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AUTOMATISMO 2010

Instructor: Roberto José Oviedo DíazElectricidad Industrial

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CONTACTORES ELÉCTRICOS

Los contactores eléctricos son los elementos de mando que conectarán o desconectarána nuestros receptores (bobinas, luces, motores, etc.). Dichos contactos están alojados enlas cámaras de contactos y son accionados por diversos sistemas, por ejemplo:pulsadores, interruptores, relees, etc. En cada cámara de contactos puede haber uno ovarios contactos. Según la norma DIN (0660/52), el contactor “es un interruptor mandado a distanciaque vuelve a la posición de reposo cuando la fuerza de accionamiento deja de actuarsobre él”. El contactor se utiliza para la conexión de elementos de potencia y nos permitirá laautomatización de nuestras maniobras. Básicamente es un interruptor trifásico que enlugar de accionarlo manualmente lo podemos hacer a distancia, con menor esfuerzofísico y mayor seguridad a través de una bobina.

Clasificación

1-Contactores electromagnéticos. Su accionamiento se realiza a través de unelectroimán.2-Contactores electromecánicos. Se accionan con ayuda de medios mecánicos.3- Contactores neumáticos. Se accionan mediante la presión de un gas.4- Contactores hidráulicos. Se accionan por la presión de un líquido.

* Los contactores se pueden clasificar de acuerdo con:Por su construcciónContactores electromecánicos: Son aquellos ya descritos que funcionan de acuerdo aprincipios eléctricos, mecánicos y magnéticos.Contactores estáticos o de estado sólido: Estos contactores se construyen a base detiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como:Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario.La potencia disipada es muy grande (30 veces superior).Son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante.Su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.*Por el tipo de corriente eléctrica que alimenta la bobina.Contactores para AC.Contactores para DC.*Por los contactos que tiene.Contactores principales.Contactores auxiliares.*Por la carga que pueden maniobrar (categoría de empleo). Tiene que ver con lacorriente que debe maniobrar el contactor bajo carga.


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Básicamente existen dos tipos de contactos:Normalmente Abierto (N .A.) Normalmente Cerrado (N .C.)

El N.A. deja pasar la corriente hasta que es accionado.El N.C. permite el paso de la corriente y la corta cuando es accionado.Ambos contactos vuelven a la posición inicial una vez que a finalizado elaccionamiento.Para diferenciar el tipo de contacto en la cámara se utiliza una numeración compuestapor dos dígitos que sigue las siguientes reglas:

Primera cifra: Número de orden en la cámara de contacto.Segunda cifra: Número de contacto ó función ya sea NA ó NC.

Ejemplo:

Por contactos especiales se entienden los que pertenecen a dispositivos de protección(relees térmicos, etc.), a temporizadores y a contactos.

CONSTITUCIÓN DE UN CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO.

Contactos principales: Son los destinados a abrir ycerrar el circuito de potencia. Normalmente seencuentran abiertos ó en reposo.Contactos auxiliares. Son los encargados de abrir y

cerrar el circuito de mando. Están acopladosmecánicamente a los contactos principales y sonabiertos o cerrados. Bobina. Elemento que produce una fuerza deatracción (FA) al ser atravesado por una corrienteeléctrica. Su tensión de alimentación puede ser de12, 24 ,120 y 220V de corriente alterna, siendo la de220V la más usual. Armadura. Parte móvil del contactor. Desplaza loscontactos principales y auxiliares por la acción (FA)de la bobina.Núcleo. Parte fija por la que se cierra el flujomagnético producido por la bobina.

1 ó 2: N.C.3 ó 4: N.A5 ó 6: especial N.C.7 ó 8: especial N.A.


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Resorte. Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo unavez cesa la fuerza FA.

FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR.

A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurandoel establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías depaso de corriente, será bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las maniobrassimultáneamente en todas las vías.Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte delcircuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones, 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, mueveel núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo através de los polos el circuito entre la red y el receptor.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte depresión 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 yla apertura de los contactos y los choques electromagnéticos debidos al paso de lacorriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina ocircuito magnético, a veces los dos se montan sobre amortiguadores. Si se debegobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y elde parada en serie.

Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las característicasde los contactores:

• Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensión, que uncontactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactosse suelden.

• Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar, sin riesgode daño de los contactos y de los aislantes de la cámara apaga chispas. Lacorriente es más débil en cuanto más grande es la tensión.

Para que los contactos vuelvan a su posición anterior es necesario desenergizar labobina. Durante esta desenergización o desconexión de la bobina (carga inductiva) seproducen sobre-tensiones de alta frecuencia, que pueden producir interferencias en losaparatos electrónicos.

Desde del punto de vista del funcionamiento del contactor las bobinas tienen la mayorimportancia y en cuanto a las aplicaciones los contactos tienen la mayor importancia.


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RECOMENDACIONES.

Es recomendable estar verificando la separación de estos que permiten que las partesfijas y móviles se junten antes de que el circuito magnético se cierre completamente,esta distancia se le denomina cota de presión. Esta no debe superar el 50%.

En caso de cambio de los contactos se tienen las siguientes recomendaciones:

• Cambiar todos los contactos y no solamente el dañado.

• Alinear los contactos respetando la cota inicial de presión.

• Verificar la presión de cada contacto con el contactor en funcionamiento.

• Verificar que todos los tornillos y tuercas se encuentren bien apretados.

Debido a que operan bajo carga, es determinant4e poder extinguir el arco que seproduce puesto que esto deteriora el dispositivo ya que produce temperaturasextremadamente altas, para esto, los contactos se encuentran instalados dentro de lallamada cámara apaga chispas, este objetivo se logra mediante diferentes mecanismos.

• Soplado por auto-ventilación: Este dispositivo consiste en dos aberturas, unagrande y una pequeña, al calentarse el aire, este sale por la abertura pequeñaentrando aire fresco por la abertura grande y este movimiento de aire hace que seextinga la chispa.

• Cámaras desionizadoras: Estas cámaras consisten en un recubrimientometálico que actúa como un disipador de calor y por esto el aire no alcanza latemperatura de ionización. Este método suele acompañarse por el soplado porauto-ventilación.

• Transferencia y fraccionamiento del arco: Consiste en dividir la chispa que seproduce de manera que es mas fácil extinguir chispas más pequeñas. Esto serealiza mediante guías en los contactos fijos.

• Soplo magnético: Este método emplea un campo magnético que atrae la chispahacia arriba de la cámara aumentando de esta manera la resistencia. Este métodosuele ir acompañado del soplado por auto-ventilación y debe realizarse en untiempo no muy largo pero tampoco extremadamente corto.


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CONTACTOS SECUNDARIOS.

Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñasporque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobreelementos de señalización.

Dado que en ocasiones deben trabajar con los PLC estos contactos deben tener unaconfiabilidad muy alta.

Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso yfuncionamiento de los contactos auxiliares. Normalmente los contactos auxiliares son:

• Instantáneos: Actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor.

• De apertura lenta: La velocidad y el desplazamiento del contacto móvil esigual al de la armadura.

• De apertura positiva: Los contactos abiertos y cerrados no pueden coincidircerrados en ningún momento.

Sin embargo se encuentran contactores auxiliares con adelanto al cierre o a la apertura ycon retraso al cierre o a la apertura. Estos contactos actúan algunos milisegundos antes odespués que los contactos instantáneos. Existen dos clases de contactos auxiliares:

• Contacto normalmente abierto: (NA o NO), llamado también contactoinstantáneo de cierre: contacto cuya función es cerrar un circuito, tan pronto seenergice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra abierto.

• Contacto normalmente cerrado: (NC), llamado también contacto instantáneode apertura, contacto cuya función es abrir un circuito, tan pronto se energice labobina del contactor. En estado de reposo se encuentra cerrado.

SIMBOLOGÍA Y REFERENCIADO DE BORNES.

Los bornes de conexión de los contactotes se nombran mediante cifras o códigos decifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y laslabores de cableado. Los contactos principales se referencia con una sola cifra, del 1 al 6.


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- Los contactos auxiliares están referenciados con dos cifras. Las cifras de unidades ocifras de función indican la función del contacto:

Designación y función de los contactos.* 1 y 2, contacto normalmente cerrados (NC).* 3 y 4, contacto normalmente abiertos (NA).* 5 y 6, contacto de apertura temporizada (NC).* 7 y 8, contacto de cierre temporizado (NA).

- La cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. Enun lado se indica a qué contactor pertenece.- Las bobinas de un contactor se referencia con las letras A1 y A2. En su parte inferiorse indica a qué contactor pertenece.- El contactor se denomina con las letras K seguidas de un número de orden.Un contactor está formado por las siguientes partes:

Si el contactor NO tiene contactos de potencia entonces se le llama rele auxiliar.

DETERIORO EN LA BOBINA.

• La tensión permanente de alimentación debe ser la especificada por el fabricantecon un 10% de tolerancia.

• El cierre del contactor se puede producir con el 85% de variación de la tensiónnominal y la apertura con el 65%.

• Cuando se producen caídas de tensión frecuentes y de corta duración, se puedenemplear retardadores de apertura capacitivos.

• Si el núcleo y la armadura no se cierran por completo, la bobina se recalentaráhasta deteriorarse por completo, por el aumento de la corriente demantenimiento.


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. DETERIORO EN EL NUCLEO Y ARMADURA.

Cuando el núcleo y la armadura no se juntan bien y/o se separan, produciendo un campoelectromagnético ruidoso, es necesario revisar:

• La tensión de alimentación de la bobina: si es inferior a la especificada, generaráun campo magnético débil, sin la fuerza sufriente para atraer completamente laarmadura.

• Los muelles, ya que pueden estar vencidos por fatiga del material, o muy tensos.

• La presencia de cuerpos extraños en las superficies rectificadas del núcleo y/oarmadura. Estas superficies se limpian con productos adecuados (actualmente sefabrican productos en forma de aerosoles). Por ningún motivo se deben raspar,lijar y menos limar.

DETERIORO EN LOS CONTACTOS.

Cuando se presenta un deterioro prematuro es necesario revisar:

• Si el contactor corresponde a la potencia nominal del motor, y al número yfrecuencia de maniobras requerido.

• Cuando la elección ha sido la adecuada y la intensidad de bloqueo del motor esinferior al poder de cierre del contactor, el daño puede tener origen en el circuitode mando, que no permite un correcto funcionamiento del circuitoelectromagnético.

• Caídas de tensión en la red, provocadas por la sobre-intensidad producida en elarranque del motor, que origina pérdida de energía en el circuito magnético, detal manera que los contactos, al no cerrarse completamente y carecer de lapresión necesaria, acaban por soldarse.

• Cortes de tensión en la red: al reponerse la tensión, si todos los motores arrancansimultáneamente, la intensidad puede ser muy alta, provocando una caída detensión, por lo cual es conveniente colocar un dispositivo, para espaciar losarranques por orden de prioridad.

• Micro-cortes en la red: cuando un contactor se cierra nuevamente después de unmicro-corte (algunos milisegundos), la fuerza contra-electromotriz produce unaumento de la corriente pico, que puede alcanzar hasta el doble de lo normal,provocando la soldadura de algunos contactos y un arco eléctrico, entre otrosproblemas. Este inconveniente puede eliminarse usando un contactotemporizado, que retarde dos o tres segundos el nuevo cierre.


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• Vibración de los contactos de enclavamiento, que repercute en el electroimán delcontactor de potencia, provocando cierres incompletos y soldadura de loscontactos.

ELEMENTOS DE PROTECCION

Son dispositivos cuya finalidad es proteger una carga. Se dice que un conductor o unmotor están sobrecargados cuando la corriente que circula por ellos es superior al valorpara el cual fueron diseñados.

Rele térmico:

Son elementos de protección únicamente contra sobrecargas, cuyo principio defuncionamiento se basa en la deformación de ciertos elementos (bimetales) bajo elefecto del calor, para accionar, cuando este alcanza ciertos valores, unos contactosauxiliares que desenergicen todo el circuito y energicen al mismo tiempo un elementode señalización.

El bimetal esta formado por dos metales de diferente coeficiente debilitación y unidosfirmemente entre sí, regularmente mediante soldadura de punto. El calor necesario paracurvar o reflexionar la lámina bimetálica es producido por una resistencia, arrolladaalrededor del bimetal, que esta cubierto con un material de asbesto, a través de la cualcircula la corriente que va de la red al motor. Se ubica en el circuito de potencia.

Los bimetales comienzan a curvarse cuando la corriente sobrepasa el valor nominal parael cual han sido dimensionados, empujando una placa de fibra hasta que se produce elcambio de estado de los contactos auxiliares que lleva. El tiempo de desconexióndepende de la intensidad de la corriente que circule por las resistencias.

VENTAJAS DEL USO DE LOS CONTACTORES.

Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos y por los cualeses recomendable su utilización.

• Automatización en el arranque y paro de motores.• Posibilidad de controlar completamente una máquina, desde barios puntos de

maniobra o estaciones.• Se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante

corrientes muy pequeñas.

• Seguridad del personal, dado que las maniobras se realizan desde lugaresalejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que semanipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños.

• Control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos,mediante la ayuda de los aparatos auxiliares de mando, como interruptores deposición, detectores inductivos, presóstatos, temporizadores, etc.


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• Ahorro de tiempo al realizar maniobras prolongadas.

CAUSAS DEL DETERIORO DE LOS CONTACTORES.

Cuando un contactor no funciona o lo hace en forma deficiente, lo primero que debehacerse es revisar el circuito de mando y de potencia (esquemas y montaje), verificandoel estado de los conductores y de las conexiones, porque se pueden presentar falsoscontactos, tornillos flojos etc.

Además de lo anterior es conveniente tener en cuenta los siguientes aspectos en cadauna de las partes que componen el contactor:

DETERIORO EN LA BOBINA.

• La tensión permanente de alimentación debe ser la especificada por el fabricantecon un 10% de tolerancia.

• El cierre del contactor se puede producir con el 85% de variación de la tensiónnominal y la apertura con el 65%.

• Cuando se producen caídas de tensión frecuentes y de corta duración, se puedenemplear retardadores de apertura capacitivos.

• Si el núcleo y la armadura no se cierran por completo, la bobina se recalentaráhasta deteriorarse por completo, por el aumento de la corriente demantenimiento.

DETERIORO EN EL NUCLEO Y ARMADURA.

Cuando el núcleo y la armadura no se juntan bien y/o se separan, produciendo un campoelectromagnético ruidoso, es necesario revisar:

• La tensión de alimentación de la bobina: si es inferior a la especificada, generaráun campo magnético débil, sin la fuerza sufriente para atraer completamente laarmadura.

• Los muelles, ya que pueden estar vencidos por fatiga del material, o muy tensos.• La presencia de cuerpos extraños en las superficies rectificadas del núcleo y/o

armadura. Estas superficies se limpian con productos adecuados (actualmente sefabrican productos en forma de aerosoles). Por ningún motivo se deben raspar,lijar y menos limar.

DETERIORO EN LOS CONTACTOS.

Cuando se presenta un deterioro prematuro es necesario revisar:

• Si el contactor corresponde a la potencia nominal del motor, y al número yfrecuencia de maniobras requerido.

• Cuando la elección ha sido la adecuada y la intensidad de bloqueo del motor esinferior al poder de cierre del contactor, el daño puede tener origen en el circuito


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de mando, que no permite un correcto funcionamiento del circuitoelectromagnético.

• Caídas de tensión en la red, provocadas por la sobre-intensidad producida en elarranque del motor, que origina pérdida de energía en el circuito magnético, detal manera que los contactos, al no cerrarse completamente y carecer de lapresión necesaria, acaban por soldarse.

• Cortes de tensión en la red: al reponerse la tensión, si todos los motores arrancansimultáneamente, la intensidad puede ser muy alta, provocando una caída detensión, por lo cual es conveniente colocar un dispositivo, para espaciar losarranques por orden de prioridad.

• Micro-cortes en la red: cuando un contactor se cierra nuevamente después de unmicro-corte (algunos milisegundos), la fuerza contra-electromotriz produce unaumento de la corriente pico, que puede alcanzar hasta el doble de lo normal,provocando la soldadura de algunos contactos y un arco eléctrico, entre otrosproblemas. Este inconveniente puede eliminarse usando un contactotemporizado, que retarde dos o tres segundos el nuevo cierre.

• Vibración de los contactos de enclavamiento, que repercute en el electroimán delcontactor de potencia, provocando cierres incompletos y soldadura de loscontactos.

LOS ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO.

Son aparatos con funciones similares a la de los pulsadores, pero que a diferencia deestos, no son accionados por el operario sino por otros factores, como presión, tiempo,luz, acción mecánica, campos magnéticos, temperatura etc. Dentro del diagrama generalde un automatismo eléctrico, se ubican en las etapas de detección y de tratamiento.

Los elementos usados en la etapa de detección, tienen las mismas aplicaciones eimportancia en los automatismos electrónicos. Como en el caso de los pulsadores,únicamente trataremos aquellos que tienen un uso más frecuente y generalizado en losprocesos industriales actuales.


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ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO.

INERRUPTOR DE POSICIÓN FINAL O DE CARRERA.

Aparato empleado en la etapa de detección y fabricado específicamente para indicar,informar y controlar la presencia, ausencia o posición de una máquina o parte de ellasiendo accionado por ellas mismas mediante contacto físico (ataque).

Pueden ser también:

• De ataque frontal.

• De ataque lateral unidireccional o vidireccional.

• De ataque lateral multidireccional.

ELECCIÓN DE UN CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO.

Los pasos a seguir para la elección de un contactor son los siguientes:

1. Obtener la corriente de servicio (Ie) que consume el receptor.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 quese obtendrá el calibre del contador

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).

Potencia mecánica(Pm) (kW)

Corriente de servicio(Ie) (A)

220 V 380 V0,75 3 2

1,1 4 2,51,5 6 3,5

2,2 8,5 53 11 6,5

4 14,5 8,55,5 18 11,5

7,5 25 15,5


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10 35 2111 39 23

15 51 3022 73,5 44

- La naturaleza y la utilización del receptor, o sea, su categoría de servicio.

Categoría de servicio Ic / Ie Factor de potenciaAC1 1 0,95

AC2 2,5 0,65

ACE 1 0,35AC4 6 0,35

Las aplicaciones de los contactotes, en función de la categoría de servicio, son:

Categoría de servicio AplicacionesAC1 Cargas puramente resistivas para calefacción

Eléctrica,...

AC2 Motores asíncronos para mezcladoras, centrífugas,...

AC3 Motores asíncronos para aparatos de aireacondicionado, compresores, ventiladores,...

AC4 Motores asíncronos para grúas, ascensores,...

EJEMPLO

Elegir el contactor más adecuado para un circuito de calefacción eléctrica, formado porresistencias débilmente inducidas, cuyas características son las siguientes:- Tensión nominal: 220 V- Potencial total: 11 kW- Factor de potencia: 0,95 inductivo.

Solución:1. La corriente de servicio se obtiene aplicando la expresión de la potencia en circuitotrifásico: Ic = P / raizcad3 * V * cosϕ = 30,5 A2. La categoría es AC1, por ser resistivo el receptor y su factor de potencia próximo a launidad.


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3. La corriente cortada es igual a la servicio, por lo que el calibre del contactor a elegires de 32 A.

Las categorías del contactor elegido son:- Categoría: AC1 (por ser el cos ϕ = 0,95).- Calibre: 32 A.

MOTOR TRIFASICO

El motor trifásico se compone fundamentalmente de un rotor y un estator. Ambas partesestán formadas por un gran numero de laminas ferromagnéticas, que disponen deranuras, en las cuales se alojan los devanados estatóricos y rotóricos respectivamente.Al alimentar el bobinado trifásico del estator, con un sistema de tensiones trifásicas, secrea un campo magnético giratorio, el cual induce en las espiras del rotor una fueraelectromagnética, y como todas las espiras forman un circuito cerrado, circula por ellasuna corriente, obligando al rotor a girar en el mismo sentido que el campo giratorio delestator.

Partes del motor giratorio:

Estator: Es la parte fija del motor y se compone de:

Carcaza: Parte que sirve de soporte al núcleo magnético. Se construye con hierrofundido o acero laminado.

Núcleo Magnético: Es un apilado de laminas ferromagnéticas de pequeño espesor,aisladas entre si por medio de barnices.

Bobinado estatorico: Bobinas que tienen la función de producir el campo magnético.Están alojadas en las ranuras (abiertas o semicerradas) que tienen el núcleo.

Bornera: Conjunto de bornes situado en la parte frontal de la carcaza, que sirve paraconectar la red a los terminales del bobinado estatorico. Los bornes a los cuales seconectan los principios de las bobinas, se identifican en la actualidad normalmente conU1, V1, W1 y los finales U2, V2 y W2.


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En estos circuitos se diferencian dos partes:

Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (ej. motor, calefacción,electro freno, iluminación, etc.) Está compuesto por el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección(identificados con la letra F como pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relésmagneto térmicos, etc.) y un interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estarádimensionado a la tensión e intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra elcircuito de potencia del arranque directo de un motor trifásico

.

Circuito de mando: Es el encargado de controlar el funcionamiento del contactor.Normalmente consta de elementos de mando (pulsadores, interruptores, etc.identificados con la primera letra con una S), elementos de protección, bobinas decontactares, temporizadores y contactos auxiliares. Este circuito está separadoeléctricamente del circuito de potencia, es decir, que ambos circuitos pueden trabajar atensiones diferentes, por ejemplo, el de potencia a 380 V de c.a. y el de mando a 24 Vde c.c.


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Como ejemplo adjuntaremos una serie de esquemas de mando:

1. Marcha de KM1 por impulsos a través de SM. En caso de detectar sobre intensidad,F2 desconectará KM1 hasta que sea rearmado el relé térmico.Al accionar el pulsador SM damos paso de corriente a la bobina y esta cambia deposición todos los contactos de la cámara del contactor KM1, es entonces, a través desus contactos, quien alimenta al receptor KM1 como muestra la figura. Cuandosoltemos SM la bobina se desconecta y los contactos vuelven a reposo deteniéndoseKM1.

2. Esquema de Marcha paro de un contactor con preferenciadel paro. Con SM conectamos K1 y al soltarlo sigue en marcha porque el contacto deKM1 realimenta a su propia bobina. La parada se realizará mediante SP y porprotección térmica a través de F2.


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3. Marcha Paro igual que el anterior pero con preferencia de la marcha sobre elparo.

4. Dos pulsadores de marcha (S2 y S4) y dos paros (S1 y S3)

y


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5. Conexión de varios contactotes con dependencia entre ellos. Averigua si seconecta H1 y que contactotes son necesarios para hacerlo.

6. Explique como funciona este esquema.

Funcionamiento:

INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

Para lograr la inversión de giro de un motor vasta con permutar o cambiar dos de susfases y se logra como a continuación se explica: vasta con montar dos contactotes enparalelo, uno le enviará las 3 fases en un orden y en otro intercambiará dos de las fasesentre si manteniendo la tercera igual. El esquema de potencia quedará como sigue.

En el esquema de mando tendremos que tener la precaución de que los dos contactotesno puedan funcionar a la vez, ya que ello provocará un cortocircuito a través del circuitode potencia.Para evitarlo se montarán unos contactos cerrados, llamados de enclavamiento, en seriecon las bobinas de los contactotes contrarias.En el mercado también existen contactotes ya construidos a tal efecto que incluyen unosenclavamientos mecánicos para una seguridad adicional.


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Circuito de fuerza para la inversión de giro de un motor trifásico.

7. Inversor de giro pasando por paro. Mando de dos contactores mediante dospulsadores de marcha (S2 y S3) y parada a través del contacto del relé térmico F2 opulsador S1. Ambos contactores no pueden funcionar a la vez (enclavamientoseléctricos o protección eléctrica). La marcha de un contactor debe pasar por paro. Encaso de avería por sobre intensidad lucirá HAv. (Avería).


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8. Inversor de giro sin pasar por paro. Mando de dos contactotes a través de lospulsadores S2 y S3. Paro del motor por avería F2 o el pulsador S1. Sólo puedefuncionar uno y la inversión de marcha no es necesario pasar por paro.


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TEMPORIZADORES

TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO.

Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamadoscontactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, dehaberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.

TEMPORIZADOR AL TRABAJO.

Aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se haenergizado el elemento motor del temporizador. En el momento de energizar eltemporizador, los contactos temporizados que tiene siguen en la misma posición deestado de reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado, cambian deestado, es decir que el contacto NA se cierra y el contacto NC se abre.

TEMPORIZADOR AL REPOSO.

En este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan como temporizadosdespués de cierto tiempo de haber sido desenergizado ele elemento motor deltemporizador. Cuando se energiza el temporizador, sus contactos temporizados actúaninmediatamente como si fueran contactos instantáneos, manteniéndose en esa posicióntodo el tiempo que el temporizador esté energizado.

TEMPORIZADOR ELECTROMECÁNICO.

Temporizador en el cual la temporización se consigue mediante engranajes, consistemas comparables a los relojes mecánicos. El conteo del tiempo programado seinicia al energizar un pequeño motor sincrono de velocidad constante, que mueve unaserie de engranajes, para reducir la velocidad del motor. El último de los engranajeslleva un pin o tope para accionar unos contactos de apertura lenta o un micro ruptor deapertura brusca, los cuales actúan como contactos temporizados.

TEMPORIZADORES NEUMATICOS.

Temporizadores en los cuales la temporización se obtiene regulando la entrada de aireen un fuelle, hasta que se llene completamente, momento en el cual éste acciona los


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contactos del temporizador. El aire es expulsado del fuelle prácticamente en formainstantánea.

TEMPORIZADORES ELECTRONICOS.

Son aquellos cuyo sistema de temporización esta conformado por circuitos electrónicos.Se encuentra una gran variedad de modelos, dependiendo de su funcionamiento.

PRESOSTATOS.

Son aparatos que abren o cierran un circuito eléctrico al detentar cambios de presión ensistemas neumáticos o hidráulicos.

• De membrana: la variación de presión, en un sistema neumático o hidráulico,produce la deformación de una membrana. Esta deformación se transmite a unpistón, el cual a su vez, desplaza los contactos eléctricos que tiene el presostato.

• Sistema tubular: Funciona gracias a un tubo ondulado (a manera de fuellemetálico), el cual maniobra los contactos eléctricos del presostato de acuerdocon las variaciones de presión.

Los presostatos se instalan en las tuberías de conducción de gases o líquidos, o bien enlos tanques de almacenamiento de dichos elementos.


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TERMOSTATOS.

Aparatos que abren o cierran circuitos eléctricos, en función de la temperatura que losrodea. Los termostatos no deben confundirse con los relés térmicos.

• De láminas metálicas: Se fundamenta en la acción que ejerce la temperatura enuna lámina, compuesta por dos metales con diferentes coeficientes de dilatación(bimetal), que se flexiona (dobla) al elevarse o disminuir la temperatura, hastallegar a accionar los contactos que tiene.

• De tubo capilar: Aprovecha las alteraciones en la presión de un fluido alojadoen un tubo muy delgado, al variar la temperatura. Esta variación de presiónproduce a su vez una modificación en la forma del tubo, hasta accionar loscontactos eléctricos que posee.

PROGRAMADORES.Son aparatos que accionan un gran número de contactos, enforma independiente, simultanea, secuencial o repitiéndose periódicamente (cíclica).

Están conformados por un motor, transmisión y contactos (micro ruptores). En laactualidad estos sistemas mecánicos se van sustituyendo por procedimientoselectrónicos.


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DETECTORES.

Conocidos también como captadores o sensores, son dispositivos electrónicos quetransmiten información sobre presencia, ausencia, paso, fin de recorrido, rotación,contaje etc. De objetos sin entrar en contacto físico con las piezas.

CONCLUSIONES.

Después de la realización de este trabajo se pueden llegar a estas conclusiones:

• Existe gran variedad de dispositivos auxiliares de mando, la diferencia entreunos y otros radica muy especialmente en el campo de aplicación.

• En cuando a los contactores, se puede notar su gran importancia en cuanto aldesarrollo de sistemas de producción y de la industria en general.

• Es muy importante la característica de protección al operario que posee elcontactor pues la conservación de la integridad de la vida humana debe serprioridad siempre.

• Gracias al uso de estos dispositivos se han logrado muchos procesos que antesno se podían imaginar por su cantidad de maniobras.

• Existen gran cantidad de clases de contactor para lo cual debemos tener muy encuenta las características de la carga para la escogencia de estos.

• La bobina es el elemento fundamental para el funcionamiento del contactor.

• Los contactos son el principal elemento en cuanto a la aplicación del contactor.

• El arco eléctrico es el principal obstáculo en el diseño de instalaciones concontactores.


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Los temporizadores son unos relés que cambian sus contactos en función del tiempo.Básicamente son de dos tipos:

1-Temporizador a la conexión: cuando conectamos la bobina, y la mantengamos así,los contactos cambiarán pasado el tiempo que tengan programado. Una vezdesconectada estos vuelven inmediatamente a su posición de reposo.

2-Temporizador a la desconexión: al activar la bobina los contactos cambianInmediatamente y es al desconectarla cuando temporizan, pasado el tiempo programadoretornan a reposo.

En el mercado existen multitud de temporizadores, los hay con contactos de los dostipos, que incluyen contactos instantáneos, con contactos intermitentes, etc.La numeración de los contactos es la correspondiente a los especiales.


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Ejemplos de esquemas con temporizadores:

1-Desconexión del contactor al cabo de un tiempo de accionar el SM.

2-Conexión de KM pasado un tiempo del accionamiento de SM. Parada por SP.


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3. Conexión y desconexión intermitente de KM al accionar

4- Conexión secuencial de tres contactotes a través de SM. Parada total con SP.


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5- De acuerdo a los ejemplos anteriores complete el diagrama o ciclo defuncionamiento de los contactotes de este esquema.

6- De acuerdo a los ejemplos anteriores complete el diagrama o ciclo defuncionamiento de los contactotes de este esquema.

SM KT1 KT2 SPK1K2K3

SM KT1 KT2 SPK1K2K3


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Pulsadores

Pulsador: Elemento que permite el paso o interrupción de la corriente mientras esaccionado. Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.

Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el contactonormalmente abierto Na.

Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con losdos terminales al oprimir el botón y un muelle que hace recobrar a la lámina suposición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.

Diferentes tipos de pulsadores: (a) Basculante. (b) Pulsador timbre. (c) Con señalizados.(d) Circular. (e) Extraplano.


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ARRANQUES DE MOTORES TRIFÁSICOS.

1-Arranque sencillo de un motor trifásico describa el funcionamiento del circuitode mando.

S1 S2K1


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2-Invención de giró de un motor trifásico, Por medio de pulsadores.


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3-Inversión de giro de forma automática por medio de contactor temporizado.


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4-Simulación del accionamiento de una puerta por medio de celdas fotoeléctricas.Esquema de mando para la simulación de una puerta mediante CF y FC.

Simulación de una puerta accionada mediante Cf. (celda fotoeléctricas) y Fc. (finales decarrera).

FUNCIONAMIENTO: Al pulsar S2 se energiza KA (contactor auxiliar) quienalimenta el Cf1,Cf2.Al interrumpir el as de luz emitidas por las Cf. se acciona el contactor K1 que pone enmarcha el motor, abre la puerta cuando la puerta es abierta totalmente es desconectadomediante un final de carrera Fc1. también Fc1 activa el Kt1 (contactor temporizado 1)quien con un retardo de tiempo activa K2 que cierra la puerta desactivándose medianteel Fc2.1 Si la puerta fuese abriendo se puede serrar manualmente o viceversa.2 En el caso de que la puerta fuese serrando y el as es interrumpido nuevamente lapuerta volverá a abrir y repetir el ciclo.


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ELEMENTOS A UTILIZAR.

ELEMENTO UNIDAD CANTIDADContactor 2Contactortemporizado

1

Contactor Auxiliar 1Celda FotoEléctrica

2

Finales de Carreras 2Pulsadores Dobles 2Relee térmico 1Conductor, Banana Tablas 35-Arranque estrella-triangulo

Un motor trifásico, en el momento del arranque, consume entre 3 y 7 veces la intensidadnominal. Estas puntas de corriente, aunque no perjudican el motor, pueden ocasionar trastornosen los demás aparatos. Para evitar esto se realizan unos arranques especiales y uno deellos es el estrella-triángulo.

Para realizar dicho arranque necesitamos acceder a los 6 bornes del motor y que trabajenominalmente en triángulo.Con este arranque reducimos la tensión en el primer punto a 3 veces menor (conexiónde K Línea y K Estrella ), de esta manera la intensidad también se reduce.Pasado un tiempo KT aplica la tensión nominal al motor (deja conectado K Línea y KTTriángulo). Esquemas de mando existen varios, uno de ellos es el de figura siguiente que es uno delos más seguros que hay.Por ejemplo; si KL no funciona la maniobra no se inicia, una vez utilizado eltemporizador este es desconectado, si KT está clavado no arranca el motor, etc.


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El esquema de potencia es como sigue:

Esquema de fuerza. Esquema de mando

Esquemas de mando existen varios, uno de ellos es el de figura siguiente que es uno delos más seguros que hay. Por ejemplo; si KL no funciona la maniobra no se inicia, unavez utilizado el temporizador este es desconectado, si KT está clavado no arranca elmotor, etc.


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6-Arranque de un motor dalander de dos velocidades.

El Motor de dos velocidades Dahlander: tiene las mismas característicasconstructivas que el motor normal, su diferencia esta únicamente en el bobinado, puesmientras en el motor normal cada bobina corresponde a una fase en el motor Dahlanderel bobinado de una fase esta dividido en dos partes iguales con una toma intermediasegún conectemos estas bobinas conseguiremos una velocidad mas lenta o más rápida ,pues en realidad lo que se consigue es variar el numero de pares de polos en elbobinado.Para conseguir la velocidad pequeña o lenta, conectaremos la línea a los bornesmarcados con la letra P o sea, en los bornes correspondientes a la conexión triángulo,dejando libre los otros. De esta manera el número de polos es mayor y el número derevoluciones es más pequeño.


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Para conseguir la velocidad rápida conectaremos la línea a los bornes marcadas con laletra M y unidos entre si los marcados con la letra P. De esta manera conseguimos unmenor número de polos y aumentamos el número de revoluciones.El bobinado en estas conexión queda dividido en dos partes, conectadas en estrella y enparalelo entre si, formando una conexión en doble estrella.En la conexión Dahlander debemos de tener en cuenta lo siguiente:

1. En la conexión triángulo- doble estrella permite el arranque estrella – triángulo y sereduce la corriente de arranque.

2. Solamente lleva una tensión y corresponde a la de la Línea.

3. Al pasar de la conexión triángulo a la de doble estrella se produce una inversión delcampo giratorio, por lo que el motor invierte el sentido de giro, para evitar esto, se debeprever la adecuada conexión en los elementos de accionamiento del motor.

4. La relación de la potencia entre la velocidad lenta y la rápida es de 1: 1´5.

5. La relación entre las velocidades en la conexión Dahlander es de 2: 1, mientras queen el motor de dos velocidades independientes no existe esta relación.

6. Las velocidades mas utilizadas en la conexión Dahlander son: Velocidad: 500 / 1000 750 / 1500 1500 / 3000.

7. El número de polos es de: 12 / 68 / 44 / 2


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7-Arranque de un motor dalander de tres velocidades.

Motores de tres y cuatro velocidades.Para obtener tres velocidades utilizamos un devanado independiente y otro en laconexión Dahlander, por lo que al realizar el correspondiente esquema de conexionespara la puesta en marcha del motor hemos de tener en cuenta el orden de lasvelocidades, que normalmente son:Velocidad 1000 / 1500 / 3000 750 / 1500 / 3000Número de polos: 6 / 4 / 28 / 6 / 48 / 4 / 2Las velocidades subrayadas corresponden al devanado independiente

a. velocidad 2.velocidad 3. Velocidad.


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Conexión en serie para obtener 8 polos.

Conexión en paralelo para obtener 4 polos.

8-Esquema de mando y fuerza para el arranque de un motor monofásico, pormedio de pulsadores.

R-devanado de régimen.A-devanado de arranque.C-condensador.


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9-esquema de mando y fuerza para la inversión de giro de un motor monofásico.

10-Arranque estrella delta de forma automática por medio de temporizados.


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