Unidad 2.Principios generales de las máquinas eléctricas
Un esquema eléctrico eléctri co es una representación repres entación gráfica gráfi ca de una instalación instalació n eléctrica o de parte de ella, en la que queda perfectamente definido cada uno de los componentes de la instalación y la interconexión interconexión entre ellos.
Esquemas eléctricos ............................................. ............................................... ............... 3 Esquemas explicativos ....................................................................................................... 4 Esquemas de realización o ejecución ................................................................................ 4 Esquemas unifilares............................................................................................................ 4 Esquemas de principio o funcionamiento .......................................................................... 5 Esquema general de conexiones ....................................................................................... 6 Esquema de conexión por haces ....................................................................................... 7 Esquema de representación dirigida .................................................................................. 8 Esquema de emplazamiento .............................................................................................. 9
Designación de fases en circuitos III ................................................................................ 11
Dónde podemos encontrar más información ................................................................... 21
El esquema eléctrico es la forma más sencilla de representar una instalación o conjunto de instalaciones eléctricas; en el esquema eléctrico deben estar representados, de forma simbólica, los aparatos y accesorios y los cables de conexión que forman el circuito. En caso de que se empleen varios esquemas para representar una misma instalación, debido a su complejidad, éstos pueden ser de muy diversas formas y contenidos. Podemos decir que un esquema o un conjunto de esquemas, que representen una instalación eléctrica, debe reunir al menos dos condiciones: •
•
Ser una representación fidedigna de todos los elementos que intervienen en la instalación. Representar de la forma más sencilla y clara posible todos los circuitos, por complicados que éstos sean. En caso necesario deberán realizarse todos los esquemas parciales necesarios para la correcta interpretación de la instalación eléctrica y futuros mantenimientos.
Existen muchos tipos de esquemas eléctricos para que puedan cubrir todas las necesidades de una instalación, por compleja que ésta sea, siendo los más usuales los relacionados a continuación:
Son los que nos enseñan únicamente como funciona una instalación eléctrica, sin tener en cuenta para nada la situación real de los elementos que en ella intervienen. Éstos a su vez pueden ser: a) Esquemas unifilares. b) Esquemas de principio o funcionamiento.
c) Esquema general de conexiones.
Son los que se emplean para poder ejecutar una instalación o parte de ella. En éstos se representa la situación real de los elementos de la instalación, pero son muy complicados para interpretar su funcionamiento. Los más utilizados, son: d) Esquemas de conexión por haces. e) Esquemas de representación dirigida. f) Esquemas de emplazamiento.
Son la representación más elemental de un circuito eléctrico. Se suelen emplear cuando la instalación es muy sencilla, o cuando ésta tiene circuitos semejantes que funcionan simultáneamente. En este tipo de esquemas los conductores y aparatos idénticos se representan dibujando uno solo de ellos y añadiéndole tantas rayitas oblicuas como número de ellos contenga la instalación. La figura 1 nos muestra este tipo de esquemas, comparados con su mismo esquema dibujado en multifilar.
Figura1
Este tipo de esquema es sin lugar a dudas el más utilizado, ya que es la forma más sencilla y clara de interpretar el funcionamiento de un circuito o instalación eléctrica. En este tipo de esquemas están representados todos los aparatos eléctricos, así como los cables que los conectan, teniendo en cuenta la relación eléctrica que guardan entre sí, pero sin tener en cuenta para nada la situación real de los mismos, ya que solamente serviría para complicar el dibujo. Cuando se realiza este tipo de esquema, tanto si se dibujan en forma de columnas horizontales como verticales, deben situarse los símbolos que representan los distintos aparatos, de tal forma que se eviten, en todo lo posible, los cruces entre las líneas que representan los cables eléctricos para que la interpretación del esquema sea clara. En la figura 2 se ven ejemplos sencillos de este tipo de esquemas.
Figura 2
En este tipo de esquemas, como se ve en la figura 3, se representan todos los aparatos e hilos de conexión que forman la instalación, pero la diferencia con los anteriores es que en éstos se representa la posición real que ocupan los distintos aparatos en la instalación. Éste es sin duda el tipo de esquema más completo que existe, pero solamente resulta práctico para instalaciones pequeñas, ya que las instalaciones grandes serían muy difíciles de seguir con este tipo de esquemas. En las instalaciones grandes se recomienda realizar, por un lado, los esquemas de principio o funcionamiento y por otro, unos planos de situación, con la ubicación real de todos los componentes; incluso en las instalaciones grandes se prefiere emplear diferentes tipos de esquemas, dibujando por un lado los circuitos de mando y auxiliares y por otro los circuitos de potencia.
Figura 3
Este tipo de esquemas, que podemos considerar como auxiliares, se suelen emplear para facilitar el cableado, cuando el número de conductores de una instalación es muy elevado. En estos casos se suelen hacer varios esquemas por haces, ya que facilitan enormemente la conexión. En este tipo de esquemas, de los cuales vemos unos ejemplos en la figura 4, se representa un haz de varios conductores con un único trazo grueso, del cual van saliendo los distintos hilos, que pueden ser identificados por la denominación de los bornes a los cuales ha de ser conectado cada uno (ejemplo A), y si éstos no se corresponden, se identifica en cada extremo el borne de salida y el de destino (ejemplo B); incluso si la instalación es muy grande se identifica además, por medio de letras y números, la situación de los bornes dentro del esquema, indicándonos, como si de un mapa se tratara, la cuadrícula del papel donde esta dibujada la conexión de destino.
Figura 4
Este tipo de esquemas se emplea a veces para el cableado de instalaciones muy grandes, donde la gran cantidad de hilos dificultaría el seguimiento, debido al gran número de líneas que habría que dibujar. Con este tipo de esquemas lo que se pretende es reducir el número de líneas del esquema, para facilitar su seguimiento al ejecutar la instalación. En estos esquemas se dibujan los símbolos de todos los aparatos y bornes, y sobre estos últimos se identifican las conexiones correspondientes por medio de números y letras, algo parecido a como se hacía en los esquemas por haces. Puede identificarse solamente el número de borne de salida y el nivel donde está situado el borne de destino, tal como se ve en el ejemplo de la figura 5, siempre que los bornes de salida y de destino tengan el mismo número, o bien, se puede añadir la identificación del borne de destino si no se corresponde con el de salida, o también la de cuadrícula donde se halla el borne de destino en el papel, e incluso el número de hoja donde esta dibujado el borne de destino, cuando el esquema ocupa más de una hoja.
Figura 5
Este tipo de esquemas se usa mucho en las instalaciones de viviendas y locales comerciales, ya que por ser instalaciones sencillas, al instalador le es suficiente con que le den la situación de los aparatos eléctricos utilizados (lámparas, enchufes, radiadores, etc.) para que él pueda cableados. En este tipo de esquemas se emplea una simbología especial muy sencilla, que junto con las canalizaciones, se dibuja sobre un plano del local a instalar, tal como se ve en el ejemplo de la figura 6. El plano del local se suele dibujar a escala, con el fin de que nos permita calcular fácilmente, los cables y tubos de protección necesarios en la instalación para la conexión de los distintos aparatos eléctricos. En el apartado siguiente, denominado «Símbolos eléctricos», veremos los símbolos más utilizados en este tipo de esquemas, junto con los símbolos generales de toda instalación eléctrica.
Figura 6
R
L1
1
I
1ª Fase
Marrón
S
L2
2
II
2ª Fase
Negro
T
L3
3
III
3ª Fase
Gris
O
N
0
Neutro Aislado
Azul Claro
O
NPE
0
Tierra y protección
Verde/Amarillo
En motores III (Trifásicos) U- V-W: Entradas al motor (principios de las fase) X-Y-Z: Motor (finales de las fase)
En motores monofásicos U- V Fase principal W-Z Fase auxiliar R·T Línea
Reóstatos para el arranque de motores III X-Y-Z En reóstatos con tres bornes R-S-T Para reóstatos con Seis bornes U-V-W Para reóstatos trifásicos Reóstatos para el arranque de motores bifásicos U-X/Y-W Transformadores U-V-W Bornes de alta tensión u-v-w Bornes de baja tensión R-S-T Línea En corriente continua Polo positivo (+) color rojo Polo negativo (-) color azul Designación de los bobinados en dinamos y motores A-B C-O E-F G-H J-K
Bobinado inducido Bobinado inductor derivación Bobinado inductor serie Polos auxiliares Bobinado inductor de excitación independiente
Al borne A le corresponde el + de la línea. Reóstatos de arranque L M R
Empalme de línea. (+) Unión arrollamiento inductor derivación (borne C) Empalme arrollamiento inducido (rotor - borne A)
Para representar gráficamente las instalaciones eléctricas, debemos emplear una serie de símbolos o signos gráficos, que nos ayuden a identificar los distintos aparatos eléctricos o partes esenciales de los mismos. Estos símbolos deben ser sencillos y claros, y estar de acuerdo con las normas internacionales para que cualquier profesional los pueda interpretar. Existen muchos tipos de símbolos para representar un mismo aparato eléctrico, debido a la multitud de normas existentes, pero los que nosotros debemos emplear, principalmente, son los que veremos en las dos tablas siguientes. La tabla 1 representa los símbolos sencillos más empleados en la instalación de edificios y viviendas, que están de acuerdo con las «Normas tecnológicas de edificación. Instalaciones de electricidad de baja tensión NTE-IEB». La tabla 2 representa los símbolos generales más utilizados, tanto para instalaciones domésticas como industriales, y que están de acuerdo con las tres normas de simbología más actuales, que son:
• • •
Comisión electrotécnica industrial. CEI 113 y CEI 117. Norma europea. CENELEC (EN 50-005). Norma española. UNE 20004.
Conjuntos, subconjuntos
Amplificador de válvulas o de transistores,
funcionales.
autómata programable, regulador de velocidad, amplificador magnético, laser, maser.
Transductores de magnitud no
Par termoeléctrico, célula fotoeléctrica,
eléctrica a magnitud eléctrica
detector de proximidad, termostato, etc.
o viceversa. Condensadores. Operadores binarios
Operador biestable, registrador de cinta o de
dispositivos temporizadores,
disco.
dispositivos de memoria. Elementos diversos.
Elementos de iluminación, de calefacción no especificados en esta tabla.
Dispositivos de protección.
Fusible, limitador de sobre tensiones, pararrayos.
Generadores, fuentes de
Generatriz, alternador, convertidor rotativo de
alimentación.
frecuencia, batería, oscilador.
Dispositivos de señalización.
Señalizaciones acústicas y luminosas.
Relés y contactores.
C2
Neón
Ne
Naranja
C3
Vapor de Sodio
Na
Amarillo
C4
Mercurio
Hg
Verde
C5
Yodo
I
Azul
C6 Electroluminescente EL
Blanco
C9
Fluorescente
FL
Infrarrojo
IR
Ultravioleta
UV
En equipos importantes utilizar y
Inductancias.
Rojo
(auxiliares)
(principales)
Bobinas de inducción, bobinas de bloqueo.
Motores. Aparatos de medida, equipos
Relojes, contadores.
de ensayo. Aparatos mecánicos de
Interruptor automático, seccionado, disyuntor.
conexión para circuitos de potencia. Resistencias.
Potenciómetro, shunt, reostato, etc.
Aparatos mecánicos de
Mando auxiliar manual, pulsador, interruptor de
conexión para circuitos de
posición, conmutador, selector.
mando. Transformadores.
De tensión, de intensidad.
Moduladores, convertidores.
Decodificador, demodulador, rectificador
Válvulas electrónicas,
Tiristor, válvula de vacío, de gas, lámpara de
semiconductores.
descarga
Vías de transmisión, guías de
Cable, juego de barras, antena parabólica.
onda, antenas. Bornes, clavijas, zócalos.
Clavijas, regleta de bornas, punta de prueba, terminales para soldar.
Aparatos mecánicos
Freno, válvula magnética, embrague.
accionados eléctricamente. Transformadores diferenciales, filtros, cargas correctoras, limitadores, ecualizadores.
Filtro de cristal, ecualizador, compresor.
Ejemplo: A continuación se presenta un ejemplo de los esquemas más utilizados en la
instalación de un Motor trifásico con arranque directo, accionado con un contactor trifásico controlado por un pulsador de marcha (1) y otro de paro (0). Además protegido contra sobrecorrientes y cortocircuito.
Esquema No1: Circuito de potencia en el que quedan representados todos los
elementos de la instalación que alimentan al motor.
Esquema No 2: Circuito de maniobra en el que se representa el mando de la bobina
(electroimán) del contactor.
Esquema No 3: Circuito general de conexiones en el que se representan
conjuntamente los esquemas de potencia y maniobra.
Los esquemas números 1 y 2 son los más usados, mientras que el número 3 se utiliza cuando la maniobra es sencilla.
Símbolos para diagramas http://www.scribd.com/doc/6058083/Simbolos-Para-Diagramas-Electricos
Simbología eléctrica http://d1105488.mydomainwebhost.com/usuarios/Toni/web_simbolos/unidad_simb olos_electricos_indice.html
Simbología eléctrica normalizada http://www.artegijon.com/UserFiles/File/Toni/IBASICAS/simbolosnuevos.pdf
