CONTROLES TEORIA

Licenciado Fabio Alonso Granados Rios

DOCUMENTO TEORÍA DE CONTROLES ELÉCTRICOS

CONTROLES AUTOMÁTICOS: Son elementos cuyo accionamiento se produce como una

respuesta (abrir y/o cerrar circuitos) a situaciones físicas como temperaturas, sobre

intensidades, presiones, tiempo, luz y otros. Este tipo de controles trabajan bajo carga

debido a que poseen un alto poder de corte.

Clases de controles automáticos:

- Contactor: Es un aparato mecánico o interruptor de conexión accionado por un

electroimán que funciona en “Todo o nada”.

- Fusibles: Conductores calibrados específicamente para el paso de determinadas

corrientes, (por tanto deben ser mas débiles que el resto de los conductores del

circuito), de tan forma que cuando se produce un corto circuito se fundirán

rápidamente debido a su característica principal que es poseer bajo punto de fusión,

e inmediatamente se interrumpe el paso de la corriente eléctrica; evitando daños

mayores en las cargas o conductores.

Hay varios tipos de fusibles; en cuanto a su forma los hay de botella, de cartucho, de

bayoneta y otros, debido a la rapidez con la que éstos actúan pueden ser de fusión lenta o de

fusión rápida.


APARATOS DE PROTECCIÓN AUTOMÁTICOS

Estos dispositivos protegen los circuitos eléctricos especialmente contra sobre cargas,

también hay algunos que protegen contra corto circuitos; dentro de estos aparatos se

encuentran los relés térmicos, relés termomagnéticos y relés electromagnéticos.

Relés térmicos: Son elementos de protección contra sobrecargas, cuyo principio de

funcionamiento se basa en la deformación de ciertos materiales bajo el efecto del

calor (bimetales), éstos bimetales comienzan a curvarse cuando la corriente

sobrepasa el valor nominal para la cual ha sido diseñado, el calor se genera debido a

una resistencia arrollada alrededor del bimetal, hasta que se produzca la apertura y

el cierre de los contactos auxiliares que lleva de manera que se desenergice la

bobina del contactor y se active el elemento de señalización.

El tiempo de desconexión depende de la intensidad de la corriente que circule por las

resistencias. Una vez que los relés térmicos hayan actuado, se rearman empleando dos

sistemas:

a. Rearme manual: Debe emplearse éste sistema siempre que se tengan

circuitos de contacto permanente con presóstatos, termóstatos, interruptores

de posición o elementos similares, con el objeto de evitar reconexiones

automáticas, al bajar nuevamente la temperatura del bimetal.

b. Rearme automático: Se emplea exclusivamente en casos en que se usan

pulsadores para la maniobra, de manera que la reconexión del contactor sólo

podrá realizarse accionando nuevamente el pulsador.


Relé térmico diferencial: Posee el mismo principio de funcionamiento del relé

térmico, se utiliza en un sistema trifásico cuando falla una fase o hay desequilibrio

en la red. Para su funcionamiento el relé emplea dos regletas que detectan esa

diferencia de curvatura de los bimetales y actúan sobre contactos auxiliares del

mismo, interrumpiendo el circuito de mando.

Relé termomagnético: Está conformado por un núcleo horizontal sobre el cual se

han bobinado dos arrollamientos de alambre; un primario y un secundario, en el

primario circula la corriente de control, y el secundario está unido al bimetal. La

intensidad a controlar que atraviesa el bobinado crea un campo, atrayendo una

lámina flexible hacia el núcleo e inducido en el secundario, una corriente que

recorre y calienta el bimetal. Pueden ser de:

- Disparo diferido: Se realiza por acción térmica, pues el bimetal se calienta y

se deforma.

- Disparo instantáneo: Se produce por la acción de la parte magnética del

elemento, ya que cuando la corriente adquiere un valor muy elevado debido

a un cortocircuito que genera un campo magnético muy intenso ocasionando

una atracción de la lámina y provocando la apertura del contacto.

Relés electromagnéticos: Cada relé va provisto de un circuito magnético compuesto

por una parte fija, una parte móvil y de una bobina. Provisto de contactos auxiliares

y un dispositivo de regulación. Al producirse una sobre intensidad o un

cortocircuito, los amperios vueltas aumentan de forma considerable al igual que el

campo magnético, la arma dura móvil provoca la inversión de los contactos

auxiliares al igual que el de apertura, éste último se abre y por tanto aisla el

receptor.

Relé electromagnético diferencial: Se denomina así porque actúa en función de las

diferencias de corrientes entre fases, está constituido por un circuito magnético en

forma toroidal, sobre en el que se bobinan hacia el mismo sentido las tres fases. El

principio de funcionamiento corresponde a la suma geométrica de las corrientes de

las tres fases, debe ser nula y no existir flujo resultante. Cuando se presente una


falla o corriente de fuga a tierra se producirá un flujo resultante, éste flujo induce

en la bobina una corriente que anula el efecto del imán y hace que se abran los

contactos.

ELEMENTOS DE MANDO

Son aparatos que permiten impartir una señal de entrada para energizar un elemento

eléctrico.

CLASIFICACION:

a- De accionamiento directo:

Pulsadores: Los hay de diferente tipo:

De seguridad: Se utilizan en condiciones de trabajo donde el control del aparato

eléctrico está restringido a personal autorizado.

Luminosos: Se emplean en situaciones en las cuales se quiere conocer el estado del

pulsador de manera visual o a gran distancia, también se usan como señal de alerta o en

ambientes oscuros.

Rasantes: Estos pulsadores, presentan la característica de estar empotrados con el

fin de evitar ser accionados accidentalmente.

Salientes: Esta clase de pulsadores pueden ser maniobrados sin dificultad y son los

mas utilizados.

De seta: Son los que normalmente se usan como parada de emergencia, la parte que

acciona el operario es de mayores dimensiones que las de los pulsadores normales.

Utilizan enclavamiento para asegurar la maniobra.

Con capuchón: Se emplean en ambientes donde hay contaminación; protegiéndolos

para asegurar su óptimo funcionamiento.

De pedal: Está diseñado para ser activado en situaciones en que el operario, realiza

otra actividad con las manos o por ergonomía y comodidad.

Manipuladores – Giratorios: Son elementos que procuran diferentes alternativas de

maniobra, con retorno automático o posición mantenida.

b- Por la función que realizan:

Normalmente cerrado (NC): Se refiere a los dispositivos que en condiciones de

reposo o desenergizado presentan sus contactos cerrados.

Normalmente abierto(NA): En este caso le dispositivo presenta sus contactos

abiertos cuando esta desenergizado.

De conexión múltiple: Este tiene dos o más contactos NA, se utiliza para cerrar al

mismo tiempo varios circuitos de forma independiente.

De conexión – Desconexión: Son pulsadores que presentan contactos NA y NC

unidos mecánicamente, lo que permite cerrar un contacto y simultáneamente abrir otro.

Como variante a éste tipo de contacto se encuentran los que dan un determinado tiempo

de espera, es decir que existe un momento en que los dos contactores NA y NC se


encuentran abiertos o se encuentran cerrados; éstos últimos se usan especialmente en

circuitos inversores de marcha.

ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN:

Son todos aquellos elementos cuya función es indicar o llamar la atención sobre el estado

de funcionamiento de las máquinas o de algún elemento eléctrico; se utilizan también como

elementos de seguridad para el operario, facilitando e control y mantenimiento de los

equipos.

CLASIFICACIÓN:

Elementos acústicos: Corresponde a este grupo los dispositivos que emiten algún sonido

ante una situación especifica, entre estos están timbres, chicharras, zumbadores, sirenas y

alarmas.

Elementos ópticos: Son elementos que llaman la atención en forma vistosa, estos se

pueden presentar como símbolos pilotos o lámparas, color verde funcionamiento normal,

color rojo funcionamiento anormal o falla y amarillo alerta de cambio. Existen Dos clases

que son:

Visuales: Cuando se emplean determinados símbolos que indiquen la operación que

se está realizando.

Luminosos: Al utilizar únicamente lámparas, llamadas pilotos, de diferentes colores,

para señalizar diferentes operaciones.

Según el tipo de conexionado pueden ser:

Señalizaciones de marcha: Estos elementos indican si una maquina o equipo está en

funcionamiento.

El dispositivo que ha de señalizar, puede energizarse por medio de contactos auxiliares

normalmente abiertos; conectados en paralelo con la bobina del contactor.

Para la señalización de paro en emergencia originado por sobrecargas, se usa el contacto

normalmente abierto del relé térmico 96-97.


Señalización de paro de emergencia: Puede ser ocasionado por sobrecargas, en éstos

casos se usa el contacto NA del relé térmico.

ELEMENTOS DE SEÑALIZACION Y MARCAS

Piloto luminoso

Piloto sonoro (timbre y sirena)

Contactores principales C… KM….

Contactor marca derecha C1 KM1

Contactor marca izquierda C2 KM2

Contactor conexión estrella C3 KM3

Contactor conexión triángulo C5 KM5

Contactor auxiliar C… KA…

Pulsador, interruptores de posición, selectores S…

Fusibles, relés de protección F…

Seccionador Q…

Pilotos h…

APARATOS Y/O ELEMENTOS DEL CIRCUITO DE MANDO

Bobina de contactor

Bobina de temporizador neumático al trabajo

Temporizador con mecanismo de relojería.

Temporizador electrónico


Detector de proximidad inductivo o capacitivo

Detector fotoeléctrico

Pulsador normalmente cerrado (NC)

Pulsador normalmente abierto (NA)

Pulsador de conexión desconexión

Pulsador de desconexión múltiple

Pulsador de conexión múltiple

Pulsador de seta

Selector de dos posiciones

Contacto auxiliar instantáneo NC

Contacto auxiliar instantáneo NA

Contacto auxiliar temporizado al trabajo

Contacto auxiliar temporizado al reposo

Contacto auxiliar de relé térmico

Interruptores de posición o finales de carrera


Contactos accionados por flotador

Contactos accionados por presión

ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO

Son aparatos en los que se abren o cierran determinados contactos llamados temporizados y

se activan de manera indirecta por factores como presión ó temperatura.

Corresponden todos aquellos elementos que dependen de factores externos, mas no de la

acción directa del operario para su correcto funcionamiento. Entre ellos están:

Temporizadores: Son aparatos en los que se abren o cierran determinados contactos

llamados temporizados y se activan de manera indirecta por factores como presión ó

temperatura.

Depende del momento de apertura y cierre de los circuitos de alimentación para

contabilizar un tiempo determinado y realizar una maniobra de conexión-desconexión de

un elemento eléctrico.

Clasificación:

Por la forma de temporizar:

Cuando los contactos temporizados actúan después de cierto tiempo al energizarse

el circuito se llama temporizadores al trabajo o se pueden considerar de acción

retardada a la apertura.

FIGURA: Tiempos de bobina y temporizado al trabajo.

FUENTE:


Existe otro tipo de temporizador cuyos contactos temporizados actúan después de

un cierto tiempo determinado que se cronometra después de haber sido

desenergizado el circuito de alimentación, estos temporizados se conocen como

temporizados al reposo.

FIGURA: Tiempos de bobina y temporizado al reposo.

FUENTE:

De acuerdo a su principio físico de funcionamiento el temporizado puede ser: Temporizado

con mecanismo de relojería (mecánico), temporizado neumático, depende de la entrada

regulada de aire a un fuelle, el cual acciona los contactos del temporizado, temporizador

electrónico, cuyo funcionamiento depende del comportamiento electrónico de sus

componentes.

Con mecanismo de relojería: La temporización se consigue mediante un sistema

comparable al de los relojes mecánicos.

El conteo de tiempo se inicia en el momento en que se energiza un pequeño motor síncrono

de velocidad constante, que mueve una serie de engranajes, a fin de reducir la velocidad. El

último de ellos lleva un pin o tope, que maniobra unos contactos de apertura lenta, o

microrruptor de apertura brusca, actuando así como contactos temporizados.

El tiempo se programa alejando ó acercando manualmente el pin o tope de los contactos.

Temporizadores Neumáticos: Aparatos en los cuales la temporización se obtiene,

por la entrada regulada de aire a un fuelle hasta que se llene y recupere su estado

original, momento en el cual el fuelle acciona los contactos del temporizador. El

tiempo que requiere el fuelle para llenarse de aire, nos da el tiempo de

temporización. La regulación del tiempo se realiza por medio de un diafragma,

compuesto por dos discos superpuestos que llevan perforaciones que de acuerdo a la

distancia que hay entre ellas permiten el mayor o menor paso de aire.


La expulsión de aire del fuelle se realiza por acción de la armadura al ser energizada la

bobina que lleva el temporizador.

Temporizadores Electrónicos: Son aquellos cuyo sistema de funcionamiento está

conformado por circuitos electrónicos. Algunos deben trabajar en serie con la

bobina de un contactor auxiliar y para otros su funcionamiento es completamente

autónomo.

Termostatos: Son interruptores que actúan en función de la temperatura o ambiente que

los rodea.

Las clases más comunes de termóstatos corresponden a los de laminilla bimetálica y tubo

capilar.

Presóstatos: Son aparatos que se accionan al detectar cambios de presión en circuitos

hidráulicos o neumáticos.

Presóstato de membrana, la variación de presión se detecta por la deformación que se

presenta en una membrana la cual desplaza un pistón que posee los contactos eléctricos del

presóstato.

Presóstato tubular, funciona debido a un tubo ondulado como un fuelle metálico.

Interruptores de posición o finales de carrera: Son elementos auxiliares de mando que

determinan y controlan la posición de una máquina o parte de ella, generalmente tiene dos

contactos NC y NA.

Se accionan de acuerdo al ataque que se ejerce sobre ellos, se presentan para ataque frontal

con cabeza cilíndrica o vástago de acero, en caso de ataque lateral el interruptor se

presenta con roldana en variedad de formas y para ataque multidireccional el interruptor

posee varilla flexible y resorte.

Cuando las dimensiones de la máquina son pequeñas o los desplazamientos son cortos se

usan los microrruptores o microswitch, llamados así por su tamaño, su funcionamiento es

similar a los interruptores de posición convencionales.

En general los interruptores de posición se emplean cuando se requiere interrumpir o

invertir el desplazamiento de una máquina o parte de ella.

Interruptor de nivel: Se usa principalmente para controlar el nivel de líquidos, se

presentan en forma de boya o flotador y cumplen la misma función de los interruptores

convencionales.

Detectores de proximidad: Son elementos electrónicos que detectan la aproximación, la

ausencia o el fin de un recorrido sin que haya contacto físico con la pieza a detectar.


Entre estos detectores se encuentran detectores inductivos y capacitivos.

Detector inductivo, su funcionamiento se basa en la variación de un campo

electromagnético al acercarse un objeto metálico a uno de sus lados sensibles. Esta clase de

detector puede ser alimentado con corriente continua o alterna dentro de un rango de

24/240 V DC y 110/220V AC.

Detector capacitivo, se basa en la variación de un campo electrostático que se produce

cuando se acerca a ellos cualquier objeto.

FIGURA:

FUENTE:

Detectores fotoeléctricos: Son elementos cuyo principio de funcionamiento está basado en

la interrupción o percepción de un haz luminoso y un elemento fotosensible.

Están compuestos por:

Un emisor que tiene como objeto emitir un rayo de luz infrarrojo, modulado (imperceptible

por el ojo humano), producido por un diodo elctroluminiscente (Led). La emisión modulada

garantiza una gran inmunidad a las luces ambientales así como una vida prácticamente

ilimitada.

Un receptor compuesto por un elemento sensible a la luz infrarroja (cuerpo fotosensible),

tiene como función captar la luz del emisor. Cada vez que recibe dicho haz, entrega una

señal equivalente a un contacto, abierto y/o cerrado, o bien acciona un pequeño relé con un

contacto abierto y/o cerrado que controla la bobina del contactor.

Estos pueden ser:

De Barrera: En estos detectores emisor y receptor están separados y deben colocarse

uno frente a otro, cuidando que sus ejes ópticos queden confundidos y se fijen en

forma robusta e indeformable.


Se usan en la detección de materiales opacos y reflectantes, detección de entornos

contaminados, posicionamiento preciso de objetos pequeños.

Reflex: El emisor y receptor están juntos en una misma caja, para que el receptor

capte la luz del emisor se requiere de un reflector ubicado frente al detector. En un

plano perpendicular.

Es muy práctico para entorno limpios, transportadora de cajas, etc.

No es conveniente usarlos en entornos contaminados, para detectar objetos pequeños, ni en

objetos lisos o reflectantes.

De proximidad o autoreflex: El emisor y receptor se encuentran en la misma caja,

no requieren de reflector, ya que el haz de luz emitido es reflejado en parte por

cualquier objeto que esté cerca al reflector.

Se emplean para alcances cortos, para la detección de objetos transparentes o translucidos y

para la detección de marcas.

Su alcance y eficacia dependen de la capacidad reflectante y del color del objeto a detectar.

FIGURA:


FUENTE:

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y MANIOBRA:

Contactor

Es un aparato mecánico de conexión accionado por un electroimán que funciona en”

TODO O NADA “

Cuando la bobina del electroimán está alimentada, el contactor se cierra estableciendo a

través de los contactos el circuito entre la red de alimentación y el receptor.

La parte móvil del electroimán que mueve los contactos móviles de los polos y de los

contactos auxiliares o en determinados casos el dispositivo de mando de estos últimos se

desplaza:

Por rotación pivotando sobre un eje

Por traslación deslizándose paralelamente a las partes fijas

Por movimiento combinado de los dos.

En el momento en que la bobina deja de ser alimentada, el contactor se abre bajo los efectos

de:

De los resortes de presión de los polos.

Del resorte de retorno de la armadura móvil.

Y para determinados aparatos la gravedad (la parte móvil tiende naturalmente o volver a su

posición de origen).

El contactor presenta un gran número de ventajas y permite en particular:

Interrumpir corrientes monofásicas y polifásicas importantes mediante un auxiliar de

mando recorrido por una intensidad pequeña.


Asegurar tanto el funcionamiento intermitente como continuo.

Efectuar un mando manual o automático a distancia con ayuda de hilos de pequeña sección,

así pues una reducción importante de los cables de “potencia “ utilizados.

Multiplicar los puestos de mando y situarlos cerca del operador.

Por otra parte, el contactor:

Es robusto y fiable porque no encierra ningún mecanismo delicado.

Se adapta fácil y rápidamente a la tensión de alimentación del circuito de mando (red o

fuente independiente).

Asegura durante una interrupción momentánea de corriente, la seguridad del personal

contra los arranques intempestivos (mediante un mando de pulsadores de impulsión).

Facilita la repartición de los puestos de parada de urgencia y los enclavamientos

impidiendo la puesta de marcha de las máquinas si no son tomadas todas las precauciones.

Protege al receptor contra las caídas de tensión importantes (apertura instantánea por

debajo de una tensión mínima)

Se presta a la concepción de equipos de automatismos simples o complejos.

PARTES DEL CONTACTOR.



CARCAZA: Estructura física hecha en material aislante sobre el cual se alojan los

componentes conductores del contactor y las partes mecánicas.

CIRCUITO ELECTROMAGNETICO: Es el elemento motor del contactor transforma la

energía eléctrica en magnetismo; mediante un campo magnético muy intenso produce un

movimiento en los componentes móviles del contactor, se puede decir que es el electroimán

del contactor, este difiere según la naturaleza de la corriente que alimenta la bobina ya sea

alterna o continua.

BOBINA: Conjunto de espiras formadas por el arrollamiento de un alambre la cual produce

un campo magnético al estar sometido a una tensión, la bobina produce el campo

magnético necesario para la atracción de la armadura móvil del electroimán. Está

construida para resistir los choques mecánicos producidos por la apertura y cierre de los

contactos, dichos choques pueden ser reducidos mediante la utilización de amortiguadores.

NUCLEO: Corresponde a un conjunto de láminas delgadas de material ferromagnético en

forma de E el cual se ubica de manera fija en la carcaza. Este núcleo permite concentrar y

aumentar el flujo magnético que genera la bobina, además permite reducir las corrientes

parásitas o corrientes de Foulcault. Las características constructivas del núcleo permite

eliminar completamente el magnetismo remanente.

Cuando la bobina del contactor va a ser alimentada con corriente alterna, el núcleo debe

llevar una espira de sombra, espira en cortocircuito o espira de Fragor, o anillo de desfasaje.

Lo que no ocurre cuando es alimentada con corriente continua.

CONTACTOR

Carcaza

Circuito electromagnético

Contactos

Principales

Auxiliares

NA

NC

Bobina

Núcleo

Armadura


ARMADURA: Constructivamente es similar al núcleo salvo que no posee espiras de

sombra y es móvil, su función principal es cerrar el circuito magnético cuando se energiza

la bobina, en estado de reposo se encuentra separada del núcleo por la acción de un muelle

o resorte, el espacio entre la armadura y el núcleo se denomina entrehierro.

De acuerdo al movimiento de la armadura como consecuencia de la generación o

suspensión de campos electromagnéticos permite accionar los contactos del contactor

favoreciendo o interrumpiendo el paso de la corriente como lo haría un interruptor.

CONTACTOS: Son los encargados de establecer o interrumpir la corriente en el circuito

de potencia o en el circuito de mando tan pronto se energiza la bobina, por lo tanto están

dimensionados para permitir el paso de la corriente nominal de la carga en servicio

continuo sin recalentamiento.

Está compuesto por tres elementos, dos partes fijas alojadas en la carcaza y una parte móvil

solidaria con la armadura, este contacto móvil lleva un resorte que garantiza la presión y la

unión de ambas partes.

Los contactos están hechos de bronce fosforado cuyo material posee buenas características

eléctricas y mecánicas.

En el contactor se distinguen dos clases de contactos: contactos principales y contactos

auxiliares

CONTACTOS PRINCIPALES. Son los contactos que permiten la comunicación o

interrupción de la red a la carga, por lo que exige estar debidamente calibrados y

dimensionados para soportar las intensidades generadas sin deteriorarse; hacen parte del


circuito principal y figuran en el circuito de potencia, por lo general son contactos

normalmente abiertos; es decir, cuando la bobina está desenergizada, los contactos están

separados.

Cuando se desenergiza un contactor bajo carga se produce una chispa entre las dos partes

del contacto, esto implica que el circuito no se interrumpe inmediatamente. Como la chispa

se produce siempre se hace necesaria ubicar en una zona conocida como “cámara

apagachispas” la cual está destinada para evitar que se forme un arco eléctrico de magnitud

considerable, por lo que debe ser construida de material resistente al calor esto para evitar

altas temperaturas que con el tiempo deterioren y debiliten los contactos hasta destruirlos.

CONTACTOS AUXILIARES: Son elementos que aseguran la autoalimentación, los

mandos y el enclavamiento de los contactores al igual que la señalización en los equipos de

automatismo, están diseñados únicamente para intensidades pequeñas, pertenecen al

circuito de control y figuran identificados con el nombre de la bobina que los gobierna, se

especifican en el diagrama de control.

Existen varias versiones de contactos auxiliares:

Contacto instantáneo de cierre (NA), abierto cuando el contactor está en reposo y cerrado

cuando el electroimán está en tensión.

Contacto instantáneo de apertura (NC), cerrado cuando el contactor está en reposo y abierto

cuando del electroimán está en tensión.

Contactos instantáneos (NA - NC) cuando el contactor está en reposo uno de los contactos

está cerrado mientras que el otro permanece abierto. Cuando se energiza los contactos

invierten sus posiciones.

Contactos instantáneos dobles (NA + NC), cada contacto posee su propio puente móvil, no

hay ningún punto común y las entradas salidas son independientes, posee cuatro bornes de

conexión.

Contactos temporizados (NA NC), los contactos actúan después de cierto tiempo del

contactor que los acciona. Uno de los contactos auxiliares (NA) debe asegurar la

autoalimentación de la bobina, este recibe el nombre de auxiliar de sostenimiento o

retención.

A pesar que todos los contactos auxiliares actúan de forma solidaria cuando se tienen

contacto auxiliares NA y NC existe un tiempo de conmutación entre los mismos, primero

se abren los contactos NC y después se cierran los contactos NA a los 2 -5 milisegundos.

Existen bloques de contactos auxiliares utilizados cuando un contactor no tiene suficiente

número de contactos. Los bloques aditivos de contactos auxiliares se accionan con la

misma armadura del contactor al que se asocia mecánicamente.


También se utilizan contactores auxiliares cuando un contactor posee insuficiente número

de contactos, en este caso se conecta la bobina del contactor auxiliar en paralelo a la bobina

del contactor de tal forma que los contactos del auxiliar actúan como contactos del

principal.

Para identificar plenamente un contacto auxiliar se indica en primer lugar a que contactor

pertenece (C1,C2…) al lado izquierdo del símbolo y en segundo lugar unos índices que

indican la clase de contacto, si es contacto NC la entrada se identifica con un número

terminado en 1 y la salida con un número consecutivo. Ej. 11 -12, 21 -22…; Si el contacto

es NA la entrada se identifica con un número terminado en 3 y la salida con un consecutivo

Ej. 13 – 14, 23- 24…

FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR

Cuando la bobina es recorrida por la corriente eléctrica, genera un campo magnético

intenso, de manera que el núcleo atrae a la armadura con un movimiento muy rápido. Al

producirse este movimiento, todos los contactos del contactor (tanto principales como

auxiliares) cambian de posición solidariamente: los contacto cerrados se abren y los

contactos abiertos se cierran.

Para volver los contactos a su posición inicial de reposo, se debe desenergizar la bobina.

CLASIFICACION DE LOS CONTACTORES

Según el tipo de corriente que alimenta la bobina.: Contactores para corriente alterna y

contactores para corriente continua.

Según la función y clase de contactos: Están los contactores principales cuando posee

contactos principales y auxiliares. Contactores auxiliares, si tienen únicamente contacto

auxiliares.

Por la carga que pueden maniobrar o categoría de empleo: Para su clasificación se basa en

las corrientes que el contactor debe cortar; para ello se toma en cuenta el tipo de carga bien

sea resistiva, capacitiva, inductiva… y la condición en que se efectúa el corte se clasifican

así:


GRUPOS DE CONDICIONES DE EMPLEO

CONDICIONES

DE EMPLEO

CARACTERISTICAS

DE SERVICIO

CASOS

TIPICOS DE

EMPLEO

CARACTERISTICAS

ELECTRICAS

CATEGORIA

DE EMPLEO

1. Condiciones

ligeras de

servicio para

consumidor

ohmico

Aparato no inductivos

o pocos inductivos

Calefacción

eléctrica

Punta de conexión

1.5*In Desconexión In

AC 1 y otros

casos no

especificados.

2. Condiciones

de servicios

normales para

motores de rotor

en cortocircuito y

anillos rozantes

Conecta estando el

motor parado.

Desconecta durante la

marcha normal además

0.1% de impulsos,

inversiones y frenado

por contracorriente.

Compresores,

bombas,

ventiladores,

válvulas,

ascensores,

escaleras

mecánicas,

cintas

transporadoras,

agitadores,

mezcladores,

centrífugas,

instalaciones de

aire

acondicionado.

Conexión hasta 6*In,

desconexión In del

motor.

AC 2, AC 3 ,

AC 4

3 Condiciones de

servicio pesadas

para motores de

rotor en

cortocircuito y

anillos rozantes

Principalmente conecta

estando el motor

parado. Desconecta

durante la marcha

normal además 0.5%

de intermitencias,

frenado contra

corriente e inversión.

Grúas,

trituradoras,

devanados,

máquinas de la

construcción,

mezcladores,

centrífugas

Características

normales y extrema de

servicio

AC 2, AC 3,

AC 4 sin

posibilidad de

cortocircuito

de la

inversión.

4 Condiciones de

servicios

extremas para

motores de rotor

en cortocircuito.

Intermitencias, frenado,

contracorriente e

inversión.

Maquinas de

imprimir,

máquinas

tensoras de

cables,

centrífugas,

accionamientos

especiales,

máquinas

herramientas,

maquinaria en

general

Conexión 6*In del

motor. Desconexión

6*In del motor.

AC 4 Sin

posibilidad de

corto en la

inversión con

110% de la

tensión de

mando.

5 Condiciones de

servicios

extremas para

motores de

anillos r¡ ozantes.

I Intermitencias,

frenado,

contracorriente e

inversión.

Grúas de gran

actividad, palas

cargadoras,

laminadores.

Conexión de 2.5*In

Desconexión 2.5*In

AC 2’ sin

posibilidad de

cortocircuito

en la inversión

con 110% de

la tensión de

mando


TABLA : Condiciones de empleo de los contactores.

AC 1: Aparato no inductivo, receptor óhmico. Cuyo factor de potencia es mínimo de 0.95

AC 2: Condiciones normales para motores de anillos rozantes. Inversión de marcha,

frenado por contracorriente, cuyo fp es de 0.3 a 0.7

AC 2’: Condiciones de servicios extremas para motores de anillos rozantes.

AC 3: Condiciones de servicio normales para motores de rotor en cortocircuito que se

apagan a plena marcha y que en el arranque consumen de 5 a 7 In.

AC 4: Condiciones de servicio extremas para motor de rotor en cortocircuito, inversión de

marcha, marcha e impulsos, frenado por contracorriente.

ELECCION DE UN CONTACTOR.

Para elegir el contactor más conveniente y adecuado hay que tener presente:

o Tipo de corriente, tensión y frecuencia de alimentación de la bobina .

o Potencial nominal de la carga.

o Condiciones de servicio.

o Frecuencia de maniobra.

o Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares

que necesita.

o Posición de funcionamiento del contactor. Vertical u horizontal.

o Categoría de empleo o clase de carga.

o Normatividad.

o Intensidad térmica.

o Naturaleza y características particulares de los fenómenos transitorios propios del

circuito controlado específicamente durante el cierre y apertura de los contactos.

o La naturaleza y tensión de la red.

o La normalización, a veces, impuesta por ciertos organismos o usuarios.

Para servicios intensivos se debe tener en cuenta la robustez eléctrica o “vida de los

contactos”, la cual puede ser prolongada elegir un contactor de calibre superior al

correspondiente a la intensidad absorbida por el receptor.

Para los servicios permanentes o receptores distintos a los motores se debe considerar el

entorno, la temperatura y la altitud.

GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE CONTACTORES (Telemecanique).

CONTACTOR AC 1 AC 3 CONTACTOS

AUXILIARES ARR

DIRECTO

RED

TRIÁNGULO

ESTRELLA


ELECCION DE UN CONTACTOR PARA CIRCUITO DE DISTRIBUCION.

Se trata únicamente de una transferencia de corriente que necesita una gran estabilidad

térmica, excluyendo el calentamiento, mas allá de los límites permitidos, de los polos del

contactor y de sus bornes de conexión. Así las barretas y los cables de alimentación deben

ser sobre-dimensionados.

La temperatura a considerar es la local donde están ubicados los aparatos: es generalmente

menor o igual a 40º C.

En un circuito de distribución el contactor puede ser utilizado:

Como contactor de línea: el contactor, generalmente de gran calibre y a veces de

alto poder de corte está asociado con dispositivos de protección instantánea. La duración

de servicio es larga y el número de maniobras reducido, el cierre se efectúa frecuentemente

en vacío, la apertura en carga nominal, no obstante para evitar cualquier incidente, el poder

de corte ha de ser elevado y coordinado con los otros dispositivos de protección.

Como contactor de acoplamiento de distribución: El contactor situado después del

dispositivo general de corte es utilizado para alimentar diversos locales. El cierre y

apertura se suelen efectuar en ausencia de corriente por tanto solo la intensidad térmica

debe tenerse en consideración.

LC1D09

LC1D12

LC1D18

LC1D25

LC1D32

LC1D40

LC1D50

LC1D65

LC1D80

LC1D95

LC1F115

LC1F150

LC1F185

LC1F265

LC1F400

LC1F500

LC1F630

LC1F780

LC1BL

LC1BM

LC1BP

LC1BR

25

25

32

40

50

60

80

80

125

125

200

250

275

350

500

700

1000

1600

800

1250

2000

2750

9

12

18

25

32

40

50

65

80

95

115

150

185

265

400

500

630

780

750

1000

1500

1800

15

20

31

43

55

68

86

112

138

163

198

258

319

456

690

862

1086

1344

27

36

54

75

96

120

150

196

242

287

348

454

560

803

1212

1515

1909

2363

NA ó NC

NA ó NC

NA ó NC

NA ó NC

NA ó NC

NA y NC

NA y NC

NA y NC

NA y NC

NA y NC


ELECCION DE UN CONTACTOR PARA CIRCUITO DE CALEFACCION

Esta utilización corresponde a la categoría de empleo AC 1, mando de hornos, regulación,

calefacción industrial, secado, calefacción domestica, piscinas y otros.

- Utilización que necesita pocas maniobras.

- Corte en carga.

- Solo se ha de considerar la intensidad térmica.

- Los aparatos están generalmente montados en un cofre, es preciso tener en cuenta la

temperatura en su interior, o sea, cerca de 55 a 60 ºC alrededor del contactor para una

temperatura en el local 040 C

En el caso de una tensión monofásica, se puede elegir un contactor tetrapolar cuyos polos

están montados en paralelo dos a dos. En este caso la intensidad que atraviesa no se reparte

igualmente en cada polo, conviene entonces aplicar al valor de la intensidad nominal

térmica admisible, un coeficiente de seguridad de 0.8.

ELECCION DE UN CONTACTOR PARA UN CIRCUITO DE ALUMBRADO.

(LAMPARAS DE FILAMENTO)


- Solo se debe considerar en régimen de corriente térmica.

- Una punta de intensidad que puede variar de 15 a 20 In en función de la distribución de

las lámparas en la línea, se producen en la puesta en tensión (filamentos fríos y pocos

resistivo).

Es preciso asegurarse que el contactor es capaz de soportar la intensidad punta.

ELECCION DE UN CONTACTOR PARA UN CIRCUITO DE ALUMBRADO

(LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO SODO HALOGENO)

SIN COMPENSACION.


- El régimen en corriente térmica ya no se puede considerar pues el

cos Es de 0.5 se trata de un circuito sélfico y a la apertura se producirá un arco

importante

- La punta en la puesta de tensión es débil. 1 a 1.6 In.

ELECCION DE UN CONTACTOR PARA UN CIRCUITO DE ALUMBRADO

(LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO SODIO HALOGENO FLUORESCENTE)


CON COMPENSACION


- Adición de condensadores de compensación, mejor el cos de o.5 a 1.0.

- En cambio, al establecimiento del circuito aparece una punta de corriente del orden de 15

a 20 In y se debe verificar el contactor elegido capaz de establecer tal intensidad punta.

ELECCION DE UN CONTACTOR PARA PRIMARIO DE TRANSFORMADOR.

Este empleo se caracteriza por la naturaleza de la carga conexionada al secundario. Sin

embargo, en la puesta en tensión del primario, la punta de intensidad puede alcanzar 25 a

30 veces la In. Su duración de medio periodo. Hay que tenerlo en cuenta para determinar

el calibre de los fusibles de protección y el calibre del contactor.

ELECCION DE UN CONTACTOR PARA ACOPLAMIENTO DE CONDENSADORES.

El acoplamiento de condensadores parta mejorar el factor de potencia de una instalación

presenta las siguientes particularidades:

- En la puesta en tensión, los condensadores están completamente descargados, la punta de

intensidad corresponde prácticamente a la intensidad de cortocircuito y es únicamente

limitada por la impedancia de la línea y del transformador.

A esta punta de intensidad muy breve pero muy elevada, se suma, si el circuito posee

condensadores ya acoplados, una intensidad suplementaria debida a la descarga parcial de

aquellos. Dicha punta es aún más importante cuando la regulación del factor de potencia se

efectúa automáticamente en cascada, sobre todo para el último contactor.

Cuando la punta de intensidad en la conexión puede perturbar la línea de alimentación, es

posible limitarla introduciendo en el circuito, durante una fracción de periodo, inductancias

(algunas espiras de sección adecuadas) o resistencias que serán luego shuntadas por un

contactor.

- En régimen permanente, además de la intensidad nominal absorbida por la batería, existen

corrientes armónicas que circulan en el circuito. El efecto de estas corrientes es

esencialmente térmico, por tanto hay que tenerlas en cuenta a la hora de la elección del

calibre del contactor.

- Para favorecer la descarga de los condensadores a la puesta fuera de tensión y evitar

oposiciones de fases en maniobras posteriores, automáticamente se intercalan en las bornes

de la batería unas resistencias, a la apertura del contactor de línea.

Además, estas resistencias proporcionan seguridad al personal, por tanto es indispensable

verificar periódicamente su circuito.


ELECCION DE UN CONTACTOR PARA CORTOCIRCUITADO DE RESISTENCIAS

ROTORICAS

- Este empleo se caracteriza por un cierre y corte fáciles.

- Considerar solamente los efectos térmicos del paso de corriente.

- Cuando hay varios contactores de cortocircuitado, todo, menos el último, tienen un factor

de marcha más pequeño (el factor de marcha en este caso la relación ente el tiempo de paso

de la corriente y el intervalo de tiempo entre dos arranques consecutivos).

Así, la intensidad que pasa durante un tiempo limitado puede ser superior a la que

soportaría el contactor en se4vicio permanente.

- La utilización de contactores tetrapolares permiten duplicar la intensidad admitida en

cortocircuitado bipolar. La conexión en triángulo de os polos de un contactor tripular

reduce la intensidad por polo de 3

1 de la intensidad de fase.

ELECCION DE UN CONTACTOR PARA CIRCUITO DE POTENCIA, CORRIENTE

CONTINUA

En corriente continua, no basta determinar el calibre del contactor sino que además es

preciso definir el número de polos a conectar en serie.

Los criterios de elección son los siguientes:

- La tensión,

- La potencia cortada

- La robustez eléctrica deseada (facultativo),

- La naturaleza de la carga y particularmente la constante de tiempo L/R.

Elección del contactor.

- El número de polos a conectar en serie es función, para una determinada aplicación, del

tipo de contactor.

- Los polos en serie puede estar conectados en una sola polaridad o repartidos sobre las dos.

El calibre del contactor que fija una intensidad del empleo Ie (corriente de empleo), debe

ser elegido en función de la intensidad que atraviesa el circuito.

- Polos en serie solamente: IIe


- Si cada polo en serie está constituido en n polos en paralelo: IIen 8,0**

Robustez eléctrica.

La robustez eléctrica depende de la potencia cortada, se calcula así:

Tensión de

reestablecimiento Ur

Potencia cortada Pc

Resistencia, electroimán o

motor con corte a pequeña

velocidad en plena tensión

Ur=Ue

Fuerza contraelectromotriz

del circuito de carga nula

I cortada (Ic) * Ue

Corte motor lanzado o

motor alimentado por grupo

Ward-Leonard

Ur<Ue


importante

Ic * 0,5Ue

Motor con corte durante un

frenado por contracorriente

Ur>Ue


opuesta a la tensión de

alimentación

Ic * 1,5 Ue

La robustez eléctrica deseada puede conseguirse, según el caso, por aumento del número de

polos en serie, en paralelo o aumentando el calibre del contactor.

DETERIORO DE LOS CONTACTORES

En presencia de un contactor quemado, hay que comprobar que la elección del calibre del

contactor corresponde a la potencia del motor.

Si la elección es correcta y sobre todo si la intensidad de bloqueo del motor es inferior al

poder de corte del contactor, el incidente suele venir de perturbaciones en el circuito de

mando que conducen a un mal funcionamiento del electroimán.

A continuación se indican las perturbaciones más frecuentes y para cada una de ellas la

solución aconsejada.

CAIDA DE TENSION DE LA RED

Caída de tensión provocada por la punta de intensidad al arranque del motor, al unirse

los contactos fijos y móviles del contactor.

Esta caída de tensión lleva a una pérdida de circuito magnético que ya no tiene bastante

fuerza para continuar su carrera hasta el cierre completo. Siendo nula la presión sobre los

polos, estos se sueldan. Cuando el motor alcanza su velocidad nominal, la tensión aumenta

cerca de 85% Un, el circuito magnético se cierra.


En este caso, la instalación es culpable, y hay que comprobar las longitudes y secciones de

los conductores y quizá la potencia del transformador de la red de alimentación.

Después de un corte de la red, al reaparecer la tensión, la punta de intensidad

acumulada sobre el nuevo arranque simultáneo de nuevos motores (caso de un mando

automático o por interruptor) puede provocar una caída de tensión.

En este caso, con el fin de disminuir esta caída de tensión, es preciso prever un dispositivo

para espaciar los arranques según un orden de prioridad.

CAIDA DE TENSION EN EL CIRCUITO DE MANDO

Cuando el motor está alimentado en baja tensión (24 a 110 V) y numerosos contactos de

enclavamiento están en serie, se puede producir una caída de tensión en el circuito de

mando a la llamada de los contactores.

Esta caída de tensión se suma a la provocada por la punta de intensidad del motor y la

situación es idéntica a la descrita anteriormente.

En este caso, es necesario realizar el mando del contactor a través de un contactor auxiliar

cuya intensidad de llamada es menor y el cual mandará la bobina del contactor principal,

dicha bobina estará alimentada a la tensión de la red de alimentación.

VIBRACIONES DE LOS CONTACTOS DE ENCLAVAMIENTO

Es posible que en la cadena de enclavamiento, algunos contactos entren en vibración

(termóstato, presóstato…) Estas vibraciones se repercuten en el electroimán del contactor

de potencia y provocan cierres incompletos y por consiguientes una soldadura de los polos

o contactos.

La solución consiste en dotar el aparato de una temporización de 2 o 3 segundos. Utilizar

un contacto temporizado al trabajo.

MICROCORTES DE LA RED O INTERRUPCIONES DE CORTA DURACION

ACCIDENTALES O VOLUNTARIAS.

Al cerrarse de nuevo el contactor después de una breve desaparición de la red (unas

decenas de milisegundos), la fuerza contraelectromotriz ya no está en fase con la red, en

este caso la punta de intensidad puede alcanzar el doble de la normal.

Hay riesgo de soldadura de los contactos al sobrepasar el poder de cierre. Para evitar este

incidente por medio de un contacto temporizado al trabajo, se retrasa de 2 a 3 segundos el

nuevo cierre del aparato para que sea casi nula la fuerza contraelectromotriz.

Para proteger los contactores contra los microcortos de la red, es posible también utilizar un

retardador de apertura.


CONSECUENCIAS DE LOS INCIDENTES.

Si a causa de las perturbaciones descritas anteriormente hay soldadura de los polos del

contactor no ocurriría nada anormal antes de la orden de la parada del motor. En efecto, la

soldadura de uno o varios polos no impide el cierre completo de un contactor.

En cambio, a la apertura, el contactor se queda “suspendido” en uno o varios polos

soldados y los contactos se abren unas décimas de milímetro.

Nace un pequeño arcos la manera de una llama de soplete va fogueando lentamente los

contactos no soldados que terminaran quemando el aparato.

Al analizar el contactor se comprobará que a menudo uno o dos polos están intactos, son

los que están soldados.

Hay que destacar que la intensidad no es superior a la intensidad nominal del motor y que

las protecciones no actuaran más que cuando el aparato sea destruido y se provoque un

cortocircuito.

Conclusión: las perturbaciones que pueden provocar la soldadura de los polos de un

contactor son muy difíciles de registrar a causa de su corta duración y sus apariciones

fugitivas.

Además, estos incidentes no se producen siempre y sistemáticamente en cada cierre pero

suelen aparecer cuando hay simultaneidad entre varias perturbaciones o cuando una

perturbación surge en una red cuya tensión ya está cerca del valor mínimo admisible.

El contactor no tiene la culpa, no hace falta cambiar de tipo de contactor, por ejemplo

eligiendo un calibre más alto pero es indispensable revisar el circuito de mando, para

eliminar la causa del defecto.

SIMBOLOS Y CONVENCIONES

CONDUCTOR Y MARCAS

Líneas de alimentación o conductores del circuito de potencia

Conductores del circuito de mando

Conductores sin conexión eléctrica

Conductores con conexión eléctrica fija

Fases R S T

Entradas de los contactos principales 1 3 5 ó L1 L2 L3


Salidas de los contactos principales 2 4 6 ó T1 T2 T3

Entradas y salidas del motor U V W y X Y Z

APARATOS Y/O ELEMENTOS DEL CIRCUITO DE POTENCIA

Fusible

Seccionador

Seccionador con fusible

Contacto de disyuntor

Relé térmico

Relé termomagnético

Relé electromagnético

Contactos principales del contactor

Motor trifásico (tres bornes)

Motor trifásico (seis bornes)

Motor trifásico con dos arrollamientos estatóricos separados

Conexión estrella

Conexión triángulo


Enclavamiento mecánico entre contactores

APARATOS Y/O ELEMENTOS DEL CIRCUITO DE MANDO

Bobina de contactor

Bobina de temporizador neumático al trabajo

Temporizador con mecanismo de relojería.

Temporizador electrónico

Detector de proximidad inductivo o capacitivo

Detector fotoeléctrico

Pulsador normalmente cerrado (NC)

Pulsador normalmente abierto (NA)

Pulsador de conexión desconexión

Pulsador de desconexión múltiple

Pulsador de conexión múltiple

Pulsador de seta

Selector de dos posiciones


Contacto auxiliar instantáneo NC

Contacto auxiliar instantáneo NA

Contacto auxiliar temporizado al trabajo

Contacto auxiliar temporizado al reposo

Contacto auxiliar de relé térmico

Interruptores de posición o finales de carrera

Contactos accionados por flotador

Contactos accionados por presión

OTROS SIMBOLOS

Contacto auxiliar retardado

Señalización acústica con bocina

Señalización acústica con zumbador

Enclavamiento mecánico

Transformador

Autotransformador monofásico


Generador

Grupo motor generador

Motor

ARRANQUE DE MOTORES POR CONMUTACION ESTRELLA - TRIANGULO

Se utiliza este sistema de arranque especialmente en motores asíncronos trifásicos con rotor

en corto circuito, porque presenta la ventaja que en el arranque absorbe una corriente entre

1.3 y 2.6 In; mientras que si se hiciera un arranque directo absorbería una corriente muy

grande en el momento de energizarse.

El sistema consiste en energizar el motor conectándolo inicialmente en estrella mientras se

coloca en movimiento, cuando haya alcanzado el 70% de su velocidad de régimen se

conecta en triángulo.

La conexión estrella consiste en unir los finales de las tres bobinas del estator (X, Y, Z)

alimentando sus principios (U, V, W) con las tres fases del sistema. De esta forma cada

bobina recibe una tensión equivalente a la tensión de línea / 3 .

Conexión triángulo consiste en unir el principio de una bobina con el final de la siguiente,

de tal manera que cada bobina está sometida a una misma tensión que las líneas de

alimentación.

En el arranque estrella triángulo el par de arranque pasa de 1.5 veces el valor nominal que

se tenía en el arranque directo, a 0,5 veces el nominal, lo que aumenta la duración del

periodo de arranque con respecto al que se obtiene en el arranque directo.

ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR

Consiste en utilizar un autotransfomador conectado en estrella con una serie de tensiones de

salida para ir aplicando al motor gradualmente hasta conseguir su arranque. Cuando el

motor a conseguido su tensión nominal se pone fuera de servicio el autotransformador.

Normalmente se emplean autotransformadores con tensión de salida de 50, 60, 65 y 80% de

la tensión de la red, con las cuales se obtienen valores de 25, 42 y 64% respectivamente de

los pares que se obtendrían en el arranque directo.


También en las salidas del autotransformador se proporcionan intensidades de arranque del

25, 42 y 64% de las que se obtendrían en la tensión total.

Con este sistema se obtiene un par de arranque mas elevado con una menor corriente, por lo

cual este sistema se emplea en motores de elevada potencia, no ocasiona pérdidas de

potencia exterior durante el arranque.

Para construir un arrancador por autotransformador, los contactores deben calcularse para

las siguientes intensidades de corriente: Contactor que alimenta al motor a plena tensión,

debe estar dimensionado para la corriente nominal.

La intensidad del contactor que alimenta el autotransformador se calcula de la siguiente

manera:

alnoIElinea

Esmin

2

*

Es = Tensión de salida del autotransformador.

El = Tensión de línea

La intensidad que soporta el contactor que conectan las tensiones parciales de salida se

calcula así:

alnoIElinea

Esmin*


DIAGRAMAS CIRCUITO DE POTENCIA


Z

XY

U WV

CIRCUITO DE CONTROL


LECTURA DE DIAGRAMAS DE CONTROLES Y ACCIONAMIENTOS

ELECTRICOS

Los esquemas eléctricos son una gran ayuda para entender cómo los sistemas de control

eléctrico encauzan y dirigen la energía eléctrica, para arrancar, detener, frenar, invertir y

organizar las secuencias del funcionamiento de las máquinas. Además, son también

fundamentales en el proceso de detección de fallas.

En ésta parte se dan a conocer los principales símbolos utilizados en la elaboración de

diagramas, lectura de diagramas esquemáticos, donde se representa el funcionamiento de

diferentes circuitos típicos de control.

Hay varias clases de diagramas, hay algunos en los cuales se indica dónde se encuentran los

componentes y entre ellos a dónde van los alambres y conexiones. Este tipo de diagrama es

útil cuando se trata de reemplazar componentes, ya que ubica e identifica los terminales y

los alambres que acompañan, mostrando los colores de los alambres. Se le denomina

circuito de control.


FIGURA : Circuito de control

Otro tipo de diagrama es el denominado circuito de potencia, el cual es más abstracto y

menos gráfico; pueden o no indicar dónde realmente se ubican los componentes y alambres.

Pero siempre indicará el recorrido de la corriente entre los componentes, y mostrarán,

mediante símbolos cuál es la función de cada componente.


FIGURA : Circuito de Potencia

En el diagrama, se muestran agrupados a la derecha, la carga y los componentes que envían

la energía al motor. El diagrama muestra que los resistores, en serie con las líneas de

energía, reducen el voltaje durante la arrancada del motor. Los componentes de control

aparecen a la izquierda, en el esquema del circuito de control.

LECTURA DE DIAGRAMAS LÓGICOS EN ESCALERA:

Los diagramas lógicos en escalera, son esquemas de la lógica de funcionamiento y de los

circuitos de control de un sistema. Los componentes de energía; motores, fusibles,

interruptores de circuito, disyuntores principales, e interruptores de contacto mediante la

energía; no aparecen representados.

Se le denomina diagrama lógico en escalera debido a su forma básica. Las dos líneas de

energía del circuito de control denominadas como L1 y L2, trazadas verticalmente a la

derecha y a la izquierda, representan las dos barandas de la escalera. Las líneas horizontales

que corren paralelas entre las barandas, son los peldaños ó escalones.

Cada escalón está identificado con un número, sobre la margen izquierda. La función de

cada peldaño, se escribe al lado derecho.


Algunas veces, se enumeran los alambres individuales, facilitando la identificación de

alambres en el equipo real. Los interruptores de botón de presión se rotulan PB1, PB2, etc;

los interruptores de presión pueden identificarse como PS1, PS2, etc; los interruptores de

temperatura TS1, TS2, etc; las bobinas de relevador como CR1 para relevador de control 1;

M1 para contactor uno del arranque del motor y así sucesivamente. Los números de la

margen derecha se refieren a otros escalones que contienen conjuntos de contactos,

activados por una bobina en ese peldaño.

Cada escalón es una cadena en serie de componentes a través de los cuales debe pasar

voltaje para activar el dispositivo al final del peldaño. Algunas veces hay conexiones entre

los peldaños que colocan los componentes en paralelo ó en alguna combinación en serie y

paralelo.

La lectura de éstos diagramas, requiere del seguimiento de voltaje o de la energía, para ver

qué componentes deben estar encendidos o apagados. Activados o no activados en cada

etapa del funcionamiento del sistema.

Normalmente se leen de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, correspondiendo a la

secuencia de hechos en el funcionamiento del sistema, lo correcto es empezar a leer el

circuito partiendo desde el interruptor de arranque y siguiendo la secuencia observando

cada paso del proceso.

Circuito del arranque magnético de un motor:

Un motor se puede arrancar o detener con un simple interruptor, pero un circuito de

arranque magnético de motor tiene ventajas como:


Protección de bajo voltaje: Si el voltaje de un sistema disminuye tanto como para

dañar el motor, también permitirá sacar al inducido de la bobina denominada M. El

motor se desconectará. Si se restablece el voltaje del sistema, el motor no arrancará

hasta que el botón de presión respectivo sea presionado de nuevo.

Estación múltiple de arranque / parada: Se puede añadir cualquier cantidad de

botones de arranque y parada para controlar el motor desde diferentes puntos. Los

conductores, para esos puntos adicionales, pueden ser bastantes delgados ya que, su

corriente solamente alimenta las bobinas.

Protección de la sobrecarga: Si algún motor consume mucha corriente, durante largo

tiempo, se recalentará y se quemará . Los interruptores automáticos de sobrecarga, son

interruptores de temperatura que captan el calor producido por la corriente en cada línea

al motor.

Cuando alguna línea se calienta mucho, él se abre. En los grandes motores, los interruptores

automáticos de sobrecarga interrumpen la poca corriente que va al contactor de arranque,

en vez de la alta corriente de la línea de energía. Esto asegura que todas las líneas de

energía se abran a la vez y, el motor no pueda funcionar con una de las fases fuera de

servicio.

LISTAS DE SECUENCIAS Y CUADROS DE CONDICIONES:

La razón de los diagramas es para averiguar cómo funciona una máquina o un sistema; es

por ésta razón que se adiciona al circuito una lista que recopila las acciones que se generan

en la máquina, el orden en que éstas suceden y los efectos que cada una de ellas produce.

Simulando que el siguiente esquema representa una máquina diseñada para conducir

objetos uno por uno dentro de un horno, mediante un transportador, cocinarlos y allí

durante un cierto tiempo previamente establecido, antes de volverlos a desplazar.


Un Listado de secuencia de todo el ciclo sería así:

ACCION RESULTADO

1- Se presiona el botón de arranque Se cierra PB2

2- El solenoide levanta las puertas Se cierra LS3

3- Se enciende el motor de el transportador Se abre y se cierra LS1, reposicionando

TR1; se cierra LS2 (en el peldaño 4), se abre

LS2 (peldaño 1).

4- Se detiene el motor del transportador,

caen las puertas.

Se cierra LS4

5- Se enciende el calentador Se cierra T1

6- Arranca el temporizador; se detiene Se cierra TR1

7- El solenoide levanta las puertas Se cierra LS3

8- Arranca el motor del transportador Se repite el ciclo.

Un Cuadro de condiciones para el funcionamiento de éstos componentes, podría ser:

COMPONENTES

ENCENDIDOS

ACTIVOS INACTIVOS

Motor M1 LS3 y PB2 o M1 o TR1 PB1; LS2

Solenoide S PB2 o M1 o TR1 PB1; LS2

Calentador H LS4 y LS2 -----------

Temporizador TR1 T1 -----------

Un cuadro de condiciones proporciona la manera de conocer exactamente y a primera vista,

cuáles componentes controlan un evento.


GUIA DE LABORATORIO

Es un contexto abreviado de los aspectos o reglas para dirigir o encaminar un proceso, con

el objeto de desarrollar teorías, caracterizando y determinando todo tipo de variable y sus

posibles interrelaciones en la relación de un fenómeno o confrontación.

Partes de una guía de laboratorio: Para la elaboración de una guía de laboratorio, ésta debe

contener como mínimo las siguientes partes:

Código de la guía: Es un número que permite identificar el área a la cual pertenece

la materia principalmente y otros aspectos tales como código de la materia, parte de

determinado manual, número de la práctica y otros. Esta codificación se hace con

base en la asignación o nombre de los números a ser utilizados.

Número de la práctica: La guía de práctica de laboratorio se debe numerar en

arábigos, en orden consecutivo con el fin de establecer una secuencia.

Título de la práctica: Dará a entender en forma precisa, el objeto de la práctica de

laboratorio, sin demasiados detalles, su redacción debe ser lo más breve posible.

Objetivo: Define claramente el tema y alcance de las prácticas y complementa las

indicaciones dadas en el título. Estos objetivos deben ser:

Claros y precisos

Centrados en los estudiantes

Integrales: Estar de forma coherente con el programa de las materias.

Observables, medibles y cuantificables

Alcanzables

Flexibles: Sujetos a continua revisión

En la formulación de los objetivos se deben ampliar las posibilidades de

observación

Equipos y materiales necesarios: Estos indican los nombres de los equipos y

materiales a emplear con sus respectivas características de funcionamiento más

significativas y que los hagan mas apropiados para el buen desarrollo de las

prácticas, como también, la cantidad necesaria de ellos; toda esta información se

debe consignar en tablas adecuadas.

Procedimiento: Dará la orientación o pasos necesarios de una forma descriptiva y

completa, para poder realizar las prácticas. Debe involucrar figuras de montajes en

forma esquemática, en donde se presenta las ubicaciones y conexiones de los

equipos y materiales.


Toma de datos: Se realiza por medio de tablas en donde se consigna toda la

información del desarrollo de la práctica necesaria, para poder elaborar el respectivo

informe. Dentro de esta información se encuentra, lecturas dadas por los

instrumentos de medida, valores, características de algunos equipos y materiales,

anotaciones especiales acerca de la ejecución de la práctica.

Características que se deben obtener: Representa todas las características que se

pueden obtener (gráficas, resultados, cálculos y otros) por medio de los datos

tomados y que sirven para hacer el contraste de la práctica con lo teórico y evaluar

el grado de aprovechamiento de la experiencia.

Cuestionario: Establece una serie de preguntas y problemas que sirve para evaluar el

grado de comprensión de la incidencia de las variables que ocasionan la ocurrencia

de un determinado fenómeno.


GUIA DE LABORATORIO

CODIGO Nº PRACTICA 01

TITULO: ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFASICO

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL. Desarrollar en el estudiante la capacidad de identificar y aplicar

los elementos necesarios de control para el arranque directo de un motor trifásico.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Procurar en el estudiante el análisis y comportamiento de cada elemento implicado en el

proceso de arrancar un motor de manera directa.

Dar la oportunidad al alumno para que desarrolle habilidades en cuanto al manejo de

instrumentos de medida y manipulación de elementos de control.

Conseguir el análisis e interpretación de circuitos de potencia y control que se requieren

para desarrollar esta situación específica.

EQUIPOS Y MATERIALES

ELEMENTO SÍMBOLO CARACTERISTICA

S

CANTIDA

D

MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 2 HP

Corriente = 14/7 A

Voltaje = 110/220

n = 1750 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONE

S

FUSIBLES

30 A

3

(1 por fase)

RELE TERMICO

Zona de regulación

5,5 – 8 A

Graduado en 7,7 A

1


CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 220 V

1

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

PULSADOR

Normalmente cerrado

(NC) XB2-BA42

1

CONDUCTOR

THW AWG 12

1 por fase

DIAGRAMAS

CIRCUITO DE POTENCIA CIRCUITO DE CONTROL

FUNCIONAMIENTO

Al pulsar S1 se cierra el circuito quedando energizado la bobina y por consiguiente se

cierran los contactos principales del contactor C1, se pone en marcha el motor, si se suelta

el pulsador S1 se abre nuevamente el circuito, desenergizándose la bobina de C1 lo cual

hace que se abran nuevamente los contactos principales y se detenga el motor.


PROCEDIMIENTO

Verifique la tensión existente en la red de alimentación por medio de un voltímetro, al igual

que la tensión de la bobina del contactor.

Revise el estado de la protecciones tanto térmicas como termo magnético, al igual que el

motor y demás componentes del circuito.

Realice el montaje de la figura siguiendo el orden indicado

En el diagrama de fuerza:

Fases R,S,T, luego conecte los fusibles uno por línea, a continuación los contactos

principales del contactor C1 (L1,L3,L5), salida del contactor (L2,L4,L6), después entrada

al relé térmico y de la salida del mismo hacia la bornera del motor (U,V,W).

Para la conexión del circuito de control se tiene:

Fase R, contactos 95-96 del relé térmico F1, pulsador S1, principio de bobina de C1, final

de bobina a fase S

INFORME DE PRÁCTICA.

Debe contener:

Selección de elementos.

Procedimientos en el montaje.

Datos obtenidos (si los hay)

Análisis de los datos

Conclusiones

EVALUACION

Encontrar otras aplicaciones para este montaje, diseñando su circuito de potencia y control

con posibles variaciones en la disposición de elementos y/o cargas.



TITULO: MANDO DE UN MOTOR POR IMPULSO INICIAL

DESDE VARIAS ESTACIONES DE MANDO

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL. Proveer al estudiante una alternativa de aplicabilidad de los

controles en un arranque de un motor desde varios puntos de mando.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Emplear circuitos paralelo y serie para buscar la disposición de los pulsadores que permitan

el control del motor.

Instruir al estudiante en el montaje y conexionado de los circuitos para este caso específico.

SITUACIÓN PRÁCTICA.

En una vivienda multifamiliar con apartamentos independientes se requiere controlar el

suministro de agua al único tanque de reserva que abastece dicha vivienda. Cada familia

puede accionar la electro bomba, por lo que se hace necesario diseñar un sistema de control

desde varios puntos de accionamiento y apagado.


ELEMENTO SIMBOLO CARACTERISTICA

S

CANTIDA

D

MOTOR

TRIFÁSICO V

3W

MU

Potencia = 3 HP

Corriente=10.2/5.1 A

Voltaje = 220/440

n = 1200 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONE

S

FUSIBLES

30 A

3

(1 por fase)

RELE TERMICO

Zona de regulación

9 – 13 A

Graduado en 12 A

1


CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 220 V

1

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

PULSADOR

Normalmente cerrado

(NC) XB2-BA42

4

CONDUCTOR

THW AWG 12

1 por fase

DIAGRAMAS


FUNCIONAMIENTO

Al pulsar S5, S6, S7 independientemente se energiza la bobina del contactor C1, auto

sosteniéndose por el contacto auxiliar 13-14, energizando el motor.

Pulsando S1 a S4 indistintamente se abrirá el circuito desenergizando la bobina y por

consiguiente todo el sistema.


PROCEDIMIENTO

Verificar el estado de las protecciones térmicas, realizar el conexionado que se indica en los

diagramas de control y de potencia respectivamente.

Circuito de potencia.

Fases R,S,T, luego conecte los fusibles uno por línea, a continuación los contactos

principales del contactor C1 (L1,L3,L5), salida del contactor (L2,L4,L6), después entrada

al relé térmico y de la salida del mismo hacia la bornera del motor (U,V,W).

Circuito de control se conecta siguiendo el orden:

En la línea primera. Fase S, se conecta los contactos 95-96 del relé térmico F1, pulsadores

en serie S1 hasta S4, pulsador normalmente abierto S5 y principio de bobina A2 del

contactor, del final de la bobina se conecta con la línea T

Las líneas segunda hasta la cuarta corresponden a pulsadores normalmente abiertos

(S6,S7,S8) en paralelo a S5.

La quinta línea está compuesta por un contacto auxiliar 13-14 del contactor C1 también

paralelo al pulsador S5.


Debe contener:





Conclusiones

EVALUACIÓN

Diseñar un sistema de control para el arranque de manera directa desde varios puntos de

comando para dos motores, calcular los correspondientes elementos que se requieren para

este ejercicio. Los motores se accionan de manera independiente (cada uno por separado).



TITULO: PUESTA EN MARCHA DE UN MOTOR TRIFASICO POR IMPULSO

INICIAL, AUTOMANTENIDO CON SEÑALIZACION DE MARCHA Y FALLA

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL. Desarrollar habilidades en el estudiante, respecto a la utilización y

conexión de elementos de señalización que permitan determinar las condiciones de

funcionamiento en un sistema eléctrico.


Familiarizarse con los elementos de señalización.

Ilustrar la forma de conectar los elementos de señalización dependiendo del requerimiento

de falla o funcionamiento de un dispositivo eléctrico.

Adecuar el montaje para la utilización de protecciones y seguridad del circuito,

específicamente relés térmicos.

SITUACIONES PRÁCTICAS.

En una línea de producción en donde actúan simultáneamente varios motores, el operario

debe llevar un seguimiento del estado de funcionamiento en cada motor, lo cuál se realiza

de manera visual mediante pilotos ubicados en un panel de control; de igual manera se

necesitan pilotos indicadores para la detección de algunas fallas del sistema .



ELEMENTO SIMBOLO CARACTERISTICAS CANTIDAD

MOTOR

MONOFASICO

1

M

N

U

Potencia = 0.5 HP

Corriente = 3.4A

Voltaje 110 V

n = 1200 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONES

FUSIBLES

5 A

(1 por fase)

RELE TERMICO

Zona de regulación

2.5 a 4 Amperios.

Graduado en 3.2 A

1

CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 110 V

1

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

PULSADOR

Normalmente cerrado

(NC) XB2-BA42

1

CONTACTOS

AUXILIARES

Normalmente abierto

2

PILOTOS DE

SEÑALIZACION

Verde XB2BV63

Rojo XB2BV64

1

1

CONDUCTOR

THW AWG 12

1 por fase


DIAGRAMAS


FUNCIONAMIENTO

Cuando se pulsa S2 se energiza la bobina del contactor C1, lo que conlleva al cierre de los

contactos 13-14 que permiten el autosostenimiento 23-24 de C1.

Simultáneamente se cierran los contactos principales del contactor energizando el motor y

permitiendo que el piloto h1 se ilumine indicando el funcionamiento normal del motor.

Cuando exista una falla por sobrecarga o por cortocircuito actúa el relé térmico F1 abriendo

el contacto 95-96 y simultáneamente cerrando el contacto 97-98 de F1, los cuales permiten

suministrar tensión al piloto h2 indicando falla en el sistema.

PROCEDIMIENTO

Identificando las fases R S T conecte los fusibles de protección uno en cada fase,

seguidamente, mediante el conductor seleccionado se conecta a los contactos principales 1

3 5 del contactor. De los bornes salientes del contactor principal se extienden conductores

respectivos hacia la protección térmica. Después de esto se conecta a los bornes U V W del

motor.

Para el circuito de control entre dos puntos de las fases R S se conectan los elementos en

siguiente orden:

En la primera línea.

Protección térmica contactos 95-96, pulsador S1, pulsador S2 y bobina del contactor.


Segunda línea.

Contacto auxiliar 13-14 de C1 paralelo al pulsador S2.

En la tercera línea.

Contacto auxiliar 23-24 de C1, piloto verde h1.

En la cuarta línea.

Contactos de la protección térmica 97-98, piloto rojo h2.


Debe contener:





Conclusiones

EVALUACION

Analizar el siguiente circuito de control y explicar el funcionamiento, determinar si es

lógica la disposición de los elementos en el circuito.



TITULO: ENERGIZAR UNA CARGA ELECTRICA POR IMPULSO INICIAL O

PERMANENTE

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Analizar el comportamiento del circuito cuando se requiere

diferentes formas de controlarlo, accionándolo una vez o por acciones de forma repetitiva.


Aplicar las diferentes clases de pulsadores.

Interpretar circuitos de control para estas condiciones de mando.

Diseñar un sistema de control que cumpla con los requisitos necesarios para el desarrollo de

esta práctica.

SITUACIÓN PRÁCTICA

Se requiere controlar un taladro industrial de manera que permita perforaciones

intermitentes en cierto material, pero no se debe obviar el funcionamiento continuo de éste

taladro.



MOTOR

MONOFASICO

Potencia = 2 HP

Corriente = 13 A

Voltaje = 115

n = 1800 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONES

FUSIBLES

4 A

1

RELE TERMICO

Zona de regulación

12 – 18 A

Graduado en 14 A

1


CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 115 V

1

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

PULSADOR

Normalmente cerrado

(NC)

XB2-BA42

1

LAMPARA

PILOTO

XB2-BV64

1

CONDUCTOR

THW AWG 12

10 m

DIAGRAMAS


FUNCIONAMIENTO

Estando la protección térmica en condiciones normales, es decir que el contacto 95 –96 del

relé térmico está cerrado, pulsando S2 el cual permite el paso de corriente hacia la bobina


energizándose lo que provoca el cierre del contacto 13 –14 de C1 de ésta forma,

suministrando el auto sostenimiento. Si se desea energizar la bobina evitando el auto

sostenimiento, se presiona el pulsador S3 pulsador conexión-desconexión el cuál a su vez

abre la línea que conecta el contacto de automantenido, razón por la cual la bobina no

presenta ningún contacto que permite mantenerse energizado diferente a S3.

PROCEDIMIENTO

Después de analizar el estado de cada uno de los elementos constitutivos en el circuito de

control se conectan con el siguiente orden:

Primera línea. Fase R, contacto 95-96 del relé, pulsador S1, pulsador S2.

Segunda línea. Contacto 13-14 de C1, pulsador S3, bobina del contactor C1 y neutro.

Tercera línea: Contacto abierto 3 -4 del pulsador S3 (conexión, desconexión).

Cuarta línea: Contacto 97-98 del relé térmico, piloto de señalización y neutro.

En el circuito de potencia:

Se escoge una fase cualquiera por ejemplo T y el neutro, en la fase se intercala el fusible

recomendado Q1, después se conectan fase y neutro a los bornes principales de entrada al

contactor C1, de la salida de los contactos principales se dirige a los contactos de entrada

del relé térmico F1, la salida conectado con la bornera del motor elegido.


Debe contener:





Conclusiones

EVALUACIÓN

Diseñar un circuito de potencia y de control para manejar el uso de un surtidor en una

estación de servicio, se suministra el combustible por un intervalo de tiempo mientras se

llena el tanque del vehículo, para evitar que se rebose el combustible el suministro debe ser

intermitente.

Diseñe el circuito de control para accionar un motor por impulso inicial o impulso

permanente desde dos puntos de mandos diferentes.



TITULO: MANDO DE TRES MOTORES EN SECUENCIA FORZADA

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Instruir a los estudiantes para que desarrollen operaciones

secuenciales utilizando elementos de control.


Analizar la aplicabilidad de los contactos auxiliares en los circuitos de control.

Proveer al estudiante de situaciones que indiquen el estado de una bobina como prioridad

para el accionamiento de otra.

Incentivar al estudiante el uso de contactores para el diseño de procesos secuenciales.

SITUACION PRÁCTICA

En un proceso de fabricación de tableros eléctricos de distribución, se presenta el siguiente

proceso: Se corta la lámina, después perforación o troquelado y por último debe ser dobla,

cada parte del proceso está controlado por un motor diferente y se requiere que funcionen

según la secuencia anterior por lo tanto se hace necesario diseñar el control de motores que

se van a encargar del proceso.



S

CANTIDA

D

MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 2 HP

Corriente= 13,5/6.7A

Voltaje = 110/220

n = 3600 rpm

f = 60 Hz

1

MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 1 HP

Corriente= 6.7/3.4 A

Voltaje = 110/220

n = 1800 rpm

f = 60 Hz

2


PROTECCIONES

FUSIBLES

30 A

3

(1 por fase)

RELE TERMICO

Zona de regulación

5,5 – 8 A

Graduado en 7,3 A

1

RELE TERMICO

Zona de regulación

2,5 – 4 A

Graduado en 3,7 A

2

CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 220 V

3

PULSADOR

Normalmente cerrado

(NC) XB2-BA42

1

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

3

PILOTO DE

SEÑALIZACIÍO

N

XB2- BV64

3

CONDUCTOR

THW AWG 10

15 m


DIAGRAMAS

CIRCUITO DE POTENCIA

CIRCUITO DE CONTROL


FUNCIONAMIENTO

Después de verificar el estado de las protecciones, pulse el interruptor S1, el cual energiza

la bobina del contactor C1, cerrando los contactos principales de este accionando el motor

M1, simultáneamente se cierra el contacto auxiliar C1 13-14 (NA) el cual sostiene la

alimentación a esta bobina. También se cierra el contacto 23-24 de C1, el cual predispone

para el funcionamiento del contactor C2.

Pulsando el interruptor normalmente abierto S2, y con el contacto auxiliar C1 23-24

energiza el contactor C2, este cierra los contactos principales de C2 (activa M2) y los

contactos auxiliares C2 13-14 de auto sostenimiento y C2 23-24 que habilita el contactor

C3 para ser energizado.

Se pulsa S3 y energiza el contactor C3, el cual por intermedio de sus contactos principales

alimenta al motor M3, este contacto se mantiene por su contacto auxiliar C3 (13-14).

Para detener el proceso presione el pulsador S0 quedando el sistema listo para una nueva

secuencia.

En caso de falla de cualquiera de los tres motores el sistema se desconecta por la apertura

de las protecciones térmicas F1, F2 y F3, que abre el contacto 95-96 y a su vez cierra el

contacto 97-98 alimentando las respectivas lámparas piloto de señalización de falla.

PROCEDIMIENTO


Verifique que existe tensión en las líneas de alimentación mediante un voltímetro.

Identifique cada uno de los elementos del circuito, verifique que las protecciones térmicas

estén en su estado normal. Relacione los bornes de cada bobina y sus respectivos contactos

principales y auxiliares de los contactores, también en los motores, observando siempre su

estado.

Realice el montaje de los circuitos teniendo cuidado en la conexión de cada uno de los

elementos del circuito siguiendo el orden que a continuación se describe.

Circuito de fuerza.

Fases de alimentación, seccionador porta fusible, contactos principales del contactor

(L1,L3,L5), de C1, salida del mismo (L2,L4,L6), entradas al relé térmico F1, bornes del

motor (M1). Para conexionar los motores restantes, se realiza de igual manera que el

descrito anteriormente.

Circuito de control.

Primera línea: Fase de alimentación, contactos 95-96 de los relés en serie (F1 a F3),

pulsador S0, punto de derivación para las siguientes líneas del circuito, pulsador S1,

principio de bobina A2 del contactor C1, fin de bobina A1 del mismo y fase S.

Segunda línea: Contacto auxiliar 13-14 de C1 paralelo a S1.

Tercera línea: Del punto de derivación al contacto auxiliar 23-24 de C1, pulsador S2,

principio de bobina A2 del contactor C2, fin de bobina del mismo y fase S.

Cuarta línea: Contacto auxiliar de C2 (13-14) en paralelo con S2.

Quinta línea: Del mismo punto de derivación contacto 23-24 de C2, luego pulsador S3,

bobina del contactor C3 y fase S.

Sexta línea: Contacto auxiliar 13-14 de C3 paralelo a S3.

Líneas séptima a novena: De la fase R. al contacto 97-98 de los respectivos relés térmicos,

se conectan con las lámparas de señalización de fallas h1 a h3 a la fase S, según diagrama.



Debe contener:





Conclusiones

EVALUACIÓN

Encontrar otras aplicaciones para este montaje diseñando el circuito de control con posibles

variaciones en la disposición de los elementos.

Diseñar el circuito de control para el arranque secuencial de tres motores, con posibilidades

de suspender independientemente cualquiera de los tres sin afectar el funcionamiento de los

restantes motores, utilizar contactos auxiliares e interruptores normalmente cerrados.


TITULO: INVERSOR DE MARCHA DE UN MOTOR TRIFASICO

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Capacitar al estudiante para que diseñe y aplique el montaje de

circuitos de control y potencia, que permitan invertir el sentido de giro de un motor

determinado.


Analizar la forma o procedimiento básico para invertir el sentido de giro de un motor

trifásico.

Demostrar la aplicabilidad que se tiene en situaciones donde se requiera el cambio de giro

de un motor.

Complementar el uso de los sistemas de control para desarrollar procesos que implican la

manipulación de los motores.

SITUACION PRÁCTICA


El motor que controla el desplazamiento de un ascensor necesariamente debe poseer la

capacidad de invertir su giro, pues las condiciones de trabajo a las que está sometido así lo

exigen.

Lo mismo ocurre en mecanismos que activan la apertura y cierre de puertas eléctricas.



MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 3 HP


Voltaje = 220/440

n = 1800 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONES

FUSIBLES

30 A

3

(1 por fase)

RELE TERMICO

Zona de regulación

9 – 13 A

Graduado en 10 A

1

CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 220 V

2

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

2

PULSADOR

Normalmente Cerrado

(NC) XB2-BA42

1

LAMPARA

PILOTO

XB2-BV64

1

CONDUCTOR

THW AWG 12

1 por fase


DIAGRAMAS


CIRCUITO DE CONTROL


FUNCIONAMIENTO.

Con la protección térmica en su estado normal, se presiona S1 el cual energiza la bobina del

contactor C1 produciéndose el cierre del contacto auxiliar 13-14 de C1 y apertura del

contacto (61-62) de C1, este impide la alimentación de la bobina C2.

Para invertir la marcha del motor presione S2 estando el contactor C1 desenergizado,

entonces el contactor C2 se energiza auto sosteniéndose por el contacto auxiliar 13-14 y

provocando la apertura del contacto cerrado (61-62) del contactor C2, este último evita que

el contactor C1 sea energizado; la parada la realiza el interruptor S0. Necesariamente debe

detenerse el motor para realizar cualquier cambio de giro.

PROCEDIMIENTO

Para el montaje del circuito de potencia proceda así:

Una vez seleccionadas las fases de alimentación, conecte el fusible o seccionador

portafusible Q1, después de cada fase a las entradas del contactor C1 (L1,L3,L5), de este

punto derive para los contactos principales del contactor C2 (L1,L3,L5). De los contactos

de salida del contactor C1 se unen con los contactos principales de salida del contactor C2,

teniendo especial cuidado en INVERTIR dos de las fases, luego conecte a las entradas del

relé térmico. Después del relé conecte a la bornera del motor (U V W ).

En el circuito de control se conectan los elementos de acuerdo al siguiente orden:

Línea uno, fase R, contacto 95-96 del relé térmico, pulsador S0, pulsador S1, contacto

auxiliar 61-62 de C2, principio de bobina A2, fin de bobina A1 del contactor C1 y fase T.

Línea dos: contacto auxiliar 13-14 de C1 paralelo con S1. En paralelo a la bobina conecte

lámpara piloto h1.

Línea tres. Pulsador S2, contacto auxiliar 61-62 de C1, principio de bobina A2 del

contactor C2, fin de bobina A1 y fase T.

Línea cuatro: contacto auxiliar 13-14 de C2 paralelo con S2, h2 paralelo a bobina de C2.

Línea cinco: fase R contacto 97-98 del relé térmico, lámpara h3 y fase T.

Realizar los montajes de acuerdo a lo especificado anteriormente y a los respectivo

diagramas de potencia y control


Debe contener: Selección de elementos.





Conclusiones.

EVALUACIÓN

Analizar el siguiente diagrama de control y diga si es secuencial, forzado o no y explique.



TITULO: ARRANQUE DE UN MOTOR DE FORMA DIRECTA POR UN TIEMPO

DETERMINADO

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL. Aplicar el uso y funcionamiento de temporizadores como

elemento de control en procesos donde se tiene en cuenta el factor tiempo.


Identificar situaciones en las que el control de tiempo se hace indispensable para una

correcta operación.

Distinguir el tipo de temporizados (temporizado al reposo, al trabajo) y las situaciones más

convenientes en las que se utiliza.

Practicar la correcta instalación y el comportamiento que presenta un temporizado dentro

de un sistema de control.

SITUACION PRÁCTICA

Para el funcionamiento de un soldador de punto, se busca obtener soldaduras homogéneas,

se utiliza un temporizado al trabajo el cual permite la alimentación al soldador y a la bobina

y la mantiene durante un tiempo determinado de acuerdo al espesor de los materiales a unir.



S

CANTIDA

D

MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 3 HP


Voltaje = 220/440

n = 1200 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONE

S

FUSIBLES

30 A

3

(1 por fase)


RELE TERMICO

Zona de regulación

9 – 13 A

Graduado en 10 A

1

CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 220 V

1

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

PULSADOR

Normalmente Cerrado

(NC) XB2-BA42

1

TEMPORIZADO

Al trabajo LA2DT2

(0.1-30s)

1

LAMPARA

PILOTO

XB2-BV64

1

LAMPARA

PILOTO

XB2-BV63

1

CONDUCTOR

THW AWG 12

1 por fase


DIAGRAMAS


FUNCIONAMIENTO

Presione el pulsador S1 el cual energiza la bobina del contactor C1, accionando el contacto

auxiliar 13-14 de C1 para sostenimiento del la misma, en el momento que el temporizado

contabiliza cierto tiempo abre el contacto cerrado 55-56 desenergizando la bobina por

consiguiente se detiene el motor.

PROCEDIMIENTO.

Compruebe el estado de las protecciones térmicas y de la red al igual que cada uno de los

elementos constitutivos del circuito de control y de potencia.

Conecte los elementos del circuito de control siguiendo el orden:

Primera línea: fase S, contacto 95-96 de relé térmico F1, pulsador S0, pulsador S1, contacto

temporizado 55-56 de C1, principio de bobina A2, fin de bobina A1 y fase T.


Segunda línea: contacto auxiliar 13-14 de C1 paralelo a S1, lámpara hi paralela a la bobina .

Tercera línea: fase S, contacto 97-98, lámpara h2 y fase T.

Realizar el montaje con ayuda de los diagramas de potencia y control.


Debe contener:





Conclusiones

EVALUACIÓN

Buscar otras aplicaciones prácticas donde vea la necesidad de controlar el tiempo de

operación o de reposo en una situación dada. Hacer el diagrama de control y circuito de

potencia aplicando variaciones para obtener el mismo resultado.

Diseñe el circuito de control y de potencia para un sistema de alumbrado general que se

active por impulso inicial y permanezca en este estado por un determinado tiempo, al

apagarse accione de forma automática otro sistema, de tal manera que este último actúe por

un determinado tiempo para finalmente desconectarse y dar paso a un nuevo ciclo.



TITULO: INTERRUPTORES DE POSICION O FINALES DE CARRERA

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Determinar el comportamiento y utilización de interruptores de

posición o finales de carrera en un circuito de control automático.


Analizar las diferentes clases de fines de curso de acuerdo al ambiente o donde se requiera

su uso.

Diseñar circuitos de control que involucren interruptores de posición para automatización

de un proceso.

SITUACION PRÁCTICA.

En el manejo de una puerta corrediza eléctrica, tanto en la apertura como en el cierre de la

apertura de la misma, se hace necesario colocar fines de curso, esto con el fin de desactivar

el motor que la gobierna y evitar que la puerta choque con sus respectivos extremos,

cuando se cierra o abre totalmente.



S

CANTIDA

D

MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 1 HP

Corriente=6.8/3.4 A

Voltaje = 110/220

n = 1200 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONE

S

FUSIBLES

15 A

3

(1 por fase)


RELE TERMICO

Zona de regulación

2.5 – 4 A

Graduado en 3.7 A

1

CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 220 V

2

PULSADOR

Normalmente Cerrado

(NC) XB2-BA42

1

PULSADOR

Conexión-

desconexión

2

FINAL DE

CARRERA

XCKM110

2

LAMPARA

PILOTO

XB2-BV64

1

LAMPARA

PILOTO

XB2-BV63

2

CONDUCTOR

THW AWG 12

1 por fase


DIAGRAMAS


CIRCUITO DE CONTROL


FUNCIONAMIENTO

Después de verificado el estado de los elementos que constituye el circuito presiones el

pulsador S1 (conexión-desconexión) el cual energiza la bobina del contactor C1 cerrando

los contactos 13-14 de C1, los contactos principales del contactor y abriendo el contacto

normalmente cerrado 11-12 de C1, el cual impide que la bobina C2 sea energizada, al llegar

el elemento al final de su carrera, acciona el fin de curso S2 el cual desenergiza la bobina

de C1 y detendrá el motor.

Presionando el pulsador S3 (conexión-desconexión) activa el contactor C2 el cual permite

que invierta el sentido de giro del motor, además cierra el contacto 13-14 de C2(auto

sostenimiento) y abre el contacto normalmente cerrado 11-12 de C2, el cual evita sea

energizado C1.

Cuando el motor llega a su posición inicial (inicio de carrera) presiona el fin de curso S4 el

cual desconecta el contactor C2.

Si se desea detener el motor en cualquier instante, basta con presionar el interruptor S0 que

desenergiza todo el sistema.

PROCEDIMIENTO

Cerciorase del estado de las protecciones térmicas del motor, de los contactores también si

hay tensión adecuada para realizar el montaje.


Instale los interruptores de posición comprobando que van a ser activados de manera

segura, teniendo en cuenta la clase de elementos de acuerdo como se accionan (ataque

frontal o lateral…).

Seleccione el fin de curso de acuerdo al ambiente y a la clase de elementos que va controlar

(objetos metálicos, plásticos y otros).

Realice el montaje de los circuitos de control en el siguiente orden:

Línea uno, fase R, protección Q1, contacto 95-96 del relé térmico, pulsador S0, pulsador

S1, contacto, contacto cerrado de pulsador conexión-desconexión, final de carrera S2,

contacto auxiliar cerrado del C2, principio de bobina A2 de C1, fin de bobina A1 y fase S.

Línea 2: Contacto auxiliar 13-14 de C1 paralelo a S1, lámpara piloto h1 paralelo a la bobina

de C1.

Línea 3: Fase R, contacto 95-96 de F1, pulsador S3 conexión desconexión, contacto

auxiliar cerrado 11-12 de C1, fin de curso S4, principio A2 de bobina de C2, fin de bobina

A1 y fase S.

Línea 4: Contacto auxiliar 13-14 de C2 paralelo a S3, lámpara piloto h2 paralelo a la bobina

de C2.

Línea 5: Fase R, contacto 97-98 de F1, piloto de señalización de falla h3 y fase S

Línea 6: Fase R, contacto 97-98 de F0, piloto de señalización de falla h4 y fase S.


Debe contener:





Conclusiones

EVALUACION

Buscar otras alternativas en donde sea necesario controlar la posición de un elemento móvil

mediante un circuito de control eléctrico y desarrolle el circuito de control aplicando las

posibles variaciones para obtener el mismo efecto o resultado.


Realizar el diagrama de control y de potencia que permita por medio de impulso inicial

controlar un ascensor, para que suba a un segundo nivel y automáticamente se detenga por

un determinado tiempo, regrese al primer nivel también en forma automática.


TITULO: ARRANCADORES ESTRELLA TRIANGULO

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Diseñar un sistema de control automático para un arranque

estrella triángulo de un motor trifásico por medio de contactores y temporizados.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Repasar los diferentes sistemas de arranques de un motor.

Reafirmar el conexionado externo en un motor para las disposiciones de las bobinas en

estrella y/o triángulo.

Encontrar otra aplicación de los contactores y temporizados, desarrollarla como

complementos de los anteriores.

SITUACION PRÁCTICA.

Para arrancar un generador utilizado como equipo de soldadura eléctrica, se debe realizar

por medio de la conmutación estrella triángulo.




S

CANTIDA

D

MOTOR

TRIFASICO V

3W

MU

Potencia = 5.5 HP

Corriente = 18.7 A

Voltaje = 220

n = 1800 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONE

S

FUSIBLES

30 A

3

(1 por fase)

RELE TERMICO

Zona de regulación

17-25 A

Graduado en 18.6 A

1

CONTACTOR

AC 3 LC1-D17

Tensión 220 V

3

PULSADOR

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

PULSADOR

Normalmente cerrado

(NC) XB2-BA42

1

CONDUCTOR

THW AWG 10

1 por fase

TEMPORIZADO

Al trabajo (0.1-30

seg) LA2DT2

1

DIAGRAMAS



CIRCUITO DE CONTROL

FUNCIONAMIENTO


Impulso sobre S2.

Cierre de C1.

Cierre de C2 por contacto 13-14 de C1

Autoalimentación de C1 – C2 por contacto 13-14 de C2

Apertura de C1 por contacto 55- 56 de C2.

Cierre de C2 por contacto 31-32 de C1

Parada: impulso sobre S1.

PROCEDIMIENTO

Identificar los bornes del motor para realizar el conexionado correcto tanto en estrella como

en triángulo; revisar el estado de cada uno de los componentes del circuito. Se debe tener

en cuenta que para una conexión en estrella, se cortocircuitan los finales de las bobinas

alimentándose por los inicios de cada una.

Para la conexión triángulo se debe conectar el principio de cada bobina con el final de la

otra, cada una de las cuales están conectadas a las líneas de alimentación.

Realizar el conexionado siguiendo el diagrama de control y de potencia, y llevando el orden

indicado por líneas como sigue:

Primera línea: Fase S, seccionador Q1, contacto 95-96 de F2, pulsador S1, derivación para

línea 3, pulsador S2, derivación para línea dos, contacto temporizado 55-56 de C2, contacto

31-32 de C3, principio de bobina de C1, fin de bobina y línea T.

Segunda línea: Contacto 13-14 de C1, puente entre líneas 2 y 3, contactos 31-32 de C1,

principio de bobina de C3 fin de bobina y línea T.

Tercera línea: Después de S1, contacto 13-14 de C2, puente entre líneas 2 y 3, principio de

bobina C2, fin de bobina C2 y fase T.

Cuarta línea: fase S, contacto 97-98 de F2, lámpara piloto h1 y fase T.

Para la conexión del circuito de potencia se procede así:

Identificadas las fases conecte el seccionador Q1, luego el relé térmico (principio), de la

salida del relé a los contactos principales de C2 (1, 3,5), de este punto derive de cada línea

para los contactos principios (1, 3,5) de C3. De la salidas de C2 (2,4,6) a los principios de

motor (u,v,w) , las salidas (x,y,z) de motor se conectan a los finales de C3 (2,4,6), de este

último punto derive para los contactos principales de C1 (2,4,6) y cortocircuitar las entradas

de C1 (1,3,5) o conexión estrella..

Procure tener especial cuidado al conectar C3, pues se tiene que conseguir la disposición

triángulo con las bobinas del motor, al cerrarse los contactos principales C3.



Debe contener:





Conclusiones

EVALUACIÓN

Realizar el diagrama de potencia y de control de un motor trifásico de 2 HP que arranque

en estrella triángulo y además invierta el giro.


TITULO: CONTROL DE NIVEL DE LÍQUIDO MEDIANTE UNA ELECTROBOMBA

E INTERRUPTORES DE NIVEL

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Controlar el nivel de un líquido en un recipiente mediante el uso

de elementos de control para gobernar la electro bomba que abastece el recipiente indicado.


Estudiar las diferentes formas de controlar el nivel de líquidos en un recipiente, al igual que

los elementos utilizados para este propósito.

Aplicar control y automatismo para el manejo y seguimiento de llenados y/o vaciados de

tanques y depósitos en donde se requiera mantener vigilancia del nivel.

Encontrar otra aplicación de elementos de control, con su respectivo procedimiento de

cálculo y selección de los mismos.

SITUACION PRÁCTICA

Se desea llenar un tanque de reserva en forma automática, el bombeo de agua debe

realizarse cuando el tanque superior esté vacío, y exista agua en el tanque inferior, de lo

contrario no se puede accionar la electro bomba.




S

CANTIDA

D

MOTOR

MONOFASICO

Potencia =3/4“ HP

Corriente = 5 A

Voltaje = 110

n = 3600 rpm

f = 60 Hz

1

PROTECCIONE

S

FUSIBLES

15 A

1

RELE

TERMICO

Zona de regulación

4 – 6 A

Graduado en 5.5 A

1

CONTACTOR

AC 3 LC1-D09

Tensión 110 V

1

INTERRUPTOR

DE BOYA

Normalmente abierto

(NA) XB2-BA31

1

INTERRUPTOR

DE BOYA

Normalmente cerrado

(NC)

1

CONDUCTOR

THW AWG 12

10 m

LAMPARA

PILOTO

XB2 BV64

1

DIAGRAMAS



FUNCIONAMIENTO

Cierre manual de Q1.

Si el contacto 95-96 del relé térmico no está activado, y el tanque subterráneo está a su

nivel máximo, por tanto el interruptor de nivel S1 está en su posición de reposo; cuando se

baja el nivel del tanque superior, el interruptor de nivel superior S2 se activa, por lo tanto

energiza la bobina del contactor C1 y como consecuencia de estos cierra los contactos

principales del contactor y energiza la electro bomba; hasta cuando el nivel del tanque

superior llegue al máximo el cual desactiva nuevamente el interruptor de nivel superior,

desenergizando la bobina lo cual hace que se abran los contactos principales del contactor y

apague la electro bomba.

Si estando prendida la electro bomba (activado S2 y por alguna circunstancia el nivel del

tanque inferior baja, inmediatamente el nivel de interruptor S1 se activa y por tanto

desenergiza la bobina y abren los contactos principales del contactor y detiene el motor. Si

hay corto circuito, abre el contacto 95-96 del relé térmico y a su vez cierra el contacto 97-

98 energizando la lámpara de señalización indicando la falla.

PROCEDIMIENTO

Realizar el montaje de los circuitos de control y potencia, con el siguiente orden.

Circuito de control.


Primera línea: Fase, seccionador porta fusible Q1, contacto 95-96 del relé térmico, pulsador

S1 (interruptor de nivel inferior), interruptor S2 (interruptor de nivel superior), principio de

bobina A2, fin de bobina de C1 y neutro.

Segunda línea: Fase, contacto 97-98 del relé térmico, lámpara piloto h1 y neutro.

Circuito de potencia.

Línea neutro, seccionador, contactos principales de C1 (1,3), salida del contactor (2,4),

entrada al relé térmico, salida del mismo y electro bomba.


Debe contener:





Conclusiones

EVALUACION:

Diseñar un sistema de bombeo manual y automático mediante el control de nivel de dos

tanques (superior e inferior), bajo las condiciones: no se puede activar la electro bomba

cuando el tanque superior este lleno y / o el tanque inferior esté vacío.


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CONTROLES TEORIA