido que alimenta un evaporador. Aunque las válvulas de termoexpansión son producidas como dispositivos de cierre hermético, no se puede confiar en un cierre positivo, si la superficie de sus asientos está expuesta a polvo, humedad, corrosión o erosión. Además si el bulbo remoto de una válvula de expansión está instalado en un sitio donde durante los ciclos de paro puede ser afectado por una temperatura ambiente más alta que la del evaporador, la válvula puede abrir durante una parte del ciclo de paro y admitir el paso del liquido al evaporador. Una válvula de solenoide en la línea de líquido, conectada para cerrar cada que el compresor pare, evitara dicha fuga y prevendrá el que el compr esor llegase a tener un “bloqueo de liquido” que pudiera provocar su destrucción.
Funcionamiento del circuito de control. Para poner en marcha el equipo hay que presionar el botón de arranque. Cuando de presiona este botón, se energiza el relé de control R que alimenta a la red de interruptores de presión y temperatura y la bobina del contactor C. R queda enclavado gracias a un par de contactos auxiliares que posee. R alimenta a los interruptores pasando primero por el relevador bimetálico de sobrecarga OL, de ahí al interruptor de baja, Interruptor de alta e interruptor de temperatura y por ultimo esta la bobina C del contactor del motocompresor. Para que el equipo arranque se necesitan cumplir las siguientes condiciones: El interruptor de baja LP está cerrado (NC); esto significa que la presión en el lado de succión del compresor ya supero la presión mínima de trabajo a la cual esta calibrado LP. El interruptor de alta HP (NC) está cerrado también. La presión en el lado de alta está por debajo de la presión de corte de HP (HP es un elemento de seguridad que para el motocompresor en caso de existir sobrepresión a la descarga de este). La cámara refrigerada supero la temperatura de corte del interruptor de temperatura (NC), por lo tanto éste está cerrado. Si se cumplen las condiciones anteriores se energiza la bobina del contactor C y entonces el motocompresor arranca. Como la válvula solenoide VS1 esta normalmente cerrada y está controlada por el contactor C también, al arrancar el equipo se activa también esta válvula que abre el paso de refrigerante hacia la succión del motocompresor.
La resistencia de cárter RC funciona solo cuando el motocompresor está parado por que está conectada a un par de contactos NC del contactor. Al arrancar el compresor la resistencia se desconecta. El equipo se para cuando la temperatura en la cámara llega a su valor normal (Corta Itemp), cuando existe una sobrepresión en el lado de descarga del compresor (corta HP), Cuando existe una muy baja presión en el lado de succion del compresor (Corta LP) o si se presiona el botón de paro.
Practica 15Construcción del circuito de control para un equipo
de refrigeración; Caso 2.
Diagrama eléctrico del control implementado.
El esquema presentado tiene como función controlar un equipo de refrigeración. Aparecen para este caso de control, un nuevo elemento llamado Relé temporizado (DR) y una función del sistema de refrigeración llamada “Pump -down”. A continuación
se explica cada uno de ellos.
Relé temporizador Un relé temporizador es un componente que está diseñado para temporizar eventos en un sistema de automatización industrial, cerrando o abriendo contactos antes, durante o después del período de tiempo ajustado. Estos aparatos son compactos y constan de: • Un oscilador que proporciona impulsos. • Un contador programable en forma de circuito integrado. • Una salida estática o de relé.
Es posible ajustar el contador mediante un potenciómetro graduado en unidades de tiempo, situado en la parte frontal del aparato. De este modo, el equipo cuenta los impulsos que siguen al cierre (o la apertura) de un contacto de control y al alcanzar el número de impulsos, es decir, una vez transcurrida la temporización, genera una señal de control hacia la salida.
Control de vacio (Pump Down) Una importante variación de la aplicación de solenoide para la línea de líquido es el llamado “Pump Down”, que es una condición que permite ahorrar energía en los
arranques del motocompresor del equipo; Cuando la temperatura en la cámara llega al valor deseado la válvula solenoide cierra la línea de succión del compresor, esto provoca que caiga la presión en la línea de succión y que se abra el interruptor de baja presión parando al motocompresor. Al caer la presión en la succión también queda en baja presión el lado de compresión, que normalmente esta a 275 psi. Cuando la cámara refrigerada empiece a calentarse de nuevo cerrara el termostato y arrancara el compresor, sin embargo, ahora el esfuerzo al arranque será menor pues ya no arrancara a las 275 psi normales sino a una presión mucho más baja. Menor esfuerzo al arranque se traduce en menor consumo potencia eléctrica, lo que conlleva al ahorro de energía antes mencionado.
Funcionamiento del circuito de control:
Para poner en marcha el equipo hay que presionar el botón de arranque. Cuando de presiona este botón, se energiza el relé de control R que alimenta a la red de interruptores de presión y temperatura y la bobina del contactor C. R queda enclavado gracias a un par de contactos auxiliares que posee. R alimenta a los interruptores pasando primero por el relevador bimetálico de sobrecarga OL, de ahí al interruptor de baja, Interruptor de alta, el interrptor de temperatura y por ultimo esta la bobina C del contactor del motocompresor.
Para que el equipo arranque se necesitan cumplir las siguientes condiciones:
El interruptor de baja LP está cerrado (NC); esto significa que la presión en el lado de succión del compresor ya supero la presión mínima de trabajo a la cual esta calibrado LP.
El interruptor de alta HP (NC) está cerrado también . La presión en el lado de alta está por debajo de la presión de corte de HP (HP es un elemento de seguridad que para el motocompresor en caso de existir sobrepresión a la descarga de este).
La cámara refrigerada supero la temperatura de corte del interruptor de temperatura (NC), por lo tanto éste está cerrado y energiza a la válvula solenoide que a su vez abre el paso de refrigerante hacia el evaporador y de ahí a la succión del compresor. Mientras el líquido pasa por el evaporador, este absorbe calor, lo que hace que aumente su presión. Cuando la presión del refrigerante ya es lo suficientemente alta en el lado de succión, el interruptor LP cierra y el compresor se pone e n marcha. El relé con retardo al arranque DR pone en marcha al equipo en 90 segundos si el contacto LP no ha cerrado hasta entonces. Esto evita que se acumule un exceso de líquido en el evaporador entre el tiempo que la válvula solenoide abre y el compresor arranque.
IPD, RPD, CPD forman en conjunto el interruptor de presión diferencial de aceite. Este elemento se encarga cortar la energía eléctrica al motor del compresor en caso de que la presión de aceite producida por la bomba sea insuficiente para el correcto funcionamiento del compresor. IPD es un interruptor de presión en la línea de aceite, CPD es un contacto bimetálico y RPD es una resistencia calefactora que, -de no llegar la presión de aceite al nivel adecuado en 90 segundos tras arrancar el compresor-, hará que se abra el contacto CPD.
Si se cumplen las condiciones anteriores se energiza la bobina del contactor C y entonces el motocompresor arranca. La resistencia de cárter RC funciona solo cuando el motocompresor está parado por que está conectada a un par de contactos NC del contactor. Al arrancar el compresor la resistencia se desconecta. El equipo se para cuando la temperatura en la cámara llega a su valor normal (Corta Itemp), cuando existe una sobrepresión en el lado de descarga del compresor (corta HP), Cuando existe una muy baja presión en el lado de succión del compresor (Corta LP) o si se presiona el botón de paro.
Practica 16Construcción del circuito de control de un acondicionador de aire tipo ventana.
Introducción Una unidad de A/A tipo ventana tiene un control muy sencillo; ventilador y A/A propiamente. Usa 2 perillas; ajuste de temperatura (termostato) y la otra para seleccionar aire o aire + frio. En base a estas condiciones de funcionamiento se construirá un circuito de control.
Objetivo. Construir el circuito de control de una unidad de A/A tipo ventana. Como el aparato contiene todos los elementos, la práctica consistirá en realizar el cableado entre ellos.
Procedimiento: Se realizaron todas las conexiones del diagrama mostrado. Se verificaron bien y después se conecto el equipo a la energía eléctrica. Se verifico el funcionamiento único del ventilador en modo “fan”, asi como también la función de enfriame into en modo “cool”.
Practica 17 Arranque y paro con un solo botón.
Introducción: En algunos casos puede que sea necesario que se controle el funcionamiento de un motor mediante un solo botón para parar y arrancar. Este circuito ofrece una solución a tal problema.
Objetivo: Diseñar y construir un circuito de control que permita arrancar y parar un motor desde el mismo pulsador.
Material: Botón negro NA. 4contactores. Relay OL
Procedimiento: Se construyo cuidadosamente el circuito de la figura. Se revisaron bien las conexiones y se puso en funcionamiento.
Funcionamiento. El contactor R1 funciona como relevador de “excitación”; esto es porque pone en
funcionamiento en motor al excitarse R3 por medio de uno de sus contactos. Al mismo tiempo, R1 deja habilitado a R2. R2 funciona como relevador de “desexcitacion” porque al segundo pulso abre el
contacto cercano a R3 y desenergiza el circuito dejándolo listo para un nuevo ciclo. R3 es el relevador de control del contactor principal C que hace funcionar al motor.
Conclusiones: Este control puede ser útil en casos para los cuales e necesite estética o que por razones extraordinarias no pueda equipar un botón individual para paro y arranque. Lo ideal es que este circuito monte también una luz piloto que muestre el estado de funcionamiento del motor.
Practica 18Ejercicio Kosow 5.10 Tres motores de inducción se utilizan en un sistema transportador. La secuencia de funcionamiento de los motores debe ajustarse a los siguientes requisitos: (1) el motor 1 debe estar excitado y en marcha antes de que puedan estar el 2 o el 3, (2) los motores 2 y 3 pueden ser arrancados simultáneamente desde un solo pulsador y pararse ambos mediante uno solo, (3) los motores 2 y 3 pueden ser puestos en marcha y parados individualmente sin parar el motor 1, (4) al parar el motor 1 se pararán los otros dos motores. Dibújese un esquema de control que satisfaga dichas condiciones. Todos los motores arrancan a plena tensión.
Esquema de control.
Practica 19 Ejercicio KOSOW 5.11 Tres motores de inducción A, B, y C se utilizan en una central automática. La secuencia de las operaciones requiere las relaciones siguientes entre los motores: (1) cuando A y C están excitados, el motor B no puede ser excitado; (2) cuando A y B están excitados, el motor C no debe estarlo; (3) desexcitando A se desexcitarán los otros dos. Dibújese un esquema de control indicando los botones individuales de arranque y paro para todos los motores, satisfaciendo las condiciones antedichas. Utilícense tantos relés como se crea conveniente para realizar la lógica señalada.
Esquema de control.
