Controles electricos

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Controles electricos

  1. 1. Principios generales sobre control de motores eléctricosExisten algunas condiciones que deben considerarse al seleccionar,diseñar, instalar o dar mantenimiento al equipo de control del motoreléctrico. El control del motor era un problema sencillo cuando se usaba unaflecha maestra común, a la que se le conectaban varias máquinas, por que elmotor tenía que arrancar y parar sólo unas cuantas veces al día. Sinembargo, con la transmisión individual el motor ha llegado a ser casi unaparte integrante de la máquina y es necesario diseñar el controlador paraajustarse a sus necesidades. Control del motor es un término genérico que significa muchascosas, desde un simple interruptor de paso hasta un complejo sistema concomponentes tales como relevadores, controles de tiempo e interruptores.Sin embargo, la función común es la misma en cualquier caso: esto es,controlar alguna operación del motor eléctrico. Por lo tanto, al seleccionar einstalar equipo de control para un motor se debe considerar una grancantidad de diversos factores a fin de que pueda funcionar correctamentejunto a la máquina para la que se diseña. Propósito del controladorAlgunos de los factores a considerarse respecto al controlador, alseleccionarlo e instalarlo, pueden enumerarse como sigue: 1) Arranque: El motor se puede arrancar conectándolo directamente a través de la línea. Sin embargo, la máquina impulsada se puede dañar si se arranca con ese esfuerzo giratorio repentino. El arranque debe hacerse lenta y gradualmente, no sólo para proteger la máquina, sino porque la oleada de corriente de la línea durante el arranque puede ser demasiado grande. La frecuencia del arranque de los motores también comprende el empleo del controlador. 2) Paro: Los controladores permiten el funcionamiento hasta la detención de los motores y también imprimen una acción de freno cuando se debe detener la máquina rápidamente. La parada rápida es una función para casos de emergencia. 3) Inversión de la rotación: Se necesitan controladores para cambiar automáticamente la dirección de la rotación de 1as máquinas mediante el mando de un operador en una estación de control. La acción de inversión de los controladores es un proceso continuo en muchas aplicaciones industriales. Esta puede hacerse por medio de estaciones de botones, un interruptor de tambor o un módulo inversor de giro.
  2. 2. 4) Marcha: Las velocidades y características de operación deseadas, son, función y propósito directos de los controladores. Éstos protegen a los motores, operadores, máquinas y materiales, mientras funcionan. 5) Control de velocidad: Algunos controladores pueden mantener velocidades muy precisas para propósitos de procesos industriales, pero se necesitan de otro tipo para cambiar las velocidades de los motores por pasos o gradualmente. 6) Seguridad del operador: Muchas salvaguardas mecánicas han dado origen a métodos eléctricos. Los dispositivos piloto de control eléctrico afectan directamente a los controladores al proteger a los operadores de la máquina contra condiciones inseguras. 7) Protección contra daños: Una parte de la función de una máquina automática es la de protegerse a sí misma contra daños, así corno a los materiales manufacturados o elaborados. Por ejemplo, se impiden los atascamientos de los transportadores. Las máquinas se pueden hacer funcionar en reversa, detenerse, trabajar a velocidad lenta o lo que sea necesario para realizar la labor de protección. 8) Mantenimiento de los dispositivos de arranque: Una vez instalados y ajustados adecuada mente, los arrancadores para motor mantendrán el tiempo de arranque, voltajes, corriente y troqué confiables, en beneficio de la máquina impulsada y el sistema de energía. Los fusibles, cortacircuitos e interruptores de desconexión de tamaño apropiado para el arranque, constituyen buenas prácticas de instalación que se rigen por los códigos eléctricos. Diferencia entre un control automático y uno manual Cuando un circuito se considera manual es debido a que una personadebe iniciar la acción para que el circuito opere, usando más comúnmentelas estaciones de botones, en cambio uno automático está diseñado paraque el circuito arranque solo y que la persona tenga la comodidad de queéste funcionará sin que el tenga que hacer nada, los dispositivos de controlautomático pueden ser los interruptores de flotador, de presión otermostatos y su capacidad de contacto debe ser suficiente para conducir einterrumpir la corriente total del motor.
  3. 3. Diagramas de ControlEste diagrama se llama unifilar por que representasolo una fase de corriente. Este diagrama se llama bifilar por que representa dos fases de corriente. Este diagrama se llama trifilar por que representa 3 fases de corriente.
  4. 4. Función de un enclavamiento El enclavamiento sirve para mantener la conexión después de presionar nuestro botón de arranque y al presionar nuestro botón de paro se para el motory se bota el enclavamiento y el botón de arranque. Partes de un circuito de control.Los elementos básicos o más comunes en un circuito de control sonseñalados a continuación.Circuito de fuerza. 1) Motor trifásicoMarca: NemaTipo: Mm. 90-4Serie: Nr-3- 0116HP. 0.75R.P.M. 1736Volts: 220 VAmperes: 1.5/3.0 ACiclos: 60HzTemperatura: 40º CPeso total: 7.80Kg.Motor Trifásico: Es aquel que requiere de 3 fases para funcionar y con unvoltaje mayor o igual de 220V. La característica de este motor es que alinvertir las salidas; es decir, las fases cambia de sentido de rotación delrotor y a diferencia de los motores de corriente alterna consume menoscorriente. Posee un rotor jaula de ardilla que tiene barras en corto quegiran magnéticamente entorno a su estator.
  5. 5. Protección. 1) Arrancadores magnéticos: Clase 8501 Tipo P122 I Th2 12A 660VCA Estos arrancadoreslimitan la corriente en la etapa de arranque evitando alcanzar corrientes quepuedan causar fluctuaciones perjudiciales en la línea de alimentación. Estosarrancadores cuentan con protecciones de sobrecarga y corto circuito en las3 fases y ofrecen compensación de temperatura ambiente y además cuentancon botonería para arranque y paro, montados en su gabinete. • Protección térmica • Estación de botones • ContactorEl contactor está diseñado para soportar la carga de los motores; es decir,va conectado directamente a la línea, en cambio los relevadores tienencontactos más débiles y no van conectados a las líneas directamente. Loscontactores soportan aún más corriente que los relevadores (hasta 7A).Estos a la vez varían de tamaño dependiendo de la carga a alimentar.
  6. 6. 2) Relevador de control: 220- 380- 500 VCA 4- 6- 8AEs una bobina que enclava contactosnormalmente abiertos dejando pasar la corrientey abre contactos normalmente cerradosimpidiendo el paso de la corriente.Controles automáticos: 1) Relevador de tiempo: 220- 380- 450 VCA 3- 6- 8A 160MinExisten dos tipos de relevadores detiempo los cuales son los siguientes:*Relevador de control de tiempo ONDELAY: Este tipo de relevador se usaprincipalmente en circuitos donde serequiere que la respuesta, una vez que seha energizado el circuito, el relevador seretarde en enviar la señal del tiempo requerido en el proceso.*Relevador de control de tiempo OFF DELAY: Este tipo de relevador decontrol de tiempo, su principal característica, es que retarda la respuesta alos circuitos secundarios una vez que se ha desenergizado el circuito decontrol. Consta de un capacitor que es el que almacena dicha energía. 2) Switch- interruptor de nivel o de flotador:
  7. 7. 220- 380- 500 VCA 2- 6- 8ALa operación de un interruptor de flotador se controla por el movimientohacia arriba o hacia abajo, del flotador que se coloca en el tanque de agua.El flotador abre o cierra mecánicamente los contactos eléctricos medianteuna varilla o cadena con un contrapeso.Existen varios tipos de interruptores de flotador, el capsulado, flotador concontrapeso y electronivel: a) Interruptor de flotador: b) Interruptor encapsulado: Consta de una esfera metálica que entra en contacto cuando la presión decae. c) Electronivel: Es un control electrónico que censa el nivel cuando está lleno, a la mitad y vacío protegiendo al motor para que la bomba no trabaje en vacío.
  8. 8. 3) Switch o interruptor de presión: 220- 380- 550 VCA 3- 6- 8 ALos interruptores de presión del tipo industrial estándiseñados para cubrir la amplia variedad derequerimientos que se encuentran en el control demáquinas neumáticas o hidráulicas. Estos controles se emplean más comúnmentemáquinas – herramientas, sistemas de lubricación de altapresión, bombas y compresores por motor.Controles Manuales. 1) Interruptor de tambor:
  9. 9. Atrás Fuera AdelanteClase 2601Tipo AG-2 Capacidad máxima Fases Monofásico Polifásico CD. Volts 115 230 110 220-550 115-230 C.P. 1 1/2 2 1 1/2 2 1/4 Al presionar Atrás en el interruptor de tambor (de color azul en el diagrama), la terminal 1 del motor trifásico se conectará con línea 1, terminal 2 con línea 2 y terminal 3 con línea 3, al momento de querer invertir el giro del rotor de este, el interruptor de tambor debe de estar en Fuera (color negro en el diagrama), y esperarse un momento dar para Adelante, ya que si nose hace esto se forjará demasiado el rotor y puede ser que se dañe;entonces al dar para adelante se invertirán las fases lo que hará que el rotorgire en otro sentido (color rojo en el diagrama), se conectará la terminal 1del motor con línea 2, terminal 2 con línea 1 y terminal 3 con línea 3. 2) Estación de botones: 220- 380- 500 VCA 4- 6- 8 A
  10. 10. El propósito principal de la estación de botones es: *Arranque: El motor se puede arrancar conectándolo directamente a través de la línea; sin embargo, la máquina impulsada se puede dañar si se arranca con este esfuerzo giratorio repentino. * Paro: Los controles permiten el funcionamiento hasta la detención de los motores y también imprime una acción de freno cuando la maquinaría se debe de parar rápidamente. La parada rápida es una acción vital del control para casos de emergencia. *Inversión de la rotación: Se necesitan controles para cambiar manualmente la dirección de la rotación de las máquinas mediante el mando de un operador en una estación de control, la inversión de la rotación en muchos procesos es continuo en varias aplicaciones industriales.Indicadores 1) Luces piloto: 110-220 VCA 50/60Hz 1.5WLa función principal de las luces es señalizar que esta sucediendo algo:*Verde: Indica que el motor está en funcionamiento o buen estado.Relajación.*Roja: Indica que el motor se ha detenido o en mal estado. Alarma.*Ámbar: Indica precaución o que algo está por suceder. 2) Ohmetro digital:Es un instrumento que sirve para medir laresistencia eléctrica (R). Su unidad de medida esel Ohmio (Ω) Hay 2 tipos de ohmetros, el
  11. 11. primero, que es el que viene integrado con el multímetro y el segundo elanalógico. Estos tipos de dispositivos no deben trabajar con ningún voltaje y/oamperaje sino podrían llegar a dañarse, ¡Sino se conoce dicha escala, esteno se llega a dañar en caso de no ser la correcta; sin embargo, no marcaríael valor, entonces se tendría que seleccionar bien la escala para que nosdiera el valor con exactitud! Para medir resistencias altas se utilizan los múltiplos y para medirresistencias pequeñas se usan los submúltiplos. Megaohms (M Ω) = 1 000 000Ω Kilohms (K Ω) = 1000 Ω Hectohms (Ω) = 100 Ω. Este instrumento puede usarse para verificar que las terminalestengan continuidad. 3) Chicharra: Generalmente la chicharra al igual que la luz roja indica prevención o alarma; así también como que el motor está parado.Terminales:
  12. 12. Son las conductoras de la corriente y se deben de verificar con elmultímetro en la escala de Ohms (Ω) para saber si no se encuentrantrozadas de un punto. 1. Inversión de giro por medio de estaciones de botonesMaterial: • 2 Estaciones de botones • 2 Arrancadores magnéticos • 1 Motor trifásico • 35 terminales • 1 multímetroDiagrama: a) Control b) Fuerza
  13. 13. Funcionamiento:Al presionar BA1 fluye la corriente por el BP1 y el contacto comúnmentecerrado de M 2 y hace energizar a la bobina de M 1 y a la luz verde, entoncesse cierra el enclavamiento de M 1 , (Mientras el contacto comúnmentecerrado de M 1 permanece abierto), mientras en el circuito de fuerza cierranlos contactos de M 1 y hace girar al motor en el sentido de las manecillas delreloj. Aunque se suelte el BA1 la bobina de M 1 y la luz verde quedaránenergizadas por dicho enclavamiento. Y aunque se presione BA2 nunca se
  14. 14. energizará la bobina de M 2 porque el contacto normalmente cerrado de M 1estará abierto.Al presionar BP1 se desenergizará M 1 y la luz verde y el contactonormalmente abierto se abrirá y el normalmente cerrado se cerrará y elmotor dejará de funcionar.Al presionar BA2 fluye la corriente por el BP2 y el contacto comúnmentecerrado de M 1 y hace energizar a la bobina de M 2 y a la luz roja, entoncesse cierra el enclavamiento de M 2 , (Mientras el contacto comúnmentecerrado de M 2 permanece abierto), mientras en el circuito de fuerza cierranlos contactos de M 2 y hace girar al motor en el sentido contrario de lasmanecillas del reloj (Ya que de la línea 3 se puentea a la 1 del segundoarrancador y de la línea 1 a la 3, invirtiendo las fases de alimentación páralemotor trifásico). Aunque se suelte el BA2 la bobina de M 2 y la luz rojaquedarán energizadas por dicho enclavamiento. Y aunque se presione BA1
  15. 15. nunca se energizará la bobina de M 1 porque el contacto normalmentecerrado de M 2 estará abierto.Al presionar BP2 se desenergizará M 2 y el contacto normalmente abiertoreabrirá y el normalmente cerrado se cerrara y el motor dejará de funcionar. 2. Inversión de giro por medio de un módulo inversor de giro.Material: • 2 estaciones de botones • 1 módulo inversor de giro • 1 luces piloto • 35 terminales • 1 multímetro
  16. 16. Diagrama:Funcionamiento:Al presionar BAR , pasa la corriente a la bobina de R , la cual manda acerrar su contacto normalmente abierto que es el enclavamiento y hacefuncionar la luz roja y la chicharra que se encuentran conectados enparalelo con relación a la bobina de R , indicando que el motor esta girandoen sentido de las manecillas del reloj. Ya que en el circuito de fuerza secerraron los contactos normalmente abiertos de R
  17. 17. Una desventaja de este circuito sería que cuando no tengo una proteccióneléctrica y presiono BAF , no cierra el enclavamiento de F y por lo tanto nose energiza la bobina de F por la protección mecánica de los arrancadores,entonces solamente prende la luz verde cuando dejo presionado el BAF , yobviamente hay inversión de giro en el circuito de fuerza. Ya que nunca secierran los contactos normalmente abiertos de FO la inversa podría presionarse primero BAF energizarse bobina de F quemanda señal de enclavamiento al comúnmente abierto de F y encender laluz verde, indicando que el motor está girando en sentido contrario a lasmanecillas del reloj, entonces ahora no ocurriría el enclavamiento ni seenergizaría la bobina de R presionado BAR ; sino nada más se energizaría laluz roja y la chicharra pero sin inversión de la rotación Ya que la protecciónmecánica impide que estén las 2 bobinas energizadas al mismo tiempo. Enambos casos el sistema se desenergiza presionado cualquier botón de paro.
  18. 18. El mismo circuito con protecciones eléctricas:Función de las protecciones eléctricas:Al presionar BAF pasa la corriente a la bobina de F la cual ya energizadamanda señal de enclavamiento a su contacto normalmente abierto,enciende la luz verde indicando que el motor esta girando en posiciónopuesta a las manecillas del reloj y se activa la protección eléctricaenergizándose la bobina A del relevador de control la cual manda a abrir sucontacto comúnmente cerrado de A , este es el que va conectado en seriecon el botón de arranque de R , por eso al querer presionarlo ya no prendela luz roja, la chicharra o la bobina de R , ya que la línea se encuentradesconectada.
  19. 19. O a la inversa, podría presionarse el BAR , y que la corriente pase hacia labobina R la cual ya energizada mande señal de enclavamiento a sucontacto normalmente abierto, encienda la luz roja y la chicharra indicandoque el motor está girando en sentido de las manecillas del reloj y se activela otra protección eléctrica energizándose la bobina B del relevador decontrol la cual manda a abrir su contacto normalmente cerrado de B que esel que va conectado en serie con el botón de arranque de F , por eso alquerer presionarlo ya no prende la luz verde o la bobina de F por que lalínea se encuentra desconectada.En ambos casos el sistema se desenergiza presionado cualquier botón deparo.
  20. 20. 3. Control automático, fuera y manual de un motor trifásicoMaterial: • 1 Switch de límite • 1 Switch de nivel • 1 Interruptor de tambor • 1 Arrancador magnético • 2 Estaciones de botones • 1 Luces piloto • 35 Terminales • 1 Multímetro • 1 Motor trifásicoDiagrama:
  21. 21. Funcionamiento:Al energizar el circuito, se encontrará en la posición fuera, entonces lacorriente pasará por el contacto normalmente cerrado de M y se energizarála luz roja. Indicando que el motor esta fuera de servicio.
  22. 22. Al seleccionar automático Cuando se energice el circuito deberá encender el motor y la luzverde indicando que el motor se encuentra energizado, si el switch de nively el switch de límite se encuentran cerrados ambos dejarán pasar lacorriente eléctrica. El motor dejará de funcionar si existe nivel (ya que el switch seencontrará abierto) o si el switch de límite se encuentra abierto. Si algunode los 2 switchs se abre se impedirá el paso de corriente; en cambio si seencontraran conectados en paralelo no importaba si uno estuviera abierto,mientras uno se encontrará cerrado fuera suficiente para que la corrientepasara por ahí. Mientras al energizarse la bobina M manda a abrir sucontacto normalmente abierto de M y apaga a la luz roja. Entonces en elcircuito de fuerza se cierran sus contactos normalmente abiertos y energizael motor.Al seleccionar manualAl energizar el circuito y presionar cualquier botón de arranque ya sea BARo BAL se energiza a la bobina M y prende la luz verde indicando que elmotor está funcionando, entonces la bobina M manda a cerrar su contactonormalmente abierto de M y se enclava el circuito y abre el contactonormalmente cerrado de M apagando a la luz roja. Mientras en el circuitode fuerza se cierran los contactos normalmente abiertos de M y se energizael motor.
  23. 23. En ambos casos; ya sea manual o automático, presionando BPL sedesenergiza la bobina M la cual manda a abrir su contacto normalmenteabierto (se desenclava) y a cerrar el contacto normalmente cerrado de Mprendiendo nuevamente a la luz roja indicando que el motor se encuentrafuera de servicio.
  24. 24. 4. Encendido con tiempo de 2 motores por medio de relevadores de tiempo.Material: • 1 Relevador de control • 2 Estaciones de botones • 1 Luces piloto • 2 Arrancadores magnéticos • 1 Chicharra • 2 Relevadores de tiempo (10 y 20 segundos) • 35 Terminales • 1 Multímetro • 2 Motores trifásicosDiagrama:
  25. 25. Funcionamiento:Al energizar el circuito la chicharra encenderá, RT1 comenzará a contar 10segundos y después de esos 10 segundos RT1 mandará a cerrar su contactonormalmente abierto de RT1 pero no funcionará el motor 1 mientras no sepresione ninguno de los 2 botones de arranque (Ya sea local o remoto)
  26. 26. Al presionar cualquier botón de arranque (Ya sea local o remoto), la bobinaA se energizará, su contacto normalmente cerrado se abrirá y la chicharradejará de funcionar, el contacto normalmente abierto se cerrará y enclavaráel circuito y encenderá el motor 1 y la luz verde indicando que este seencuentra en servicio, se energizará también RT2 Y comenzará a contar 20segundos, después de 20 segundos RT2 mandará a cerrar su contactonormalmente abierto de RT2 energizado el motor 2 y su luz roja indicandoque esté último se encuentra en servicio.Al presionar cualquier botón de paro (ya sea local o remoto) sedesenergizarán todas las bobinas regresando sus contactos a su posiciónnormal apagándose las luces, los motores y prendiendo nuevamente lachicharra. Aquí la excepción es la bobina de RT1 que seguirá energizada ysu contacto normalmente abierto se mantendrá cerrado. Y no ocurrirá nadahasta que se desenergize todo el sistema o se presione cualquier botón dearranque
  27. 27. 5. Encendido con tiempo de 2 motores por medio de relevadores de tiempo.Material. • 1 Relevador de control • 2 Estaciones de botones • 1 Luces piloto • 2 Arrancadores magnéticos • 1 Chicharra • 2 Relevadores de tiempo (10 y 20 segundos) • 35 Terminales • 1 Multímetro • 2 Motores trifásicos
  28. 28. Diagrama:
  29. 29. Funcionamiento:Al energizar el circuito la corriente pasará por el contacto normalmentecerrado de A y encenderá a la chicharra indicando que ambos motores seencuentran fuera de servicio.Al presionar cualquier botón de arranque (ya sea local o remoto) seenergizará la bobina de A la cual mandará a abrir su contacto normalmentecerrado y apagará la chicharra, cerrará su contacto normalmente abierto yenclavará el circuito energizando RT1 y RT2 , entonces RT1 cuenta 10segundos para cerrar su contacto normalmente abierto y energizar el motor1 y una luz verde para indicar que se encuentra en funcionamiento. Al igualque RT1 , RT2 cuenta 20 segundos para cerrar su contacto normalmenteabierto de RT2 y energizar el motor 2 y una luz roja para indicar que este seencuentra en funcionamiento.
  30. 30. Al presionar cualquier botón de paro (ya sea local o remoto) sedesenergizarán todas las bobinas regresando sus contactos a su posiciónnormal apagándose las luces, los motores y prendiendo nuevamente lachicharra.
  31. 31. 6. Encendido con automático, fuera y manual con tiempo de 2 motores por medio de relevadores de tiempo.Material: • 1 Interruptor de tambor • 1 Switch de límite • 1 Switch de nivel • 1 Relevador de control • 2 Estaciones de botones • 1 Luces piloto • 2 Arrancadores magnéticos • 1 Chicharra • 2 Relevadores de tiempo (2 de 10 segundos) • 35 terminales • 1 Multímetro • 2 Motores trifásicos.Diagrama:
  32. 32. Funcionamiento:Al energizar el circuito, se encontrará en la posición fuera, entonces lacorriente pasará por el contacto normalmente cerrado de A y se energizarála chicharra indicando que ambos motores están fuera de servicio.Al seleccionar automático: Cuando se energice el circuito deberá encenderse la bobina de A lacual mande a abrir su contacto normalmente cerrado de A y a la vez seapague la chicharra, también manda a cerrar su contacto normalmenteabierto de A enclavando el circuito y energizando RT1 y RT2 , amboscuentan 20 segundos para cerrar sus contactos normalmente abiertos de RT1y RT2 respectivamente y a la vez energizar las bobinas M 1 y M 2 entoncesprenden las luces verde y roja igualmente indicando que los 2 motores seencuentran en servicio. Ambos motores dejarán de funcionar si existe nivel (ya que el switchse encontrará abierto) y si el switch de límite se encuentra abierto. Si los 2switchs se abren se impedirá el paso de corriente; en cambio si se abre solouno, no importa ya que la corriente puede circular por el otro interruptor, yaque se encuentran conectados en paralelo.
  33. 33. Al seleccionar manual: Al momentote presionar el Botón de arranque local o remoto, deberáencenderse la bobina de A la cual mande a abrir su contacto normalmentecerrado de A y a la vez se apague la chicharra, también manda a cerrar sucontacto normalmente abierto de A enclavando el circuito y energizando RT1 y RT2 , ambos cuentan 20 segundos para cerrar sus contactosnormalmente abiertos de RT1 y RT2 respectivamente y a la vez energizar lasbobinas M 1 y M 2 entonces prenden las luces verde y roja igualmenteindicando que los 2 motores se encuentran en servicio. Al presionarcualquiera de los 2 botones de paro se desenergizarán los motores y lasluces, entonces los contactores de las bobinas regresan a su posición inicialy se energiza nuevamente la chicharra indicando que los 2 motoresreencuentran fuera de servicio.
  34. 34. Comentarios o sugerencias del curso.Me pareció excelente este curso, ya que se repasan muchas cosas en solo 2semanas, pero para mayor comprensión de los temas y rápida realizaciónde las actividades impartidas durante este curso sugiero lo siguiente. • Que el curso se imparta en grupos de 20 a 25 alumnos. • Se cuente con más terminales en el taller de electromecánico, ya que son muy escasas y no se puede avanzar rápido en las actividades.

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