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16 de mayo de 2016

T. P. N° 1

Tema: Detección y Sensores 

1. ¿Qué es la detección?
2. ¿Qué son los sensores? ¿Y que diferencias tienen con los transductores?
3. Nombrar y describir los diferentes tipos de sensores.
4. ¿Qué criterios se utilizan para seleccionar un sensor?
5. Realizar un cuadro con los diferentes tipos de sensores, sus aplicaciones, ventajas y desventajas de cada uno.

Bibliografía recomendada:
Fecha de entrega: 24/6/16







1 de agosto de 2014

DETECCIÓN ELECTRÓNICA

Detección electrónica inductiva

Los detectores de proximidad inductivos son equipamientos electrónicos capaces de detectar la aproximación de piezas metálicas como componentes móviles en maquinas, accionadores, posicionadores, etc. Su funcione es reemplazar los métodos de detección electromecanicos. 
La detección ocurre sin que haya contacto físico entre el accionador metálico y el sensor, aumentando la vida útil del dispositivo, ya que no posee piezas móviles sujetas a desgaste mecánicos.
Estos son usados en aplicaciones que requieren confiabilidad, precisión en la detección de objetos y gran numero de operaciones a alta frecuencia de conmutación.

Un detector inductivo consta esencialmente de un oscilador cuyo bobinado constituye la cara sensible del mismo. Frente a ésta se crea un campo magnético alterno. Cuando se coloca un objeto metálico en ese campo, las corrientes inducidas generan una carga adicional que provoca la parada de las oscilaciones.

Campo de funcionamiento

En la práctica, las piezas a controlar son generalmente de acero de dimensión equivalente a la cara sensible del aparato. Para tener una detección segura hay que cerciorarse de que la pieza a detectar pase a una distancia inferior o igual a los valores indicados en las fichas técnicas del dispositivo elegido.


Señal de salida

Tipo 2 hilos: Los aparatos son alimentados
en serie con la carga a controlar.
Entonces estan sometidos a:
- Una corriente de fuga (en estado abierto)
- Una tensión residual (en estado cerrado)
Tipo 3 hilos: Los aparatos constan de:
- 2 hilos para la alimentación +- del aparato
- 1 hilo para la transmisión de la señal de
salida.

Detección electrónica fotoeléctrica


Un detector fotoeléctrico se compone esencialmente de un emisor de luz (diodo electro luminiscente) asociado a un receptor (fototransistor) sensible a la cantidad de luz recibida.

Cuando un objeto penetra en el haz de luz emitido por el emisor y modifica la cantidad de luz recibida por el receptor se producirá un cambio en la señal de salida.

La detección de un objeto se realiza según dos procedimientos:

Por bloqueo de luz emitida: 3 tipos diferentes de sistemas de detección según los requerimientos del usuario:
            Sistema barrera (emisor + receptor) Alcance hasta 50 metros (100 mts. equipo láser), detección precisa y fiable adaptada a los entornos difíciles.
            Sistema reflex (emisor- receptor + espejo) instalación sencilla, alcance: hasta 15 metros.
            Sistema reflex polarizado (emisor-receptor de haz polarizado + espejo) Detección de objetos brillantes, instalación sencilla, alcance: hasta 10 metros.

Por reenvío de luz emitida: El emisor y el receptor se encuentran en el mismo producto y la reflexión del
haz se produce sobre el objeto a detectar.

             Sistema de proximidad (emisor-receptor) Detección directa de objetos altamente reflectantes, con alcances de hasta 2 mts.
             Sistema de proximidad con borrado de plano posterior (emisor-receptor). Detección directa de un objeto, cualquiera sea su color, ignorando su plano posterior. Alcance: hasta 2 mts.

Detección de proximidad capacitiva

31 de julio de 2014

DETECCIÓN Y SENSORES

La adquisición de datos integra el conjunto de componentes que entregan la información sobre el estado de un producto, maquina o de una instalación. Estos componentes pueden detectar además de un estado, el control de un nivel, seguir la posición de un móvil, identificar un objeto de acuerdo a sus características.
A todas estas funciones las denominamos DETECCIÓN. A los elementos de detección se los llaman SENSORES

Tipos de detección y sensores

Según su tecnología, los componentes de detección pueden ser: 

ELECTROMECÁNICOS: su característica principal es el contacto físico con el objeto a detectar. Estos elementos están sometidos a desgaste mecánico, en su elección deberán considerarse diverso aspectos para no fracasar en la aplicación.

ELECTRÓNICO: su característica principal es la ausencia de contacto físico con el objeto a detectar. Estos sensores no sufren desgaste mecánico.

Detección electromecánica

Son los denominados interruptores de posición, límites de carrera o interruptores fin de curso entre otras acepciones vulgares. Transmiten al sistema de tratamiento datos sobre: presencia/ausencia, paso, posicionamiento, fin de carrera.

Con el advenimiento de las tecnologías electrónicas se ha restringido su campo de aplicación, sin embargo sus características y compromiso técnico/económico y de seguridad se ha transformado en el elemento de detección insustituible.
Son aparatos de instalación sencilla que ofrecen muchas ventajas:

Eléctricas
  • Separación galvánica de los circuitos.
  • Buena conmutación de corrientes débiles y gran robustez eléctrica.
  • Buena resistencia a los cortocircuitos si están bien coordinados con los disyuntores adecuados.
  • Inmunidad a los parásitos electrónicos.
  • Tensión de empleo elevada.
  • Más de 10 millones de ciclos de maniobras.
Mecánicas
  • Apertura positiva de contactos.
  • Gran resistencia a los diversos ambientes industriales.
  • Buena fidelidad y repetitividad de la señal.
  • Grado de protección elevado (IP 65, 66 y/ó 67).
Constitución de un interruptor de posición

Cuerpo: contiene en su interior los micro contactos, puede ser de material plástico o metálico.
Cabezal: de movimiento rectilíneo, movimiento angular, movimiento multidireccional.
Dispositivo de ataque: Pulsador. Pulsador y roldana. Palanca y roldana. Fija y variable. varillas rigidas o flexibles.




25 de abril de 2014

COMANDO Y PROTECCIÓN DE MOTORES


E
n general, cuando las cargas son motores que accionan máquinas u otros tipos de receptores que requieren un funcionamiento automático o semiautomático, o cuando la orden de funcionamiento se les debe impartir desde un lugar distinto al de su instalación, nos apartamos del ámbito estricto de la Distribución de Baja Tensión. Una salida motor o arrancador es la que asume la mayor cantidad de funciones.

Elementos de maniobra

Son los elementos utilizados para controlar y regular el flujo de energía dentro de las instalaciones eléctricas. Dentro de estos estudiaremos los interruptores, conmutadores, pulsadores y contactores.

Interruptores

Los interruptores utilizados para el comando de motores pueden ser tripolares o unipolares.
Los tripolares sirven para conectar o desconectar el motor en forma directa, de manera simple y sencilla. Estos interruptores han de estar diseñados para la intensidad del motor. Los unipolares son interruptores diseñados para  ser utilizados con un relé o contactor.
Es decir depende del interruptor a utilizar podemos realizar circuitos directos de comando (con tensión nominal) o circuitos comandados indirectamente a distancia (con tensión reducida).









Conmutadores

            Para el comando de motores trifásicos se pueden utilizar dos clases de conmutadores manuales .Uno llamado interruptor estrella- triangulo, es cual se usa para  realizar el arranque estrella triangulo en los motores con gran potencia. Y el conmutador de inversión de marcha utilizado para invertir la marcha de los motores trifásicos, en ambos casos estamos hablando de sistemas manuales que manejan tensiones e intensidades nominales del motor.

Pulsador

Se trata de un elemento utilizado para comando de circuitos eléctricos que sólo cierra el circuito mientras se mantiene la presión sobre su sistema de accionamiento. Prestan utilidad para el mando de timbres, cerraduras eléctricas y circuitos con relés de tiempo o de maniobra.

El pulsador  tiene dos estados, un llamado normal y anormal (fuera de lo normal), es decir cuando está funcionando el sistema de accionamiento. Son unipolares por eso también se utilizan para comando indirecto a distancia.

Pulsador normal abierto (NA): Al pulsador que en estado normal, mantiene abierto el circuito lo llamaremos normal abierto.

Pulsador normal cerrado (NC): Pero hay otros pulsadores, que funcionan al revés de los anteriores, cuando esta en estado normal, el circuito esta cerrado, este pulsador se llama normal cerrado (NC). Un ejemplo de este pulsador es el que controla la luz de la heladera.

Pulsadores de doble cámara: son pulsadores donde en el mismo elemento combinamos dos pulsadores un NA y un NC, con la posibilidad de conectarlos independiente uno de otro.

Microswitch: En algunos circuitos se utiliza un elemento de control que cuando se lo presiona, abre un circuito y cierra otro. Este elemento se llama microswitch. El microswitch es una combinación de contactos uno NA y otro NC, con una entrada en común.
Para entender el funcionamiento del microswitch veamos el siguiente ejemplo. En un locutorio telefónico se necesita saber que cabinas están vacías y cuales están ocupadas.
Para ello el circuito debe tener un microswitch. El NC debe estar conectado a la lámpara indicadora de la cabina, y el NA estará conectado al motor del ventilador y a la lámpara que le da iluminación a la cabina. Para cortar el circuito se utilizara un interruptor.


Contactor 

           El Contactor es el aparato de comando de motores  más utilizado en la industria actual. Es básicamente un interruptor que abre o cierra un circuito alternativamente por la acción de una corriente de mando que activa un electroimán.
El contactor permite el arranque directo de motores trifásicos, es decir que admite corrientes de arranque 6 u 8 veces las normales, siendo su mayor particularidad la sencillez de su accionamiento.
Este consta de un electro imán y un porta contactos accionado por éste. Se tiene así un aparato de maniobras con las características de un relé, con el cual podemos realizar tareas de automatización, mando a distancia y protección. Debido al accionamiento por electroimán el contactor es un aparato ágil, con una muy larga vida útil y con alta capacidad de maniobras.

Partes del contactor.

Carcasa: Es el elemento en el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor, para lo cual es fabricada en un material no conductor con propiedades como la resistencia al calor, y un alto grado de rigidez. Uno de los mas utilizados materiales es la fibra de vidrio pero tiene un inconveniente y es que este material es quebradizo y por lo tanto su manipulación es muy delicada. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de adhesivos.

Electroimán: También es denominado circuito electromagnético, y es el elemento motor del contactor. Esta compuesto por una serie de elementos cuya finalidad es transformar la energía eléctrica en un campo magnético muy intenso mediante el cual se produce un movimiento mecánico aprovechando las propiedades electromagnéticas de ciertos materiales.

Bobina: Consiste en una arrollamiento de alambre de cobre con unas características muy especiales con un gran número de espiras y de sección muy delgada para producir un campo magnético. El flujo magnético produce un par magnético que vence los pares resistentes de los muelles (resorte) de manera que la armadura se puede juntar con el núcleo estrechamente. Esta bobina puede ser energizada con diferente tensión y diferente tipo de corriente.
Para el caso cuando una bobina se energiza con corriente alterna, se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que solo se cuenta con la resistencia del conductor, ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el núcleo, esta corriente tiene factor de potencia por consiguiente alto, del orden de 0.8 a 0.9 y es llamada corriente de llamada. Esta corriente elevada produce un campo magnético muy grande capaz de vencer el par ejercido por los muelles o resorte que los mantiene separados y de esta manera se cierra el circuito magnético uniéndose la armadura con el núcleo trayendo como consecuencia el aumento de la reactancia inductiva y así la disminución de hasta aproximadamente diez veces la corriente produciéndose entonces una corriente denominada de mantenimiento con un factor de potencia más bajo pero capaz de mantener el circuito magnético cerrado. Para que todo este procedimiento tenga éxito las bobinas deben ser dimensionadas para trabajar con las corrientes bajas de mantenimiento pues si no se acciona el mecanismo de cierre del circuito magnético la corriente de llamada circulará un tiempo más grande del previsto pudiendo así deteriorar la bobina.
Si la bobina  es energizada con CC en este caso no se presenta el fenómeno anterior puesto que las corrientes de llamada y de mantenimiento son iguales. La única resistencia presente es la resistencia de la bobina misma por lo cual las características y la construcción de estas bobinas son muy especiales.

Núcleo: Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético con el fin de atraer la armadura eficientemente. Está construido de láminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras con el fin de evitar las corrientes parásitas.
El pequeño entrehierro entre la armadura y el núcleo se crea con el fin de eliminar los magnetismos remanentes. Cuando circula una corriente alterna por la bobina es de suponerse que cuando la corriente pasa por el valor cero, el núcleo se separa de la armadura puesto que el flujo también es cero pero como esto sucede 100 veces en un segundo (si la frecuencia es de 50Hz) por lo cual en realidad no hay una verdadera separación pero esto sin embargo genera vibraciones y un zumbido además del aumento de la corriente de mantenimiento; por esto las bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra las cuales producen un flujo magnético desfasado con el principal de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.

Armadura: Es un elemento móvil muy parecido al núcleo pero no posee espiras de sombra, su función es la de cerrar el circuito magnético ya que en estado de reposo se encuentra separada del núcleo. Este espacio de separación se denomina entrehierro o cota de llamada.
Tanto el cierre como la apertura del circuito magnético suceden en un espacio de tiempo muy corto (10 milisegundos aproximadamente), todo debido a las características del muelle, por esto se pueden presentar dos situaciones.

ü  Cuando el par resistente es mayor que el par electromagnético, no se logra atraer la armadura.

ü  Si el par resistente es débil no se lograra la separación rápida de la armadura.

Cada una de las acciones de energizar o desenergizar la bobina y por consiguiente la atracción o separación de la armadura, es utilizada para accionar los contactos que obran como interruptores, permitiendo o interrumpiendo el paso de la corriente. Estos contactos están unidos mecánicamente (son solidarios) pero son separados eléctricamente de la armadura.

Contactos: El objeto de estos elementos es permitir o interrumpir el paso de la corriente, son elementos conductores, los cuales se accionan tan pronto se energiza o se desenergiza la bobina por lo que se les denomina contactos instantáneos. Esta función la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando.
Los contactos están compuestos por tres partes dos de las cuales son fijas y se encuentran ubicadas en la carcasa y una parte móvil que une estas dos y posee un resorte para garantizar el contacto.
Las partes que entran en contacto deben tener unas características especiales puesto que al ser accionados bajo carga, se presenta un arco eléctrico el cual es proporcional a la corriente que demanda la carga, estos arcos producen sustancias que deterioran los contactos pues traen como consecuencia la corrosión, también las características mecánicas de estos elementos son muy importantes.

Contactos principales: Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente en el circuito principal, es decir que actúa sobre la corriente que fluye de la fuente hacia la carga, el llamado CIRCUITO DE POTENCIA.
Es recomendable estar verificando la separación de estos que permiten que las partes fijas y móviles se junten antes de que el circuito magnético se cierre completamente, esta distancia se le denomina cota de presión.

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

§  Cambiar todos los contactos y no solamente el dañado.
§  Alinear los contactos respetando la cota inicial de presión.
§  Verificar la presión de cada contacto con el contactor en funcionamiento.
§  Verificar que todos los tornillos y tuercas se encuentren bien apretados.

Debido a que operan bajo carga, es determinante poder extinguir el arco que se produce puesto que esto deteriora el dispositivo ya que produce temperaturas extremadamente altas, para esto, los contactos se encuentran instalados dentro de la llamada cámara apaga chispas, este objetivo se logra mediante diferentes mecanismos.
Soplado por auto−ventilación: Este dispositivo consiste en dos aberturas, una grande y una pequeña, al calentarse el aire, este sale por la abertura pequeña entrando aire fresco por la abertura grande y este movimiento de aire hace que se extinga la chispa.
·
Cámaras desionizadoras: Estas cámaras consisten en un recubrimiento metálico que actúa como un disipador de calor y por esto el aire no alcanza la temperatura de ionización. Este método suele acompañarse por el soplado por auto−ventilación.
·
Transferencia y fraccionamiento del arco: Consiste en dividir la chispa que se produce de manera que es mas fácil extinguir chispas más pequeñas. Esto se realiza mediante guías en los contactos fijos.
·
Soplo magnético: Este método emplea un campo magnético que atrae la chispa hacia arriba de la cámara aumentando de esta manera la resistencia. Este método suele ir acompañado del soplado por auto−ventilación y debe realizarse en un tiempo no muy largo pero tampoco extremadamente corto.

Contactos secundarios: Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de señalización.
Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares.
Existen dos clases de contactos auxiliares:

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

Contacto normalmente cerrado: (NC), llamado también contacto instantáneo de apertura, su función es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra cerrado.


Funcionamiento del contactor.

Cuando la bobina se energiza genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo atrae a la armadura, con un movimiento muy rápido. Con este movimiento todos los contactos del contactor, principales y auxiliares, cambian inmediatamente y de forma solidaria de estado.
Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las características de los contactores:

·         Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensión, que un contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactos se suelden.
·         Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar, sin riesgo de daño de los contactos y de los aislantes de la cámara apaga chispas. La corriente es más débil en cuanto más grande es la tensión.
·
Para que los contactos vuelvan a su posición anterior es necesario des energizar la bobina. Durante esta desenergización o desconexión de la bobina (carga inductiva) se producen sobre−tensiones de alta frecuencia, que pueden producir interferencias en los aparatos electrónicos.
Desde del punto de vista del funcionamiento del contactor, las bobinas tienen la mayor importancia y en cuanto a las aplicaciones los contactos tienen la mayor importancia.

Clasificación de los contactores.

Los contactores se pueden clasificar de acuerdo con:

Por su construcción

Contactores electromecánicos: Son aquellos ya descritos que funcionan de acuerdo a principios eléctricos, mecánicos y magnéticos.
Contactores estáticos o de estado sólido: Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como: Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario. La potencia disipada es muy grande (30 veces superior). Son muy sensibles a los parásitos internos y tiene una corriente de fuga importante. Su costo es muy superior al de un contactor electromecánico equivalente.

Por el tipo de corriente eléctrica que alimenta la bobina.

· Contactores para AC.
· Contactores para DC.

Por la carga que pueden maniobrar (categoría de empleo). Tiene que ver con la corriente que debe maniobrar el contactor bajo carga.

Categoría de empleo.

Para establecer la categoría de empleo se tiene en cuenta el tipo de carga controlada y las condiciones en las cuales se efectúan los cortes.



Las categorías más usadas en AC son:



En corriente continua se encuentran cinco categorías de empleo: DC1, DC2, DC3, DC4 y DC5. Un mismo contactor dependiendo de la categoría de empleo, puede usarse con diferentes corrientes.

Criterios para la elección de un contactor.

La selección del contactor se debe analizar para cada aplicación en particular.  Teniendo en cuenta las características del motor, la carga, la línea, etc.

Se deben obtener de la aplicación los siguientes datos:

ü  Categoría de empleo (AC1, AC2, AC3, AC4)
ü  Corriente Nominal Ie
ü  Tensión Nominal Ue
ü  Tensión de comando
ü  Poder de corte: Máxima corriente de apertura
ü  Tipo de coordinación adoptada

Ventajas del uso de los contactores.

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

o   Automatización en el arranque y paro de motores.
o   Posibilidad de controlar completamente una máquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones.
o   Se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeñas.
o   Seguridad del personal, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños.
o   Control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de los aparatos auxiliares de mando, como interruptores de posición, detectores inductivos, presóstatos, temporizadores, etc.
o   Ahorro de tiempo al realizar maniobras prolongadas.

Causas del deterioro de los contactares.

Cuando un contactor no funciona o lo hace en forma deficiente, lo primero que debe hacerse es revisar el circuito de mando y de potencia (esquemas y montaje), verificando el estado de los conductores y de las conexiones, porque se pueden presentar falsos contactos, tornillos flojos etc. Además de lo anterior es conveniente tener en cuenta los siguientes aspectos en cada una de las partes que componen el contactor:

Deterioro en la bobina: La tensión permanente de alimentación debe ser la especificada por el fabricante con un 10% de tolerancia. El cierre del contactor se puede producir con el 85% de variación de la tensión nominal y la apertura con el 65%. Cuando se producen caídas de tensión frecuentes y de corta duración, se pueden emplear retardadores de apertura capacitivos. Si el núcleo y la armadura no se cierran por completo, la bobina se recalentará hasta deteriorarse por completo, por el aumento de la corriente de mantenimiento.

Deterioro en el núcleo y armadura: Cuando el núcleo y la armadura no se juntan bien y/o se separan, produciendo un campo electromagnético ruidoso, es necesario revisar:
La tensión de alimentación de la bobina: si es inferior a la especificada, generará un campo magnético débil, sin la fuerza suficiente para atraer completamente la armadura. Los muelles, ya que pueden estar vencidos por fatiga del material, o muy tensos. La presencia de cuerpos extraños en las superficies rectificadas del núcleo y/o armadura. Estas superficies se limpian con productos adecuados (actualmente se fabrican productos en forma de aerosoles). Por ningún motivo se deben raspar, lijar y menos limar.

Deterioro en los contactos: Cuando se presenta un deterioro prematuro es necesario revisar:
Si el contactor corresponde a la potencia nominal del motor, y al número y frecuencia de maniobras requerido. Cuando la elección ha sido la adecuada y la intensidad de bloqueo del motor es inferior al poder de cierre del contactor, el daño puede tener origen en el circuito de mando, que no permite un correcto funcionamiento del circuito electromagnético.
Caídas de tensión en la red, provocadas por la sobre−intensidad producida en el arranque del motor, que origina pérdida de energía en el circuito magnético, de tal manera que los contactos, al no cerrarse completamente y carecer de la presión necesaria, acaban por soldarse.
Cortes de tensión en la red: al reponerse la tensión, si todos los motores arrancan simultáneamente, la intensidad puede ser muy alta, provocando una caída de tensión, por lo cual es conveniente colocar un dispositivo, para espaciar los arranques por orden de prioridad.
Micro−cortes en la red: cuando un contactor se cierra nuevamente después de un micro−corte (algunos milisegundos), la fuerza contra−electromotriz produce un aumento de la corriente pico, que puede alcanzar hasta el doble de lo normal, provocando la soldadura de algunos contactos y un arco eléctrico, entre otros problemas. Este inconveniente puede eliminarse usando un contacto temporizado, que retarde dos o tres segundos el nuevo cierre.
Vibración de los contactos de enclavamiento, que repercute en el electroimán del contactor de potencia, provocando cierres incompletos y soldadura de los contactos.


Protección de un motor trifásico.

Los motores trifásicos se protegen contra cortocircuito y contra sobrecargas, utilizando FUSIBLES, u otros elementos tales como GUARDAMOTORES, RELE DE SOBRECARGA, etc. No se deben utilizar para protección y maniobra de motores los interruptores termomagnéticos, ya que estos están diseñados para protección de instalaciones.
Las protecciones deben mantener un nivel jerárquico según un orden lógico de protección (deben estar coordinadas). Por ej. Si en el tablero general los fusibles son de 50 A., los de los tableros seccionales deberán ser de un rango menor, por Ej. 36A.
Para los motores, los fusibles y los protectores térmicos, se considera una protección contra cortocircuitos, debiendo preverse protectores para las corrientes máximas de arranque. Para el diseño de los fusibles puede emplearse una tabla que da la intensidad de los mismos en función de la intensidad de los motores a plena carga. Asimismo, deberá tenerse en cuenta que los fusibles deberán admitir la corriente de arranque, que en algunos casos llega a 4 veces la intensidad nominal.

Fusibles

Los fusibles son elementos de protección constituidos por un alambre o una lámina metálica dimensionados para fundirse a partir de una determinada intensidad de corriente.
Su capacidad de ruptura debe ser igual o un poco mayor a la calculada para su punto de utilización. En todos los casos el fusible estará encapsulado y debe ser desechado luego de su fusión (nunca reparado).

Los fusibles más conocidos son:

Los de Tipo tapón, que están compuestos por un cuerpo de porcelana donde se aloja un elemento fusible de alambre. En él circula la corriente a proteger y es el que se funde en caso de sobrecargas o cortocircuitos.
 Los de alta capacidad de ruptura (NH) se emplean en casos de elevados consumos y proveen protección contra cortocircuitos de alta intensidad y contra sobrecargas. Viene fusibles desde 16 A. hasta 400 A. Se coloca en un porta fusible como el que se encuentra en la figura 3, o también pueden colocarse en seccionadores bajo carga.






                La protección mediante fusible consiste en intercalar en el circuito que ha de ser protegido, un conductor calibrado, que en caso de corrientes muy elevadas, se caliente hasta la temperatura de fusión. El fusible, utilizado como elemento de protección  de un motor, solo debe actuar frente a cortocircuito. Es decir que las sobrecargas no deben producir la operación del mismo.

Relé de Sobrecarga

            Los relé térmicos (o simplemente térmicos) constituyen un método indirecto de protección ya que miden la corriente que el motor está tomando de la red. En base a ella supone un determinado estado de calentamiento del arrollamiento del motor. Se basan en la particularidad que tienen los bimetales, de doblarse según la temperatura que tengan y en la ley física de Joule o del calentamiento por efecto de la corriente eléctrica.
El relé térmico es un excelente medio de protección pero no protege al motor cuando el calentamiento de éste se produce por causas ajenas a la corriente que está tomando de la red. En esos casos, se recomienda el uso de sensores en los bobinados del motor, capaces de medir exactamente la temperatura interna del mismo y de un equipo que analice el estado de temperatura del motor y decida en consecuencia.



En el caso particular de Falta de Fase, y cuando el motor se calienta hay un aumento en el consumo de corriente lo cual hace actuar al térmico. Un ingenioso dispositivo de doble barra actuadora permite aumentar la sensibilidad del disparo en el momento que falta una fase. De esta manera se logra reducir a la mitad los tiempos de actuación y proteger así muy efectivamente al motor también en el caso de falta de fase.
Los térmicos pueden tener señalización de relé disparado, botón de disparo, botón de reposición automática o bloqueo de reconexión, y dos contactos auxiliares para desconexión del contactor y para señalizar a distancia la falla.
En resumen, si la corriente del equipo (ej. motor) sobrepasa los valores admitidos, el térmico acciona a un contacto auxiliar, éste a su vez desconecta el contactor que desconecta de la red al equipo sobre exigido.

Características técnicas de relé térmico
                                     
            Protección contra falta de fase: Este dispositivo, incluido en algunas líneas ofrecidas en plaza, ofrece una notable mejora respecto de los térmicos convencionales. El mecanismo acelera la desconexión del motor cuando falta una fase, o sea, detecta con seguridad esta falla.  El térmico no solo actúa por el aumento de corriente en las fases que quedan.

            Compensación de temperatura: Para lograr una correcta desconexión debe eliminarse la influencia de la temperatura ambiente sobre los bimetales; esto se logra por un dispositivo compensador. Las curvas de desconexión son independientes de la temperatura ambiente entre -25°C y +55°C.

            Contactos auxiliares: Los relés de primera marca disponen de contactos auxiliares galvánicamente separados y altamente resistentes a vibraciones. El contacto normalmente cerrado se desconecta del contactor al actuar el térmico. El contacto normalmente abierto permite generar un aviso óptico o acústico de la falla en el motor.

            Térmico con o sin reset: Generalmente es conveniente que el térmico no vuelva automáticamente a su posición de "conectado" una vez que haya actuado; sobre todo en automatismos que puedan llevar a una serie de maniobras no deseadas (por ej. en bombas de elevación de agua). Cuando el motor es accionado por pulsadores, de cualquier forma debe ser puesto en marcha mediante su pulsador de arranque. En este caso es práctico que el relé vuelva solo a su posición de conectado automáticamente. Ambas variantes están incluidas en algunos modelos. Una traba o botón permite conectarlo en automático (o sea sin reset), o bien conectarlo en manual (es decir con reset).

            Pulsador de prueba: Un botón permite accionar sobre el contacto normalmente cerrado y así probar si el conjunto está perfectamente cableado. Además puede usarse como pulsador de desconexión.

            Indicador del estado del relé: Un indicador suele mostrar si el térmico se disparó o no.

Manejo y regulación del térmico
           
Como se ha dicho, el relé debe ser ajustado al valor real de consumo del motor; dicho ajuste puede realizarse durante el funcionamiento del equipo.

Selección del térmico

La selección del relé térmico esta regida por la carga acoplada al motor. Cargas pesadas y con mucha inercia requieren mayor tiempo de arranque. La mayoría de los fabricantes expresan la clase del relé térmico en función del tiempo de disparo para un valor de corriente de 7,2 veces el valor regulado.  Es importante utilizar térmicos Diferenciales y con compensación de la temperatura ambiente.


Guardamotores

Es un dispositivo que permite reunir todas las necesidades de un arranque directo en un solo aparato. Se trata de un interruptor automático cuya característica de disparo es exactamente igual a la del relé térmico, incluyendo un disparo magnético, también puede tener disparo por la falta de fase, la compensación de temperatura ambiente ajustado para proteger adecuadamente al térmico. Por eso el guardamotor, dentro de ciertos límites, reemplaza al conjunto contactor + térmico + fusibles.
Si bien logra reunir en un solo aparato las cualidades de tres, con las consecuentes ventajas de espacio, tiempo de armado y cableado, tiene una determinada capacidad de ruptura, superior a cualquiera de los interruptores automáticos termomagnéticos. Para instalaciones domiciliarias, inclusive edificios, el guardamotor satisface todos los requerimientos. Su condición de interruptor le da una reducida vida útil con una limitada frecuencia de maniobras. Su accionamiento es manual, por lo que es necesario accionarlo de frente. Son muy limitadas las posibilidades de realizar automatismos con él.
Los Guardamotores pueden ser de dos clases MAGNETICOS y MAGNETOTERMICOS (termomagnéticos).

Guardamotor Magnético

 Los guardamotores magnéticos cumplen la función de protección contra cortocircuitos, cumpliendo adicionalmente la función de seccionamiento. Presentan un elevado poder de corte, siendo el rango del mismo desde 10kA hasta 100kA aproximadamente. El umbral de disparo se ubica en promedio en los 13In, dependiendo de los modelos. Cuando no está provisto de retardos, el tiempo de disparo es siempre constante, en valores que van desde los 5 ms.


Guardamotor Termomagnético.  

Son dispositivos que agrupan en un mismo aparato las funciones de protección contra cortocircuitos y contra sobrecargas. Ofrecen una protección completa para el circuito eléctrico y el motor incorporando además la función de seccionamiento.


Selección de un Guardamotor

En caso de guardamotor magnético, se selecciona en función de: la Corriente Nominal (Ie) y la Tensión Nominal (Ue). Para la selección de un guardamotor termomagnéticos se procede de la misma forma que en la selección del relé térmico. Dependiendo de la carga, se selecciona la Clase de la protección térmica.
Capacidad de interrupción: La capacidad de interrupción indica el valor de corriente de cortocircuito máximo que puede desconectar el equipo.




Protectores electrónicos

Estos son dispositivos que protegen a los sistemas trifásicos contra:

• FALTA DE FASE O NEUTRO
• INVERCION DE SECUENCIA DE FASE
• FALTA Y SECUENCIA DE FASE
• PROTECTOR DE MÍNIMA Y MÁXIMA
• PROTECTOR RELEVADOR PARA PTC
En estos casos siempre que hubiera una falla el relé conmutara su salida para interrumpir la operación.



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