TALLER
Este blog pertenece a la asignatura Taller de 7mo. Año Electrónica Industrial de la E.E.T. Nº 2 "Francisco Ramirez" de Concepcion del Uruguay, Entre Ríos, Argentina.
BIENVENIDOS
Encontraran aqui los apuntes y trabajos prácticos de la asignatura. También hay una direccion de mail y perfil de FACEBOOK para consultas.
31 de agosto de 2019
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:
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:
- Daneri Pablo_ PLC Automatización y control industrial_ Editorial HASA.
- Marcantoni L. y Peltzer J. _ Manual de Introducción a la automatización de procesos_ D.E.T.P. C.G.E. Entre Rios.
- taller-7ei.blogspot.com.ar
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.
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.
- 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.
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.
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.
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.
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.
Relé de Sobrecarga
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).
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.
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
• 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.
PRESENTACIÓN MULTIMEDIA