Motoreselectricosautomatismosdecontrol 170313134014 by Gustavo Flores

Paraninfo

Adaptado al Nuevo RBT BOE 2002

JOSÉ ROLDÁN VITORIA

MDTDRE!i ELÃ&#x2030;CTRICD!i AUTDMATl!iMD!i DECDNTRDL

MDTDRE!fi ELÉCTRICO§ AUTDMATl!fiMD!fi DECDNTRDL

JOSÉ ROLDÁN VILORIA

NOVENA EDI CIÓN

THC>IVISC>N PARANINFO AL'SttOJO

•

Conod6

•

Méklco

•

Sh.'.)(Jpo,

•

Esooño

•

Reho UMjo

•

F$10dOS Unitjos

INDICE DE MATERIAS

Introducción

Capitulo 1

Paraninfo

INTRODUCCION A LOS AUTOMATISMOS POR CONTACTORES Y RELES ..•...............•..... •. .. .. .................

Motores eléctlicos. Automatismos de control © José Roldán Viloria

Capítulo 2

ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES TRIFASICOS

Capítulo 3 Gerente Editorial: María José López RaBO

Equipo Técnico Editorial: Alicia Cel"\liño González Nu ria Ouarte Gonz&lez

Editora de Adquieicionee:

Carmen Lera CWmona Proc:tucción:

NachoCebal

Capítulo 4

jeren o plagiaren, en tocb o en pane, una obra literar&,. artística o cientffica f4ada en aJalquier tipo

Capítulo 5

de ao,:io,ta ai\ la pr~t).la aut:orizadón. Nir"\Pla parte de esta publi:ad6o, ncllldo el diaef\o de la rubierta. puede ser reproducida, ahlaoenada o transmitida de

Diseño de cl.lbierta: Ediciones Nobel

ARRANCADORES ESTATICOS

Reservados los del'eohos pera """" Ice • • ,... da espaflola. De CX>NOrnidad oon b de-puesto en el arttwlo 270 del Código PeoaJ ~ente, podrán ser casli· gadoe oon penas de multa y p,M.ción de ltiertad q.Jienee reprodu·

ninguna forme, ni P=" nil"lg(ln m& dio, sea éste electróri::o, qufmico, mecánbo, áaro-óplioo, grabación, fotoa,pia o cuak¡uier otro, sin la previa aulorizadón escrla por parte de la Editorial.

INVERSION DE GIRO PARA MOTORES TRIFASICOS

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS EN CONEXION ,,-6. . . . .

Capítulo 6 ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON RESISTENCIAS ESTATORICAS . . . . . • • . . . . • . . . . • • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Capítulo 7 COPYAIGHT O 2006 lntematlonal Thomson Editores 9" edición, 2' Impresión, 2008

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON ROTOR BOBINADO . . 105

@ 2011 Ediciones Paraninfo, SA

Capitulo 8 ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON AUTOTRANSFORMAOOR . •.. .. .... .. ........ . .•• . .. • ... . 117

Av. Fapin89, 50 Bajo A/28003 Madr1d, ESPAÑA

Teléfono: 902 995 240 / Fax: 914456 2 18 CNlntee@pYanlnfo.es / WW\V. µMarnnfo.es ISBN: 978·84--283-2898-2 Oepósl,o legal: M-13885·2011

Capitulo 9 Impreso en E:spel\a / Prtnled In Spaln

CimaPress (0300/9683)

Madñd

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS DE 2, 3 Y 4 VELOCIDADES YMOTORREDUCTORES .... ... .. . . . .. .... . . ... . ....... .. . 125

INTRODUCCION INDICE DE MATERIAS

Capítulo 10 FRENADO ELECTRICO DE MOTORES , . , . • , • , • , • . • . . . , , , . , , ,

147

Capítulo 11 VARIACION DE VELOCIDAD PARA MOTORES TRI FASICOS DE CA CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO

.,.

159

ARRANQU E DE MOTORES MONOFASICOS . . . . • . • . . . . . . . .. . .

165

Capítulo 12

Capítulo 13 ARRANQUE DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA Y UNIVERSAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Capítulo 14 AUTOMAT ISMOS DIVERSOS ...... , , , , • . , . , , • , • , • , • . , , , , ,

El motor asíncrono se viene usando a lo largo de todo el siglo XX. Su aplicación viene acompañada de una evolución constante en lo que afecta al propio motor, del tipo y características de que se trate, a los dispositivos de protección, y especialmente a sus equipos de control, lo que ha permitido obtener de los motores unas prestaciones muy acordes con las necesidades de las aplicaciones, especialmente en lo que se refiere a la precisión de las maniobras, la variación de velocidad, el frenado, etc. El lector o estudioso de esta mat eria encontrará en esta obra un amplio tratamiento de los motores asíncronos trifásicos con rotor en cortocircuito, que son sin ninguna duda, los motores más empleados a todos los niveles.

187

Capítulo 15 FORMULAS PARA CALCULO Y CONSULTA

Los motores son el corazón de las máquinas e instalaciones eléctricas y también de muchísimas aplicaciones en todos los niveles de nuestra actividad, bien sean industriales como terciarios y domésticos.

. . . . . . . . . . • . . . . . . 221

Los motores de corriente alterna han ganado espacio en sus aplicaciones, cuando han llegado al mercado, muy buenos equipos electrónicos de variación de frecuencia, con los que se consiguen en cada momento las velocidades que precisan los dispositivos accionados por los motores. También se pretende que el estudioso de esta materia conozca las diferentes posibilidades de arrancar los motores trifásicos con rotor en cortocircuito, especialmente en lo que se refiere a la reducción de la intensidad absorbida por los motores en el momento en el que se efectúa el arranque del motor. En el capítulo 2 se estudian los aparatos de potencia y protección para el arranque de motores, y en el capítulo 14 se tratan elementos muy importantes de cara a la realización de los automatismos que dan origen al proceso de marcha y parada de los motores. Para conseguir las mejores prestaciones de los motores, hay que rodearlos de los medios y equipos adecuados, en función a sus aplicaciones. Deseo que en esta obra el lector encuentre las herramientas que le perm itan conseguir este objetivo.

CAPÍTULO

INTRODUCCION A LOS AUTOMATISMOS POR CONTACTORES V RELES

Normas eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . .

Símbolos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normas genera les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . • . . . . . . . . . . . . . . . .

12 18

Protección contra cortocircuitos . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interruptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . .

24 25

Aparatos de protección con disparo automático . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . • . Circuitos magnéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . .

26 27

Relés ................... . .......... . ..... ... . ... .... • . , . . . . .

Contactares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de esquemas . . . . . . . . . . . . . • . • . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interruptores automáticos

30 33

NORMAS ELECTRICAS NORMAS ELECTRICAS NACIONALES E INTERNACIONALES SIGLAS

UNE IEC

SIGNI FICADO DE LAS SIGLAS

Una Norma Española. Organismo es-pal'k>I de publicación de normas.

lnternational Electrotechr:iical Commissi on.

En esta comisión participan y colaboran las principale-s na:cion&s industrializadas. L;as recomendaciones que haca la IEC son tomadas en parte o totalmente por las d i·

ferentes comisiones nacionales. DIN

Deutsche lndustrienormen. Normas alemanas para la industria.

VDE

Verband Oeutscher Elcktrotochniker. Asociación e lectrotécnica alemana.

UTE

Union Techniqu8 de l'Electricité. Asociación electrónica francesa,

Britis-h Standard. NOrmaliución inglesa. que aooge en gran parte las normas IEC.

CEI

Comitato Elettrotecnico Italiano. Comltó electrotécnioo italiano.

ANSI

American National Standards lnstitute. fnstiiuto de normalización nacional de USA.

SEN

Svensk Standard. Normas suecas.

SEV

Schweizerischer Elektrotechnischer Vereio. Entidad e lectrónica suiza.

NBN

Normas belgas.

Normas francesas.

lnd ian Standard. Prescripciones indias unificadaseñ gran parte t»n IEC.

JIS

Japonesc lndusttial Standard. Prescripciones japonesas.

CE E

lnternational Commission on Ru les for the Approval of Electrical Equipment. Prescripciones internacionales preferentemente para aparatos de instalación de baja tensión hastq 63A.

Australian Standard. Prescripciones au$fralianas unificadas en gran parto con IEC.

CSA

Ca~dian Standard Association. Asoc~ción para ta normalización en Canadá.

NEMA

National EJectrical Manufactures Association. Asociact6n de fabricantes de produc · tos electrotécnicos de USA.

1 11

Simbolo "-J

Corriente alterna

----

Corriente continua

-t-t...l.

Puesta a tieir.1

..L

Puesta a mas.,.

Ticrr;,oon 1)iou,cck)o

/o ll 1

Tim:lrc

Siren.t

Contacto normalmente

(b)

U nea trifá,ica

u l3

,~~' ,

Linea u if,hica RcprC$C:ntación unifilar

Conductor neutro

,_,-+-+, -,

--t+-

Conductores blindados

lapantalladol

Conductores trGflt .>do;

00t"n.i do conexión

Clavija macho Toma hembra

~>-~ ..n..

-%--

Cl~vij11 y l~ mbra i1$CX:iaic;las Lámpara (símbo)o general) U mpara oon funcio na• mientel intermitente

8bierto at En circuito principel b) En clrcuito av11Cilillr

Cont~to de dos d ireccii>

nescon posición central deapenura

En circuito auxiliar En c&culto principal

Zumbador

Conductor

Bocina

~ ~ ~

c .-uoeconoonexKln

Símbolo

Oenominacibn

Cruce tin oonc)(i()n

Símbolo

Denominación

Simbolos el~ctricos

SIMBOLOS ELECTRICOS

...

~ (i ~ r{

Contlcto d e dos diri::cclo·

Apenur• ante$ quecie1Te Contacto de dos direocione, Cierra i!Onl$ de abrir ~

io) J

r (.)

~ r ~ 1(o) ~

Conuicto nOfmJlmente abierto b) Conwcto norm.;,lmcn. tectrrii,do

Contactos retardados Actúan al cierre o a la 3Pes'U.atll más lentatru:ntc

que el resto

Contactos de acciona· mM.-oto temporizado a) Contactos 1emporlzad01a la cone,,ción

~(b)

E--j~---r

l~-r

(<)

b) con1M:>1os temporiza, dos a la de9Conexión e) Cont11étO$ temporiza• dos a la CCHll.lXióll di Contactos temporizados a la d e«:onexión

(4)

Denominación

Seccionador

Fusible lConac icuito)

~ (

t-~-~ ,,~ l l l

m m

Denominación

Símbolo

$$-

Rt:16 de máxima intell.si<l&d

Relé de m(nima temión

Seccionador fusible

~ O~vuntor

Contaaor

Ru1nor

Sc«1ooadot fu$ible, Uifá$iCO

Relé triftsico d t oobre· intem idad de efecto térmico

Ael~ trifásico de r.obre· iolensidad d t: efecto m.,gnétKXI

CoTTtilctO accionado por p1e$lón

Cootacto accionado po, flotadOt

Or99no de mando (Eloctrolmán)

Organo de mando con 2 arrollamiento,

~ Seccionador ttifisico

Organo etc mantlo <le acción rcU'ltdacla (tomporit&dor s le CO·

ne )(iónl Ot9<1llO de m·ando de rtf1)0$0 rttac~do (tom,p(Hi2íldor • la dt.s· conexión) Organo de rnardo d e acción rou,rd.:Jda y re, poso retardado

ffl9 ~ ~

Relé intermitente

Relé de un solo impulso

Rcsi$\i:t'ICia

St,unt 1

Relé trif;il;ico de sobi~. lntensid.ad de efecto magnctotérmico

-c:p---

Pote.nciót»elfO

Símbolos eléctricos Símbolo

Denominacibn

Induc tancia

=(ID=

cp=

~l --:si/

Ttansformador de in ten$id.id

Autotranúosmador

0<•>

Q E}-

Denominac:ibn

Conuido,

Denominación

Símbolo

@---

Mando p0r voll.lnte

../----

Mando por oodal

Símbolo

* +

Símbolo gen.;r11l

$ ~

\--\ ---

Am•>i:1ime1ro/hora/ metro

Mando J)Or f)@l anea

Mando por palanca oon

---~-li:,.. t:,! -----· ---- <•)

fr---

Mando PO< U.ave

Oispo$ltlvo de enganche.

r ---

Mando poc m,1nivekl

a> Metido

--<] - a) Amperímet ro b) Voltímetro

Aparato regirtrador

-----

rr-

Retorno ;,iv tomállco Eola(;e mecimiOO, 11\ati((),, .•

Detector d a proximidad

Retorno no automát ioo

--+---:s:;¡.--

Enclavamiento m ec;i. nieo

- - -{

nuel

Mando m~nlco ma·

nual por pulsador Retorno automático

; ini1Jo r ltt!t órlll) ;l u l OO'lá l icO

Relo j

Válvula

i ,ansistor PNP

Transigcor NPN

rota·

.f--

t ivl) d 4J 1!~1.trll.'.:h(I

<r--

Mando (nanual de seta

-------

Mando por motor trico

1.M<>

T ir i stor

hidr'6U000

(o) (b )

a• dtwch.i b) lt <1ui&1d-3

(<)

e) ;,mbo.s $Clllk;lo:;

, ·-·-·-·-

_Jf

Zf!ner

Mando n,eumático o

T f8$1.le i(>tl h;,cit I;,:

D iodo

Mando 1)0< palan::a v roldana

OJ---

Simbolo 9ern... ,al

Mando mecánico

Mando por ro kfaná

6---0---

M;,11do mocánlco ma·

E---

..,.

Enganchado

1---

t>ila o acumulador

et~ desenganche auto·

G---

$i mbolo gt;:-rl f:r'UI

dor

oone-

mátk:o

--v --

Amper íme-tro registra·

RectificadCH' en ,ción puente

Conden sador

E nga nch e por pu lsadOf

b ) LibCf';,dO

( b)

Aparato d e medkta $f«i!)9!Q9~1WAI

Rectificado , Símbolo !)tnc,.it

mar-.e ta

Denom inación

Contador de lm¡>ul$(1

Mando mecánico por

M AN00S MECANICOS

varistuncia

o (o)~

TransfOfm.;,d(Ji d~ tensión

Símbolo

Símbolos eléctricos

1 14

G ( o)

Rot~ión

(b)

a) sentido d irect o h) sentido inve1$0

( <)

(d)

e) ambos se-ntidos d) l i mitado en oml>O$ $<:ntidos

L(nea de sep;;r,;1Ci6n

Oiac

Triac

Fotouansi$tor

-{>~o{>!-s

Amplific-acto,

1nve1sor

Símbolos eléctricos

Símbolos eléctricos 16 Simbolo

Oenominacibn

Símbolo

Por la importancia en la protección de los aparatos que se manipulan y que llevan alimentación eléctrica, señalamos a continuación tos símbolos que hacen indicación a la protección con que han sido constru idos los elementos eléct ricos que intervienen en una instalación o en una máquina. Es importante no sobrepasar la garantfa de protección que representa el símbolo y cuyo significa. do se indica a continuación, Junto a los símbolos se señala su equivalencia CQn la norma IEC 1444,

Oenomínación

y w

M Motor d e- imtin po,m;:,,

M 3'-" u,

nente,

Motor astncrono triU· sico de jaula.

IPOO

·--

Motor así ncrono trifá· $ioo con

dos arro11•

continua con ~xcitbCión

serie. •Motor $8ficJ

Motor de 2 velocidades

:r.

eontir-..ia con C)(Citación derivación.

M u

(Motor shunt>

ro%antl:'S.

'.rn

Motor de corriente

continua con excitación coa1puestt1,

(Moto, compoundJ

IP;l

IP.3

1 gota denvo de un cuadro. Protección contra gotas de agua cayendo oblfcuamente, 30° sobre la hori· zontal. Loca l&S al aire libro.

IP.4

1 gota dentro de un triángulo. Protección contra gotas do agua ca liente en todas las d irecciones Para locales húmedos y calientes. Lugares al aire libre.

IP.5

2 9otas dentro de dos triáogulos. Protegido contra chorro de agua en todas las direcciones. Para locales mojados y embebidos de agua, donde se traba}i con chorro de agua fría.

IP.7

2 gotas Estanco al agua. Protección contra Infiltraciones de agua sin presión bajo el agua. Para locale¡ mojados de agua. Bajo el agua sin presión.

IP.8

2 gotas con indicación de la sobrepresión, Protección contra infiltraciones de agua bajo presión. Estanco al agua bajo presión. Para lawdos de agua a alta presión.

í11lo tor as{ncrono trifá·

cidades.

===

Conexión D:th141\dc1

CD ~

vertical.

Para locales húmedos y calientes.

sicll Cort bOO in.i:do de polos conmutable$ par.i la obtención de 2 ve-lo.

Protección contra una satutación hümcda del aire y gotas de agua en ca ída

Motor de corriente

M01or asíncrono vité· iico con rot or de anillos

•

Ningún signo Ninguna protección particular. Locales secos y sin excesivo p0lvo. 1 gota

Motor dt C(Hí'fonti:i

mil;:htót cst11t<.>rieo$ r~pa,ados..

1 17

Motor de co1Tie.nte

•

... atü

('l)fltinuo Con cxciteción independiente. V1

Gene,odo, de corriente altem.i.

Simbolo general

T Gene,adol' de Oc)rricnte

continua.

SfmboJo gcn"'""I

Tr ansformild()r uitilsico.

Símbolo gener.!11

• [g]

Rejilla

IP5 .

Protección contra: infiltraciones de polvo sin protección. Locales con polvo ininftamable.

Rejilla encuadrada Estanco al polvo. Protección contra infllttaciones a presión. Locales con polvo inflamable. Dos cuadrados concéntricos Protecc·ión contra contactos fortuitos de las piezas bajo tensión. Para aparatos que deben manipularse bajo ten¡i6n pata limpieza, acciona· miento, traslado, etc.

NORMAS GENERALES 1)

18 ,

V ias de t ransmisión, guías de onda-s, antenas.

Hilos de conexión, cables, bOrnas de conexión, antenas parabólicas.

Sornas, clavijas, zócalos

Clavijas y cajas .de conexión, davijas de prueba, regletas de boro.as, regletas de soldaduras.

Aparatos e·léctricos accionados mecánicanicamente.

Frenos, embragues, elocttoimanes, electroválvulas.

Equipos de compensación, filtros corree· tares, !imitadores.

Equilibradores, reguladores, fi ltros.

LETRAS PARA IDENTIFICAR LOS MATERIAL ES Y APARATOS ELECTRI COS SOBRE LOS ESOUEMAS

Letra de referencia A

Clase de n1atcr ial o aparato

Ejempk>s

Conjuntos y subconjuntos constructivos.

Amplificadores, láser, regulación de velo·

cidad. autómatas programables, amplifica· dores magnéticos. B

Coovertidores de magnitudes no eléctricas a magnitudes eléctricas o vicéversa.

Condensadores.

Operadores binarios, dispositivos de tempo. rliación, de memoria .

Registrador, memoria de disoo, de núcleo, elementos biestables, linea do retardo.

Material diverso.

Alumbrado, calefacción y otros elementos no a17upados en la píes.ente relación.

OtSpositlvos de protección.

Fusibles (oortadrcuitos). relés de protec· ción, limitadores, pararrnyos, dlsporado· res ..,

Red de corriente continua: positivo negativo neutro

Generadores, alternadores, baterías, equi· pos de alimentacióll, oscilador&s, regut.ador

Conductor de protección Tierra

PE E

Masa

Dispositivos de señalización ópticos y acús-

Tie rra bajo tensión débil

Presostatos, termostatos, miaófonos, a lta· ta\lOCE!$, pic--4.Jp, dinamómetros, cristales de ooario, células fotoeléctricas...

2) DESIG NACI ON DE LOS CONDUCTORES

Red de corriente a lterna:

de,.,.,,, H

Oe,i9nae:ión

CondUetor

Generadores.

Disposi1ivos de seilalización.

1 19

Normas generales

1e fase 2e fase 3° fase neutro

L3 N

L-

ticos. J.

3) MARCADORES DE BORNAS EN LOS APARATOS ELECTRICOS

Relés y contactares.

Se utiliza generafmenre KA para relés y aparatosauxiliarÉ!'S y KM pera contactores.

lnducta1,cias.

Bobinas de inducción y bloqueo.

Motores

5'.Jb~njuntos (fuera de Sl8rie).

Instrumentos de medida, equipos de prueba.

lnflrumentos de medida indicadores, registradores, oontadore-.s, relojes, emisores de impulso, ...

Aparatos mecánicos de maniobra para cir• cuitos de potencia.

Interruptores, seccionadores, disyuntores.

Resistencias.

Resistencias de rogulaci6n, Potenciómetros, reómtos, shunt, termlstores.

lnterruptol'es, mando.

Sé lectores,

para circuitos de ·

Tl'ansfor madores

Transformadores de temión,de intensidad.

Modulares conve-rtidorecs.

Oíscrlminador, demodutad p,, convertido· res de frecuencia, variadores, onduladores autónomos, codlfíCédor convertidor invor+ sor.

Válvulas electrónicas, semioonductores.

Todos estos elementos se mcrrcarán con una sola cifra colocada en su parte superio r derecha, pare las cifrcts impetres y en su parte inferior derecha, para las cifras pares, por orden correlativo de arriba, abajo. Si los aparatos son: Monopolares - cifras 1 y 2 l a 4 Bipolares Tripo\ares 1a 6 Tetrapolares 1a8 Pcntapolares 1a O 3.2} Elementos au,ciliares, como: relés, contactos auxiliares del cootactor, de los relés de protección, temporizadoras, etc.

ln'terruptore.s, coninutéldores, pulsadore.s, fines de curso, selectores rotativos, emisores de sef\ale-s.

3.1 ) Elementos de potencia, como: fusibles, interruptores, relés d• protección, conu:ctores

Válvulas do vacío, de gas, de d!$carga, diodos transistores, tiristores, rectWcadores.

/ NCJ

-•a)

l'3

],.

t-3 1:1'7

"];1·7_ __F.5-~ 98

(NAJ

-•-

_, _

·-

"""'

HAil

- •-

Contacto auxiliar de un relé o cootactor representado en posición de reposo, normal·

men te cerrado (NC). bt Contacto auxiliar de un relé o contactor representado en posición de reposo, t'lormal· e}

mente abierto (NA). Contactos accionados temporizadamente.

Norm as generales

Normas generales

20 El temporizador puede llevar otros contactos no temporizados como los representados en (a) y (bl.

d) Contacios accionados por relé de protección. e) Los_ contactos auxiliares se designarán con la marca del circuito magnético o aparato que los acciona.

~j,

E-17

T,,

- h-

-g-

- f-

- i-

~.t 1J,~~-~-~ ~'

J, 1-7 , f,, p,],,)u¡,,

D-~

-1-

7) SIGNIACAOO DE LOS COLORES EN BOTONES PULSAOORES

Utilización

Servicio

Color Rojo

Parada.

Parada general del ciclo o maniobra. Parada de emergencia. Desconexión por exceso de temperatura. Descnclavamiento de relés protectores.

Verde o Negro

Marcha.

Arranque de un ciclo o maniobra.

Amarillo

Vuelta atrás.

Retroceso de la maniobra. Anulación de la maniobra anteriormente seleccionada.

Blanco o Azul claro

Para funciones que no se comprenden en los otros colores.

-kf)

Pulsador de P')ro.

Pulsador de marcha.

h> Interruptor de maniobra. Fusible del circuito de maniobra. Contacto con accionamiento mecénico (boya). kJ Contactar con: electroimán, contactos priocipales y contactos auxiliares. i)

3.3) Organos de acdo,namiento por electroimán

I Ahota)

(.AfltU)

-•-

a} Bobina d e mando de un contactar. b) Bobina de mando con dos arrollamientos de un contactor.

No Uunpa(a: Neón Na Vapor de sodio Hg Mercurio

Amarillo

Yodo

CS C6

Verde Azul Blanco

EL FL IR UV

Electro-fluorescente Fluoresoente Infrarrojo Ultravioleta

6) SIGNIACADO DE LOS COLORES EN LAMPARAS DE SEÑAUZACION

Colo.. Rojo

Servicio

En reposo.

Rojo

No utilizar.

Amarillo

Atención o precaución.

Verde

Permiso de arranque por centelleo del pulsador.

Blanco

Confirmación (le que el circuito se encuentra en tensión y de que ha sido seleccionado o pre· seleccionado una función o movimiento. Indica otras funciones que no se comprenden an los otros colores.

Azul

S) SlGLAS QUE DETERMINAN EL TIPO DE LAMPARA SOBRE El ESQUEMA

C2 color: Roj o C3 Narnnja

Servicio

Color

-b-

41 SIGLAS QUE DETERMINAN EL COLOR DE LAS LAMPARAS Y PILOTOS SOBRE EL ESQUEMA

PULSADORES LUMINOSOS

Utill:<adón

Señala que la máquina se ha parado p0r anomalía

9) TENSIONES DE SERVICIO EN DIFERENTES PAISES

País

Tensiones

Frecuencia

Pais

Tensiones

Frecuencia

Alemania

230/400 V

50 Hz

Hungría

230/400 V

50 Hz

Austria

230/400-500-690 V

50 Hz

Polonia

230/400 V

50 Hz

8'\lgica

230/400-127/220-220 V

50 Hz

Portugal

230/400 V

50 Hz

Dinamarca

230/400 V

50 Hz

Suecia

230/400 V

50 Hz

Finlandia

230/400-500-660 V

50 Hz

Suiza

230/400-500 V

50 Hz

Francia

127/220·230/400-500 V

50 Hz

EE.UU.

120/208-120/240-227/480600V

60 Hz

Gran Breta~a 230/400 V

50 Hz

Méxioo

127/t20-440 V

60 Hz

eléctrica, o bien, invita que al automatistmo se le dé la

orden de paro. Amarillo

Atención o precaución.

Señal para ciclo «1ulomático. Próximo al valor limite admisible.

Grecia

230/400 V

50 Hz

Argentina

220.1380 V

50 Hz

Máquina preparada para entrar eo servicio.

Todos los componentes dispuestos para iniciar el arr.:mque o maniobra.

lrianda

230/400 V

50 Hz

Brasil

110/220-220/440-220,1380 V

60 Hz

Blanco

Circuitos eléctricos bajo tensión normal de servicio.

Máquina dispuesta para entrar en servicio. l a máquina está en marcha.

Italia

127/220·230/400 V

50 Hz

Colombia

110i220-150/260-440 V

60 Hz

Azul

Para funciones que no se comprenden en los

Luxemburgo

230/400 V

50 Hz

Chile

230/380 V

50 Hz

Noruega

230-230/400-500-690 V

50 Hz

Perú

220-220/380-440 V

60 Hz

Holanda

230/400-660 V

50 Hz

Venezuela

120/240·208/411H40/480 V

60 Hz

(ámbar!

Verde

otros colores.

Normas generales

10) INDICATIVOS PARA DESIGNAR FUNCIONES GENERALES !DIN 407101

Indicativo A B

Funciones 99neralas

F\Jnción principal.

Medida. Proporcional. Estado (marcha, parada, limitación). Reposición, bloqueo. Memortl,ar, registrar. Medida de tiempo, retardar.

Contar.

Oirenciar.

E F

Protección.

Prueba. Señalización. Integración. Servicio pulsador.

H 1

u V

Funciones generales

Indicativo

Función auxiliar. Dirección de movimiento ~adelante, hacia atrás, s ubir, bajar, sentido horario y sentido antihorariol.

Velocidad (acelerar, frenar). Sumar.

Multiplicar.

Analógica. Digital.

+ ( 1}

o-f--~ (3)

( ')

( S)

(' )

1) Pulsador de parada marcado normalmente con O ó $1, S2, S3, ... Pulsador de march~. marcado normalmente con I ó S1, S2, $3, ... Pulsador doble de paro y marcha. Pulsador doble de paro y marcha con lámpara. . Pulsador doble de paro y rna,cha, tipo seta utilizado como aceionamlento de emergencia.

2) 3) 4) S)

111 CLASES DE SERVICIO

(')

Clase 0,03: 3 ciclos/hora. Clase 0,1 : 12 ciclos/hora. Clase 0,3 : 30 ciclos/hora. ClaS<l 1 : 120 ciclos/hora. Clase 3 : 300 ciclos/hora. Clase 10 : 1.200 ciclos/hOrd,

<e>

{7)

6) Pulsador similar al n~ 5 que se queda bloqueado (enclavado} al pulsar . 7) Selector de dos posiciones. 8) Selector de tres posiciones correspondiendo la posición O a todo abieftO.

9) Selector de dos posiciones accionado por llave.

,,, 121 TENSIONES NORMALIZADAS EN ESPAÑA Clasificación de las tensiones según el nuevo Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión fREBn, <Je 2 de agosto de 2002 !Real Decreto 84Z/2002).

~·

Tensión usual Tensión especial

Corriente continua (CC)

(valor &Ueaz)

(valor medio aritmético!

U"s 50V

U,, $ 75 V

S0< U;,~ 500V

75<U" S 750V

500 < U" S 1.000 V

750 < U, s 1.600 V

.,. '

La frecuencia empleada en la red será de 50 Hz.

'1"

~··.,.

' ( 1, )

a) 230 V ,mire fases para redes trifásicas de tres conductores. b• 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases para las redes trifásicas de 4 conductores.

( 13)

1-0.

...

Tensiones nominales en CA

( U)

( 11)

11) Conexión entre dos botoneras de rnarcha y parada para la maniobra de un contactor. 12) Contacto accionado por oélula fotoeléctr ica. 13) Contacto accionado por pn~sión.

..,.,,,

a) Corriente alterna (CA>: igual o inferior a 1.000 V. b> Corriente continua fCC): igual o inferior a 1.500 V.

~1 ~1

10) Conjunto de pulsadores de marcha I y parada O, para maniobra de contactor. Botonera

Baja tensión

;, :

~sí

( 10)

Corriente alterna ICAI

,,,s,

,,, 53

Muy baja tensión

(9 )

-,.

~54

,,.. S>

-,. (15)

•

h1 ~ ( 16 )

(11)

14) Conjunto de pulsador de marcha H I y parada O, para maniobre de in vQf'SOf de giro . 15) Conexión entre dos botoneras de marchas y par-ada para la maniobra de un inversor de giro. 161 Contacto normalmente abierto accionado mecánicamente por leva . 17} Contacto normalmente cerrado accionado mecánicame-nte por leva.

1 25

INTERRUPTORES

PROTECCION CONTRA CORTOCIRC UITOS

1 ~ 1.. l-l-l+ ,-,-~

EL FUSIBLE Elemento de protección muy imp0rtonte

_,_

en todo circuito eléctrico es el oomcir· cuito o fusible, cuya finalidad es ~ ~ p<oteger a lo, elementos eléctricosconua corrientes de conocircuito.

- ,_

El dimensionado de1 fusible sera adecua• do i.1 la corriente a proteger: dentro de

_,_

esta partic::olaridad es importante tener muy en cuenta si conviene a su vez que el fusible sea de efecto rápido, medio o lento en la respucma a una intensidad Sea por ejemplo un motor oon arranque d ireci:o que inicia su matcha a pleno car· ga. En este caso, ta corriente absorbjda por el motor puede se, seis veces la intens-idad nominal (61n). Si el fusib le pro-

r·-,·-~·, r ! 1i 1

•

11 1. . 1 1 i

I O O

3~ Fusible precediel'\do al interruptor.

-•-

• 1•

4) Fusible seccionador.

5 ) Fusible de,pués del Interruptor.

-•-

·¡

/1,1

3 '\, 7) Fusibles p¡1~ las ttes fases presentados en bloque para que realicen ~ misión de seccionador trifás:ioo a l mismo tiempo que de protec1.o r. 8} Posicionamiento de los fusibles una red trifásica.

En otros casos, la misión del interruptor puode ser la de pilotar un a parato eléctri· co o un motor, como son la$ tres variantes que se estudian a continuac.ión.

mando de un motor.

8) Inversor trifásioo rotativo para la inversión de giro de un motor/trifásico. la posición central del inversor corresp0nde e la de reposo.

/1,1

6) Seccionador trifásico con fusibléS.

7) Interruptor trifásico rotativo pera el

,,,----._ /

6) Interruptor t rifásioo.

l'\J

9) Conmutador rotativo trifásico para el arranque de un motor en conexión estrella -triángulo (X-6).

¡-·-·- ·-·-·-·-.....

1 1. 1 ll'1iiiiYiiii't ¡, 1--·-·-·-·- · 1º

r:n

9) Presentación comercia Ide·los fuslblM. En la elección del fusible téngase muy presente el trabajo a realizar por el circuito de potencia o maniobra que d ebo proteger. las instruociones dadas por los fabricantes ayudarán al profesional a ele~ gir el fusible que se adapto e sus ne• cesidades.

,,.--....,

trifásico secc,onad« con dos

contaetos auxiliares por'a el circuito de maniobfa, eccionado por palanca .

1í 1! i i i 1 i i

L __ _j _ j

O I

¡·-·-T - ·-.

L,J_,j

Fu.sible oon percutor,

6) Fusible

1) Interruptor, símbolo general.

4) Disyuntor.

1) Fusible . Símbolo genorol.

- 1-

principal es la de aislar un cira.iito o co· nectario a la red, según sea el caoo. Presentan diversas variantes según vaya a ser su misión en el circuito. Por lo general, los interruptores preceden a l circuito de potencia. Entro los más impc,rtantes están los que: se relacionan a continuación.

2) Interruptor seccionador.

el fusible.

El inte-m.1ptor como tal, es un elemento

que se acciona manualmente. SCi función

3) Seccionador.

En esta página se representan diferentes posicionamientos dtl fusible en e.l inicio dei circuito.

•-

" "

tegiera solamente la corriente norminal, en el momento de arranque se fundiría

-•-

,--,-,-\rrr

l l l

111

an()(mal.

~-~ 1 1, 1. '"1

_,_

-1-

INTERRUPTORES

_j- ·--•---~J "

-.,.. :>Y X

L1 LJ

w V

1 27

CIRCUITOS M AGNETICOS

APARATOS DE PROTECCION CON DISPARO AUTOMATICO

26 l.J

ELECTROIMAN

Interruptor protector trifásico, de accionamiento manua l para la abertura y cierre del circuito y aber· tura automática por disparo del relé térmico.

El electroimán

El conjun to del interruptor consta de; - Int erruptor 111. - Relé térmjno 11 1.

H:13-- -- -

! ,-r-

- Mecanismos.

- - ~1

L _J 1 _ __ L

1 1

- - _J

Cuando el relé térmico de sobrointcnsidad, acciona mediante mecanismo el disparo del circuito, !O de$·

conecta de la red. Este int erruptor protector puede ut ilizarse para alimentar circuitos directamente y también oomo elemento que precede a circui tos con m aniobras

automáticas. IJ

una parte bllsica en

centidad de aparatos elktricos. 00mo son, entre otros, el ,cié. el contactor el

- ,_

tomporizador. etc. ' la posibilidad de accionar contacto$ por medio de un electroimán ha posibilitado la realización de gran cantidad de ma, niobras, repretcntando en su día un gran avanOQ técnico. El electroimán está constituido básJc:a. mente P0' un circuito magnético, una bobina y complementos meainicos de fijación que se estudian a continuación y ciue se reprflen1an sobre la fig. 1. El circuito m8!J1ético. está compuesto por un núcleo fl ) y una armadura (2). El nC,cleo es1á separacfo de la armadura por la fu•l'2• dn unos resortes (3). Al dar CO· rrlenu, • la bobina (4). el núcleo atrae a bi armadura venciendo la fuerza del re. sorte. la armadura se encarga de arrastrar

• los con.. ctos (5). cambi.indolos de po· sición. Los circuitos megnlticos pera corriente

Interruptor protector trifásico de accionamiento manual pata la abertura y cierre del cir cuito y aber~

tura automática por disparo de los ,elé-s térmicos o de in tensidad .

alterna e:st~n consttuidos con chapa ma9· nétiea, para evitar el c::alentomiento de los mismos a cau,a de las corrientes pará· sitn. Los circuitos magnéticos para CO· rrients continua están construidos en acero {pinas macias), por no tener el tnoonvonlente de les oorrientes po,risitas que se get1eran con oorrientes elternas. En tos circuitos electromagnétioos alimentados pot cottiente alurna es necesario colocar Jas llamadas espiras do som, bra para evitar vibraciones del núcleo

El conju1110 del interruptor consta de: - Interruptor 111.

- Relé térmico 111 . : . Relés de intensidad .

- Mecanismos. Este tipo de protección es más eficaz por proteger la utilización oontra sobreintensidad {relé térmico} e int@nsidades superiores a éstas pero menores que

las de oortocircuito (relés de intensidad).

con la annadura (6). O

_,_

El mismo interruptor protector trifásico de accio·

En la espira de sombra se induce una co· rriente que va desfasada respecto a l cam,

C()(rleme de la bobina es cero (flujo magnético cero) , la espira d<! $0mbra genera una pequena corriente. cuyo campo magnático es capaz de mantener unidos el núcleo con la

po de la bobina. Cuando la

armadura durante ese oono es,>acio de

tiempo. q.Je se produce 100 veces Por segundo. para frecuencia de 50 Hz. En la fig. 2 se representa un circuito elec tromagnético cuya bobina está a limente , da por corriente continua. Una partícula~ rielad de ettos circuitos es la de instalar

namiento man ua l para la abertura y cierre d el cir· cuito y abertura automát ica por disparo de los reló-s térmicos o de intensidad, estudiado arriba, pero u tiliz&do para un cirooito bifásico.

en serie con la bobina una resistencia que limite la corriente absorbida, una vez que el núcleo atrae a &a armadura . En los cir, cuitos alimentados por e.a., esa misión la

cumple la impedancia Z que se gtnen en el circu ito. lo Hg. 3 represent4 otra wrionte de cir· O

- ,-

cuito magnético alimentado por e.a., siendo el de ta f ig. 1 en forma de U y éste en forma do E.

RELES

Circuitos magnéticos

28 REPRESENTACION ESOUEMATICA DE UN CIRCUITO ELECTROMAGNETICO

EL RELE

Un rectángulo con su alimentación representa un circuito electromagnético,

_,_

que puede accionar contactóS que, en reposo, pueden estar abiertos, cerrados, ser temporizados a la conexión, a la desconexión, etc. Las bobinas y su correspondiente circuito magnético se preparan de forma dife-

rente si están conectados a redes de corriente alterna o continua. En función de cómo sea la fuente de alimentación, variará también el esquema de alímentación, aunque se uata de la misma maniobra. No será el m ism o circuito magnético ni eléc~ trico para mandar un contactar desde un pulsador de marcha y otro de paro si se alimenta en corriente alterna o en corriente continua.

_,_

TENSION - Las tensiones de servicio suelen variar respecto a la tensión de la red. Por lo general, la alimentación a los circuitos de maniob ra parte de transformadores que suministran corriente a 230 V, 110 V, 48 V, 24 V y otras, según sea el caso o instal&eión de que se trate.

FRECUENCIA - Dado que en Europa fa frecuencia utilizad a es de 50 1-tz y en EE.UU. 60 t-iz,. resulta posible, y así se suele dar en alguna ocasión, que haya que utilizar bobinas para fr0eu0ncias diferentes a ta de la red. A este respecto se estudian d os casos que pueden presentarse en la p ráctica. Ejemplo 1.

~-~l , ,-~--~ . ,-',~-,'~ rl-y. . l

Bobina para 230 V y 60 Hz. Supuesto de qu8 h ubi8ra que conectarla a una red de 50 Hz. Calcular la tensión a que se ha de someter la bob ina.

U, =F2 · U =60 · 230 Ejemplo 2.

Bobina para 230 V y 50 Hz. Supuesto de que hubiera que conectarla a una red de 60 Hz. Calcular la tensión a que sa ha do someter la bobina.

. '.

-~·•·

n n r~ _,_

· S•

_, _

Soplado m~gnético. $optado por aire a presión.

El dispositivo de soplado se contiene en una cámara desion iza· dora que facilita el apagado rápido del arco. 1) Contactos abiertos.

••

-·-

s,¡f

EJEMPLOS DE MANIOBRA PARA RELES

o con un interruptor.

N'I 2. Mando de un relé desde un pulsa-

....

....s,

Mientras que se mantenga put111\lo S1 , 11 bobina KA tendl'á tensión, con lo que mantendrá cambiado:S los contactos respecto a te posición de reposo. a) Esquema e n posición do reposo . b) Esquema en posición de trabajo, bo· bina excitada. Una maniobra si milar a '8 que se realiza con el pulsador oomo medio de mando

es la que se hace por medio de u n con · tacto auxiliar de otro aparato el~etrico

-----u

Para intem.impir rápidamente el arco, se emplean diferentes procedimientos, como son: -

- -...- -LI

~-r-r-~--+-~--

envejecimiento rápido de los contactos.

N9 1. Mando de un relé por impul10s L2

CAMARAS APAGA-CHISPA • Importante resulta la extinción del arco en el momento que se abren los contacto s del circuito de potencia. La formación del arco p roduce erosión, calentamiento y

- ·o -

N!1

F1 60 =F2 · U =so. 230 =276V

En la figura 1. queda repr~ntado un relé en esllldo de reposo. lig. -2 representa al circuito eler::¡tromeg~tio> bajo tensión y por tanto con todos sus con· tactos ca mb¡ados respectO a ta posición de reposo, fig. 1. En la Jdctíca y a nivel de esquema' los contactos se disponen en el luga, que conv80g3 y el ci rcuit o electromagn,tico pOr un rectángulo.

Slf

=191,66 V

El relé es un aparato eléctrico que se uti · lize en gran nllmero de esquemas de telemando como auxiliar del contactor y de otros aparatos que son noceserios pare elaborar una determinada maniobra. El relé cons:ta básicamente de un circuito electromagnético y de una serie do contactos abiertos y cerrados en posición de reposo.

-• -

.,,

dor de marche y

otro de paro

Al pulsar en S1

se ••cHa la boolna KA

cambiando la posición de todos sus con-

tactos. Al dejar de QOlsar en S1. el relé

se seguirá alimentando a través de un

contacto auxiliar de KA.

2) Contactos cerrados.

Cuando se desea hac:er- el paro. habffl que

••

3) Contactos después de la abortura. NI 1

-•-

4) Alargamiento del arco por p rocedimiento magnético. 5) Contactos en reposo después do cortar el arr.o. :.

pulsar en S2, con lo que al oort.er la CO· rríente, cae la maniobra y los contactos vu elven a la posic-ión de r eposo. a} Esquema funcional que representa la maniobra arriba explicada.•

l l LZ

EY1

Evt

.....,

bl Esquema práctico que representa al relé, su pilotaje y los elementos que pilota con 1us contactos. En esquemas oomplejos, esta forma de ropresentat llevada a complicar y a dificultar ta lectura o interpretación del esquema.

Contactores 31

CONTACTORES 30

_,_

RED

ELCONTACTOR

ELECCION DEL CONTACTOR

Se define a l contactor como un interruptor

Seguidamente se señalan y enumef'an u·na serie de datos que ayudan a la elección del oontactor en función a su utilización. Dos datos importantes en la elección del oontactor son:

gobernado a distancia dil muy diversa, manOfas, estando constituido ,:rincipa1mente por:

1} Circuito electrom;)gnétko. 2) Contactos auxiliares. 3 } Contactos de potencia.

La diferencia entre contactor y relé estriba p rincipalmente en Que el oontaclor pilota un

1} Tiempo que permanecen los con1actos pasando corriente a través de ellos. 2) La categoríe de servicio según su apllcaclón. CLASIFICACION DE LOS CONTACTORES, SEGUN EL T IEMPO QUE PERMANECEN LOS CONTACTOS PASANDO CORRI ENTE.A TRAVESDE EL LOS

circuito de potencia y tiene contactos au>d,

a} Empleo ininterrumpido.

bl Empleo de 8 ho<as. Empico temporal. Empleo intermitente.

liares para su propio gobierno y p:1ra partici• par 00n otros ooml)Onentes Que forman el

c) d)

esquema.

La aportación del oonUlctor supuso el abaratar las manio bras, facllltarlas y podtlflas integrar en diferentes procesos automáticos,

Los contactos pueden permanecer cerrados durante un tiempo ilimitado, pasando por ellos la

por dif ícites que sean. En la repr&sentacl6n de los esquemas. los contactos auxiliares y el circuito electromag-

-2 -

V TILIZACtON

corriente de la utilización.

nético van con el llamado esquema de píinci• pio o runcional, Mientras que los mntactos principales van con el esquema de potencia. En IH figs. 1 y 2 puedo apreciarse la repro. sentaci6n del contactor en las Lres panes que

lo d&finen. La fig. 3 representa a un eontae. tor tal como se presenta en el mercado. Hay gron cantidad de fabricantes, p,or lo que resurta fácil encontrar el tipo de apara10 quo se ~eceslta para una maniobra concreta. El contactor es el elemento más utilizado en el gobierno de motores y otros aparatos de

pOtenc&a.

El dimensionado del conmctor se corresponde con la potencia del recepto r a pilotar y la clase de corriente que pasa por el circuito de potencia y con la que se pilota a la bobina (electroimán).

Los oontactos principales y auxillat t s del contactor toman la marca que se asigna a la bobina del circuito electromagnético.

Empleo ininterrumpido

Empleo de 8 horas El tiempo de empleo puede ser del orden de 8 horas de tal forma que los contactos adquieran

et equilibrio térmico. Empleo temporal

En este caso, el tiempo de paso de c.:orriento por los contactos e-s t:al que éstos no llegan a ad· quirir et equilibrio térmiex>. El t iemp0 de rep0so sera tal que asegure q ue los contactos adquie+ ran la temperatura de ambH!'nte. d)

Empleo inte,-mi~nte

Es-te empleo está constituido por una sucesión de ciclos iguales, compuesto cada uno por un tiempo de conexión en el que los oontactos adquieran el equ ilibr io térmioo y un tiempo de desconexión d urante el cual los contactos adquieran la temperatura del ambiente. CLASI F ICACION DE LOS APARATOS DENTRO DE SU EMPLEO INTERMITENTE, TENIENDO EN CUENTA EL NUMERO DE MANIOBRAS A EFECTUAR EN UNA HORA

.. .... .... ....

.... ..... ...... .. .. ..

Clase o Número de maniobras Por hora: 6 Clase 1 : 30 Clase 11 " 150 Clase 111 : 600 " 1.200 Clase I V FACTOR DE MA RCHA

-J-

Como quiera que, para un mismo número de maniobras por hora, las condiciones de empleo del contactor son diferentes, según el tiempo de duración de la oonexi6n y desconexión, cada clase de uso se subdivide a so vez en cuatro regímenes de marcha, definidos por un factor marcha (ED} ex· pre,sado en %según se indica a continuación: Factor de marcha ED

= Tiempo de marcha · 100 (en 'l; ) Ciclo completo

Ciclo completo = Tiempo de marcha + Tiempo de paro.

FACTORES DE MARCHA A CONSIDERAR EN CADA UNA DE LAS CINCO CLASES DE USOS

Clase 1

Clasell

ciase 111

ClaselV

Ck:lo completo

Ciclo completo

Ciclo comploto

Ciclo completo

120,eg = 2 mn

24seg

6 seg

3 seg

Clase O

Mando de un contactor que alimenta 11 un motor trifAslco; dt!Sds un pullddor de marcha S2 y ouo deparo SI.

Factor Ciclo compleu, de marcha 600seg =10mg

TIPOS DE ESQUEMAS

Contactores

~rche

Paro

Marcl1a

Paro

Marcl1a

Paro

Marcha

Paro

Marcha

Paro

360

240

14,4

9.6

3,6

2,4

1,8

1,2

240

360

9,6

14.4

2,4

3,6

1,2

1 .B

150

450

1,6

4,5

0 ,76

2.26

510

102

20,4

0,9

5,1

0 ,3

2,7

Todas las maniobras de contactores pue-

den representarse de ttes formas diferen• téS, tal como se estudian a continuación.

,,,.

•

1) Esquema de potencia

En este esQuema se reflejan todos lo, - 1-

elementos y conductores Por los que p.na la corriente que alimenta al circuito objeto de la maniobra. como

son por- ejemplo, los fu,ibles, seccío • nador, contactor, relé térmico, etc. 2) Esquema de maniobra

CATEGORIAS DE SERVICIO DEL APARATO SEGUN SUS APLICACIONES CM9fre

Utilli1ic.tbn

.....

Aplilaeion., ca~rfsOc:u

o,95

Cllrgu no inctuct lvas o <IB>ilmt.'trte lnd1tetftlas, Momo, d~ resi&tencias.

2.t;Jn

0,66

Apertur•

Tensión

lntens:idad

cos,p

TetUión

lnt@ns.dk1

0,95

Cate9oría AC 1

2,51n

0,66

Catogor/a

Categoría AC1

AC, Categotla AC,

0,17Un

0,35

Gin

0,35

61n

0,35

3) Esquema gtntnll de conexiones

Satvo excepciones, son los esquemas de potencia y maniobra los que se utilizan en la práct ica para represen.

SJE-

ltw&rsi6n d~ marcha. Marcha a inttrmittneia.s.

CLASES DE SER~ICIO

A la hora de realizar el trabajo los contactores, se han de d istinguir tres períodos distintos: 1l Momento de conexión {arranque}. 2) Tiempo de nbaio (servicio nominal}.

3) Momento de la desconexión.

y 3 son de gran importancia pata la vida o duroción de un contacto,. Las sobrecargas del período de arranque y los arcos f0tmados en la desconexión, reducen 5ensiblemcnte la duración de los contactos. A5í pues, resulta de suma imponancia elegir para cada motor el contacto, adecuado, teniendo en cuenta para su elección las indicaciones que se dan a conLlnuación. Los puntos 1

a) El tipo de motor. b)

ra10 auxiliar que Intervenga en la maniobre, como son, entre otros, el tempo<izador, programadCM', captores, pulsadores, interruptores, etc.

AJrancJ.te de motores de itula. Corte a motor lanzado. Afranque de mo10,es de jaula,

tador8S, así como, todo tipo d• apa.

s,e-

rozatttttt..

Inversión de marcha. 0,35

...----

,,--

A, ranque dt motore, de anmo,

Gin

En este esquema se representa 901a • mente los circuitos electromagnéti• cos y contactos aU)dliares de los con-

El arranque·mis conveniente.

e) Ef t iPo de contactor que soporte las maniobras y uabajo del motor. d) la extinción del arco en el momento de la desoonexión, lo ~s rdpidamtmtt pasible. e) Dure.za y composición de los comactos, adecoadc,1; a las maniobras a realizar por &I oomactor. t) En lo elección de un contactor o conjunto de ellos para una maniobre o proceso, es corriente y eñadiríamos, necesario, consultar con los técnicos de la fifma elegida, va que nadie mejor que ellos conoce las caracter fsticas del m:narial que febriam.

.s<E-

K"I

-1-

El osquoma general do conexiones corresponde al esquema práctico, re~ presentando los aparatos ~léctricos y su conexión, de 18 misma forma e CO· mo lo estarían en la pn1ctica. Como fácilmente puede comprenderse. resultar fa casi ímposlble y nada p<áctJ. co, representar bajo esta forma de esquema maniobra, o pl'ocesos, oun· que sólo fueran de mediana compli·

______

,·f·tm-·-1

\i 1,r - · ! I· - -- - 1

1,,,.,,

ter maniobras.

ceción. Este tipo de esquemo reramente se

_,_

ptesenta y siempre en maniobras sen ·

cillas. En esta obra, solamente se presentan es-

quemas de potencia y maniobra. Es conVénienta señalar, que esquema es la rtJJ)f't1sentaci6n más simple de una COSll. capi,i de ser entendic:111 sin dificultad.

Pretendemos cumplir con este requisito para que una estudiada pre-.sentaci6n del esquema ayude a su comprensión y sirva a su wz como gu(a para su represenw . ción pon@rior en la práctica. U

Interruptores automáticos

1 34

Dos tipos de interrupto res automáticos: L1

º' a)

~ EE1

lll

1 1 L- 1> I > I> 2

•

a) Oe aoción magnética Protegen al circuito contra corrientes de cortocircuito.

bJ De acción magnetot&rmica

CAPÍTULO

Protegen al circuito i::ontrct: - Corrientes de cortocircuito. - Corrientes de sobreintensidad {sobrecargas}. Los interruptores automáticos puéden suplir a los fusi· bles, aunqu e pueden precederles para así proteger con su fusión a los interruptores automáticos de las corrien· tes pelig rosas.

ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES TRIFASICOS

Los interruptores automáticos se fabrican para diferentes curvas de actuación. 11

Curva C (equjvalente a curva U) L1

11' 1·

Protección de cablos alimentando receptores clásicos. Sobrecarga; térmico estándar. Cortocircuito: magnéticos fijados por curva C. 1111 entre 5 y 10 In o 7 y 10, según los aparatos y sogún normas EN60898 y EN60947.2. Curva D

Protección de cables alimentando roceptores r;on fuertes puntas de inténsidad en el arranque. Sobrecarga: térmico estáod;)r.

Cortocircuito: magnéticos fijados por curva O. 1,., antre 10 y 14, según normas EN60898 y EN60947.2. Curva MA

Para intem.iptor de aoc:ión magnética. Protección en el arranque de motores. Cortocircuito: umbral&s magn t!ticos fijados por curva MA.

lm fijado a 12 1,,. según norma EN60947.2.

Arranque directo de motores .... . . . .. ... . Mot ores t rifásicos .. . . . . . . . .. . . . . ... ..... . . ... .. Formas constructivas de los motores . .. . .. . . ...... .... .... . . Mando de un contactor .. ... .. . ..... . .. . Relés ...... .. . ... . . Protección para motores trifásicos .

Arranque directo de motor trifásico .. . ... .. ... • . • . • . • .. .. .. .... . . .

37 39 43 44 45

47 49

ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES

2 37

GENERALIDADES Un motor a rranca de forma directa cuando se aplica a sus bornes, de forma directa, la tensión a que debe !rebajar. Así, por ejemplo, si a un motor con bobinado de 230/400 V se le aplica a sus bornes 230 V, el motor habrá recibido directamente la tensión de servicio. Suponiendo que el motor arranca en carga, el bobi nado tiende a absorber una intensidad de corrien-

te muy superior a la que señala su placa de caracteristicas, llegando hasta 8 veces la intensidad nominal {8 In). Como puede apreciarse. este aumento de corriente en el periodo de arranque hace que las líneas increrne,nen oonsldamb!emente su carga, y como consecuencia directa, su caída de tensión.

Si en lugar de un solo motor, son muchos los que arrancan y paran de forma intermitente, se tendrá un problema importante cuando se trata de motores de media y gran potencia. En este caso habn\ que recurrir a otras formas d8 arranque que reduzcan la intensidad de la corriente absotbida 8F'l el pel'fodo de arranque. En el siguiente gráfico se muestra la curva de intensidad absorbida por un motor durante el arranque.

lk - corriente de conexión . In - intensidad nominal. le - intensidad de corto.

t • tiempo que dura el arranque.

l a ventaja del arranque directo es la de conseguir un elevado par ll.5 veces el nominal>. Cuando se igualan el par motor y el par resistente, la velocidad del motor se estabiliza y con ella la corriente absorbida por el motor. A continuación y en las páginas siguientes se estudian diversas formas de arranque directo, como son: • • • •

Arranque por interruptor manual. Arranque por contador. Inversión de giro. Arranque e inversión con diveffias formas de protección, tales como: -

Fusibles cortacircuitos. Relés térmicos. Relés magnétir.os. Relés magnetotérmioos.

Dentro del arranque directo de motores por contactares se estudian diversas maniobras que ayuda-

rán al lector a una mayor comprensión de este capitulo en lo que se refiere al mando d-e motores y sus posibilidades de maniobra. Cuando se quiera reducir la intensidad d& arranque hay que recurrir a otros tipos de arranqoe que se estudian más adelante.

Arranque directo de Motores

MOTORES TRIFASICOS

CURVA INTENSIOAD-VELOCIOAD

--K

• s

(1) Conexión ~

1 = 61n (en el supuesto de 4u o

se inicie el arranque estando so, metido a plena carga).

o o< ¡;; z

{2)

Régimen de m&rcha con motor

a plena carga. El motor h3 adqulr'ido la velocidad asincrónica que le corres.

pende. 1 = In.

CARACTERISTICAS

Un motor trifá.sico consiste básicamente en: 1)

c.,.... En su interior se t1lo}& el circuito magnético (esútor),

2) Bobinado l

(2)

~ntro de IH ranuras del estator $é aloja el circuito e léctrico, formado por bobinas, cone)(jona· dos entre si, de man~ra que se formen tres fa1:eS o 9f'Upo$ de bobinas. Según sea el conexionado de las bobinM, se conseguir, ~so meno, polaridad y da esto depen• derá la velocidad que lleve el motor.

0,25

QSO

º"

n =-60•F --

VELOCIDAD

n · velocidad en r .p.m. F - frecuencia de la red , 2p . pares de polo, fo,rnaaó, (N•Sl.

3) Caja de bornas

Lo.s tres grupos o fases tienen sv princip~o y final en la caja de bornas. A los principios- de fase se les designa con las letras U-V·W y a los finales con las felras X-Y-Z. Según sea la corriente de la red. las bornas se podr,n conectar en estrella().) o triángulo (A) .

CURVA PAR-VELOCIDAD

•

4) Rotor

Dentro del e&tátor se alo ja el rotor, circuito mag.nátieo que gir, sobre un eje po, efecto del campo magnético. El rotor puede ser del t ipo jaula de ardilla o bobinado.

s 5) 4

.. a:

(11

Par motor

(2)

Par resistente

6_ ) Refrigeración

Pera d isipar el calor pt"odvcido por el circuito olé<:tr'ico y magnético, la carcasa tiene una configuración sspecial, para desprenderse mejor del calor, La ventilación puede ser natu111I o forzad.1. 7) Placa de caracterlsticas Sobre el mismo motor {carcasa) se ooloea en lugBr bien víslble una placa que lleva Impresa la1 caracteristic:as principales del motar, como son:

1 (2)

- Marca del fab<lainte.

o o

0,25

0,7!i

Tapas EI rotor para girar librement"e se apoya en dos tapas que cierran a su vez la carcasa. El tipo de cierre se ajusta a norma (IP..} y seg(,n sea el local o recinto donde trabaja ol motor, el cierre deberá ser más o menos estanco.

Nómero de serie de fabf'icaeión. Tensión o tensiones de trabajo. Intensidad o intensidades de trabajo. Potencia del mocar.

- Velocidad a la que se obtiene la Potencia sef\alada .

VELOCIDAD -, -.,

- Factor de potencia. - Clase de servicio. - CJase de aislamiento. .

Mot ores trifásicos

Motores trifásicos

VALORES CARACTERISTICOS PARA MOTORES TRIFASICOS CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO Ejeff'lplo de &$Quema com11sponciente a un motor trifásic:o

Motor de 4 polos, 1.500 rpm, f • 50 Hz y envolvente IP55

Bobinado imbrtCado tñfásico de 36 ranuras y 6 polos.

Valores oñentativos Potenc.ia

,w (

1 1

5 f 7

1 '1

1 L .1 __

1 1

1 __J

0,18 0,25

1 1 1 1 1

0,37

o,ss

1 1 1 :

: !

1 1

- ---' 1

--~J -e-____ .__ .J1

Caia de bornes y su conexión

® (©

11i X

4,08

1,02

5,43 7,47 10,19

.. ,. 20

z CONEXION.6.

Con red trifásica de 230 V. Motor con tensiones 230/400 V.

Cor1ex:ión: Triángulo (L\). Puede arrancarse el motor en la conexión 'J..-6. Tensión de faso: Uf = U = 230 V.

1,41

u so

0,79 0,81 0.81 0,84 0,84

l ."35 1.450

"'3 3,)

0,83 0,84 0,84

.. •• &7 90

90,5 9·1,2 91,8 92,9

!JO

OH7

61 76 102

122

0,8S

110 132 160

l ...

0,80

179

O,J!7

SG,S

217

0$7

272

OKI

428

0,87 0,87

95,8 96.2 96,2

0,87 0,80

.... .... 482

0,87 0$1 0.88 0.88

&79 70"1

866

"º 800 ..,.

1,087 1.223

1,000

I.SSS

0.88

0.39

.... 0,88

0.89

93.4

1,45()

..... . ...

3,)

1.~

2,7 2,7

1 ..480

2,7 2,7

,...,.

2,3

1.4115

U 7S

.......,

1.47$

94.9

IA90

94,8

1.48!1 l ....

........ ........... 92, 1 97,1 97, 1

97,3

97.1!3

1,490

1.485 1.485 U B8 l .<188 l .<188

IABII 1.488 1Al>2 11""2 IA92 1-

IA92

1,7 1,7 1,7 1,)

'80 V

0,2 0,2 0,3 0,5 0,6

0,1 0,2 0,2

2,6 3,8

.,.

5,2

8.8 11

.. 27 38

,,. . 112

139 160

231

133 155 195

1.0

338

1,0 1,0 0,8 0,8 0,8

500V

0,2 0,3

º"

....

o.so

... v

0,8 1,1 1,4 1,9

2,5

5.3 4,7

o.o

3.2

az•

33$

482

600 ,.,,

345 431

&,2 8,0

21)

2, 3Z

311

51 01

••

12 1

5,1

9,1 12 18 23 28 33

.. ..••••

17 21

"•• ••

106

145

177

156

11! 1113 161 200 2SO

,.. 252

314

183

222

276 345

7S9

0 ,5 0,5 0,5

... ......

••• 7,0

826

687

0,8 1,1 1,6 2,1 3,0

,,2

948

8 11

2.399

3,)

678

1.0$3 1.195

2.639

..,

0,5 0,8

1, 1 1.5 2,1

0,8 0,8 0,8 0,5 0,5

o.o

,,..1,1

O,)

0,8

847

542

1.649 1,861 2Jl62

º"

0,0 0,7 1,0 1,3

... ......

943

,.,.,.

A. pa ro

0,2 0,3

4()0

1,B3

8,3

6,3 9 ,1 12 15

. .... .....

630

11,7

1.420

..."'°

1,325 1,375

1.315 1.3·15

0.78

250 3 15 356

13.3 12,3 12,S

7,0 7.0 6,0 6,0

2,99

seo

CONEXION,).

230 V 0.34 0,61 0,70 1.0 1

1.395 1.395 U10 1,410

2,2

200 "

..."'

la'lteMid.ad nornln,I (1n) en

1.3.0

11 74 74 74

2,04

"'68

"""

1.305 1.300

0,75

1A9

IIU 22

0,73

•

o,n

0.76

0.7'7

o,n

,•••.

0,78

0.79 0.79 Q,81 0,81

•

1 1

-·

o.so

0,75 1,1

L..

1 Z

1 1

0.12 I

1 1 1 1 1

0,08 o. 12 0,16 0,24 0,34

0,0i

1 1

' '1t

0,06

392 493

,..

...

434

314

625

l .. . . 1.186

967 1.1)76

8S1 949

1.351 l.517 1.667

1.228 1.379 I.S lS

1.081

398 491

617

881

783

seo

1.214 1.:m

966

NOTA: La• int1.1M id1dos d•dH 1111 te cabt., rz=on va,l.at rtF&pectO • om 1 ttbla p&ra u n Moco, ~ una mh1m.11 potcr,c;io <MtlidO • to k>rme OOl'ISCrvttlva rfr.M t&da po, las OlfartMtS m.re35,. tamo en et diseño corno en &cs maitetlales ut¡fü&dos. Lo " " ' indic-ado ~ vl!Ud o pare Olrat ttbbs.

RELACION ENTRE POLARIDAD Y VElOCEAD PARA MOTORES TRIFASICOS A50HzY60Hz Cálculo de la velocidad en función de la frecuencia

y la polaridad. F n•60· --

Con red trifásica de 400 V.

Motor con tensiones 230/400 V.

n • número de vueltas por minuto. F • frecuencia en Hz.

Conexión: Estrella (AJ. Tensión de tase: Uf= U/V3 = 230 V. (1)

N Umero de polos

aso Ht

r.p.m.

,.p .m. a 60 H,

2 4 6

3.000 1.500 1.000

3.800 1.800 1.200 900 720

750

p - paros do polos del motor (1).

800

U n par de polos estil formado por 2 polos

500

600

14 16

428 375

514 450

(1N .. 15), por lo que p • 2 polos.

Motores trifásicos

FORMAS CONSTRUCTIVAS DE LOS MOTORES

GRADO DE PROTECCION PARA MOTORES (Según IEC144 de 1963, DIN 40.050, UNE 20.324 y EN 60.529

La n orma DtN 42 .960 determina la posición d e montaje d e fos motores eléctrioos.

El grado de protección de u n m otor viene dado por las siglas IP seguid as de dos nt:1meros.

En e~ a lá.mi1!3 se repr-esentan diversas formas constr uctivas d e los motoros en ·10 que a su fijación o anclaJe se refier e. Dependerá d e la máq u ina don d e el motor preste su s ser vicios, su tipo de fijación .

Ejemplo de id entificación del grado de p rotección: IP45.

Las for mas de f ijacjón aqu í representadas correspond en a patas ( 8 3 ), a bridas (B5J, a b ridas y patas

El número (4) indica quo el motor está p rotegido contra c1..1erpos de diámetro no superior a 1 mm.

(83/B5)

o sin bridas ni patas ( 814) .

El número (5} indica que el motor también está protegido contra chorros do agua 8n todas las direcciones. 83

''"'o

Mo proo,gido..

Prowogido 001'11.-& cuerpui: ,ólid~ 1Wp::1i01e, a 50 mm..

ido c.ontr~ cuerpo. $Olido$

t.Jllpi,rioNu; ~

12 mm,

Protegido 001\!f8 cuo:11)c,,e sólido~

820

z.• elh Íl'ldleatlv•

1.• cffl'i indlcotivJ

Prottodót, olredda

-$-

Protecdbtl Olr'edda

Clf"

No prcteglelo..

Prmcgido cantr.:1 b$ ~id.al \"<:rtic~ ::i; de gor.» clr: agl)ll.

oonw 18t ca.id&-S d! .,Prote(lldo ,u, vettlcet, n (éfl(Ju!O m'-'t. l~"i

P11,i.:gidu wrnr;-, el :tg1Jo!I d:: Hu'li~. Pr(Aegido contra las proyecioMs

B3/85

8ul)9fiOfe!t a 2,5 ,n1t1.

Protr.gidD comm r.ui;rpo,$ t;6fütn~ ~;upmiot<:5 ;e 1 mm.

PuY.r.gi(II) COA!~ ti polvo,

de !1911A.

TQlilltnr.ntc s:irot(l!Jido oontr;> el P~ 'Q.

demer.

f'rot:igilm w111rn 19¡ ~W '111 inrnr.r.:ión.

f-'tot9g!000011ut1 le iomlÍl'lli<'.111 l)(Olongada.

B3/81 4

de ,'.1!]1;,'.1. P10Ctgid<> con1nt el lanumlC:mD

P,o-eoioo coMta los golpes de

• •• •

V1 N5

V 3/V6

·~

• ·V· • ••

·}$

PROTECCION DE MOTORES CONTRA EXPLOSION (Según VDE 0170/0171I La mencionada norma prnv~ tas siguientes clases de p rotección: «e,, «d» «p» «o» «i)) «sn

Oase d e proteoción Ctase de p rotección Clase de p rotec<:ión Clase de protección ClasA de proteeeión Clase de protección

CLASE DE AISLAMIENTO DE LOS MOTORES Clase

T A E

8 F N

«seguridad aumentada» (ExJe, «blindaje resistente a la p resión o antidefla9rante1t (Ex)d. «presurad eit (Ex)p, «blindaje de aceite» (Exlo. «segurid ad prop ia» (Ex}i. «p rotéCl;ión aspec:ial» (Ex)s.

Temperatura máxima º C

90 105 120 130 155 180 más de 180

TEMPERATURA DEL AIRE DE REFRIGERACION DE UN MOTOR EN FUNCION DE LA ALTITUD DEL LUGAR DE SU EMPLAZAMIENTO Altitod en m

o 1.000 2.000 3.000

hast-• 1.000 hasta 2.000 hasta 3.000 hasta 4.000

B10

Temperatvra máxim a del aire de refrigeración

40 "C

35 'C

8 14

30 ºC 25 'C

817

•• •• •

V 18

V 19

-~ ·~

• •

RE LES TERMICOS

Con este esquema se inicia el estudtO sobre maniobras oon contac:tores, destina-

Un motor queda pmtegldo completamente, cuando su circuito de POtencia dispone de fusibt.. y de r11hl térmico, magnético o rnagnetotérmico.

de motores, ya que son los receptores pr incipales cuyo oontrol es ejercido por

contacto res. El estudio parte de manJobras simples, que de forma progre-siva van avanzando

en difícultad.

,_ o o -

_, _

Mandó de un contactar destinado si gobierno de un motor rriftísico desde una caja de pulsadores con marcha S2 y

-1-

, .T • s, E- .,

El esquema de potencia dispone de un seccionador oon fusib le.s incorporados.

Para poner en servicio el motor, es nece-

sario que entes lo esté el secdonador, va que a través de él se oorta corriente a l circuito de potencia y al de maniobm.

-,-

SI con el calor que desprende el conductor • calioma un bimetal, fig. 1, ésta so curva, al tener diferentes' coeficientes de dilatación y estar JOlidariamente unidos.

FUNCIONAMIENTO A l meter el seccionador en servicio ha· brá tensión a la entrada del contactar y a los 8)(Uemos de la maniobra, con lo que podrá iniciarse el arranque del motor.

t +t+tt U

U U

Las figs. 1 y 2 representan dos formas de presentar los b lmetales, siendo la pr imera para pequeñH Intensidades y la segunda para medi.an.as.

Al pu)sar en S2, se alimenta la bobina KM1, de manera que su circuito electtO· magnético cambia la posición do todos sus oontactos respecto a la posición de reposo.

_,_

A través del oontacto auxiliar KM1 se realimenta la bobina cuando se deja de pulsar en S2.

El paro de la msniobra puede rea lizarse P\llsando en S1 o desconectando el sec· eionador. L"J''_ _,.__ __

El fu,ible protege al receptor de las co• rdente, producktaJ por oortocirc:u it OJ y los· relés del tipo que sean contra wbreintensidades producidas generalmente por exccno do carga del motor, falta da una faso, baja tensión, etc.

En esta pl!ígina se estudian los relés tér· micx,s, ciue como la misma patabra sei\ala ,e basan en el calor producido por el efecto Joule. Una corriente a l pasar por un conductor secck>nado para una ar rriente determinada puede dar lugar a un ailentamiento del oonductor. cuando pcr , 1 circula una oo"iente mayor. El tiemp0 de calentamiento más lento o rápido en funcíón al valor de la sobre, intensidad que circula Poi el conduclor.

p,ro$1,

ESQUEMA

dos principalmente al gobierno o malldo

RELES

2 44

M ANDO DE UN CONTACTOR

El circuito de maniobra está protegido con fusiblos. El circuito do potencia sólo está protegido contra corrientes da cortocircuito, no contra sobreintensidad se protegen con relés térmicos y magnetotérmicos princi · palmenta.

, . /

ti _ __,

............_.._._ _ V

u--------~

L1 - - - - - J

-•-

La fig, 3 muestra un conjunto de relé tér• mico trifásico con disp0si1ivo de ~ccionamiento para el contacto qve IU89() se utiliza on el círcurto de maniobra . Al di· latarse uno cualquiera de los bimet81es por el efecto producido por una sobre· intensidad , el disposifr-o mecánioo cam· bia la posición del contacto, quedando enclavado tal como se representa en la fig, 4. Habrá que esperar a que el bimetat se enfrle para que el contacto vuetva a su posición pulsando en S.. En este momcn· to p0dr4 reiniciatse la maniobra de a rranQue. Eri la Ug. 5 se representa de forma sim· bólica un relé t érmico en el circuíto de potencia.

Relés

PROTECCION PARA M OTORES TRIFASICOS

,.rr1-~-~ L1

RELE MAGNETOTERMIOO

_,_

Cuando se trata de grandes intensidades se recurre a l relé magnetotér mloo que

2:0NA OE

L . -

CORTOClRCUITO

.,.. -~ -~

FUSIBLE

·--------

l ---------ZONA DE

consta básicamente, como se aprocia en la fig. 1, de un ttansformador de intensidad por fase, conectada su salida e un conductor enrollado a un bimetal.

SOBfCECAfC\,A

RELE TERMICO

El funcionamiento es igual al seifalado

l nw4'10%1n

l n{l nteMidednoml1la\l

ZONA DE

para los relés térmicos.

En la fig. 2 se representa simbólicamente

w TRABAJO

un relé magnetotérmico para un circuito de potencia.

En esquemas Que se estudian a continua· ción, se insertan estos relés de protección.

lv llnten&Jdad en vacío!

/vi 1

)

_,_

RELE OE PROlECCION

141--

VALORES DE POTENCIAS, INTENSlOADES Y FUSIBLES PARA MOTORES TRIFASICOS b. 230V Y 1.500 r.p.m. EN ARRANQUE DIRECTO Y EN ESTRELLA-TRIÁNGULO (),-LIJ LI

Potencia del mote< - J-

RELE MÁGNETICO Cuando la intensidad que circula por eJ

circuito de potencÍ;I supera los límites del reglaje hecho sobre el relé magnético, es Cápa:,: de atraer una armadura median. to la cual J)Odrá abrirso un contacto y con él tirar la maniobra y oomo oonsecuencia desconectar el receptor (fi9. 3).

_,_

L.:i forma simbólica d& representar el esquoma anterior es la señalada en 18 fig. 4 .

F.i~o, de potencia

FusibJes para ananque Reodi·

lnten5i• d•d

mÍ4-J'ltO

DIRECTO

Rápido

Lento

R.ip ido

Lento

Amp.

••

-4

10 10 10 15 16 2S 26 2S

cos "P

0,17

0,125

0,70

69,6

0,68

0,20 0,33

0,73 0,76

1 1,5

0,5

0,79

72,6 7-!,5 76.5

O,ll

o.so o.so

79,6 79,5

3,3

'º 10

4,3

80.5 8 1.5

6,2

6,75

o,v

0,47 0,70 1,10 1,50 2 3

1,1 1,5 2,2

0.82 0,62

Amp.

2,2

0,83

11.6

5,5 8,5 7,5

O,B4

83.6

4,8

O,B4

5,5

•••

6,25

º·""

84 84,6

IS 17,S 20,S

85 85

27,2 27.2

87 86

38,4

10 16 20 25

30 3S 41 46 50 S4 60

7,S 11 15

18,5 22 25,8 30

34 37

'°44,5

O,B4 0,84 0.84 0,84$ 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,86 0,86 0,865

86 86,5 88,5 88,5

88 89

SS SS

50,5 82 74,5

SS.5 107 120 129 138 154

),J).

3S 3S 50 50

00 00 00 100 125 125 100 160 200

200 200 200

••

6 6 10 15 20 25

3S 3S

••

10 16 20 26

2S 30 35

35 35

60 60 100 100 100 100

100 100

126 160 180 180

125 160 180 160

125 160 160

60 60

80 80

160

Protección para motores trifásicos

ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR TRIFASICO

RELES TERMICOS PARA CONTACTOIIES Valores de regulación del relé térmico en función de la tensión y la potencia Pot•n~i• Util

Ten-s&ón 220/230 V

0,37 0,56 0,74

0,5

1,74 2,48

0,7S

3,10

1 1.5 2

1,10

1,47

4.47 5,74

,, 17 8,52

1,84 2,21

2,5 J

2,95

11,1

3,68

4,42

5,15 5.89 6.52 7,40 8,10

7 8 9

8,83 9,57 10,3 11,0

11,8 12,5 13,2 14.<) 14,7 15,'S 16,2 16,9 1?,7

22,1

29,5 38,8 44,2 51,5 58,9

66,2 73,6 92 110 147

1,2 1.2 1,7 2,4

l,5

1,79

2.59

7,5

3,32

J ,6

,,.,

3.5 5,2 5,2 7,5 7.5

5.2 7.5 7,5 11 11

10,5

20,4 23,0

11,8

23 23 23

35 35

13.3 14,6

11 11

16,1

48 46 48 48

17,5

32,8 35.•

15 15

37,4

40,0

42,5

.U,5

2'1,8

A m-3xim;,

5,2

18,2

4,15

5,40 7,IIIJ

9,00

19,0

12,5 12,5

17 17

26 25 26

24,6

3ó

49;4

43 43

65 65

28,6

23 23 23

46.9

25,8 27,2 29,7

51,2

61,0 72,4

....

118 139 162 184

31,1

•18 48 48

4 1,9

80 80 110 180 150

135 135 170 250 250

55,ll 88,3 W,2

43 56 80

93,5 107

"º80

55 90 135 135 135

250 250 ,100 400 660

120 131 152 194 259

110

170

:roa

1.6,')

1:¡5

225 2'19 3l5

...

160 250 250 400

90 90 90

32,5 33,9 35,J

110

180 180 250

1.000 · P V3·U ·COSq>•q

1 kW: 1.000W : 1,36CV

•

Fusibles (3), F1. Seccionador trifásico, 0 1. Contactor t rifásico, KM l. Relé térmico de pro tección, F2 .

lntertuptor bipolar, 02. Fusible, F3. Contacto oerrado del relé térmioo, F2. Pulsador de poro, S1. Pulsador de marcha, S2. Contacto auxiliar dol contactor KM 1, Bobina t<M1 correSi')ondicnte al cir· cuito electromagnético del contactar KM1.

w FUNCIONAMIENTO Después de tealizarse ta puesta en servi· cio del motor al pulsar en S2 y de q ue la bobina del cootactor KM1 siga re.alimentándose 3 través de su contacto auxiliar, si debido a una sobrnintcnsidad el relé térmico F2 accionara su contacto . abfi· ría el c:::ircuito de maniobra desconectan · do la bobina KM1 y eta o:,nsacuencia parando el motor.

Fl~ t3

El~~--~ ••

[D E-1!l

"º

250 250

•oo

(kWl (potoncia úlil) KM'

13 13 t<Mt'

" • e

[A) N

1 CV:73f,W

[DE-~

V3 · U ·1 · C0S q> •q 1.000

El esquema de maniobra consta de:

Fórmulas de cálculo:

•

35 35 35

JO JO JO JO JO

55 55

17 17

53,6 56,1 58,5

El es.quema de potencia di.spone de:

15 16 18 20 20

20,5 21,7 23.2

90 100

'"' 200

Amtnimll

1,7 1,7 2,4 3.5 5,2

J,5

1.10 1,,,,,

13,4 15,S

30 30 30 30

70 80

11 16 16 20

30,3

Esquema de potencia y maniobra para el gobierno de un motor trifásico por medio dB un contactar mattdado desde un pulsador de marcha S2 y otro de paro S 1.

Reté t9tmico

7,5 7,5 11 11 12.S

40 50

A máxima

1,7 2,4 2,4 3,5 5,2

25,3

22 23 24 25 30

18A

A minima

10 11

17 18 19 20 21

Ten sión 3801400 V

lnteMidad

Relj tCrmico

lntef\Sidad

PROTECCION CONTRA SOBREINTENSIDAD POR RELE TERMICO

1..

Nonnalmente, los contaetos accionados por rel~ de protección quedan enclava · dos en la posición cambiada , por lo que resultará necesario que manualmente se los vuel~ a s·u posición de marcha, que no podrá hacerse en tanto que no se enfríe el bimeta l. Esta operació n manual obliga al responsable de mantenimiento a indagar las causas p0r las que el relé se ha disparado bien sea pO( una sobrecar· ga del motor, como de un funcionamien· to inadecuado, como puodo ser, por ejem· plo, la falta de una fase, detecto en el b-O· binado dl:!I rnotot, etc. Hay diferentes formas de ~ñ.alar el disparo del reté térmico. a lgunas do ~s cuales se estudian en esta obra.

Arranque directo de motor trifásico

51 L2

PE - -....- - - - - - -

ll ---+-~P-----,2---+---11---,.---t>---+---11---+-..--

UTILIZACION DE RE LES TERMICOS Y DE INTENSIDAD

" J<

"I<

Arranque directo de motor trifásico

2 50

SEÑALIZACION DE MARCHA Y DE DISPARO DE RELE TERMICO

El esquema de potencia es común a los dos esquema.s de maniobra que se estudian a continuación.

ESQUEMA 111" 1 Esquemas de potencia y manlobr11 para el mtmdo de un motor trífásico con pro·

N•1

Mando do un contactor desde un pulsador de march.J S2 y otro de paro para el ~rranque directo de un motor trifásico.

tección térmiC,;J desdo ur"Ja caja de pulsa, dores de marcha y pero (S2 .S1). Al pulsarse en paro (SI) o accionarse el

relé térmico F2, tarda un tiemp0 de 3,5

e-n caer la maniobra. Así pues, los accioU

namientos do paro por pulsador y por t elé térmico deberán ser supcriorés a los

,,.....--...----

3s. Oe esta forma se garantiza los fallos fntermitentcs de corriente inforiores a 3s o parásitos Que puedan producirse en la march.:i o durante lo puesta en servicio

ción {abiertos} h~!:>1i1 q ué no ne manualmente.

del contactor KM1 . En este esquema se ex;plica también la forma de representar la puesta a tiérra

ESOUEMAN" 2 Ma,wo de u,1 contacto, desde uf1 pulsa-

te cable o hilo de puesta a tierra .

52 f-

dor de march8 S2 y

KMI

Aunque no se represente la puesta a tie-

... ,

rra en la mayoria de los esquemas. no quiero decir que su utilización sea inn~-

El esquema correspondo al circuito do accionamiento de un grupo motobomba

que engrasa un mecanismo.

cessria, cuando consideramos que en mu-

chos casos, además, es imprescindible.

E-

Cuando la potoncia consumida por el motor principal, parte superior d~ la lá-

El esquema d 1spone de señal ización d e

puésta en marcha y de paro por reté tér· 52

QJ E-

XM!

mina, se elei;a como consecuencia de un mayor trabajo, los contactos F2 y F3 co·

mico.

--3

NOTA: El contacto, KM 1 tiene un cootac· to temporizado a la dosconexión (1l.

rrespondientes a relés magnéticos se co~ nectan, de manera que durante el tiempo que dure la sobrecarga, ontre en servicio un engrase auxmar accionado por KM2.

S2 f-

KMI

N!l

Como puede apreciarse en estos dos ejemplos que hemos estudiado, la aplicación do los relés magnéticos rlQ se limita ex• clusivamente a la protección del circuito de poten<:ia, sino que puede cumplir otras funciones en los circuitos de maniobra y

-t;;;;t-_¡,_.._.....¡_ _ _ _.,__ F2

otm de paro para el

arranque directo de un motor trifásico.

-E.,...-"""1_ _ _ __

Sé los r epo-

N! 2

d é un motor mediante el corrcspondien. Ll

El esquema está dispuesto para que si !a carga a vencer por el motor en el momen, to del arranque es superior a los límites fijados, no pueda hacerse la puesta en marcha del motor. los contactos F2 y F3 accionados por rolés magnéticos dis· ponen de bloqueo de maniobra, e,s decir, que cuando se ah<en c¡uedan en esa posi-

L2 - t , _ . __ _ _.,__ __ KMI

KM2

oontrol.

Arranque directo de motor t rifásico

Arranque directo de motor trifásico

,.,

PROTECCION CONTRA SOBRE• INTENSIDAD POR RtLES TERM ICO Y MAGNETICO

SEIIIALIZACION DE LA MANIOBRA Y PROTECCION CONTRA FALTA DE UNA FASE

Aplicación de tres niveles de p(Oteoción

sobre un mismo clrcuito. ESQUEMA l'l' 1

La maniobro corresponde al mando de cm conn,ccor desrü,ado al srranquo de un

SeñalizBC:Íón d8 las fases por lasque pasa el mando de un contactor para et affanque

motor úifósico desde un pulsador de ma.rchaS2 y otro de paro SI.

directo de cm motor desde un pulsador

El ·Hquema de Potencia d ispone de fusl· ble (F11, relés magnéticos (F2, F31 y relé térmico (F4),

En este esquema dít man iobra a l que co·

rrcsponde e-1 circuito de potencia arriba

Con F1 se protege el circuito contra las corrientes de cortocircuito. Con F2 y f3 el circuito queda protegido contra sobre• intensidades de vafor medio y alt o. Con F4 el ~ircuito queda protegido contra :sobreintensidad nomtnal del circuito.

KMl

,. u

3 'V

KMI

El relé 1érmico F4 cumple su misión de protección contra sobreinten$ldad tiran· do la maniobr-a cuando los contacto$ son accionados por uno cualquiera de los tr@i blmetales.

nes más habituales en este tipo de manio-

- Señalización de instalación en reposo, pee-o dispuesta para la marcha. lámpara color verde. En esquema C5.

J'V

- Señalización de instalación e.n marcha {servicio) . Lámpara color blanco. EnesquemaC9 .

= S@ña!ización de disparo por relé .térmi·

co (sobrelntensidad).·

Lámpara color rojo . En esquema C2. Los pulsadores tendrán la botonera del s.iguiente color: N!1

- Marcha. Color verde. - Paro. Color rojo.

e, ESQUEMA N• 2 l2

KMI

Con

KA1

"''

º"

Mando de un contactor para el arranque

directo de un motor trif6sico de uo pvl· sador de marcha S2 y otro de paro S1.

El esquema de maniobra está dispuesto para desconectar el motor durante su marcha en el supuesto de que falte una rase cualquiera del sistema trifásico. Para realizar esta maniobra se Mee uso de un relé KA 1, a través del cual se co· nects ·el contactar KMl. Tanto si fa lta L 1 6 L2 6 L3

KAl

NOTA: El contactor KM 1 tiene un cont&C• to temporizado a la cont,xlón (1 ). N

KMI

representado se estudian Jas señallzacio:.

La tepercusión de los relés: de protección sobre el circuito, es la siguiente: Los fusl· bles del circuito de Potencia Infl uirán $Obre el circuito de maniobra $i el fusible

Los r'elés magnét icos F2 y F3 podrían tel'ler repercusión SObre el arranque do no estar previsto en el esquema. En el arranque de un motor: de fOfma directa, sabemos que puede absorber hasta siete veoes la intensidad nominnl, lo que har ia imposible el arranqu& por abrírse los con . tactos F2 y F3. Para ovitár este inconve. niente, se pone en paralelo con d ichos contactos en serie, un contacto tempori· zado a le conex.On de KM 1, que asegura, que cuando se abra ét contacto KM1 temp()rizado, F2 y F3 están cerrado$ por h.:iber adquirido el receptor la intensidad nominal. A par1ir de me mornaruo, F2 y F3 podnfín cumplir su misión de deseo· nectar ta maniobra cuando se supere un limite determin¡,do de su inumsldad, par ejemplo 5 1n.

bra, como son:

fvn<Ji<lo C01Te$p<mde a la fase o 1ase1 a partir de ta, cuales seconectlJ 1ft maniobra.

S?f,

do marcha S2 y otro dé {)8rO S1.

..,

•I contactor KM1 se des,

conectará, oon lo cual queda asegurada la protección <'el circuito de potencia contra la fa lta de una fase cualquiéra de la red. con una respuesta inmediata .

KMI

Arranque directo de m otor trifásico Arranque directo de mot or t rifásico

2 54

SEÑALIZ ACION DE DISPARO DEL RELE TERMICQ

->----

l i!

ESQU EMA N" 1

El esquema aqu r representado oorrespon-

de al mando de un contac1or dffle un

.,..,

S? f

..,

s, f

KA1

pulsador de marcha S2 y otro de paro para el arranque de un motor trtfá.s.ioo con protección térmica. Cuando se disp,ra el relé térmico F2, se oonecu1rá una tellal acústica, que con su sonido indicará et paro del motor y la

PROTECCION CONTRA SOBREINTENSIDAD POR RELE TERMICO Esquema poro o/ arranque directo de un motor fJ'ifásico que inicia la march.a a plena targb y subida en velocidad leMtJ por tener que vencer inerci8s.

Q11 ~1:). KM1

anomalía producida .

N f1

- .\ - -

•

Para evitar un funcionamiento prolonga·

do de la ,eftal acúttica, el esquema dispone de un relé KA 1 que al pul$srse en S3 ciueda conectado v reallmantado, deseo· nect:ando a su vez la s&flal acústlca. Cuando F2 se haya enfriado podrii re, armarse manualmento el relé térmico dis, poniendo el cirwito para la marcha una

...

L2 KM!

F1 1

vez examinadas las causas. Al reattnar el

relé térmico, los C:Ontllctos volverán a la p0sic.i6n de reposo, desconectando al

)

J l

J, --

KM2

' •

mismo t iempo el relé KAl.

A continuación se detalla eJ fu ncionamiento de los esquemas de potencia y maniobra.

ES0UEMAN"2

s,f,

.., .., .., ..,

KAI

""'

( 1)

(2)

Ntz

Para evitar que durante e l proceso de puesta en marcha la sobreintensidad absorbida por el motor durante el tiemPo que tarda en adquirir ~ velocidad nomi· nal pueda disparar el relé térmico tirando la maniobra , se ootoca en paralelo con él relé térmico un contactOr que lo corto· circuita durante el t iempo que tarda el motor en alcanzar Ja velocidad nominal.

KM1

Al Igual que el esquema antedor, la ma· niobra aqu í repre,semada tierte por fina· lidad sei\alizar el disparo del relé térmico como consecuencia de vna anomalía de sobreintensidad. Al dfspa ral'$«! F2. cae la maniobra. sepa· ra el motor y se conecta la se71alización de anomelía que intermitentemento oonecta una l~mpara o un cla)(on de la for· maque se explica a oontinoación. - Al conmuu1r F2 sus contactos. se cooecta KA1, realimen tánc)ose a tfavé, de S'U contacto auxiliar, abriendo el contacto temporizador KA 1( 1). - Se conecta la lámpara. - Se de$c:Ortecu el claxon , - Transcurrido un t iempo, el tempori·

' f',f

3 ,.,,

- Cierre manual del seccionador 01 . - Cierre KMl. Puesta en marcha del mo· tor. - Cierre de KM2 al mismo tiempo que KMt, oortocircultando a l relé térmico.

- Apertur• do KM2. - Apertura de KM1.

"l S1f-

z¡idor KAl obre su contac(o KA1(21

"t->

s2fl

.... 11)

- Marcha. Pulsando en S2. - Cierre de KM1. Autoalimentación a traWs del contacto auxiliar (1 3-14) . - Cierre de KM2 a l mismo tiempo que

I M1 E-

KAl.

...,

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO DE MANIOBRA

••}

que desconecta a KAl , empez.andoa temporiiar KA1 (1) . - Se desconecta la lámpata. - Se conecui el claxon, - Tran$CUrñdo otro tiempo, KA l ( 1J ,e cierra conectando el temporizador

KMI

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO DE POTENCIA

KM1. .¡.

- Se conecta la lámpara.

1;-f. I"

- So descooe«a el claxon . - ... así hasta que los contactos de F2 vuelvan a su posición d@reposo al ser accionados manualmente. ESQUEMA N" 3

Esquema de potencia corrl!wondiente a las dos maniobras anteriores.

~Ml

- Apertura de KM2 por medio de un comacto temporizado de KM1. - Parada. Pulsado en S1. También puede realizarse la parada por d isparo del relé térmico.

KM 2

Arranque directo de motor trifásico

CIRCU ITOS DE MANIOBRA

ESQUEMA No 1 Esquema para el mando de un contsctor destlnado al arranque directo de un mo· tor trifAsíco desde v1Jrios pulsadores <le rmfrcha S4, S5 y $6 y varios da paro S1,

PROTECCION CONTRA SOBRE· INTENSIDAD POR RELE MAGNETOTERMICO

S2 yS3. Sl

El circuito de potencWl dispone de pro· tección por relé térmico y el de manio· bra, señalización de disparo.

ESQUEMA N'l 1

Todos los efemontos de paro se conectan ea serie, F2, SI , S2 y S3 y todos los de

AMI

•

r .,--r--

H! I

,. ,. ,. ,9, 1

•

3 "'

)

,. ~

S1 . b) Mando de un contactor a impulsos. Mientras se pulsa en S2 hay pilotaje ea KMI. El pulsador S2 es doble, con un contacto se conecta KM1 y con ol otro se impide la realimentación a pesar de que esté conectado el oontacto auxiliar de KM1 . La bobina KM1 fun. cionará mientras se pulse en S2 (im· pulS<>s).

Slf

N'2

S2f

KMI

13 KMI'

1---'

""'

ESQUEMA NS 3

---::--~------

'' .....

Esquema para el mando de un conwcror p//Ot8do por contacto accionado por flo · tador.

KMI

u~, - r --

Como puede apreciarse, la representa· ción de ~te esquema de maniobra es idénticamente igual a la que corresponde a la misma maniobra con protección ufr.

la selección dé la man iobra ,e hace por medio del interruptor S1 de accionamiento manual. Todos los contacto-s están en serie.

mica.

'11 '

a) Mando de un contactor desde un pulsado, do marcha S3 y otro de p.:iro

.-~

ESQUEMAN• 2

La maniobra tiene el siguiente enuncia , do. Mando de un contactor para el arranque directo de un motor trifásico con

E SQUcm.tl psra el mando de un contactar destinado al arranque directo de un motor trifdslco, con dos posibilidttdes de maniobra.

...1

maniobra por disparo del relé.

" S2f -

a,.

El ésquema dispone de los contactos F2 accionados por relé magnetoté,mico y lámpara de señalización de paro de la

Nt l

ESQUEMA Ne 2

Fusibles Fl. Secdonador trifásioo Cont3ct0r KMl. Relé magnetotórmico de protacción F2. - Motor trifásico.

pilotaje desde un pulsador de marcha y

,,---1---- ~-~

Sl ~

KMI.

otro de paro.

marcha incluida la realimentación de la b obina KM1 , ea parolelo , S4, SS, S6 y

Esquema de maniobra para el arranque directo de un motor trifásico según el esquema reprcsentíldo en el N'1 1.

Esquema de potencia paro el ·arn,nque directo de un motor trifdsico, disponiendo el circuho de los síg<Jientese/ementos:

S\ Nl3

ESQUEMA Ne 4

J\,t-:)

¡g.~1

S3J-\L~ KMI

l 2~3"'_____..__ _ __

....,

,2..¡;;;¡--..~ -

" ..¡;;¡-.¿.__ _ _...,_ KMI

Esquema para el mando dtJ un cont8ctor con dos poslbílídades d8 maniobra.

a) Mando dé un contactor mientras se pulse en S2. 5j está abierto S3. Funcionamiento a impulsos. b} Mando de un contactor con marcha desde S2 y p¡>ro desde S1 . cuando S3

está cerrado.

Arranque directo de motor trifásico Arranque directo de motor trifásico

u, ______

ESQUEMA Nt 1

MANDOOE CONTACTOR POR CORRIENTE RECTIFICADA

Mando para conrac(or por mediO de tm

interruptor a-ccionodo m.,nualmcntlJ. El contactor cambiará la posición de sus

...

Sl f-

o¡

Ejemplo de esquema de maniobra para un contactar cuyo circuito electromag. nético está pilotado con corriente continua que prev~mente ha sido re<:rlfi-

contactos al accionarse et interruptor (In). Lo, contactos permanecer.in en la posi· ci6n de maniobra mientras que el inte·

rruptor pe,mane-?ta cerrado.

___...,__

cada .

Al abrir el Interruptor el circuito. caerá la man io bra, pasando el oontactor a le pcsici6n de reposo.

El mando del contacto, está realizado desde un pulsador d e marcha S2 y de pa . ro S1 .

ESQUEMA N' 2

KMI

Mando para r.ontacwr por medlo ds

Uf)

contacto accionado mocániCilmonte. El contacto (Cont pctmaneoerá cerrado mien1ras QUE! uM fuerza exterior lo man-

reoga an esa posiCtón. Ejemplo de esta forrrwrde occionomíento son los fin&s: de carrera en modalidades muy d iverS1ts según sea su a p llcat·i6n , Los fines de carrer¡: t FC} son muy u tilll!idos en gran número de manio bres y

XM1

.__.,___ ll

s,f

El circuito que alimenta a la bobina KM1 , .t iene un equipo de resistencia {R2). rec• tificador y condensador (C) q ue evitan la desconexión de la marliobra cuando se dan interrupciones muy cortas de sumi, nistro de corriente.

KMI

procesos de automatismo.

CONTACTOR CON MANIOBRA INCORPORADA

ESOUEMA N" 3

Ma11do

I\MI

L1-taa>--

1 1 1 1...-t 4 a 12 "

, --

" -->

·FJ ~SI

,_,_,_ __ j

ESQUEMA N' 4

KMI

Mando de un contactor por medio d~ un pulSIJdor de m.rcha y desconexión por medio de un oonmcto t8mpcr lzado a la

niobra para un oontactor pilotado por un reloj horario programado para que entre en setvicio a los 18h y fuera de servicio a las 8h, tal como se representa en ol gr.1 fico,

·-------

H! l

"'"

En este esquema se representa una ma-

--- ••

to 2'

"ª'' 1111 ,;onram1r por medio dt

un reloj hor ario, Un contacta r puede sar pilotado además dd por contactos accionados manual o meC,nlcamente Por a paratos do contro l o maniobra de ti po e hktrioo y etectró · nico.

En pequeños equipos maniobra, romo puede ser P°' ejempfo el arranque de un grupo compresor, una motobomba, pe. quefws máquinas herramientas, fr igor íficos, etc .• es fácil encontrarse con contac~ tores en cuyo armario Uevan incorporados fusibles. contactar, relé térmloo y pulsadores de maniobra.

La caja puede Ílevar las $eñalízaciones de paro, marcha y relé térmico. En este tipo de maniobra el armario se insta lará en lugar do fácil accew v generalmente próximo al motor a gobernar.

conexión.

Se han representado dos esquema,¡ simi·

-->

lares para la misma maniobra.

N14

s, r,

KMI

KAl

KM 1.

·-..4,..--...1.-.,_....___

¡...._

KM1

(G)

XAl

El esquema (a } tiene é l posible inconve• niente de q ue en el supuesto ffll que fuera més n1pkJa la desconexión del reló temporizador KA, que la dl)I contactar KM 1, podr ía no caer l,1 maniobnt de 6sté al volverse a conectar (cer~r) el contac10 temporit.ador v así realimornarsa KA y

Klo/!1

t b)

KAI

En el segundo esquema caerá p,imero la manio bra de KM 1 y de.spués KA, con k) que se asegura ta desconexi6.n. Esta o bffrvación q ue aqu í se hace es necesaria para muchos esc¡uemas, va que $E! pueden dar fallos intermitentes de fun cionamiento, dlf iciles de detectar.

CONTATOR CON MANIOBRA INCORPORADA Y DESDE OTROS PUNTOS DEL EXTERIOR

A l Qsquema arriba representado pueden incorporársele mandos exterio res, tal romo aquí se representa. En este caso, la puesta en marcha y paro pueden hacerse desde el propio contactar y desde dos puntos exteriores.

Arranque directo de m otor trifásico

2 61

Arranque directo de motor trifásico

"1 .,

ESQUEMA N.' 1

El esquema dispone de:

N.• 1

_1 ' '

LIT

Fusibles en Inicio de instalación F1.

Interruptor 01 . Transformador de 400/110 V. Fusib'e protección bobin& KM1. Pulsadoros S 1 y S2. Bobina KM1 con su contucto auxiliar.

º' L F21--~

•MI

_,_

ESQUEMA N.' 2

Mando de un contacto, J)Or ten$i6n redtr cid.a da la rod v despu8$ roctificada.

En los circui1os etectromagnétieos, cuan· do se alimentas la bobina con CC, es ne-

Flf

En general, la maniobra trabaja a censión infeñor a la de lo red, por k> Quo resulta necesario lnlclar la alimentación de la maniobra a partir de un transformador.

ll- -r-

Mando de un contactar por tensión r8du· cida de la red, con pilotaje de la maniobra desde un pulsador d8 marcha S2 y otro de paro S 11 destinado ol arrtmqCJe direct.o de un motot trifásico.

cesario coloc:ar en serie con el circuito de alímontación una resistencia limitadora, TI

tal &orno se explicó at trtitor los circuitos electfOmagnéticos alimentados por CC.

N.0 2

s2f

" _l_ "01~~1 2

u-ji!!!~--.------

• e•,.-~.., s1f

KM!

L3 resistencia limit&dora puede situarse en ol circuito, tal como se representa en

MANIOBRA ACCIONADA POR BOYA Mando do un contactor destinado al gobierno de un equipo electrobomba psra el llenado o vaciado

el esquema, o en serie con el contacio au xmar de realimentación (anexo al es~

de un depósito. El pílou;e se hace por medio do un contacto accion8do por boy~.

quema).

Funcionamiento

ESQUEMA N.• 3

Al cerrar el intel"f'uptor 01 el circuito queda a disi:,osición del posicionamiento que adquiera el control accionado por la boya. La electrobomba funcionará según sea el nivel del depósito. La bo· ya hay que ajustarla a un nivel alto (Na) y a un n ivel bajo (Nb}.

Esquema de maniobra para el arranque directo de un menor trifásico, con man~ do desde un pulsador de marcha S2 y otro ds paro S 1.

., u - - fEI . .- - - - - - -

Este esquema está preparado para la no

desconexión de la maniobra por caída o fallo de tensión durante un tiempo rela· tivamente cono.

interrupción de la corriente de la red, siendo capaz de suministrar a la bobina del relé KA 1 la corriente necesaria pare qu e el núcJeo del electroimán mantenga unida la armadura y, P°' tanto, que no se realice la d esconexión de la maniobra.

El ·esquema p uede ser complemen tado con las corres· pondientes seflalizacionos de marcha, paro y ·relé tér· mico.

Un equip,o formado por rectificador, con· densador y resistencia pe rmanece cargado de corriente ejerciendo las veces de una fu<1nte de alimentación durante lo

El mismo esquema que se repr&Sonta arriba, pero con la posibilidad de que la motobomba pueda funcionar por cierre del contacto o boya o por selección manual del conmutador de tres posiciones.

19--\· 123

.f-'J/-- ---

Posición: 1) accionamiento ·por boya. 2)' circuito abierto.

3) marcha ix,rconmutad:>r y durante altiem, po que permanezca en esta posici ón con independen cia del nivel del depósito.

El relé KA 1 se encarga a través de su

contac1·0 auxilia, de cerrar y abl'ir el circuito del contador KM1.

En la Fig. 1 se presenta un ejemplo de contacto accionado por boya, de los que h ay muy diversos t ipos, se· gún sea su aplicación .

L2--e;--~---F3

KMI

Arranque directo de motor trifásico

2 63

___

ll L2 L3

...,

-->

" RE LE

f-_.-

""''

____ _sU

(

W f4

•

J "'

ll _

JI\J

J "'

.,_..,.._ _ _ __

Esquemas de potoncia y mam'O/Jra /Jilfi1 el mando de dos motores trifilsicos destinados al ongta$8 de vrw máquina acciona• da por el motor M1 {contactor KM1).

los motores M2 y M3 accionan sendas bombas hidráulicas del circuito d e engrase dé la máquina .

ELECTROBOMBA PARA EL VACIADO DE UN DEPOSITO Esquema elkttico ptJra el mando de una e/octrobomba dMtlnada al vaciado de un foso

En condiciones normales la máquina funciQna oon el engrase· de la bomba movida por el mot°' M2.

o depósito.

Cuando el líquido alcanza el nivel alto, automáticamente se inicia el vaciado. En los esqu&mas quedan l'Bp(ésentad~, por un lado, ol esquema de potencia y, por o tro, ef esquema de maniobra con el croquis del pozo y las sondas de nivel alto (Na) y bajo (Nb).

F2~

En él eSquemél de manlob,a resulta im pl'éscindibfe la utilltací6n do un retó electrónico especial que

reciba y ge-stione las señales emitidas Por las sondas, para que a partir de las mismas se ordene al oon · tactor que gobierna al motor y electrobomba su puesta en servicio o paro. Mediante un interruptor puede dejarse fuera de servicio el equipo de maniobra cuando así interese.

Cuando se eleva el consumo del motor M1 los relés de intensl· dad acusan dicho consumo. pilotando a KA1 , que p0ne en servicio a I motor de reserva M3 que ayuda a aumentar el engr~se durante e l tiempo 5s que dura la sobrecarga del motor principal KMl (Ml ).

...,

____..,.._____...,___..,..~___...,__ KM1 •

KA!

KM2

KMJ

Al descender la intensidad, F2·F3 se abren, tardando Ss en caer la maniobra del con. tactor KM3 (M3). El arranque de la maniobra se hace de$de una botonera

de marclla y parad.i (S2-S1).

Arranque directo d e mot or trifásico

2 64

Arranq ue directo de motor trifásico

65 PROTECCION OE UN MOTOR 111 CONTRASOBRETEMPERATURA EN LOS DEVANADOS

L2 L3

Los motores 50metidos a arranques con, tinuos como pueden ¡er lo.s que mueven un ascensor, wúa. p0lipa$tO, rNquina he• rramienta, etc .• ade""s de d isponer de las protecciones c"sicas de fusibles y re~

N L I'

Ll' L3'

KMI

-->

lés térmico o magnético, pueden llevar una protección en el bobinado dal motor con$istente en una, sondas termopares, Uarnecf.ls termistores, ajustadas para que a

unt1 determinada temperatura. que corresponde a un nivel de prot:ecc:i6n, mande una seRaJ a un amplificad°' etec:tr6nico, para que por su mediaci6n se desconecrn to maniobra del contactor y se realice el paro del motor. En esta página se repre• sentan tre, esquemas.

E-

KA l

Nfl

"''h

S2(:-

ESQUEMA N• 1

KMI

Esquema ds potsncil para o/ srranqu• di· recto de un motor tril6sico, lorm«Jo

3 "'

...

..,

por: - Seccionador trifásico con fusibles in•

...,

corporados, 01 . - Contactar trifásico, KM1 . - Rel6 t6rmico, F1 , - Motor trif,sic:o con rotor en corto cir-

cuito.

3"'

- Sondas termist.ora.s. ESOUEMA N" 2

Protec,:ión de motor, sn este cualquiera do la red.

caso,

o del circuito de potencia en general, contra la falta de una fase

Esquema dt1 maniobra co"sspondiento al

Slf-

mando d• un comactor d(!$(fe un pu/$ador de marcha S2 y otro de INlnKlil, e<>n prot8CC/ón r ~lca F I y sistema de rer-

El circuito correspondiente al contactor KM1 se alimenta a través dél contacto del relé térmico F1 y de los contactos KA 1 y KA2 alimentados por fases distintas. En el momento que quede d ispuéStO el circuito para su entrada en servicio al ser accionado 01, se conectarán al mismo tiempo los relés KA1 + KA2, q ue cerrarán sus contactos en el circuito de KM1 con lo que queda este último dlspues-10 para su funcionamiento, cuando se pulse en S2.

szE-

mfstores (v) p.ifJI la dBsconexión ds la maniobra por oxcoso d11 tsmpt1ratura en

KMI

el bobinado del motor.

Si estando en servicio KMt faltara una fase cualquiera de la red, caería instantáneamente el contac-

tor KMl, desconectando el receptor de la red. Esta forma de funcionamiento asegurará que ol recepto, no se pueda poner en servicio ~ando falta una fase o lo desconectará cuando el período de marcha se produzca la falta de una fase. Con este esquema no es necesario esperar a que el rélé acuse la correspondiente sobrecarga en las dos fases restantes para que tire la maniobf'a. cosa que en cualquier caso se hará después de un tiempo de la falta de fase.

Señalización de pared& por exceso de temperatura. El circuito se pone en temión cuando se cierra el Interruptor S.

•

....__...,____._

KMI

ESQUEMA N" 3

Esquema electrónico correspond{gnte a la instalación d6 /os mrmittorss l'IJ,gu/a.

El mando del contactor KM 1 EtStá realizado desde un pulsador de marcha S2 y otr'o de paro $1. Encl motor NI)

bles, con w fuente de alimentación y dis, positivo de los contactos accioMdos par el re/Uv).

KM!

ARRANQUE D E MOTOR 111CON CONDENSADORES PARA CORREGIR EL FACTOR DE POTENCIA (cos ,¡;)

La final idad d e instalar <.'Ondonsadoresen una Unoa o receptor es la de reducir el factor de potencia (cc;>s ¡p} y en ooooecoencia ef consumo de potencia re.activa, con el fin reducir co·sto de la energ ia c::onsumida y carga de la Iínea.

KM!

L_os conde,nsadores tendrán u na determinada capa·

- 3-

cidad. segun sea su conexión en estrella o en trián· gulo,. el valor de_la t ens..ión de la red y l.:i Potencia reactiva de capacidad . Condensadores para e.a. trifásica. a} Conexión triángulo.

,; F2

w V

Px =3·U' ·2·"·F·C6·10 ..

u U

CL,

·-

(í)

3 'V

_,_ Termistore-s

i i

1 1

U' ·2·w· F

Px · Potencia re~ctiva del acoplamiento en KVAr,

3 n., b

U • Tensión entre fases en V .

•

•l•

F - Frecuencia de la red en Hz.

KM1

Sl(-

Px-10•

Px =U' · 2·K•F·0 · 10·• CX= Px·l O'

M o

'---·

- 4 -

3·U' ·2·1r·F w b} Conexión estrena.

Equipo para sondas termistoras con dispositivo de d isparo.

Arranque directo de motor trifásico

C · Capacidad por fase en ¡¡f.

ll---..-----

• _ _.,._ _ _ _¡,..._ _.,_ _ __

""' MOTOR CON TERMISTORES

El terrnistor tiene por finalidad controlar la temperatura de un motor, roglado previamente. En esta · página se estudian los siguientes esquemas: 1) E.squema correspondiente al devanado del motor. Circuito de potencia. 2) Conexión de los t erminorés dentro del motor. 3) Esq uema electrónioo a partir de los termis.t<:>res, con 5llida a relé.

KM2

4} Esquema de maniobra del contactor qua gobierna el motor incluyendo el esquéma electró nico (3), con mando desde un pulsador de marcha S2 y otro de paro S1.

1:-

KMI

La refrigeración de un motor puede hacerse por:

- Ventilación natura l. - Autoventilació n. -

Ventilación for:tada. Refrigeración interna . Refr igeración superficial. Refrigeración én circuito cerrado. Réfrigcu-acióo por f luidos,

A conti nuación se señala la temperatura máxima del aire de r@ffigeraci6n on función de la altitud en que sea emplazado el motor. De

O a 1.000 n,

1.000 a 2.000 m 2 .000 a 3.000 m 3.000 a 4 .0 00 m

40°C de temperatura máxima

35°C 30°C 25°C

/111

'11

\'1

.__ ____..,.__....__ ,._

KMI

KMl

Arranque directo de motor t rifásico

ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES POR MEDIO DE CONTACTORES

68 1. RESUMEN DEL ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES EN FUNCIONA SU PROTECCION

Esquema para el amnque d;recto de un motor trlfdsico, disponlondo el equipo de:

Pueden hacorso dlforont&s comblnacíones <te aparatos para e l a rranque directo de motores. atondiendo a los

- Fusible¡, F1 . - Contactor KM1 para el ¡irranque del mo·tOí.

problemas que se pueden presentar para el motor y para el equipo e instalación.

Lo s dispositivos de p rotección más utilizados son los siguientes.:

Protección térmica, F2. Motor trifásico con rotor en cortocircuito. Elcctrofreno trifAsico. Contactor t<M2 quo pone en servicio el equipo de condensadores cuando entnl en servicio el motor.

El esquema de maniobra corresponde al mando de los dos contactares KM1+ KM2, desde un pulsa· dor de fl\lllrcha S2 y otro de paro S1.

El esquema dispone do contacto accionado p,or ,oló térmico y sel\allzaci6n do disparo del mismo p0r sobrelnt.ensldad.

a) Fusibles o cortacircuitos. Protegen contra las corrientes de cortocircuito.

bl lntern,ptores magnéticos. Protogen contra las corriont&S de cortooircuito.

e) Relés ténnicos. Protegen contro las sobreintonsidados, tambián flamadaR sobrecargas. dJ Interruptores automáticos ~magnetotérmicos). Protegen contra corrientes de cortocircuito y contra sohroCBrgas. e)

1.1

l.2

Termopares. Pro1eocióo contra sobretemperatura.

En much&& ocasiones, la elección del equipo do arrm1que viene dada por razones económicas. El que proyecta un equipo no dobo olvldal'S<l do le protección.

"t t !

KMI

l'2 ,,_

t.~-----

2. EQUIPOS DE ARRANQUE D1RECTO ATENDIENDO A DIVERSOS NIVELES DE PROTECCION 1

Seccionadores e intern,ptores. Fusllllos. Interruptores automáticos (magnéticos y mognototérmicos). Conta~1ores. Rel61J térmicos y magneiottlrmloos, Sondas termostótlcas. g) Rolós de sobreronslón, h) Otros muchos relés, como son: mfnlmo ,ansión, orden do fasoa, falla de unn rase, oto.

., E-· '

,,, J J J 1

1 S2 fo~

Los aparatos más comun0$ en los equipos de arranque para motores son: al b) c) d) el f)

KM1

w V

3. POSIBLES EQUIPOS DE ARRANQUE DIRECTO U

u:t

W2:

._....,

____

3.1. Arranque por contactor Protección contra corrientos

..__

de cortocircuito por medio de los

fusibles O. E/om;mtos do/ os<,uema:

•MI

"''" CI( ~

3 "'

Q • Seccionado~fuslbles. KM 1 • Cont&etor tripolar.

At'-'1Sh:nc10•

d e: dt"scorgo

NOTA: KM1

puesta o tierra de la masa a través del conductor de pro· tocclón PE.

El seccionador Q solamente podré manipularso (cerrar/abrir), cuando e l circuito esté e n vacío, es decir, que el motor está parado, lo que coincide cuando e l contactar KM1 está desco-

Esquema de potencia pr,ro o/ :,tranque directo de un motor "l!Aslco dlsponiondo el mlsmo de un qqolpo COlltJCtor do potencitJ formado por tot'lderuadores acoplt1dos en tridngulo y resfstencí11 de

descarga.

n&etado. .

Al poner en ma,chél el cir'cuito de potencia , entran a un mismo tiomp0 ol motor y el equipo corree~ tor de potenc~. Las re,istencias de (lesrarga tienén por finalidad descargar los condensadorés,citouito cem1do, cuan• do so abre ol contactor KMI. Oe esta forma seasegum qua cuDl~uior intervención que pueda hacerse en las bornas del motor, c:ontac:tor y condensadores no tenga riesgo alguno por no haber tensión remanoruc en el circuito, El circuito de maniobra corresponde al mando de un contactor dHde un pulsador de marcha S2 y otro d e paro $1. Señalízaci6n dé paro por disparo del relé térmico a causa de una sobreinténsidad.

El contactor y los interruptores automáticos pueden conectarse/desconectarse en carga, dado que tienen el poder de corto y conexión adecuado.

(

M 3-

Arranque directo de m otores por medio de cont actores

Arranque directo de motores por medio de contactores

70 3.4. Otra versión de equipo g,uardamotor L1

32. Equipo g uardamotor clásico

Considerando el esquema clásico representado en 3..2, en este esquema se sustituye el seocionador con fusib les por un interruptor automático de efecto magnético.

Se llama equipo guardamotor porque protege al motor contra sobrcintensidades (sobrecargas) y conien1,es de cor-

tocircuito.

El int&r'r'u ptor automático puede conectarse/descon ectarse

Elementos del equipo o circuito da potencia

en carga. El motor queda pro tegid o contra:

QF - Seccionador con fusibles incorporados. Los fusibles pro tegen contra las corrientes de corto-

KM I

circuito.

eo,-ñentes de cortocircu ito por medio de Qf.

El secr.iooador solamc1'\tc se p uede conectar/des· conectar cuando el circu ito está en vacío (motor pa.

Sobreintensidades por med io de F2. Los fusibles tradicionales que encabezan la mayorfa da las instalaciones están sustitu id os por el interrup tor au. tomático de efecto magnético.

Se trata de u n eq uipo guard-amotor, variante del tradi· cional.

rado). KM1 • Relé térmico. El reló térm ico p rotege contra tas sobreintensid ades

KM1

moderadas (sobrecargas). M - M otor triíásico con rotor

en cortocircuito,

Transforma la energía eléctrica en energía mecánica. F2

M 3,

.J.

3.3. Arranque directo de un motor por medio de un Interruptor automático 3.5. Esquema con interrup tor automático com o dispositl·

Se trata de un equipo guardamotor, ya que el interruptor automático proteg e al motor oonua:

"' 1-EB1'

El esquema se inicia con un interru ptor automático que protege al motor contra:

a) Relé térmico. Contra sobrointensidades.

L-

vo de protección

I> 1> I>

., .,

bl Rolé magoético. Contra corrientes de cortocircuito.

-: Sobreintensidades (sobrecargas).

Respecto a la p rotección este esquema AS sim ilat al ante• rior.

El equip o quedará d ispuesto para funcionar cuando se conecte manualmente el interruptor automático.

La diferencia básica entro esto esquema y el anterior está en que en éste, la maniob ra de arranque/parada se hace por aoción directa sobre el inteNUptor, mientras que en el esquema anterior el arranque se hace a distancia por me· dio de p ulsadores. U

El m otor arranca o para cuando se conecta o se desconecta el contacto, KM 1.

KM1

El mando del contactor se hace a distancia. La masa del motor so conecta a tierra a través del con duc-

PI'

tor de protección PE. U

M 3-

Corrientes de cortocircuito.

M 3-

Arranque d irecto de motores por medio de contactores

2 72

3.6. Equipo protegido por fusibles además de por et

interruptor automático magnetotérmico

OF2

Aunque la incorporación de fusibles QF1 parezca una doble prot&eción contra co(rientes elevadas y de cortocircu.,_ to, esto no es asi, si se elige un buen calibrado de los fusibles y del intem.iptol' automático QF2.

·'ii1

En asta disposición, los fusibles p,otegon al resto de efe• mentos cuando se producen cortocircuitos intempestivos.

f- f!l-

Al preceder los fuslbléS al resto de elamentos, serán éstos los que actuarán en el supuesto de que se den corrtentes

l 1 1

CAPÍTULO

ARRANCADORES ESTATICOS

muy elevadas que pudieran daiiar los aparatos situados aguas abajo. U:::.Uc:::.JIC'-1

L_ I> 1> 1>

Se trata de un equipo más caro, pero que es más compfo,.

to que el resto de los equipos presentados para el arranque

directo de motores lfifásicos.

KMt

M 3-

L.2

3.7. Equipo con tres niveles de protec:c:ión Con este equipo se protege al motor contra: OF1

Corrientes de cortocircuito {0F1).

Sobreintensidades (f2),

Sobretemperaturas {RT).

Las sonda-s termistoras, normalmente una por fase. que son ajustables, permiten controlar la temperatura del motor para que no sobrepasen los niveles que puedan resol· tar pérjudiciales para el bObinado del motor y su rendí· miento. Existen equipos diversos que dependen de los diferentes fabricantes. Seguir en cada caso el esquema QtJe acompaña al aparato. NOTA: los termistores se instalan en los motores a petición U

de los clientes.

Arrancadores estáticos

Interrupt ores estáticos . Arranque de motores trifásicos con interruptores estáticos

76 77

ARRANCADORES ESTA TICOS

El arrancador estático consiste WsitiSmente en un convenidM estático, alterna·ah.ema, gene.ralmente transistores. que permiten el arranque de mototes de e.a. con aplicación progresiva de tensión con la con~ siguiente limitac;on de corriente y par de atranque. El a rrana,dO( estático puede dividirse en dos parte$ b ien concrettts y definidas, como son el circuito de Potencta. tiristores y el circuito de maniobra y regulación de 105 tiristorcs. Al paner en servício el equipo, los t iristores dejan pasar la corriente Que alimenta a l motor de acuet"do

c:on la programación realizada sobre el cirruito de maniobra, que ir'á progresivament.e aumentando hasta alcanzar los valore, nominales de la tensión de servicio. La pcsibilidad de arl"8nque progresivo también puede darse en sentido contrarío durante la fase de para · da, de ta l manera qve se wya reduciendo la tensión a un 60\ aproximodamente del wkK' nominal. y en ese momento hacer el paro.

Et paro regulado permite en máquinas concretas como son las bombas en general, reducir el golpe de arle· te que se produce en el caso de hacer un paro brusco.

Genetalmonte el arranque de un motor con arrancodor estdtioo no se lnicla desdeoero,sinoquesepartede un Vcllor mínimo de ap-o>cimadamente el 33\ del va lo r nominal o de otro mayOf, según el ripo de motor y de arranque de que se trate. Este sistema de arranque ofrece una serie de ventajas oomo son algunas de las que se citan a continuación; - No tiene elementos móviles. ni contactos, como es el caso de k>1 contactares. - Permhe arranques suaves, sin transicione, o sattos. - Limitación de la corriente de arranque, - Posibilidad de ajustar en tiempo la rampa de aceleraclón del motor. - Ahorrar energía cuando el motor funcione parcialmente cargado, con acción d irecta :sobre el fac. tor de potencia (cos ¡p). - Det ectar y comroJar la ftJlta de fase a la entrada y salida del equipo. - Control directo por autóm&ta o mk:rof)l'ocesador sobre el arranque y marcha del motor. - Mejor rendimiento del motor. - El equipo no tiene limitación en cuan10 al número de arranques, como sucede con la vida de tos contactos.

COMPARACION ENTRE LOS OIVERSOS SISTEMAS DE ARRANQUE ESTUDIADOS Cortnd•

\ de lntn t i anancp.i,

lnten:Sidld de arranque

\de Plt HlilMdO al arranque directo

E,calonn

,e d.- hilos

OOl'fi&lrta en

de arranque

al motor

el arranque

100\

S in

100\

33\

1.65 In

3 · Rasirtenci:n ma-

58+70\

3+3,5 In

33>49\

362

4 . Resistencias roto,;ca,

66\

3,25 In

48%

5 • Autotttn.dcwma• dor

J0<,42 6 64\

1,5+2,163,2 In

30+42 6 64\

4,362

6 · Arraf'1Cadores e..

80%

variable-4,S In

64\

P,ogrtrivo

Tlt)Ot et. arranque

1 · Directo 2. Estrtlla-1ri,nou1<>

ex.a,

·-· táticos

33%

INTERRUPTORES ESTATICOS

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON INTERRUPTORES ESTATICOS

76 1..1

. 1 REO

...

CARGA

)

l l 1

Interruptor estático monofásico for· mado por un diodo y un tiristor oo·

nectados on paralelo.

ESQUEMA N" 1

Esquoma de poteocia par" el m8n·

_,_

do de (In m-0tor trifásico por mo-

dio de un interruptor estático de tiristores con su correspondieme REO

equif)() de maniobra y regulación.

CARGA

- 2-

2) Interruptor estático monofásico for· mado por un triac.

r·

31 Interruptor estático monofásico for·

Las aplicaciones, venta jas y singu· taridades de estos interruptores estáticos y su aplicación a l mando de motore,s trifásicos en determi· nadas maniobras queda explicado en las generalidades que abron este capítulo.

mado Po< dos t iristores conectados en paralelo y oposición.

- 3-

/ ll

1.1

~-~-~

.• J

, ,

4) Interruptor trifásico

REO TRIFASICA

l l 1

formado por

interruptores monoftisioos como el

CARGA

ESQUEMA N" 2

del eSquéma rf. 1 .

Esc,uema de potenck, para el mando de un motor trifásico con inversión de giro por medío de í'nterruptores esr,ticos gobernados convenientemente para Ja selección de giro a derecha o izq(lierda se· g(m el caso o la maniobra lo re· quiera.

.J Ll

-•.

REO

LI O - -

·- s-

¡--<) CARGA

5) Interruptor monofásico para grandes potencias formado por dos diodos y dos tiristores en un acop~miento SC· rie<ferivaci6n--0posici6n.

f,1

3 (\)

Arranque de motores trifásicos con interruptores estáticos

78 Lt

ARRANCADOR ESTATICO

Mando por pulsadores y frenado en CC. Ejemplo d0 presGt1tación de un esquema tipo.

T,m; ión dt: cónl n>I

KMl

220,'240 V, CA

,-~::;¡~-,

SondltS en ~ - - - ~ mo10113)

( 11

(31

(2)

M&rcha

....,

P;,ro

'f3 T8"1&1ón de mando

KM2

(1) Frcn;~o CC'.

12) Fin de r<lmpa. 13) M1m:h:,.inl:,rmi, fM'QBfYl1'l.lbÑ:I,

w NoTA: las prestaciones depender) del equipo elegido.

M 3-

INVERSION DE GIRO PARA MOTORES TRIFASICOS

,!,-

1.3

.....

CAPÍTULO

Elegir el equipo con aquellas prestaciones Que interesen a la aplicación mecánica.

Se trata de un equipo caro pem que permite: -

Aumento de la productivida:d y fiabilidad. Mejora de las caracteristicas de acoloración y deceleración.

Avar\U:Jda tecnologia. Facilidad en la realización de los ajustes y reglajes. Amplio catálogo de présraciones. S&guir siempre las especificaciones que acompaí\ao al aparato, tanto para efectuar fas conexiones como para los reglajes y mantenimiento.

Inversión de giro en un motor trifásico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . .

INVERSION DE GIRO DE UN MOTOR TRIFASICO

INVERSION DE GIRO. GENERALIDADES Para invertir el sentido de gir~ de un motor trifásico, hay que cambiar dos de las tres fases que ali•

mentan a I motor, tal como se señala a continuación. L1

u,_..___ M 3"'

M 3 "'

Inversión

Gembio de 2 fases

M 3

No hay inversión cambio de 3 fases

El cambio de giro puede hacerse instantáneamente, oon lo que se crea primero un frenado de la velo · cidad por contracorriente, para a continuación realizar el rotor la inversión de giro. Esta forma de inversión sopone un cambio brusco que repercute en un aumento importante de la intensidad absor· bida puntualmente durante este per lodo. En otros casos, debido principalmente a ta potencia elevada del motor, conviene parar el rotor y a conti nuación realizar la invéfsión. El paro del motor puede realizarse p0r elGctr ofreno o esperando a qui! el rotór se pare por efecto dé las inercias. ·

A continuación se estudian una serio de esquemas sobre aplic.ación de la inversión de giro en moto· res trifásicos. La aplicación de la importancia .

inversi{>n de giro en maniobras eléctricas de procesos mecánicos resulta de mucha

lnversion de giro de un mot or trif ásico

lnversion de giro de un m otor trifásico

4 83

82 L2

"·1-)

111

SI f-

Slf

EsqucmtJS de poteocia y maniobra pira el gobierno de un motor trifásico con giro a derecha e i zquierda f inver$ión},

KMO

KM (

' ' •

•

SJÍ:

S4f

- Para gíro\1 la izquierda, pulsar e,n $2. EntrA el contactor KM1, Estand o en servicio KM 1, no podrá enttar KM2 por estar enclavada su marcha de forma mecánica y eléctrica por medio de un contacto auxiliar de

KM2

XM1

.. ,

F2 SI E-

S2 E--

- Para giro a la izquiorda,pulsar eo S3.

- Para desconectar marcha izquierda y

KM2

KM1

conectar marcha derecha , putsaren S3.

Se desconect• KM1 y entra KM2. El puls.,dor S3 de doble contacto des· conecta KM1 y conecta KM2 cuando caiga KM1. realimentándose a traves de su contacto auxiliar, - Para parer, pu lar en S1 . - Para desconectar marcha derecha y co· nectar marcha izquierda, pul.ser en S2. Se desconecto KM2 y entra KM1 .

por medio dé un contacto auxiliar de

J n,

Cb )

- ---!J.---LZ

KMI

KM1

E,te esquema tiene tre$ enclawmientos: a) Mecanismo.

-->

Fl S1 KM2

KMI Co)

- Para realizar el paro, PVlsar en S1. El mismo para ambos sentidos de giro. El esquema d ispone de seccionador tri· fásico con fu¡ibles y relé térmico de pro• tección.

- -~

e•>

KM2

KM2, ahora abierto.

,, _ _ _T""_ _ _ __

Ht)

E-

Esquema similar si estudiado en la pági· na amerlot al que se han incorporado li· nes de curso para ambos UJntidos de giro.

FC-2

FC1 •

s2 E-

KM•

KM2

KMI

KM'

-- -V- -

-----1--- --

•w

l2--ll;t,--....

10,a

___...______ ~------'v----

......

KMI

b) Eltlctrlco por contacto¡ auxiliares, e) Eléctrico por pulsadores . ESQUEMA N" 3

KM'

Slf-

E,quema de maniobra pan el mando de un motor trifásico con inversiondogiro; con enc{a,¡amfento pot pulsadores..

- Parn parar, p,ulsar en S1 .

marcha de forma mecánica y el~r ica

ESQUEMA N'? 2

- Para paner en marcha con giro a la izQuierda, putsar en S2. Enva e l contactor KM l .

__ i.tl _ __

__ ...!~L--

s, E

~ntra e! oontactor KM2. Estando en servicio KM2 , no podrá ontrat KM1 por estar &nclawcta su

zado 18 relscci6n. - Para poner en marc:ha con giro, la iz· quien::la, pulsar indist.i ntamente en S2 o S3 ó $4. Entra el contactor KM1 . - Para realiur e l pero, puliilr on $1 . - Para poner en marcha oon giro a le de, recha, pulsar indistintamente en SS ó S6 ó S7. Entre el contacto, KM2. - Para realizar oJ paro, pul.$11r en S1 .

-----Jv------

- Para reall:zar el paro, pulsar en S1. w

E,quema de maniobra para ,1 mando de un motor trlf8sico CLJn giro a dcr«.ha 11 izquierda (inllflrlión), $89Úl1 StJ haya r&11/i-

según se haya realiMdo la setecci6n.

KM 1. ahoNI abíerto.

ESOUEMA N'? 1

1 1 1 SS E 5' E- S7 f-

...,

XMI

DIVERSAS MANIOBRAS

XMZ

Al llegar ol mea,11ismo •ccionado p0r el mot or al fina l del recorrido izquierda, ¡e para el motor. Habr, que pulsar la marcha contraria para q ue el motor se panga a fun cionar en sentido oonm.rio al que lo hada, y que parará al llegar 111 f inal de su recorrido derecho. La maniobra se puede J»rar en cualquier momento de su marcha, pulsando en S1 .

lnversion de giro d e un motor t rifásico

lnversion de giro de un motor trifásico

u -i;;;-- , - - ESOUEMAN! 4

SI E-

ESOUEMAN• 7 Esquema de maniobra pata la inVt!lf1i6n de giro de un mmor trifásico por medio

,,,.11iolmJ<1mtS1teJtpla11contlnuaci()n.

,,,

de un conmutador de tres ()Osiclonet,

Elogido d $entido de giro J)Or medio

..,

cf motor al íin,I de .w de:splau mltin10,

el fin de eur$0 c.ln:onec1a al conoctor en Mniicio V conecta• otro QOntactOf, ~e vuetve a poner en s.ervieto , 1 motor ~ stn1ido C<?"lrarl~. Al l'89a, ti d lspo. dcseonl!'Cla al con t8Ctor en s:ervíck, y oonec:t• el stolido COl'"Ur ;wi.o. Así has1a Que no se hf19tel paopulsan<loen S l ,

- A l " ' acx:ionado FC1. descol'l()(IU

KMI .•• - Al PJlwr en S 1. se realiza el paro d•

18 rnoniotx,.

KM1

=r-~ SIE

ESOUEMAN• 6

E-

E$f/fHIN do tmntlo

!<.A1

....

...,

~n un mot.or tri•

flsko con ln'flftl6n Uf giro""' ffJil/ita t, si¡¡u/tme manlobr~. AJ irJu.11 que t<I el ejercido anterior, al llegat el di~Mlivo mccdnico al final do au rec:Of'rido, el fin de cut'O para lo

la derecha. PO< rápido que se haga el cambio de Po· sición del conmutador. no entrará el sen· tido contrario hasta que el antedOI' con•

KM1 yoon!!C1eKM2,

- Al se, 90C-ionedo FC2, d escon«t.a KM2 yconoct4 KM I•

-->

entra el contactOI' KM2 y el motor gira a

- SJ--

- Pubardo•nS2, entraKMI , - AJ ser bC:cion.do FC1, dn:onec:u

...,

....

KM I

KM2

secuencia de fvnclo n~:.ento.

Al poner el conmutador en pasiciOn 1, entra el contactor KM 1 y el motor gira a la izquierda . Al poner et conmutador en pos1ci6n 2,

SJ(lvo mecánicd a l hnal de ,u recorrido

....

kM2

siendo 18 de centro tlbif':rto.

de S1, ó S2 1tntr, a h.1ncionar el motor M diCho se-mido. Al l)eQar el mc.'C.)nismo accloredo por

FC2

...,

-->

E~n•C111m#ftdO<leu11mo rorulf8$/co con /11Vtf!f'SÍ()n <N f!.ro 11u• ffMJiz~ ta

tsctor no Sé haya de,coneetado. Doble eJJclawmKl'nto elktrioo por contactos auxiliares y mednico.

KMI

ESQUEMA N'! 8 NI$

E$ClufNYl8 dB maniobra para ta lnvorsión ds giro ds un motor trifátlco, con puerra en marcha d•sd• •I pulsador S2 y qus realiza la SBCuencia ds funcionamltmto $eg{Jn se sel1ala a continuación,

l<AI

..,

S2 E,

IIM2

A l pulsar marcha, entra KA 1 (relé} t KA2 (temp0r ízador) • KM1 (contae1or).

KM I

Transcurridos 20s, KA2 conecta a KAJ

marCM e inviil!fto el Mntido de giro del

(temporízador) y de.conec,a a KM 1 y

ntotor, pe,ro tard:indo un ti.,...po on que l)(octuzca la kwersión para ambo,

conecta a KM2 (eontactor). Transcurri, dos 60s de la segunda temporización, KA3 desconecta a KA1 y de esta forma

sentkfos de gíro.

KM2

..., ...,

...1

$1:(lucnc;ia do fu ncionamiento . - Pu lsando en $2, ertt.r• KM1 .

...,

- Pasad.o un 1iemoo, KA 1 conecta KM2 hcntido comt 11io a KM1}. - Al ~ acclo~o f.C2 , dC$COOOC-ta

ESQUEMA N'I 9

u - -EE33'-- - - , , - - - - - - -

"J~->_ __···-.

KM2 V COMCtl KA2 (u1mpo,ju,

dotl. - Paado un tiempo, KA2 col'IQC't.i

KM l Csencido COntririo a KM2}.

- Al ser accionado FC1, <ftstonetu1 KMT...

- Al pulsar en S 1, $C n:• liza el peco di! la m,niob.ra.

SI['

E-

•••

,_9-,._____...,____

...,

~squ#nM el, mando /Jil.f'il un moror r,J. Msfca con /n'V'tf$16n qu• fune.iona como figuo: - Al pylsar c:n S2, entra KM l (a I" Ü:· Quierda). - Al Ue,ga., el d lspo,iltvo a l final de .su reoor,ldo, l!CCiOnil FC2 que para KMI v conecta KM2 (a t.a ckrach.l). - Al llega, el d i &positNo al fl n¡I de tu

kMI

K M2

y ,e da pot

niobta.

CQrlllu i& le m;,.,.

KM2

KM1

Esquema de maniobro paro l.1 i nv8J'si6n de giro dt1 un moror rrifásico por medlo de un conmuUJdor do tres po$iciones, correspondiondo la posición O al paro del

esquema.

Al poner en posición 1 et conmutador. entra KA1 (temporlmdo.-) y 5s después KM1 • Al cambiar la poslel6n d el conmutador s·i se hace a O, se (fesconec,a KA 1 y KM1 . pero si la elección ha sido 2, además de dosconecrarse KA 1 v KM 1, entra en servicio KA2 (temPOriZl<lor} para 6s de$· pués KM2. La fino lidoó de em instalaci6n es la de

ª"''"''ª'

___...._____.___..,.____,..__ ... 5S

recorrido, acdon, FCI QUe para

--Ji/--- -

...

ESOUEMAN• 6

•C2 S2

..,

concluye el ciclo de funcion•mientO. XMl

KAI

- Al $OI' accionado FC I, deteotM'leta KMI V conecta KAl {temporiza. d<>t}.

- SJ- -

KA2

KM1

I\M2

impedir cambios bruscos en el giro del motor y la máquina acetonada por el

mismo. aún llewndo electrofreno el motor.

lnversion de giro de un motor trifásico

4 86

Nt!O

11-&ii-,--------------

.., S2

KM1

XM2

SJf

ro, no puede seleccionarse el ouo sentido dé gito hasta que no concluya una temporización de seguridad entre uno y sentido de giro.

XM2

KM1

Esquema para /:.J 11)/Jt)iobra de 11n inversor de giro, con puls8dor de ,narcha para C/1· da sentido di! giro $2 y S3.

Este esquema tiené l.i patticularidad de que 81 hacer el paro de un sentido de gi-

KMl

º!'º

...

CAPÍTULO

ESQUEMA N~ 10

Esta seguridad se consigue mediante el temporizador KA 1. Al pulsar en S3, entra KA 1 si está en servicio KM1 6 KM2, rea· limentando so bobina a través de su con-

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CONEXION A-a

tacto auxiliar y con otro contacto situado

-~N, _ __,._ _ _ __ ._ _ _ _..,.¡,..._ _ _ _ __

en el circuito de KM1 y KM2,desconec. ta la maniobra que es1aba en servicio.

El temporizador KA1 se desconectará a KM l

KAl

KMl

mismo después de 2 tñn, permitiendo

a partit de este momento la puesta en servicio del invor'Sor.

Ll-49-.----------------

···~ - -,

, - - - -í/-

.__...,______..,.___..,.____ _J

KM I

KAl

Htll

A rranq ue de un motor trifásico en 3 puntos de tensión (estrel la-resi stenciastriángulo) .. . ... ... . . ............................. . ....... .

' • " • en conex,on Arranque de motores t n'fas,cos ESQUEMA N'1 11 Esquema dt1 m{Jnióbr¡, para el mando de un inversor de giro que realilll 18 secucncla siguiente.

KMl

,.-u ..................... .

89 90

Arranque de motores trifásicos con varios puntos de tensión . . . . ....... .

Al pulsar en S2 y si el fin de carrera FCl está accionado entra KMl girando e l motor a la izquierda. Al llegar el mocanismo al fina l de su re-

corrido por m~io d& FC2 se desconecta KM1 y se conecta KM2, g irando el mo~ tora la derecha, T ranscurr ido un tiempo de esta conexión e l 1:emporizador KA1 desconecta a· KM2 Y so conecta KM1 con lo que el motor

vuelve a girar a la izquiorda, Al llegar et mecanismo a l punto de partída so para la maniobra al desconectar FCl al-contat.'1.or KM2 . Una ve2 iniciada la maniobra aunque se pulse en S2 no podrá entrar KM 1, cuan . do están en servicio KA 1 ó KM2 pOC' ettar abierto el contacto de FCl én $U circuito.

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS EN VARIOS PUNTOS DE TEl'ÍISION

5 89

Para reducir la intensidad absorbida por un motor trifásico durante e l período de afranque se haoe uso de diferentes procedimientos. Entre los más empleados se estudian en este capítulo los si· 9uien1es:

- Arranque estrella-triángulo ()di) , - Arranque estrella-resistencia -triángulo ()..Resist-/l).

- Arranque por resistencias estatóricas. - Arranque pcr resistencias rotórlcas. - Para t odos los arranques, inversión de giro. Con estas fonnas de arranque se consigue reducir sensib lemente la corriente absorbida en el período de arranque para motores que inician el al"f'anque a plena carga.

lk · corriente de conexión. In · intensidad nominal. le . intensidad de corte. t . tiempo que dura el arran· que.

Los valores lk, In, le y t coaesponcten al arranque directo d& motores trifásicos. Los valores lk, In, le y t' corresponden al arranQue de motores trifásicos en los que se utilizan diver· sas formas de conexión para reducir la intensidad absorbida durante e l período de arranque. Como se aprecia fáci lmente, la intensidad se reduce de manera muy sensible cuando se utilizan estas formas d! a rranquo, a unque sea en detrimento de la duración del mismo arranque, que se prolonga respecto al arranque d irecto. Para cada t ipo de. arranque se estudian sus particularidades en lo que afecta a 'su conexión, par de arranque-, corriente absorbida y otros detalles que conviene tener en cuenta.

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS EN CONEXION A-.1

Arranque de m otores t rifásicos en conexion :>.-.1

90 CURVAS INTENSIDAD-VELOCIDAD GENERALIDADES SOBRE EL ARRANQUE EN ESTREL LA-TRIANGULO

t--.....,( 1)

La finalidad de esta forma do arranque es la de reducir l:J inteosidad absorbida por ei motor durante el periodo de arranque, on detrimento de su par.

....

Esta forma de arranque se utilil:a en motores que in ician su marcha oon demanda de par resistente inh~rioral nominal. En un arranque directo el par conseguido equivale a 2 veces el nominal.

' ,, '

' '. O) Intensidad en h.

\ Q

Características del arranque X,t .

¡;;

- Ter'kSión de arranque: Uf :- UL/~

(21

... ~

Uf • tensión de fase. UL - tensión de Jlnea.

- Intensidad de arranque: lf = ILA/3

- Par de arranquo: 33%del ~r de arranque directo.

Intensidad en A

lf - intensidad de fase. tl · intensidad de finea.

$e .icon¡eja no pesa:r de conexión (A) a conexión (ó t mientras el motor no haya adquirido, al menos, el 8Q%de la velocidad nominal.

La finalidad de este a(ranque es la de reducir la intensidad absorbida durante el período de puesta en marcha (aceleración) del motor.

0,2S

0.50

El relé de proteccibn so pondrá nn la alimentación a las bornas U.V-W del motor v no en la parte OO·

.,,

VELOCIDAD

rrespondiente a la intensidad de línea. Do asta fOc'ma , se consigue réducir el dimensionado del relé en IR = 11 = 1Uv'3. ARRANQUE EN ESTRELLA.RESISTENCIA-TRIANGULO

CURVAS PAR·VELOCIDAD

Otr·d forma de reducir la intensidad en el periodo de arranque es esta variante do la conexión A.ti '/ consiste en intercalar entre las oonexiones A-ó una resistencia.

Este arranque se hace en 3 puntos de tensión.

Cálculo de la resistencia por fase

Rf = 0.28UL In

Rf • résistencia por fase.

In • intensidad nominal del motor. Tiempo que durará la conexión Resistencia

= La cuarta parte del t iempo que dura

(1) Par motor en A

Ul. tensión de ~3 línea. ce

f la conexión A.

--- -- -

( 1)

Duración media del arranque: 3 a 7 segundos.

La corriente absorbida en el perfodo de arranque puodc oscilar entré 1,3 y 2,6 veces la In y el par ontre0,2 y0,5el par motor.

1\ ''

(3 )

o 0.25

o.so VELOCIDAD

(3)

( 2)

(2) Par motor en ).,

·~¡,

Dado que las resistencias disipan calor, conviene selialar al proveedor las maniobras a reafi~ar por hora y el intervalo entre arranque.

Este tipo de arr<inq ue · tienen el'inconveniente de que al pasar de un punto a otro durante la fase de arranque hay un período en que falta corrienté al motor , lo que repercute en el arranque.

,,-

0,7S

\ 1

Par rnsistente

5 91

Arranque de motores trifásicos en conexion A-4

Arranque de motores trifásico en conexión A·d.

92 ARRANCADOR ESTRELLA-TRIANGULO

¿Dónde colocar el relé tér'mlco? ESQUEMA 1

Dos posibilidades normales de protección que quedan re-presentadas en los dos esquemas de esta página.

La tercera posibilidad se presenta en el esquema de la

ESQuema para el arranque de un motor uifásico on conexión ~-A con mando desde un pulsador de marcha $2 y otro def)8roSI.

página s.iguifl1\t8.

...,

KM2

Secuencia de funcionamien10: 2

•

A l pulsar en S2 entran KM1 t KM2.

Conexión estrella {A)

¡1~

M 3-

1., = -

Calibre del relé térmico para el Esquema 1, en co,-

KM2

en t:,. - In .,¡r-

(Al

KM2

KM3

Calibre del relé térmico para el EsquemtJ 2, en conexíón triángulo {61.

~, .

..I ,.I"I

l,. en ll

L os: contactOf&s KM1 y KM2 están encla·

vados mecánica y eléctricamente.

l,,.= l,,•n 6 (A)

J_~C..,,,J_~J-~J

El esQuema dispon& de protección térmi ca con~ctada en la alimentación.

º'

En esta conexión pasa por el la intensidad de I ínea I L.

--~

F2 SI

! "'

J :::i J I

KM 2

En el esquema estudiado en la página si• guiente, el relé térmico se. ha posicionado en el osquema de manéra que por él cir · cule la intensidad de f ase.

KM2

KMI

1 XMI

KM3

NOTA: el esquema de ma1liobra para estos dos esquemas de poten.cia es el representado en la págiMJ 93.

Ál

-'v--

¡,,.

N l'I.Ml

relé térmico

Si el relé térmioo se pone después de los contactores KM2 6 KM3, et dimensionado del relé será menor por pasar Por él la intensidad de fase lf = 1L/J:f.

)

Conexión triángulo (A)

Uf :UL

M 3-

Transcurrido un tiempo, un contacto temporizador de KM2 deS,O()necta KM1 y oonecta a continuación KM3.

e-1 Esquema (pág. 93),

KM3) _

Uf = UL/v'3

{Al

Calibre 001 rnlé tármico ()ara en conexión triángulo (6.).

ESQUEMA2

,' -' - •

rn ""

nexión triángulo (.6.).

KM3

KM2

Arranque de motores trifásicos en conexion A·.i

ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO EN 3 PUNTOS DE TENSION (ESTRELLAS-RESISTENCIAS-TRIANGULO)

5 94

.l l l

A rranqus de un motor trifásico con ro· tor en cortacircuito mediante la conexión A·Reslstenclas·!:J.i tf6$ puntos de ten· sión, desde un pulsador dB marcha S2.

Esquem:JS de potencia y IT/8· niobro ptira el art'anque de un motor trif3sico coo rotor

en cortocircuito en conexión

KMI

A-A, con inversión del senti-

KM4

KM3

Este t ipo de arranque es más s:uave que el A·l!. por haoer el arranque en tres p un· tos de tensión en lugar de dos y se ut ifiza para la puesta en marcha de motores que inician w arranque con una carga impor· tante.

KMI

do de giro.

Funcionamiento:

El contactor KM2 del ejerci• cio anterior llamado de 11. nea, se wst ituye en este es·

fTI

- PulGar marcha en S2.

- Entran KM1+ KM2t KAI. Conexión X.

- Transcurrido un tiemPO KA 1 deseo, necta KM2 y conecta KM3+ KA2. Conexión resistencias. - Transcurrido otro t iempo, KA2 deseo. necta KM3 y conecta KM4. COl'lex ión 6 . - A l oonectarse KM4 se desconectan KM1t KA2.. - Para haoer el paro, pulsar en S1. - También se hará paro cuando el relé térmico F2 hllga su d isparo por sobre-in tensidad.

quema por dos contactores (KMH KM2), con lo Qué se Consigue la inversió n.

Para poner en servicio esta maniobra, bastará con $ele,c,

cionar el sentido dé giro de·

seado, siendo a partir de 8$e momento, toda la marcha

automática hasta conseguir que el motor funcione en cone><ión /1,

u y

que pulsar en S2 para que

L1 ----------

mismo tiempo y por medio de un contacto auxiliar de KM1 ontr'a KA1 (temporiza · dor) y KM3 (contactor) que hace la conexiqn A.

KM1

KM2

LI--....----

E-

KMI

iada por ol inconveniento de tener q uo hacer un suministro de resistencias cal culadas para~, motor a l que va destinado e l arranque. VALOR DE LA RESISTENCIA R POR FASE

s•E-

0,28U

R · resistencia en ohmios por fase.

52 ~

U . tensión de la reo.

KMI

In · intt:msidad nominal del motor.

KM4

KAI

..,

El paro -se realiza por medio dél pulsador S1 o por d isparo del rel~ térmico F2 .

KM2

KM 3

KM4 52

E-sta forma de arranque no es mu y utili-

Transcurrido un tiempo, KAl desconecta a KM3 y oonecta a KM4 (contactot) que hace la conexión !:J.. KMl

entre el contactar KM 1. Al

--~

KM 2

Seleccionando por ejemplo la marcha a i¡quierda, habrá

KM4

KA1

,2-e,-,._____.,_____,______,._____.,_____,______

--'y- -

~MI N

KMI

KM2

KA1

KMJ

KM 4

( L)

KM2 ( A)

KAI

....,

(R)

""4 r• >

Arranque de un motor trifásico con inversión de giro v conexión estrella-t riángulo

ARRANCADOR INVERSOR ESTIIEUA,TRIANGULO Calibrado de los elementos de potencia. 0 1 - Seccionador con fusibles.

Calibre: In del motor en~.

KM1, KM2 .

KM3 • Cont&Ctor tripolar con el que se realiza la oonexlón osttella (1,). (1)

KM2

Contactares tripolares que constituyen o.l inversor de giro. Calibre: I" del motor en ti.

-:r;¡.-

CAPÍTULO

Calib re:

In del motor en 1::. r,:; \,3

KM4 - Contactar tripolar con el que se realiza la co-

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON RESISTENCIAS ESTATORICAS

nexión triangt)IO (.t.).

In de"l .. m.;, ot,;;o_r _en_ t:. .... V3

Cahbre: -

f1l _.s;¡.._ _ _

F2 - RQIC térmico de protección con-

tra sobrecargas.

(1)

KM4

KM3

Calibre:

1" del motor en a V3

Arranque de motores trifásicos con resistencias estatóricas . . ... .. ... .. . .

99 Arranque de motores trifásicos en conexión KUSA .. . . ...... . ..... ... . 103 Arranque de giro para motor trifásico arrancando en conexión KUSA . . • . . . 104

1,1 - Intensidad nominal absorbida por el motor a sus valores nominales. NOTA: con red trifásica de 400 V se podrán conectar en conexión estrella-triángulo aquellos motores bitensión que en su placa de car&cl8rísti•

cas se lea: U • 400/690 V.

(11 EnCl~vamiento mecánico entre cont.-.ctorC$.

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON RESISTENCIAS ESTATORICAS

ARRANQUE CON RESISTENCIAS ESTATORICAS. GENERALIDADES

Es-ta forma de am1nque de motores tll se utiliza para la puesta en marcha de motores, de mediana y pa( resistente en el a rranque es t,.ajo.

gtan poter1cia cuyo

Característic~s del arranque por resistencias estatóricas

motQf°Con 12.punto

Co"iente absorbida con 1 2. punto

Par de arranque en eJ 1st punto

58t de UL

68%de la

33%del par

52%de UL

52% d• la

27% del par

47t "1e UL

47% de la

22,5% del par

puntos

8ff'80QU8

Tensión en

U L • tensión de línea . la . Intensidad de armnque en el 5\J·

puesto de que

fuera hecho de forma directa.

Cálculo de la , ..istencia por fase Rf = 0,055· UL

Rf · resistencia por fase. UL • tensión de la lfnea.

In • intensidad nominal del motor.

Este tipo dé arranque no pre$enta algunos de tos inconvenientes que se dan Cll' la conexión ~"4. tal como se señala a continuación: - Al pasar de un punto de resistencia a otro, no hay cortes de la corriente que alimenta al motor. - El par de arranque crece más rápidamente con la velocidad. - Las puntas de intensidad también son más reducidas. Esta forma de arranque se utiliza

para

motores trifásicos

oon rotor en cortocircuito .

Datos necesarios para hacer el cálc:ulo o pedido del equipo de arranque. Arranque con un sentido de giro o con inversión do giro. Tensión y frecuencia de la red . Pontencia del motor. Intensidad del motor (nominal). NIJmero de puntos de atranque, - Tipo de máquina a accionar.

..... -

- NIJme(o de maniobras par hora. - Intervalo entre arranques consecutiyos. Duración media del arranque: 7 a 12 ,egundos.

Se util iza esta forma de arranque para máquinas nados por su par e intensidad dearranquo.

con

fuerte inercia, sin problemas específicos orfgi-

No hay.corte de corriente al pasar de un punto a otro oomo sucede con la oonexión X-A . La inten$idad de arranque puede llegar hasta 4.;5 In.

Arranque de motores trifásicos con resistencias estatóricas

100 Li

CURVAS INTENSIDAD-VELOCIDAD

--. ·,

' '

•o

...

¡;;

...lfzw

' " O)

C1)

\ (2)

--. (J)

. , ....

••

0,2S

Corriente de arranQue en el Jt!. punto.

-- -

KM 1

KM (' --

KMJ

El motor arranca con tres puntos de ten sión previamente ca lculadas.

Secuencia: (2) Corriente de arranque en el ~ punto.

' ',"

•

J :J :::1 1

- Para reafü;ar la pue$VI en marcha pul-

sar en S2. Entran KMl + KA1 . (1 !! P<Jnto de tensión). Motor en serie con re1istencia R1+ R2.

(3) Corriente dé arranque en el

1!! punto. \

' ,\

•'

- Transcurrido un tiempo, KA1 por me· dio de su contacto tompodzado oo• necta KM2+ KA2. {2' punto de tensión), Motor en serie con rlJ$ÍStencia R2.

075

(1$0

\ 1

tor en cortocircuito por medio de resis· tttncit1$ en serie. 1

Arranque de un motor trifásico ron r o-

____

' '

In VELOC10A()

- Transcurrido otro t iempo, KA2 por

u /

CURVAS PAR-VELOCIDAD

(1)

medio dé su contacto 1empotizado CO· necta KM3dosconectandoseguidamentea KM1+KA1+KM2+KA2.

fv1

{3S! punto de tensión. Tensión de la red) . El motor queda protegido por el fusi·

i\)

ble Fl y el relé térmico F2.

- Para tealizar el paro de la maniobra, P<Jlsar en S1.

Par motor en el 3!! pvnto.

(21 Par motor en el 2Y ponto.

Sl f~

•

(3)

- --

e~ ....

' 1

....

ll)

•

s2E-

·~·

1(M3

- ,,',

(2)

VEt,.OCI OAO

KMl

(41 Par resistente.

<Al

...

0,25

Par motor e,, ol 1 S! pun to.

( 4)

-----

6 101

C,?S

_______..,___...,...___ ___..,._ ~

l(MI

KAI

KA2

KMJ

Arranque de motores trifásicos con resistencias estatóricas LI

6 102

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS EN CONEXION KUSA

103

Arranque de un motor trifásico con r ()·

tor en rortocircuito por medio de rcsis. tencia en serie.

El motor arrane.a coo tres puntos de tensión previamente calcuiados.

\ __ KMI

KM)\

__\

,, Arranque de un motar trífásico con ro.

El esquema dispone de inversión de giro.

tor en jauls de ardilla medíante la /JiJm:J · da c.-orw.xi6n Kusa; que consiste en inter·

Secuencia:

•

KM) .. ..:~

J '-

l'IM-4 _ _,

n[ J ::1 JI

•z

catar una resistencia en uru, de las tres fas9s que alimonta al motor durante el

- Para realizar la puosta en marcha PI.JI· sar en S2 ó S3 según sea el sentido de

período de arranque del mismo,

ma.reha seleccionada. Entran KMl ó KM2+KA1. {1.!! punto de tensión), Motor en serie con re.sisrenci4s R 1+ R2.

Esta forma de conexión reduoe la intensidad absorbida en el período de arranque, al mismo liempo que la .velocidad. R

- Transcurrido un tiempc, KA 1 por me· dio de su contacto tem,x,rizado co-

KM2

Cuando la intensidad se estabiliza se pasa a conocircuitar la resistencia R, con lo

necta KM3+ KA2. (:¡. punto de tensión).

Motor en serie con resistencla R2,

que et motor queda alimentado con la U

tensión nominal, que pasa a adquirir sus valores nominales de potencia y velocí-

- Transcurrido otro t iempo, KA2 por medio de StJ oontacto temporizado

conecta KM4+ KA2). (3!! punto de tensión. Tensión de la red). Et motor queda t)(Otegido por el fusi , ble F1 y por el relé tórmico F2.

- Para realizar el paro de la maniobra, pulsar en S1 . FZ SI

dad.

3"'

u --ea-- ....- - - - - - - - FZ

--::i

lo que se cortoc:ircuita la resistencia y el

sz E-

Al pulsar en S2, se conectan KMl+ KA1 que alimenta al motor a través de la resistencia R, iniciando al mismo tiempo KA1 el contaje de tiempo. Transcurrido· dicho tiempo, KA1 conecta a KM2, con

motor se alimenta en su valor nominal de tensión .

""'

El paro se puede realizar en cualquier

momento pulsando en S1, o por disparo KM4 KM2

KA2

KAI

K M1

KM!

del relé térmico F2.

KA!

--íl--L2

...,

KA!

KA2

KM4

•----...----+----~ KMI

KAl

KM2

INVERSION DE GIRO PARA MOTOR TRIFASICO ARRANCADO EN CONEXION KUSA &.I

104

KM 1

CAPÍTULO

__ y_J

KM2

1_,_J lnverwr de giro f)Bra un motor trifásico con rotor en jaula de ardilla medÑJnte la

conexión K1Jsa,

Como ya se ha señalado en el esquema

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON ROTOR BOBINADO

anterior, la finalidad de esta oonexión es la de reducir la intensidad absorbida en

1J J J I

el per íodo de arranque del motor.

K..,,J

Tanto que el motor gire a izquierda o dP.·

recha, el motor tiene su artanque en CO·

1 u

nexi6n Kusa,

Al pulsar en S2 entran KM1 + KA 1. Trans• currido un tiempo, KA1 conecta a KM2

q u e desconecta a so vez a KA 1. Al pul.sar

en S1 se hace e l paro del o,otor. Caen KM1 + J<M2. Al p u lsar en S3entran KM3+ KA1. Trans~

u--------

currido un tiempo, KA1 conecta a KM2 q ue desconecta a su vez a KA1 . Al pu lsar en S1 se hace el paro del motor. Caen

KM3+KM2.

JI.Ml

$3f

KM 2

l(MI

KM2

Las dos maniobr~s están en,clavadas por contactos au><iliates y por d ispositivo mecánico entr& e lectro imanes.

KM\

l<M2

._______ ___ ...,____..,._ ... ... ,._

KM2

Arranque de motores t rifásicos con resistencias rotóricas . . . . • . . . . . . . . . . 107 Arranque de motores trifásicos con rotor bobinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS CON RESISTENCIAS ROTORICAS

107

ARRANQUE CON RESISTENCIAS ROTORICAS. GENERALIDADES

Para poder hacer este tipo de arranque es necesario d i,s poner de m0tor con rotor bobinado. Esta forma de arrar.que con uno o dos sentidos de giro se u tiliza cuando el motor con rotor bobinado acciona mllquinas cuyo par de arranque inicial es bajo. Su finalidad es la de reducir la iMensidad absorbida on el pe<íodo de arranque del motor.

El estátor se alimenta siempre a plena car~. La tensión de Iínea se suministra directamente al bobinado estatórlco. Características del arranque Po' nisi.stencias rotóricas

Par de arranque en

Tensión en

Corri<lnte

arranque

motor con 1~ punto

absorbida con 1.t! punto

58% de UL

58% de la

33% del par

52% do UL

52% de la

27\ del par

47% de UL

47'• de la

22,5% del par

puntos

el 1!! punto

UL - tensión de l ínea. la · intensidad de. arranque en el supuesto de que fuera hecho de

forma directa .

Fó""ulas de cálculo - lntensidbd rotórico Or) (11

= 666,P Ur

Ir · intensidad rotórica en amperios. P · potencia en KW.

(2}

Ir=

491•P' Ur

P' . potencia en CV. Ur • tensión rotórica en voltios ..

- Resistencia total del circuito rotórico para obtener el par nominal esC811do calado el m otor. (1)

R: 333. p Ir'

(2)

245·P'

R = resistencia rotórica. P ·

potencia en KW.

P' · potencia en CV. Ir · intensidad rotórica.

Ir'

Datos necesarios para hacer el cálculo o pedido del equipo de arranque - Arranque con un sentido de giro o coh inversión de giro.

- Ténsión y frecuencia de la red. - Potencia del motor. - Intensidad del motor (nominal ).

- Par de arranque necesario, - Número de puntos: de arranque, - Tipo de máquina a aoc:ionar , - Nümero de maniobras por hora.

- Intervalo entre arraoque-s consecutivos.

ARRANQUE DE M OTORES TRIFASICOS CON ROTOR BOBINADO

Arranque de mot ores trifásicos con r ot or bobinado

7 108

CURVAS INTENSIDAD-VELOCIDAD

•

....._ .......... (J,}

' ',

t... ..,_(3)

....

'·

o< ;;;

' ', 2

''\

.....

{3 )

KM2

•-

l d

cio de Is puesta en mBrcha.

Corriente en el 3!!' punto.

• "

(4)

..........

Corriénte'eo el 41? punto .

•

- Para realizar ja puesta en marcha pul• sar en S2. Entran KMl + KAl ; Rotor con todas las resistencias, R f + R2.

....... ~"'

07S

- Transcurrido un tiempo, KAI por med io de su eontseto temporizado CO· necta KM2+ KA2.

Rotor con resistencj¡¡ R2.

CURVAS PAR.VELOCIDAD

- Transcurrido otro tiempo, KA2 por medio de su contacto t emporizado oo•

•

necta KM3 desconectándose a oontinuaci6n KA1 + KM2+KA2 .

e 5

(1)

(21 Par !TIOtor en el

•

Par motor en el 1!! punto.

Con esta maniobra el rotor qiJeda cor· rocircvirodo.

Fig.1

punto,

- Para realizar el paro de la maniobra, pulsar en S1.

a: ~

(3)

J (2)

¡_,--....

il)

',.,v. ,/' '..."<-

~ .,. •" 1

0. 2S

S2f

~ \', ' ,(!)

..... ,

~so VELOCIOAO

Par motor en el 3!! punto.

e•>

' '' '\

El .motor arranca con tres puntos de re · sistenda previamente calcuiados.

Secuencia:

V!LOCIOAO

Arranque de un motor trifAsico con rotor bobinado mediante resistencias conectadas al bobinado rotórico en el ini-

\ - ','

o.so

0.2S

3 d

KMJ

u \

..... ..........

tt '

KMI

Corriente en el 1.!!. punto.

(21 Corriente en el 2'! punto.

',.,t2)

{1)

109

Par motor en el 4~ punto.

'"'

KA2

KM)

los contactores KM2 y KM3 que t ienen por misión eonocircuitar las ri&sistencias pueden ser de cuatro contactos e ir co · ncctados ta l como so reptcsenta bajo el esqt,ema de potencia (fig. 1).

(St Pat t esultante.

' ',,~\

..... .....

o,s

(4)

El é:Squema disPOne d@ protección p0< fusib les (Fl I y relémagnetotérmico !F21.

KMI

' "

....,

..,

KM>

1(),1,)

Arranque de motores trifásicos con rotor bobinado

Arranque de motore.s trifásicos con rotor bobinado

111

110 LI

INVERSION DE GIRO

K Ml

KM2, J J ,_

KM"

m_1

KM)'

J -~

"t t t

Arranque e lnversl6n de giro para un mo• tor trlfdslco con rotor bobinado median• te rosistoocias Cónet:tadas af bobinado

rotórico en o/ inicio de la puesta en marcha.

J J J

KMl

J J KM2

KM3

1:~

El motor arranca con tres puntos de re, sistencia previamente calculados.

1 ~ 1 u

i-)-

c o - - - - -.............

Secuencia:

••

..,

-~~

- Para realizar la puesta en marcha pul• sar on S2 6 S3 según sea el sentido de giro seleccionado. Entran KMl 6 KM2+ KA 1. Rotor con todas las rmistet,cibs, R 1+

R2.

( 3Mn, )

- Transcurrido un tiempo, KA1 por me• K

dio de su oonracto temporiMdo oo-

necta

KMJ+ KA2 .

Rotor con t(J!;istencia R2.

- Transcurrido otro t iempo, KA2 Por 2

necta KM4 que por medio de su contacto auxiliar descon@Ctél a cont inua. ción KAI+ KM3+ KA2+ R. Con esta maniobra o/ rotor queda cortoclrcultado.

•

Ll~;a-..---------,., -->

- Para reali:tar el paro de la tnaniobrct, pulsar en S1.

·::t

m&d'io dé su contacto tempori zado CO·

•

KM!

KM2

El esquem<t dispone de protecd6n pcr fus ibles fF l} y relé ma11netotérmico (F2).

s,¡;.

KMl

KM4

1 S3E-

lotM2

1 KMI

XM?

KA2

KAI

...,

KAZ

L2--@;;to<I,...---.,__ _ _,.__ _ _..,.._ _ _...,._ _ _...,._ _ ___,_ _ KMI

'---:~---:+.:---±---+.--_..__...J._ _ KM1

KMl

KAI

KM3

KA 2.

KM4

KAI

KM2

KA2

KM!

KA3

KM4

Arranque de mot ores t rifásicos con rotor bobinado

Arranque de motores trifásicos con rotor bobinado

113

112 L1

ESQUEMA CORRESPONOIEN TE A LA PAGINA ANTERIOR

Arranque de un motor trif;Jsico con rotor bobinodo mediante resistencias conecu,dbs al bobinado rot6rico en el inicio do la puesta en m8f'cha.

.... fTI

El motor arranca en cuatro puntos de roslst~ncia previamente calculados.

Secuenc~s de funcionamrento

•MI

rTI

IIMJ

- Para realizar la puesta en marcha, pulsar en S2. Entran KM l +KA1. Rotor con todas las reslstenckJs,. R 1-+ R2+ R3. - Transcurrido un tiempo, KA 1 por medio de su contacto temporizado conecta a KM2+ KA2.

Rotor con resistenciiJS R2·f R3.

- Transcurrido un tiempo, KA2 por medio de su contacto temporizado conecta a KM3<t- KA3. Rotor con resistehcitJ R3. - Transcurrido otro tiempo, KA3 por medM) de su contacto temporit.ado conecta a KM4, desoo'nectándose a oontinuación KA1 + KM2+ KA2+ KMJ-,. KA3.

Con esta maniobra el rotor queda ccrtocircuirado. - Para realizar el paro de la maniobra, pl,llsar en S1 . ~I e$Quema dispone de ptote,;ción por fusib le (F 1) y relé tér mico (F2).

Esquema correspondiente a la página siguiente

Arranque de un motor trifásico e,on rotor bobinado tned~nte resistencias conectadas al bobimdo rotórico en el inicio de la ptJe:;ta en ,n¡gchtJ. El motor arranca en cuatro puntos de resistencia previamente calculados.

Este esquema dispone de Inversión de giro. Secuencia de funcio namiento

'1 -E3-.--------------F2

- Para realizar la puesta eo march.a, pulsar en S2 6 $3, según sea el sentido de marcha elegido. Entran KMl 6 KM2+KA1. Rotor con rcsisumcias R1+R2+R3. S2f

KM2

l<.Mi

- TranM::ur r'ido un tiempo, KA1 por medio de so contacto temporizodo conecta a KM3+ KA2.

Rotor con n1slstenclos R2+R3. - Transcurrido otro tfCmpo, KA2 por medio do su con tacto temp0rizado conecta a KM4+ KA3. Rotor con resistencia R3.

KMS KM2

KMI

- Transcurrido ocro tiempo, KA3 por medio de su contacto t8mPQfizado conecta a KM5, desco-

...

KA2

nectándose a cont inuación KA1 + KM3+ KA2 t KM4+ KA3. Co,, está maniobra el rotor queda cortocircuittJdo. - Para realizar el paro de la maniobra, pul5c1r en S1 . El esquema d ispone de protección por fus.ibkt$ ( F1 > y relé térmico tF2J.

- SJ. -

L2-4•-.L M -,- - - -...M L,- ----:.~.~.----:.~M--)---:.~.:,---:.~M:4:----::.~ .:-,---~...~.::--

Arranque de motores trifásicos con rotor bobinado

115

114 LI

EsqCJemiJ para el arttJnque semltJutómdtí·

Esquema para el affanque semi8utomátl· co de un motor trifásico con rotor bobi-

e.o de un motor trifásico con rotor bobJ... nt1do pót medio de un equipo do rcsis·

nado J)Or medio de u,, equipo de resis·

tfJ1)Ci8s con cursor de 8cciolJiJmiento m;,nui!lf.

tencias con cursor de accionamlento !TJIJ· nual e inversión d o giro.

Secuencia d e funcionamiento

KM?

KMI

Para poner en marcha, pulsar en $2.

Secuencia de funcionamiento

Condición de ma<cha: El cursor debe

Para poner en marcha, pulsar en S2 ó S3.

estar accionando el tin de curso fC1, lo

que significa que las resistencias tienen su valor máximo.

Condición de marcha: El cursor debe estar accionando FC1, lo que significa q ue las resistencias tienen su valor máxi· mo. Si se curnple la condición d&marcha, entra KM1 ó KM2 iniciándose ta marcha del motor.

se cumple la condición, entra KM1 ini·

ciando la marcha el moto r.

R egu'8ción manual

A medida que el motor adquiere veloci·

dad se irá moviendo el cursor para ir re·,

RegulaCión manual

duciondo el valor de las resistencias hasta llegar al oortocircuito ( R K

=O).

Moto r funcionando a su s características

nominales.

M R

Dado que este esquema tiene posibilidad, de regular la velocidad del motOí, se po. drá aumentar o disminuir dentro de cam· po posible do regulad6n variando el valor de la resistencia.

El circuito dispone de protección por fo . sibtes {Fl t y por relé térmico (F2 ).

A medida qua 81 moto, adquie,e vélOCi· dad se irá moviendo el cursor para ir re· duciendo el valor de las resistencias hasta llegar al cortocircui1o (R =O). Motor funcionando a sus características nominales, Como ya se ha scPialado en el circuito de la página anterior, este esq uema tiene la

u-e3--..----

posibilidad de poder regular la volocidad dol m'ot or, pud iéndose aumentar o dismi· n uir dentro de un redu cido campo de re· gulación varMindo el valor de la resistencia.

Para realizar el paro de la maniobra, pul-

sar en Sl , Posibilki8d de r8(Jular la velocidad KM2

KM l

·-------KM I

Con este t ipo de conexión puede regular· Sé la velocidad del mo tor a costa de redu· cir el par nominal y de arranque. P0t esta razón, los motores destinados a máquinas a los que se quiere regular la velocidad deben estar sobredimé'o$ionados. Las velocidades pueden rcducirso entre un 20 y 30'ti de la velocidad nominal.

s,E-

El circuito d ispone de protección por fu. sibles (Fl) y Po' relé térmico (F2) .

SJf-

KM2

""'

Posibilidad de regt,J/at la velocidad.

Véase el arranque de la página anterior.

...,

L2-1!3"-_._ _ _ _....¡_ _ __

....,

CAPร TULO

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS POR AUTOTRANSFORMADOR

A rranque de motores trifรกsicos por autotransformador . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS POR AUTOTRANSFORMADOR

8 119

GENERALIDADES

Esta forma de arranque ,e utitiz.a para la puesta en marcha de motores trifásicos con rotor en corto· circuito·, que accionan máquinas cuyo par resisten te en al arranque es· bajo, ten iendo la finalidad de

reducir la corriente absorbida durante el período de atranque del motor en detr imento del par motor. Características del arranque por autotransformador Tensión en

Corriente

Par de

motor con 1.2 punto

absorbida con 1!! punto

arranque en el 1!!'. punto

65%de UL

42\ de la

42% del par

55%de UL

30%de la

30%del par·

N'! puntos arranque

U L = tensión de linea . la • intensidad de arranque en el supuesto de que fuera hecho de forma directa.

Fónnulas de cálculo - Tensión en bornes dél motor ~Ub). Ub: K •UL

- Par motor (Cm) . UL •t ensión de línea.

ta . intensidad en arranque d irecto. - intensidad de línea {11).

C • par en arranque dir ecto. Us - tensión salida transformador.

11 :K'• la - Intensidad motor (lm}. lm = K·la - Relación de ~nsione, (K}.

K= ~ UL D8tos nec,esarios p¡¡ra hacer el cálcu lo o pedido do un oquipo de arranque - Arranque oon un sentido de gito o - Tensión y frecuencia de la red. - Po tencia del motor.

con inversión d e giro.

- Intensidad nominal deJ motor. - Tensión en bornes del motor en el primer punto. - Número de puntos de arranq ue.

- Par de arranque. - Tipo de máquina a accionar. - Número de maniobras por hora.

Arranque de motores trifásicos por autotransformador Arranque de motores trifásicos por autotransformador

121

120

ARRANQUE CON DOS PUNTOS DE TENSION Ll

CURVAS IN TENSIDAD-VELOCIDAD

-- -- -..,

•

' o., , o •w

!!:

(1)

Intensidad en ~ punto,

(21

Intensidad en paso del 2'l al pt pun to,

(3)

Intensidad en 1 !! punto,

-.. ,

--.....~

' 1

0.2>

-->

SI f-

,<2)

KMI

KM3

...,

-,1

1 1 1

1 1 1 1 1

V ELOCIO AO

KA!

r \

0,75

0.50

KM1

o o

'(1)

(J)

ll-É3"-~ , - - - - - - - - -

l 1l

¡¡;

----.-,

1 L

.__ ________ ___....,_ -'li}--

.,_

><MI

.,_

KA1

K M>

KMJ

CURVAS PAR-VE LOCI DAD

•

a: <(

(1) Par motor 2't punto,

(21

Par motor en paso del 2? al

1 u punto.

--- -~-

1,,,,,,...--...

(31

Par motor 1!! punto.

(4)

Par resistente,

1\1

Arranque de un motor trifásico mediante un autotransformador

en dos puntos de tensión.

~, \

..... ----~ --- , .... \ (2)

(3 )

....

Funcionamiento

',,,

0,2S

oso VELOCUJAI)

0.?5

Jnici& el arranque el motor oon tensión reducida, 245 V para tensión de red de 400 V. Transcurrido u n tiempo, KA1 (temporl:tadot) desconecta a KM + KM2 y conecta a KM3, q ue a su vez desconecta a KA 1.

Al pulsar en S2 entran: KA 1 + KM1 + KM2.

El circuito dispone de enclavamientos mecánicos entre electroimanes y eléctrico p or contactos auxiliares.

Después del arranque, el transformador queda aislado de la red al abrirse los contactores KM1 y KM2.

8 122

Arranque de motores trifásicos por autotransformador LI

Arranque de motores trifásicos por autotransformador

123

TRES PUNTOS DE TENSION fl

ESQuema correspondiente a la página ant ertOr

Arranque de un motor trifásico p()r medio' de un autotrsnsformador en tres puntos de tensión en el lniclo de la pvesta en marcha~ Secuencia de funcion amiento

- Para realizar la puesta en marcha, pulsar on S2.

KMI

KM2

kM3

-- -

kW.

Entran KM1 + KA1+KA2• KM2. El motor arranca con tensión de 55% de la tensión de la red. Pfimer punto (fe tensión.

- Transet1rrido un t iempo, el tempodzador KA1 desconecta KM2 y conecta KM3.

No entra KM3 hasta que no se desconecta KM2. Los contactores podrlan Jlewr enclavamiento mecánico. Motor con 2Q> punto de tensión.

- Transeurridootrotiempo,el t emporizador KA2 desconecta KM3 y conecta KM4.

·1 1

1 1 1 1

A l entrar K M4 se desconecta KMH KA1+ KA2. No entra KM4 h~sta que no se desconecta KM3.

Motor alimentado d irectamente con tensión de la red. Tercer punto de tensión.

1 1

- Al pulsar en S1, se para la maniobra.

- Este tipo de arranque resulta caro (motortautotransfor mador+ equipo de arranque), por lo que

1 1 UI

su utilización es casi nula.

¡ 1 1L __ _ __ _ ___ J1

ESQUEMA CORRESPONDIENTE Al.A PAGINA A NTER IOR

Jt\,

A"snque de un motor m1ásico por medio de un rJutotransformildor en tres puntos de censión en el inicio de 1, puesta en marcha con inversión de giro.

--~

Secuencia de funcionamiento

s1f

- Para realizar la puesta en marcha, pulsar en 52 ó S3, según sea el sentido de marcha elegida. Entran KM1 ó KM2+KM3+KA1 t KA2+KM4.

El motor arranca con primer punto de tensión.

KM4

- Transcurrido un tiempo, el temporizador KA1 desconecta KM4 y conecta KMS. No entrará KM5hasta que no caiga KM4, Motor funcionando en su seg:...,1\do punto de t ensión.

f KM)

KAI KM,

- Transcvrrido otro t iempo, e l temporizador KA2 desconecta KMS y conecta KM6. A l entrar KM6 después de caer KMS, se desconectan KM3+ KA1 + KA2. El motor en tercer punto dé ten, ión. Tens¡6n de la red. - Al pulsar en Sl. se para la maniobra.

,q,u

,KA1

KA2

KM!

KM3

...

8 124

Arranque de motores trifásicos por autotransformador LI

TRES PUNTOS DE TENSION CON INVERSION DE GIRO

" k M1

CAPÍTULO

I\M2

- -

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS DE 2, 3 Y 4 VELOCIDADES Y MOTORREDUCTORES

KM5

r 1

1 U2 LI

-:i

1 1 1 1 1

Motores trifásicos de varias velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Arranque de un motor trifásico de 2 velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . 128

1 1

1 1 1 1 1T

Arranque para m otor t rifásico de 3 velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . 133 Arranque para motor trifásico de 4 velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . • . . 135 Inversor para motor t rifásico de 4 velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . 137 Formas constructivas de los motorreductores . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . • . . 140

1 1 1 1

3'1J

Acoplamientos para motores . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . • . . 141 Motorreductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . • . . 142

1 _ ____ _ __ _ J L

S1f

KMI

Sl t-

KM2

KMl

KM2

KM6 KM2

KMl

...

KMI

'"'

KMl

KAl

..,

KM4

KM5

KM6

MOTORES TRIFASICOS DE VARIAS VELOCIDADES

m~ ¡ 1.1

GENERA LIDADES Exislen divotsot tlJ>cM de mototes traásioos con kts cau• se obtitflm'I dos o má1 velocidades, a9,,lnc» die 105 cu,les ~ enumeton • contlnuecl6n. 1)

,m·

w, L1

127

Motor dt• dos w locidadits r;o,1 bobln«lot J#P{l,('M/0$. A cada bobinodo e(lffe$pOnde un, velocidad determinada quepodrá ajustorst o 1.os ne<»sidadct del cttonl•. ,ogún su su utilización.

Est01 motores al tener doblo bobin~o son de dim&11;ion0$ mayoa las que corres~nde • su potencia coo un solo bobinado,

l"l!I

Los dos bOblnados tíetlen generalmenie la conexión estrella, tal C.1

1.1

1 U

como se representa en el esquema.

2> Moror ~ dos tNJlocidadts con bobinado tJnJco y conmutldón de

polos medfam.e la c()IHJxlón ntn1Jla dobffl ISCIYJlla (A • ). )J.

2.1 , V~Jocidod/Mr.t .__ e -

.__

•

2.l) V•loddad ripld• D11n1o onlión en I.J'.V'·W v cortocircuitan<to u .v .w ,e tom,.a lt doble estr9lta y e l motor gira con la vtl()(lda,t r'6, pida. MI~ de polos que en l a nk1cidad lenta,

3t Motor <H d0$ t1t1Joddltdn con bobinado únir:<1 y conmutaci ón df polo, medlft'ltlJ la conaxil,n lklhlflflder, rrián,ulo.fJstWl/a (A· A),

(U)

1.2

" F (•>

Oondo t,l\$i6n en U·V·W el motor gha con YOlocidad l•nta. Doble pol1ridad que en veloeid.d tíPid•,

u l

3.11 VllócldiJ/1 /lntl Oar ttnslOn en U·V ·W, Conexión 6. 3.2 1 VclocidiJd ,dpido

Dar ttn5ión en U' .V'·W y cortocircuitar tn UN.\11,

Con•·

xtÓfi~

Eno, motores, como constcutntla die la conmuracl6n de polos, dan potencias ínilei d iterent:ts en cada Yelocíclid.

( A)

M orot dll tl'flt 'll'e/oddades con dos bobinado$ SffJM'l(/OS. Uno de tipo 0-ahlander v otro \')ítneratmente to oonexi6n esuella.

4. 11 Veloddad knta

Dar tensión en U •V •V/, Cone)Cibn 6.

•

4 .2) Vttloddad medie Dar ten1i00 , n tJ.V •W, 8obinndo indcpcndiento.

<4,3 J Vllloddad rápi<h Dar l-tnsiOn en U l .V1 -W1 v cortodrcult&r en U·V·W. Co·

.t iW

nexlón ;\., 5)

Moto, de cu•cro veloddadtn co,, d<n bObln«Jos separados dtt tifJO ~l~dtr

5.1) Vt:Joddld lente

( A)

Dar tensi6n en U·V·W--Concxi6n A del prim~ bobinado. 5,2) Valoddad lllmilMta

( A·A) 5

O&t tensión en U 1-.V \,W1,Conaxión O det, segundo botnnado.

5.3) Vf(oddad ,em/rip/d• Oar tll'nsibn an U'·V' ·W' V cor1 0<:1n:uit1r U·V·W, Cone)(l6n

A d t l primer bobinado, 6 .4} Vlllocidad rk>/da Dar tensión en Ul'·V t'·Wl' y conocircuit~r U l ·Vl-\Vl. nexibn). dtl '8QUndO bobinado.

( A•A)

(4-A)

eo.

>: •

ARRAN QU E DE UN M OTOR TRIFASICO DE 2 VELOCIDADES ll

Arranque de un motor t rifásico de 2 velocidades

9 128 l1

111

129

ll1

\--\--

CON INVERSION DE GIRO

BQbinados separados

BOBINADOS SEPARADOS

Esqvemas de potencia y maniobra para

Arronql/8 de un motor de dos velocidades con bobinados se·

el mando de un mocor de d0$ veloc.ldadfls con bobinados UJpartHJos or>

KM!

conexión esrrell.a, de$dedos pulsadores de marcha y uno de paro. K MI

KM2

El esquema de maniobra aquí repre· sentado corresponde al de un inversor

...,

parados, disponiflndo el esque· ma de inversión de giro.

•

KM4

El esquema equivale al mando

de do$ inversores de giro encla· vados entre sí.

de giro con los mismos p u lsadores de

marcha y paro. S&c:uencias de funcionam iento

U1 ' v,

L1;- f 3 - - ~ - - - - - - -

" --> " --~

Estando en servicio una marcha, no entrará la ot1a, en tanto quo no so h•ga el paro de la marcha anterior por impedirlo los enclavamieo-tos eléctrico y

••

El m o tor tiene cuatro ~anio. bras. 1-Velocidad lenta

mecánico entre cont.lctores.

(KM2)

3 - Velocidad rápida a derecha

( KM3)

al haber diferencias enue las corrientes absorbidas por uno y o tro bobinado.

-.J,,

" SI

4-Velocidad rápida a izqu ier·

da t KM4)

-:.

Todas

KM3

•MI

KM&

""'

dan enclavadas las re$tantes por medio de los contactos

KM4

au>tiliares.

A l seleccionar una m archa que·

..., s,(-

---V---

KM I

KMI

s,(:-

KM2

...,

S4f-

Pmtecciór) térmica para las dos marchas tbobinados). ·

,, -,e;;,,.- ....- - - - -...- - KM1

K M:2

las marchas se eligen

con sus respectivos pulsadoras. Hay un pulsador de paro co· mún para las cuatro maniobras.

La ventaja dé este motor radica en que

al ser los bobinados independientes, pued~ elegi rse las polaridades que con· vengan en la utilización.

derech a

2 - Velocidad lenta a izquierda

El circuit o dispone de dos rolés térmicos, uno por cada marcha,-conectados en serie con el circuito de maniobra.

Así mismo, cada circuito está protegido con sus correspondientes fusibles;

(KM1)

L2-E;;¡.....,j.,__ _ _..,__ _ _,_._ _ _ _¡__ _ KM I

•M2

KMJ

....

Arranque de un motor trifásico de 2 velocidades

Arranque de un m otor trifásico de 2 velocidades

131

130 APLICACION l1

==~===~==i=~~=====t=~~=~;::::::::::::::::l:~i::::::i:::~·

T IPO OAHLANOER

Esquemas de potencia y m:miobra para Is puesta en marcha de un m<r tor trifásico de dos velocidades con

boblnado únicn con conmutación

J J J KMI

de polos~ por el sistema Dahlander.

KM2

Secuencia de funcionamiento

Se pueden teleccionar a voluntad la velocidad lenta o ráp ida. A l pulsar S2 entra la velocidad lenta por medio del contactor KM 1.

Motor en conexión triángulo U

(ti.}

Pulsando S3 entra 1, velocidad rápida por medio de los eontactores KM2 y KM3.

MI 3

Motor sn t,'()/UJXión 11srrella (A}

(\J

El contactar KM3 cortoci,cuita U·V-W y el contactor KM2 suminis,

u---~------------

KMI

Como quiera que las intensidades

abso(bidas en una y otra conexión son diferentes, es necesario poner

"- -e1-.,...----------

los dos relés térmicos de protección. Los pulsadores $2 y $3 ¡on dobles,

--~

Pulsando un o se descone<:t"d la otra marcha si estaba en servicio, en tratldo~ continuación la seleccionada.

.¡,

El paro general se hace a través de S1 . Entre las dos maniobras hay enclavamiento mecánico y eléctrico por contactos auxiliares y por los con· tactos normalmcn1e cerrados de los

KM2

...,

tra la corriente al bobinado.

--~

"iB--

Slf,

I\AI

KM2

KM4

s,f-

KMZ

KMI

pulsadores S2 y S3. KM I

---"íl----

-Sy--

N---:""..,_____.,____.,___,.____J,_ __ KMI

KM2

KM3

K,U

KM?

KM 4

KM3

Arranque de un m otor trifásico de 2 velocidades

ARRANQUE DE UN M OTOR TRIFASICO DE 3 V ELOCIDADES

133

132 LZ t.l

CONEXION DAHLANDER

+ BOBINADO SEPARADO

tlriHzacl6n de un motor de dos velocidades en conexión Dahlander para accionar la bomba de engr8'se de una mk¡uina movida por otro motor (M 1).

Esquemas de potencia y maniobra la puesta en marcha de un mo· tor rrit.isico de tres velocidades, con dos bobinas, do$ sci:,arados, uno en estrella y el otro tíPO Dahlander.

para

El funcionamiento de este esquema se basa en ol principio de que para poner en marcha el motor

principal M1, antes debérá estar an servicio ol engrase, motor M2. Asimismo, durante la marcha del motor M1. $i et consumo supera una in tensidad con la que previamente ha sido reglado el relé de in· FI

tensidad F7, entrará en velocidad rápida el motor M2 y con e lla el engrase mayor. Si se reduce el consumo de M1 volvo,...d el motor M2 a la velocidad lenta. los cambios de velocidad los detenninará el relé F7. El engraso funcionará desdo et momento en que se hace la selección de puesta en servicio para el equipo eléctrico de la máquina, tanto si funciona o no el motor Ml.

KM4

La selección de las marchas se hace por pulsadores • Pul$ando en

S2 entra

el contootor

KM1. Bobinado conexión Dahlander (L\). Velocidad lenta (Ejom. 750 r/mn l. • Pulsando en S3 entra el contactor

FunctOnamiento

KM4. Bobinado independiente en estte· tia (),). Velocidad semirápida (Ejem. 1.000

- Pu/s;Jndo en S2

Entran KA1 y a continuación KM2.

r/mn).

Con KM2 funciona el motor M2 en velocidad lenta. 2

• Pul$élndo en

Entra KM1, con lo que se pone en servicio el motor principal M1.

Esta maniobra podrá doscooectarse cuando se desee pulsando en S3.

caudal.

____ - ... -

.__

lmprescindibk! que las tres marchas

estén enclavadas entre sí.

Í MOTOR

El engrase seguirá funcionando en velocidad lenta. cuando el motor principal supere la intensidad de reglaje de F7, se desconecta KM2 y seco· nectan KM3 + KM4, obteniéndose con esta conexión la velocidad rápida y el engrase en gran

Protección térmica para cada marcha.

.... ,¡

Diferencias de corriente absorbida y potencia entre las tres marchas.

L ·- ·- · -·-·-·- ·- ·- ·- ·-·j

Paro general por medio del pulsador

S1.

Durit.nto la marcha do M 1, el motor M2 podrá cambiar su velocidad, según sea el consumo del motor principal (F7). KMI - Pulsando en SI Se hace e l paro generar del equipo eléctrico de maniobra.

- Relés térmicos F2, F4 y F6 Cualquiera de los relés térmic01 que se dispare $18 hará ol paro general, igual a $1.

-:,

KM3

KMI

KM2

KM2 KMJ

--:, s,E KMI KM?

- Enc!avomientos eléctrico y meainico

Los contactores KM2 con KMJ + KM4 y sus respectivos para evitar cortócircuito al cambio d e velocidad.

los: conta<:·

Bobinado conexión Dahlander (~.). Velocidad rápida (Ejem. 1.500 r/mn).

- Pulsando en S4

S4 entran

tore, KM2 y KM3.

circuitos están enclavados entre si

N _ _ _ _ _ _ _ _...,__ _ _...._ __¡_ _ _ _¿,__ __

KM!

KM]

KM<

ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO DE 4 VELOCIDADES

Arranque de un motor trifásico de 3 velocidades

134 ESQUEMA N" 1

2 BOBINADOS EN CONEXION OAHLANOER + 1 BOBINADO SEPARADO, CON IN VERSION DE GIRO

2 BOBINADOS EN CONEX ION DAHLANOER

L1 L2

Arnmcador inversor de gfro para 1,m motor trifásit;o dlJ tri/$ velocidades con dos bobinad0$ tiuicpendientes~ siendo uno de conexión estrella y el

KMI

135

otro tipa Dahlander con dos vtJloci-

KMJ

dadcs,

rn -

Tanto la proteoción térmica por relés como la fu$ib lc se realiza de forma

individualizada para cada un:i de las

tres velocidades,

En ésté circuito primero S8 selecciona el sentido de giro, izquierda o d e• recha por medio de S2 y S3 y los con·

tactores KMl y KM2, para a conti· nuadón por medio de los pulsadores S4, S5 y $6 solecclonar la velocidad

que s@ desee.

u·

Para cambiar de velocidad o sentido

de giro o ambos a la vez habrá que hacer la desconexión general, pul$an· do en S1. para a continuación hacer la correspondiente selección. selección manual de las mismas, pue. den hacerse de otra forma, según sea el programa de funcionamiento pre· visto para el motor de tresvelocidadé$.

w·

Lls mcmiobras aQUÍ explicadas con

(\J

VII

WI'

ESOUEMAN" 2 LI

ll- l!!t-,, --> f4

F• k M1

KM1

S2f

KM2

,, -->

l(MZ

53f-

-->

KM6

--~

KM5

XM3

KM3

KM4

ML 0

Fe KM2 KM'

KMI

s1E-

""'

KMI

KM3

KM5

ssfo

kMI.

K M5

• ""

KMI

"'"

KMS

KM6 ESQUEMA No. 2

KM5

KM4

Arranque de un motor trifásico de 4 velocidades

INVERSOR PARA MOTOR TRIFASICO DE 4 V ELOCIDADES .

9 136

137

ESQUEMA Ni 3 L1

I l==t:-Jlt:=::-J

~i, --::::t::cj

-::i

." SI

KM4

KMI

KM5

KM!

K MI

KMI

S3E

KM5

5'[-

" --~

--~

KM!

-- --

KM4

KM 4

ssE-

KM!

-~--

KM!

KM4

VSL

VSFI

_________,..__,.¡__...J,___..J.._...J_...J._,L...J._.L.... KMI KM3 ""'

\IR

•

d 1 a

ESOUEMAN• 1 Es'IU"fflil de PQ t!Md8 p ttt"8 el arranq ue d9 un motor trifásico

de 4 ~l()C{d,()des~pormedio d6 dos bobinados scp;,ra(l()II

en r:oneidón Dahlander.

A continuación st: wñalan kls contactores que entnm en ~M difeccmtcs volocidad..-:s: 1 - Ve/()CJ'd8d IMta Comactor KM 1 con F5 de prote,cciOn Bobinado Ti> 1 VelQCl d:id: 600f/mn; Pol aridad: 2p ::6

2 - Velocidad st:mUtJnt~ Contac-tor KM4 oon F7 de ptotecci 6n · Bobinado rP 2 Veloci dad: 750 r/nm ; Pol.1rldl!d: 2p=4

3 - Velocidad S1Jmi-fapida Contacton.:s KM2+ KM3 "'°n F6 de protección 8obi nodo tP 1 Velocidad: 1.000 n'mn; Polaridad:2p=3 4-

Contac tores KMS+ KM6 con F8 de pro tección Bobinado rP 2

2p : 2

ESOUEMA N• 2 E.squema de m;,,r,iobra para pltoto1r el et,t¡Uem1 de por.ncia rP 1, to ~ e se hace a inris dfJ un contactar cJq cinco posiciom,s, correstJC)(Jdiet)(/Q el csmto si paro.

ESOUEMAN• 3 Esquema d6 maniobr., para pilo(-:,, el ,u.quema dB portJrtcliJ tP 1, lo que se hace a tr.wés de pu/siJ</oros iridivl(Ju,,t/z$dos para cada mm:htJ, r,/91.Jiet1do el s;stcrm de ~rlClav:,mlento Yh citado ,m ros ejercicios :mce,iores.

El esquema dispone de l.imp31es de s.eñali:zaciOn qv ~ indiebn el disparo del rel6 té""ico de proteor.íón.

Esar.tema de p orencM ptm1 el arrMque e inversión de giro de un motor rrifásico de cu;,tro vetocldtt(fef, que dhpone de dos bobiniJdO-s sep:,~os p ara c()n«l(iÓn Dahlarukr. -

Jnven;or (Je giro

COl\tactor(l$: l(M 1 (Izquierda>, KM2 (dt ret.ha)

Vel(}dd .; d rápida

VPl oe,i(f;:td: 1,600 1/mn; Polaridad:

Veloddad /(Jnta (Vl) Contacto r: KM 3 Protección; F 1 (fusible), f5 (relé lérmioo~ Velocidad semi'/fU'tUt (VsL)

Contactor: K.M6 Protecdón; F3 (fusible), F7 (relt? r8rmico) VetQcJd;,,d ,;emiraf)ida (VsRJ

Cont ~ t Or,iJ$: KM4+ KMS Protección: F2 {fusible), F6 (relé tíirm ico) Velocidad ráf)lch {VllJ

Contactores; KM7+K.M8 Protección: F4 (fusible}, FS (relé 1E'1m ioo)

Inversor para motor trifásico de 4 velocidades

139

138 SEA AL OISPAJlO A T. VR

S ERAL DISPARO RT, V,L

Esquema de maniobra para el arranqve e inversión de giro del motor trifásico de cuatro velocidades, cuyo esquema de potencia se reprcsoota en la página 137 y el de maniol)ra en la página 138.

SEIQAL DISPARO RT. Vdl

La seleccióri de las maniobras, sentido de giro y velocidad so hace por pulsador.

SEIQAL OJSP4RO Frr, Vl

Analizando el es.quAma de. maniobra en su totalidad, se aprecia Jo siguiente:

Sf:ffAL MARCHA RAPIOA

a) Tensión para el telemando reducida de 400 a 110 V.

Sl!:filAL MARCHA Sl:MlL~NTA

b• l as

cuatro velocidades tienen protección por relé tér mico conectadas en ser ie con el paro general de la maniobra.

SEAAt. M ARCHA SEMIRAPIOA

et Inversión de giro con selección de sentido por pulsadores S2 para giro a b:quierda y S3 para giro a derecha.

SE:AAL MARCHA LENTA

:,:

Lámparas que señalan el sentido de gi ro seleccionado.

Las velocidades se podrán seleccionar después de haber seleccionado pl'eviamente el sentido de giro.

Con el pulsador S4 entra la velocidad lenta (VL). Contactor KM3. Enclavamiento con el resto da las marchas.

VEL RAPI OA

•:,:

...." :;; •:,:

" ..... :;¡

VEL S EMl l.e NTA

g) Con el pulsador S5 entra la velocidad semilenta (Vsll. Contactor KM6. Enclavamiento con el resto de fas marchas. h) Con el pulsador S6 entra la velocidad semirrápida (VsRl. Contactores KM4 + KM5. Enc lavamiento con el resto de las marchas.

i•

Con e l pulsador S1 entra la velocidad rápida (VR). Contadores KM7 + KM8. Enclavamiento con el resto de las marchas.

Señalizac,ión de puesta en servicio de los diferentes velocidades.

Señalización de disparo del r elé térmico de las cuatro velocidades.

Bajo cada circuito se ha coloc~do un rótulo donde se señala la misión del contactor o lámpara en el circuito de maniobra .

VEL SEt.41RAPIOA

1 X

.."

,.¡,:,¡ I} :,:

t !i " "

..... ;;,

VEL. 1.E NTA

S1:19 AL OIAO 01:RfCHA

SE~AL G IRO IZOU1 €R DA

G IAO A OEAECHA

OIRO A IZOVIEAOA

" "

Este sistema de representación ayuda mucho a conocer y encontrar rápidamente los diferentes elementos del a\ltomatismo a los responsables del mantenimiento de la instalación, tarea que resulta dificil cuando se trata de muchos y variados automatismos.

FORMAS CONSTRUCTIVAS DE LOS MOTORREDUCTORES

ACOPLAM IENTOS PARA M OTORES

141

140 POSICIONES DE MONTAJE AJ igu.it que p.ira to; 1t\otore-,, existt una dt.nominación concrttasobrc las fom1i:1$conmuctivaHil: los motorrcduct0f'C1

y su forma de anclaje o posiclonlimlento en la m6quina y que$! represermm en esta pAginl' p:w:i las po;idones m&s utllilad~. En los motorreduc10 .-es- ool?m~ <;le w forma, e, impo1t;,nlt! C(ll)c)~, :

•l b)

La potencia y par a 1tan1;011t1r. la l"(!"l ac.ión de transformación. Sea un moto,reducwr cuyo motor cJ:;:,; 1.500 r/mn '/ ;a I,> :;ali(l.;, c1el redut:;t or se 1nidf!11 30 r/mn t i raf)Ort de.: transformación será de 1 :50. •

83 Fij-'C:lón a Patas Montaje t i suelo

.. BB FIJ.c.i6n a patas Montaje itl techo

.. B5 Fijacibn e b<ide Montaje hori);ontal

•

V3 Fijación ~ brida Mont.ije vertical. Eje h;:ie:ia arriba

i .

86 Fij,eíón a patas Montaje laterel. Eje a la i:i:quicrda

B7 Fijación a Patas Mont;,Je huera l. Eje i ,,. (le,~

V5 F ijacion a patas MontaJe lotetol. Efe h¡,cla ab&;o

11 1

835 Fijación a pata1 y brida Monta~ al &Vél-o y f11ilf!t~I

.. -

V1SFiiac:i0n a Patas y brida Eie hati:i .1bajo

MAQUINA

MOTOR

ACDP( AMléNTD

ACOPLAMIENTO MON08LOOUE O DE D ISCO

ACOPLAMIEN TO RIGIDO

ACOPLAMl t N TO A PLOlS

V6 Fijación a patas Montaje lateral. Eic hacia arriba

i-a•

DESA LINEAMIENT O

y OECALAJES QUE se DAN EN LOS ACOPLAMIENTOS

ACOPLAMIENTO CON A IGIOEZ RADIAL

V1 Fijacib n a brida

Mont.!,je ver1it;.1I, E;e h;,,ei;i l.lba.Jo

V36 fijacion a Ptit.t$ y t)ride Eje hacio ;;irt iba

Par de toulOn

KO :: --'-"='-"'=-"--- -

Angulo d& t<>rilón

Esfuerzo radial

t n m.d.N./ridian

ACOPLAMIENTO CON RIGIDEZ AXIAL

F =...:..t.. en d .N,/mm

De,c.alaje radial

ACOPLAMIENTO CON fl lGIOEZ CONICA

K)< :

Esfuerzo axial Oefo,maci6n radlal

F:11 N /m = - - end. , m x

P<'lt efe desalineación

Des.alin eación a ~tar

=- - - -- - - - =- - en m.d.N./rochan

9 143

Motorreductores

MOTORREDUCTORES

9 142

Los motores de corriente alterna dao una velocidad fija, generalmente alta, que no se suele aplicar

d irectamente a la máquina, sino a través de reductores,

El reductor es un etemento mecánico mediante el cual se consiguo qué la velocidad que da un rnotor

se reduzca o eleve a las necesidades de la máquina a actuar.

Si el reductor tiono una entrada de velocidad fija, la salida también lo es. En toda ttansformación de velocidad se da una relación de transformación. $éa un motor que da 1.500 r/mn Y a la salida del reductor se obtienen 100 r/mn; la relación de tran$formación es de 1.500/1 00 = 15. Por cada 15 r/ mn a la entrada del reductor, 1 r/mn a la salida. Existtm diversas forn:ias de conseguir más de una velocidad a la $alida ctel reductor, lo que se consi· guc con motores de dos, tres y cuatro velocidades. Existen muy divérsos tipos de reductores, aplicándose desde muy pcqueifas potencias hast.:i muy elevadas.

u---...--------.-----L2---+--------t-... ----

L! ---+--t-+----~t-+-t---

FJ F4

--~ --~

1 O 2

A continuación se <t$tudian algunos casos de aplicación de motorreductores como son los de salida fija, HÍÍda variable por variador manual, por variador mocáníco accionado eléctricamente. KM2

-@!!t-~~-------~-

- -"v- V

KM1

fv1

3 (\,

MOTOAREDUCTOR

-efllB@u

3 (\,

IS00-1000 r/mn

,so..100 r/ mn

w Y5

KM2

L2-la------~--.... -e,

ISOOr/mn

•MI

·"

100 t/mn

ESQUEMA PARA EL MANDO ELECTRICO DE UN MOTOR REDUCTOR

E$té esquema corresponde al mando de un motor por medio de un cootactor pilotado por u n pulsctdor de marcha S2 v otro de paro S1. El circuito de potencia dispone de un seccionador con fusibles incorporados y r'Clé térmico de protección. El circuito de maniobra tiene una lámpara de cotor verde (C5) que señala sobre el pupitre de maniobra que el motor está en servicio y una lámpara roja tC2} que sefliala el disparo del relé térmico por sobre-intensidad.

VARIAS VELOCIDADES FIJAS Uti lizando motores de varias velocidades. 2, 3 ó 4, se consigue obtener en el eje del reductor varias velocidades que corru$ponderán a las velocidades que tenga e l motor y a la relación de transformación dol reductor.

Los esquemas de potencia y maniobra aQu í representados corresponden al mando de u n motor de dos velocidades con bobinados separados cuya puesta en marcha y parada se realiza a través de un conmutador de tres posiciones, corrospondiendo el centro a la parada. Los corrtactores tienen enclavamiento mecánico @ntre sí y el esquema elécttico de maniobra enclavamiento por contactos auxi liares. Considerando que el motor da \.500 r/ mn l4 polos) en un caso V 1.000 r/mn {6 polos) en otro, con una relación de t ransformación de 1/lO el reductor dará en su ej e de salida 150 Y 100 r/ mn respec· t ivamente.

Motorreductores

9 145

Motorreductores

144 l1

MOTOR REDUCTOR CON VARIADOR MECAN ICO ACCIONADO ELECTRICAMENTE

L1,- 4 ; ; ; t , - - 1 - - - - - f2

" FI

<MI

MOTORREDUCTOR CON VARIADOR MECANICO

M f\,

KMl

.,,--e;i--...- - - - -

""'

KMl

·¾ ·

En este cos'o,. el motor tiene una sola voloci·

dad y es el reductor al que por medio de un

VOlitl\té se Je puede vari.ar su relación de tran:S• formación dentro de un campo determinado. El mando del motor se realiza désde dos puJ sadores de marcha y uno de paro.

3 (\)

~l~FO

"s1E- ->

--l}-

3 "' s2f MOTOR

MOTOR

KM!

i í

0-0-

La velocidad (le $~!Ida del reductor podril MJm1Jnt,1rse o dismi·

nuim pulsando en el coNes:pondienv~ botón. Et esquema eléct rico consta basicamente de un circuito par., alimentar al moto, principal qui: tran;mite movimiento al rf.(l uctor con m ando desde un pu l$cldor de m;:,rcha Y o tro de paro.

1') Vañación manual de velocidad mediante el tornillo, que tiene como seguridad una contratuerca de bloqueo con pataatca.

Esiando en sarvicÍó el motor principal, pocM, aumentarse o c:tls· miouirst l.i ve lO(l(lad d al ,tjc dt salid& del reductor.

2) Vañación motorizada de velocidad mediante un pequeño motorroductor con limitadores de

Pulsando en S3 con marcha a imP1.1 ISO$, aumi:nta la velocidad. Pulsando en S4 con marcha a imp.ul\;0$, ~ , educe la ...e1ocíd11d.

marcha para las velocidades máxima y m ínima, tal como se estudia en el ejercicio de la página si, guíen te.

El esquema dis¡>tu,e d e dos finales de e.in era quO" limitan el ,eco· , rido del h usillo d el \1 tri11dor d o vclocí<hld,

FC2·

Ftl .

--íl--

___,..____.____.__ KMI

KM2

KM3

CAPÍTULO

FRENADO ELECTRICO DE MOTORES

Frenado de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . . . . . . . . . . . . . . 149 Frenado de motores trifásicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . 152 Frenado de máquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . . • . . . . . . . 157

FRENADO DE MOTORES

149

FRENO DE PRONY

El f reno dinamométrico de PRONY tiene gran utilidad en la madi· ción de la pOtencia de motores. El procedimiento consiste en ajustar al eje al que se va a medir la potencia, dos medias zapatas que se apretarán entre sí por medio de dos tomillos de manera que al

•

girar, el brato de palanca suspendido de una de ellas Quedé en equilibrio, al quedar las agujas una en

frente de la otra, como consecuencia del apriete de los tornillos y las pesa$ que se colocan en el contrapeso. Será en este momento cuando el eje qlri! gira a o revoluciones, des.arrolla una potencia P que se calcula mediante la fórmula siguiente:

2• ,r · :.._~ p·L·n p = ___ 10'

P - potencia en Kw

p - peso del contrape$0 del brazo de palanca en N

L - longitud del brazo de palanca en metros o - rP- de revolucion&s por segundo

F RENO DE CIN TA

Este sistema de medición de la potencia desarrollada por el eje de un motor consiste en una cinta de gran coeficiente de rozamiento que rodea al ojo, llevando a cada extremo un d inamómetro.

· Para hacer la medición se procede al apriete de la cinta haciendo

girar los tornillos hasta que hB9Sn marcar a los dos d inamómetros. La lectura de los dinam6m01ros es distinta, al ser diferentes las componentes de fuerza originados en la rotación del eje.

P =6f·2 · w·<·n

P .- potencia en vatios (w) L!.f - di fencia de tensiones marcadas por los dinamómetros en newtons {N) n - o'9 de revoluciones por segundo

r - radio del eje en meuos f 1 - lectura dinamómetro 1 f 2 - lectura dinamómetro 2

Frenado de motores FRENADO DE MOTORES Y ELEMENTOS EN ROTACION

En muchos casos ré$Ulta necesario e imprescindible el paro instantáneo de elomentos da rotación, como p u eden ser los motores que mueven máquinas herramienta, transfer, elevadores, cilindros de laminado, etc.

CLASES DE FRENADO

10 151

Frenado de motores

10 150

DESPLAZAMIENTO EN MOVIM IENTO HORIZONTAL DE FR ENADO

S: V•

s v t1 tr -

(t, +0,5t,) • 1,000

espacio recorrido en mm vetocidad en m/s tiempo de entrada del freno en s tiempo de frenado en s

DESPLAZAMIENTO EN MOVIMIENTO VERTICAL DE FRENADO

Distinguimos tres clases de frenado, q ue Sé citan a continuación:

a) Hacia arriba.

1- Frenos mecánicos

Aeste grupo pertenecen todos los elecuofrenos 2- Frenado j:Jor contracorriente

n -~ S : V '

(t,

2 + 0,5t, nm-1:ta

lnvérsi6n b rusca o invel'$iÓn suavi?ada por resistencias

1 • T.000

f\n- velocidad del motor en mn·' 6t1 - variación de velocidad en mrl 1

3- F!t!nado por con-iente continua b) Hacia ,abajo FASES DE FRENADO

1:i. n.,+-

En este período de frenado se distinguen dos fases:

V •

2- + 0,511 (ti • - -n., -""

] · 1.000

a) Tiempo de entrada del frenado

Durante este tiempo, la velocidad se mantiene casi cons-tante, e incluso puedo aumentar cuan do se trc:1ta por ejemplo de aparatos de elevación,

Motor desconectado y freno sin entrar al estar en fase do dcsplazamtE!nto. b) Tiempo de tronado mecáni'~o Our81'\te este segun·do periodo decrece la velocidad del motor, roafíz.ándOSé el frenado. T IEMPO DE PARADA (.. )

- tiempo de parada en ms (milisegundos} t iempo de respuesta de órganos de mando de apara· tos eléctricos {contactores, pulsadore¡, F.C•• etc.) en ms t 2 - tiempo de respuesta del freno. Oe'Sde la orden hast.l entrar en contacto con la pieza a frenar en ms l f - tiempo real de frenado én m!:i ~

11 -

T IEMPO DE FRENADO (t,) PARA UN MOTOR-FRENO

Jm - momento de inercia del m.otor-f rcno cr) Kgm~ Je - momento de inercía de la carga en Kgm 1 Wn - velocidad angular del motor en rd/s M f - momento de f renado del motor,f reno en Nm Me - momento de fa carga en Nm + si frena - si en trena NUMERO DE VUELTAS ANTES DE LA PARADA (n)

n: ~ 2n

(t 1 + t, +

.!L.J 2

FUERZA DE ATRACCION DE UN ELECTROIMAN (FI

B•S 981· 8•· 101

B•S 7,848w· 10 '

F - Fuerza en Kg S - Superficio en cm, B - Inducción en teslas

FRENADO DE MOTORES TRIFASICOS LI

FRENO DE DISCO

Frenado de motores trifásicos

163

152

t•------

ESQUEMAN• 1 Fren~do dO un motor 11/éctrico rrif8$i·

co ()()r elixtroim.ín. én esat caso, el bo+

- -~

binado del motor y el dfll electrofrrmo v.w t;011ecrodos ~,, paralelo.

S11,

Al d~r (:(m iente aJ motor, también la recibe e l bobtn3d-O del electroimán q ué desbloque;) el eje y rotor del motor, dé· j aodolc> gir.ir llbrement~.

e.a. 220V e.e. 88

AJ OOJtaJ la corri-entc al motor, también hace lo mismo al 11lectroim8n, de manera que los v~ctores se recuperan euipujando a las pastillas contra la par· te Que gira, haciendo el paro del eje del ¡e

l<Ml

NII

motor.

Las panillas de f,enado pue<Je-n incidir

e.a. 3BOV e.e. 170V

sob,e un pl.1t<>, $Obre 1.1n d isco o sobro un volante en el caso de m ordazas.

la m aniobra de p~ta en marcho del

motor corresponde en e$\e Cj$0 al m tin· do de un conuctor dMC!e un pulsador

do marcha y otto de paro.

•

K MI

·-·-=

J n.,

Los mo tores con frtno son muy utili·

zado$, de ahí q ve convenga conooer d i· verso$ tipos de fte,,.ado que tienen su

Apllt~¡¿.n contreta.

., lec · ·=,, ·-· L. J L

u---...--------F!

L>- -...- - - - - -

n.,

--~

n Motor trífiísíco con inversión de giro y e/ectf'Ofrcno de disco a/imantado por co"iente continua rectificada

"'"

--~

Con independen cia de la maniobra que realiza el moior

s,¡:.

princi~I, ya e-studiada, el circuito representado como anexo al inversor, cortesponde a la alimentación def clrcuho de frenado. El sistema de frenado consta de un disco atrapado en reposo por un conjunto de resortes que bloquean la ro-

s1E-

tación del motor..

Al dar corriente al motor también se alimenta la bobi·

szl, F2

•

..,

----------µ (3-

KM1

S31:,

na L (electroimán) q ue al excitarse desbloquea el disco dejando girar tlbrel'nente al rotor. KM!

KMI

N _ _ _.,__ _ _. . ,_ _ __

KMI

La bobina Les alimentada directamente con la tensión de red durante el arranque del motor. Cual\do el motor adquiére una determinada velocidad, se ab re el contacto cen1rifu90 Ce, con lo q uE! la bobtna L pasa a a limentarse a través de la resistMcia R, q ué limita la corriente absorbida por este circuito. En el momento de p a ro del motor p rincipal se vu@lve a b loqu&ar el disco. con lo que se Í'ealiza e l paro del rotor por frenado.

KM2

-s;:7-

M 3

n.,

N_ __._ _ _ __,.,__ _....,.,__ _

l<M2

KM I

KMZ

~··

10 155

Frenado de m ot ores trifásicos

Frenado de m otores trifásicos

154 LI

ESQUEMANl 2

(Viene de la página anteriort Frenado por inver$ión de giro (contracollientt!)

El esquema corresponde al arranque de un motor con un solo $01ltido de giro cuya l)uesta en marcha se realiza desde un pulsaclor de marcha. El paro puede hacerse con frenado o sin él,

-- --

KM 1

--'--

KM2

KM3\---

...,

FUNCIONAMIENTO

Puesta en marcha. Pulsando en S3 entra el F2 se .alimente directamente el motor.

COtltactor KM1, de manera que a través del relé térmico

•

AJ eje del motor se le ha Ír\Stafado un contacto centrífugo, que en reposo está abierto y que se d orra cuando el motor adquiere una determinada vélocidad nominal.

ParadtJ. Si se pulsa e1\ SI o se d ispara el relé térmico F2, se hace el paro sin frenado. Si se pulsa en $2, Sé desconecta KM1 y se conecta KM2 alimentando a t(avés de resistencias limita· doras al motor, pero en giro inverso al normal de trabajo. Oe esta forma se inicia ol í ren~o por con· tracord ente.

Mando p¡¡ra un inversor de giro desde una cala de puJsadortJ$ y f,e. nlido por' ccntrQcordcnte; reduciendo Is corrlente por resiscc,u,,•ias.

cuando el motor es-tá próximo a pararse, o l contac.."tO ~ se abre, t irand o la maniobra del contactor KM2. con io que se realiza et paro del motor y de la ffia.nlobra.

El circuito de frenado pOr contracorriente dispone de su correspondiente p rotección por fusibles F3. por no ser iguek?s fas corrientes en el arranque v marcha nominal d el mo tor que quedan Protegidos po r F l, y las de frenado. En la página siguiente se estud ia la aplicación d el frenado por cont.raco rriente para los dos sentidos d e giro de u n mo·tor, haciendo uso d e resistencias limitadon1s. sustituyen do él contacto oentrífugo por temporizador.

S2- Marcha para giro a la 12qu1erda

u----------

S3- Marcha para g iro a la derecha S1 - Paro sin frenado S4- Paro cOfl fre nado, cualquiera q ue sea el sentid o de giro en servicio

Pasado un tiempo de haber pu,sado S4, un temporizador tira la maniobra, cuando se preve que el eje del motor se ha parado. Esta maniob ra entrará si está en servicio

SI E-

KM l o KM2.

KMI

s2E-

s>E-

KA1

KM2

K MI~ KMI

KM2

KM 2

KM •

KM,

s•E- ---KM3

KML

-Sl--

- .s:/- -

N _ _...,_ _ __.,_ _ _...,._ _ _..,.,__ _ _.,__ __ KM1

KM2

KAI

156

"s1E- --> KMI

KM2

s,f

KM I

h KM2

KM I

•

10 157

FRENADO DE MÁQUINAS

Frenado de motores trifásicos

KM I

KM2

380V

•••

SJf IIOV KM1

KA J

KM2

Rí!e1 ifiudo111s

u ...¡;3-......¡..,__ _ _...,._ _ _..,.:--_

,-V-

1 U

KMJ

KAt\

' ... u

N KMI

KM2

KM3

il,A,1

Al entrar KM1 o KM 2 se da corriente al equipo rectifica· dor que alimenta al electroimán, para desbloquear el co· rrespondiento frenado.

Mando para un motor por medio del contactar KM1 con ti1icio de lb tnfJfliobra en S2. Esta maniobra tiene la posibilidtJd de htJCer el paro sin frenado pvlsando en $1 o con frenado, puf·

sandoenS3.

Dado que el equipo de alimentación del electrofreno es

de e.e .. noocsita una intensidad inici"al etevada para atraer el núclieo a la annadura. Una vez atraída la armadura,

El pa,o con frenado se consigue alimentando dos fases del bobinado con corriente continua rectificada po, un equipo rí!Ctificc:M'.for trifásico en puente, al bloquear el efecto electroimán el rotor del

motor. Pu lsando en $2, etntra en servicio el motor por medio de KMl y a través dcrrelé térmico F2.

Pul:sando eo S3, se con~cta KM2 que deS,Conecta a KM1, conectándose cuando este último cae, el contactor KM3 y el temporizador KA 1.

Pasado un tiempo, KA 1 tira la maniobra y se da por concluido el frenado. Una resistencia R regula la corriente de frenado.

con una intensidad menor, so pueden mantener unidos.

FUNCIONAMIENTO

Si se pulsa S1, se hace la desconexión de KM1 y el paro sin frenado dél motor~

No puede entrar corrionto con tinua al bobinado del motor, para su frenado, en tanto que no se abra el circuito de corriente alterna que alimenta en condicionas normales al motor.

Esquemas de pOteflcia y maniobra para~/ frenado de un motor o máq1,1ir>a accionada por un motor. En este caso; el motor está gobernado por los con tac toros KM 1 Y KM2 /inversor de giro).

E LE(

Al poner en marcha el m otor, entran KM1 o KM2 y al mismo tiempo y a través del interruptor, el equipo recti· ficador y con é llO la alimentación al eloctroim.in a través de KM3. Despu és de un tiempo, KA.o {t.omporizador) desconecta a KM3, cortan do la aliment~ión directa y reduciéndola a través de la resistencia R ~ 400 por me. d io KM-4 que permanece en servicio. Al hacer el paro de KM 1 o KM2. también se deja de alimentar al electrofreno, con lo que se bloquea ol giro del motor y por tantO se realiza el frenado,

CAPÍTULO

VARIACION DE VELOCIDAD PARA MOTORES TRIFASICOS DE CA CON ROTOR EN ce

Variación de velocidad para motores trifásicos . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . 161 Variación de f recuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

VARIACION DE VELOCIDAD PARA MOTORES TRIFASICOS

161 Cada vez e, m;n ut111z.ada la va, iación di: velocldad e·n m aquinaria y pr009sos divtrsos. tanto en gr.i.ndes, com o en

medias v pcques1l:ls ootencias, En 13 mworie de los casos en <iuc se ¡)plica IJ variacibn de velocidad, se requiere un par mantenido, $in q ue influya la 11;,wi.)(:ión d e velocidad en mi-so menos.

En corriente altem~. kt velocidad dada por u n motor uif5'ico de tlpo jaula d'al ardilla, es lija y no ti.ene p0;ibllldad de variació n. Su valor viene d3do por la siguiente fó rmu la. n - r"evoluciones por minuto. La vQlocidad rflal d ada por el motor es inferior a la de esta

formu la, va que corre$ponde &: la velocidad de sincronismo.

60• F n : - -p -

Los motores asincronos (motores ttifástOOs} úenen una velo· cldad menor como comccuencia del deiiliz.:im lento y de otras

p1hcfi<.I~$ debidas a causas elitlctricas y .mecánic.:tS. F - frecue ncia p - P<l,e$de polos del motor (N +S} Sol.amen~ va,kmdo la frecu1tncia d t alimentación 31 motor, sa consi!JUe variar l.i veloc.kfod:

El variar la frvcu(."f'lcia de fa red $ignlfica para el mo t o r. un cambio $U$t~ncial de las condiciones ett<:t rica; del motor, lo que Óbligs a un reajuste d&otro; f).ir.,nlett(I$ como ~o es princ ipalmente el de 13 tensibn. Los variadort , de velc)ckJ3d $00 aparatos eklctrónk:o$ CUY3 base princ ipal es t i t i1istor, teniendo oomo m isión la de variar la frecueticla de alimentaciOn al moto,, p¡,a así toll-$8QUir d istintas velocidades. Ahora bien, un aumento de frecuencia exige un .:KJment o de t ensión y vna d11m inuci0n de trecucncia, recklcción de 1em iOn. La t ensión y la tncucncia varían ; iempre e n Igual proporc;ón. Si $e 1):ija,~ por ejem plo la freouencia y n(> lt• tensión, la lntensid.ed de corricnro aumentada tanto Que podría Quem arse <,I moto~. ' Lo imponente en esto, varl.c!ore$ d1.> froc:uuncia e& e l de con$eguir una modutaciótl &enoid.'11de la COfrie nte Que ali· menta al Motót p;lra que pueda dar el m ás elevado p,r no m inal. En vari.idore, de onda cuadrada. el par dado f)Or el mot or &e reduce en ~mximadarnentc un 20%,

ESQUEMA BASICO DE UN V ARIADOR DE FRECUENCI A

l .l

,-·- ·-·-·-·-·-·- · -·-·- · -·- ·-, FI

KMl '

10 i ..-~ T

. . -~

-:*- ©

. . -~

- <Df- -

f .. so c/s

"'"~"'"-';---el".

'--,' ¡

' 1

w \

'"'

I © 1

¡ 1

i i i i L ·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-j 1) 2) 3) 4)

5) 61 71 81

Cc>njunto variedor de t rccvt:ncia oompueno basicamm tu de: Reetlftclldor de corrientes trifásicas. f i lti.idoporcondonsador. Pa$() de corriente continua a coniP.nte ::theina, a base da t iristore-s.. Oete«tbn de la intensK!ad de corriente lm absorbida por cada tase del motor, Re91)!acibn de ta variación dé fr(iCUMCi.a. Control de la velocidad. que coo f.n referencias de lm (5), •1clocidad e legida (6l y flltr3do i3>, 11Ctlladirec1amen· tt: sobre los tid no,es a través d& (81. Con trol digitál q1.Je envl$ la señal de (71 a t4),

Esquemas d9 porenti~ y m;,n/obrt, pira el m/Jl'ldo d8 varios motores dettltt,dos, llCCionar una serie dé c/cmetHOf de tnll int talfldón en cascada, 11S decir , uno;, t()IJth>üM:100 de otro en un procr..•so de fabriCiJC{é>tl y di$f>Ueft01 de forma que si falla uno, ,e P.Jte el m1to,

11 163

Variación de frecuencia

11 162

VARIACION DE FRECUENCIA

El con¡unto d& motorix 8stil gobernado por el cootactor KM1 mandado desde 10$ pul$~ dores S2 (marcha) y S1 (l)aruda).

~-EH-

H:El--

ª'

1 1

,r--e3--..----

,_'

Medi$0te un variador de frecui;.'flcia se ouede ;)Umen1er o disminuir la velocidad del con, junto de la instalación por medio del PQtenclómetro P1. El variador en ene e.iso et c. paz de alimentar a 4 motores (Je ~que,, ~ potencia, cuya suma no wi>efe la t.,p~id3d del variador de frecuencia.

1 1

Los contactos ~1. i'2, 1)3 y ~4 son cen tritugos. Ll '

- ·- - ·-·-·-·- ·-·-·-·-·-·1 l<M1

P"'

VAAIADOR dt" FRECUENC IA

,_J l<Ml

r·

Hi '. L-i_

·-,

VAR IA OOR dt' FRECUENCl.t, 1

3 "'

..,

.,,,

KMI

fV/3

(\J

fV/4 3

(\J

L(-E~,----,,-...--,---,--Esqücmá$ de potonci11 y mt1niobra pattJ el arranque de un motor trifásico de corriente .alr:erm, con variación de velocidad por VtJriador de frecuencia y moror psra ventilador qw refrigera.al motor principal. El circuito dispone en su conjunto de : - Un seccionador general 01 con disp.aro por sobreintensidad. - Un contactar KM1 qu e alimenta alvariadorde frecuencia y de éste al motor M1 y al motorM2. - Un variado, de frecuencia pilotado desde et potenciómetro Pl. - Relés d e pro tección térmica F1 y f2 . - Motor pñncipal M1 con pues-ta a t ierra. - Motor de ventilador con puesta a tierra.

" "

- - -- ..¡,

-- -~

E-

La puesta 9') servicio se realiza como sigue: - Pulsar en

a,.

..., ,,. 1

- Pu lsar en 52. - Regulación de velocidad en Pl . El paro se realiza al pulsar on S1, disparaf'Se los relés F1 ó F2, o et seccionador general 0 1 por accio, namii:mto manual o porsobreintensidad.

Lfl LF4 LP'6 LFS

KMI

KAI

.,.,

KAJ

Variación de frecuencia

164 Equipo e'9ctrónieo para la variación de

velocklad de un motor trifásico asíncrono con rotor en cortocircuito Convertidor de impulso.,;: digitales que permite la variación de velocidad sin escalamiento.

CAPÍTULO

XL - Inductancias de red, en la alimentación del é(IUÍPQ.

ARRANQUE DE MOTORES MONOFASICOS

1 1 1Xl

KM1

L3 ENTRADA OE SEÑALES

KM!

1L ______________ DE MANDO Y CONTftOL I1

1 1

POTENCIA

A CTIVACION

ETAPA

1 F2

POTENaA

1 T1

1 1

I 1

MA NOO REGULACION

CONTROL DIGITAL

C\'lt1vr.rtidor de ft<lcucnCtll

u - 1t!rmistnncill

M 3-

o .. Sondas termostáticas para conuol de temperaturas en el bobinado d~ motor. RF - ResistefM:¡a de freoado.

QF - Seocionador con fusibles incorporados.

KMt - Contactar tripolar. M - Motor trifásico con rotor en cortocircuito.

O .. Dinamo tacométrico para control y regulación de la velocidad.

1 1 ,·

Arranque de motores monofásicos . . . . . . . . • . • . • . • . • . . . . . . . . . . . . • . . 167 UNIDAD

DE MANDO

ARRANQUE DE M OTORES MONOFASICOS

12 167

ll N

" F1

F2 , , -

..--~

s1f~+

Esquemas de potencia y maniobra para 52

F2 1

E-· '

KM J

o/ mando de un motor monofásico por medio dB un pulsador de marcha S2 y otro ele paro S1, además de pro cocción térmica F 1. Dado que el circuito de alimentación es monofásico, :¡e coloca un reló térmico en

la fase. N

KMI 1 "'

En la parte inferior se representan tres

posibles conexiooes para e l motor con dos devanados, e l pñncipal y ol auxiliar de arranque. Estas posibles cone>eiones

ron:

1) Bobinado auxiliar con paro por iñre-

rruptor centr ifugo,

v { 1)

w~ ~ ,

2) Bobinado auxiliar en. serie con con· dcosádOr con desconexión por inte-

rruptor centrifugo, 3) Bobinado princi pal eo serie con resis•

teneia en el arranque. '2 )

Bobinado auxiliar en serie con reac· rancia. A l adquirir velocidad ef motor, un interruptor centr ifugo desconecta el

••

bobinado auxi liar y a_limenta directa· m~nte al bobinado pñncipal.

u,~• • •1-<i-C= :f-iv BA

.J.-

( 3)

.Arranque de motores monofásicos

169

¡j N

r-¡]~

L _Í o

ll Fl

S1f-

10 TENS ION U

KM l

MOTOR UNIVERSAL

EsqCJtJma de potencia para ltt puesta en

52 E'

Arranque de motores monofásicos

12 168

Au,

KM1

marcha de un motor universa/ por medio

de un inte"uptor rott1rí110 de acciona·

miento mrmual.

••

El esquema dispone de un reostato para regu lar la velocidad del motor, que tiene esta posib ilidad.

continua.

Bajo el esquema de potencia se represen· tan los dos circuitos en los Que hay una

inversión de corriente en el inducido del

' 11

circuito 2, respecto al circuito 1, 0G esta V

KMI

Este motor puede funcionar indi5tinta· mente con corriente a lterna o corriente

~ ~

TENS10 N 2U

Au,

" Esqucm:!t de potencia y maniobra para el m8n do do un motor monofási co por medio de un pulsiil· dorde marcha S2 y otro de parada St.

El motor está preparado para quo ol bobinado principal (Pr > pueda admitir dos tonsiones diferentes, tal como se explica esc:iuemáticamente en las dos representaciones de la derecha correspondientes al devanado del motor. ( l) Las dos mitades del bobinado princi pal se conectarán en paralelo, cuando la w.nsión de la red sea igual a U.

forma se consigue la inversión de giro del

IZ)

motor.

(2)

Este tipo de motor se utiliza para pequeñas potencias, generalmente alimentado con corriente alterna.

Las dos mitades del bobinado principal se cooectarán en serie, cuando la tensión de red sea igual a 2U.

( Z)

( 1)

' Rl

cri.. Pot.

' V

Esquema párá J/J regulación de ve/ocidi!d de vn motor monoftJsico universal por medio de un variador regulado por Po·

Ejemplo de ap/icadón d e secclonadorcs, fusibles, contac toms y relés térmicos de protecci ón, t o~ a/ímerm,n a d0$ ellos trif/Jticos, en circui tos aPt1ré1to$ monof/J$icof o bif6sjcos.

,,ue

t enciómetro accionado manualmente,

Cuando como en este caso, se utili :c.an element0s

t rifásicos, se hace uso en el circuito de potencia de todos los elementos, a base do conectar en se· ríe con otro, el circuito que teóricamente sobra.

~ U

Arranque de motores monofásicos

12 170

CAPÍTULO

INVERSOR DE GIRO Esquemas de potencia y rnaodo partJ la inversión de giro ele un motor mMoffrsi.

...,

KM2

ARRANQUE DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA Y UNIVERSAL

co realizado con conn,ctvres. Con e l conector KM3 se alimenta el bo· binéldo principal y con los contactares KM 1 y KM2 el bobinado auxiliar de arr,mque que tiene un condensador e interrup-

tor centrífugo en serie. SegUn se selecc;:ioU

ne el contactor KM1 6 KM2, se tendré

que el motor gire a detecha o izquierda.

i i i •• i 1 8A i L _ _ _ __ J

Al pulsar en S2 entra KM 1 t KM3. A l pulsar en S3 entni KM2+ KM3.

A l pulsar e1l S1 se hace el paro, cualquie-

ra que sea la selección de giro. El esquema dispone de protección ténnica, que como ya se ha señalado con ante· rioridacl, se coloca solamente en la tase v alimentando al bobinado auxiliar.

"'------------FZ

s,fs2E-

KMI

KM2

____ __

·--~---_.... , ""'

..._

KM)

Rectificación de corriente al\erna . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . 173 Motorés dé corriente continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Regulación de velocidad para motores de CC . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . 181 Variador de velocidad para motor de corriente continua . . . • . . . . . . . . . . . . 182

RECTIFICACION DE CORRIENTE ALTERNA

~a:

_,.

13 173

Pcir(odo

. ,.

,. "'

-s-

~:~ ''

L3==:J

• ;~

• :k

.,. ~: ~

L3==:J

1 t Rectificador de media onda. 2t Rectificador de onda complota, conetxi6n push-pulJ.

3} Rectifie~dor de onda completa, conexión puente. 4) Rectificador trifásic9 de media onda. 5) Rectificador tdfásico, conexión push.pull.

6) Rectificador trifási.co, conexión puente.

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

13 174

Rectificación de corriente alterna

175

GENERALIDADES SOBRE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

- ,_

~º

Dados los medios de rectificación de corrien tes altomas en corriente continua de que ahora se <Jispone, resulta fácil y práctico la utilización de motore-s de e.e. debido principalmen te a las posibilidades Que tienen de regular su velocidad en función a las necesidades de la máquina o proceso.

•-

Los medios de regulación de velocidad son de gran precisión, consiguiéndose a partir de variadores electrónicos, velocidades estabfes, aun variando la carga.

Las posibilidades de los motores de e.e. se han multiplicado, sobre todo en procesos en los que el control y variación de la velocidad resulta imprescindible para el funcionamiento de las máquinas. En la prác1ica, se utilizan d iversos tipos de motores de e.e. como son, entre otros, los siguientes:

- ,-

-10-

• +

1) Motor de excitación independiente 2) Motor de excitación serie 3) Motor de excitación derivación (shunt) 4) Motor de e>Ccitaclón compuesta icompoundl 5) Motor universal 6} Motor de imanes (paso a paso) 7) Moto ros espociales

08ntro de los motores de excitación indepéndiento, serie, derivación y compuesta, Sé distinguen los siguientes bobinados cuya denominación y marcaj& se señala a continuación: AB- Inducido

GH- Polos de conmutación J K- Bobinado inductor independiente EF- Bobinado inductor serie 9). Agrupamiento derivación

7) Doblador de frecuencia

CD-Bobinado inductor derivaCión

10) A_qrup¡,miento serie

8) Doblador de freCtJencia

Reglaje .de la velocidad RECTIFICACION DE CORRIENTE

Los motores de e.e. pueden regu lar su velocidad por diferentes procedimientos actuando sobre la tensión de la exci tación. Los procedimientos más u ti lizados son el reostafo de regulación y los variadores electrónicos de velocidad.

Uc - Te-ns.i 6n én voltios en el circui to de e.e. le - lnttnsidad en amperios en el circuito de e.e. Up - Caída de tensión por placa en voltios. U2 - Tensión alterna eficaz de alime.ntación dé la célu la a plena carga en voltios.

n - Número de placas en serie por braio. Um - Valor medio de la tensión en voltios.

1- MONOFASICO (Svmionde>, (E)

12 = 1,57 le U2 = 2,?.2 llJe• (n· Up)) Um = A/1r 4• TRIFASICO lSemlOMal, (SI 12 =0,58 lc U2 = 1,48 fUc+ (n·Up)J JVJ A Um ~ 2

-·,r

2- MONOf ASICO IPUSH·P\JLL). IM)

12 =0,79 lc U2 = 2·1,11 fUc; (n·Up) ) Um = 2A!• 5- TAIFASICO (PUSH•PULLI, (OS)

12 = 0,41 le U2 : 2·0.75 [Vr.t (n·VPI)

Um: -...-

Al variar la velocidad también se varia la potencia del motor. Velocidad y potencia están en relación directa. Sin embargo, puedo haber variación de velocidad con o sin variación de par. Los sistemas de control au tomáticos permi ten mantener fija una velocidad establecida o selecciona· da aun variando la carga (par resistente).

3- MONOFASICO (PUEN TE!. l81

12 = 1,l llc U2 =1,11 (Uc+ (2n ·Up)] Um : 2A!•

Par motor

El par motor vieoc dado por las expresiones siguientes:

9.550· P

974·P. n

6- TAIFASICO (PUENTE), (08)

12 = 0,62 lc U2 = 0,75 (Uc+ (2n•Up) )

M -par torsor en Nm M 1 -par torso, en m Kg

P -poten cia en Kw P 1 - potencia Cll CV

- r/mn

Um= - -

Potencia a partir del par

M· n

P-

M•n P, =-"=' -

7.160

M ·n 974

9.550

P, =

M1·n

716

M: 7.160·P 1

M, : _ 7JH._ n

Motores de corriente continua

13 176

MOTOR CON EXCIT ACION INDEPENDIENTE MOTOR CON EXCITA.CION INDEPENDIENTE

MOTOR CON EXCITACION SERIE

J J

KM1

J KMI

)0,4,)

KM 2

J J

d KM2

••

•

••

•

- Bastante estable - F8Cil control d o 1u velocidad de forma automática

- Par de arra.oque muy elev~o - Muy Inestable. Tendencia a embalerW

lnversiOn de giro cambiando el \;f!01ido d e la corri P.nte so·

bre el bobinado in(lucido. No es h.ibitual hacerlo sobre e l inductor por w elev3do coof icie11te de 11utoinch.1CX::.ión, KM1+KM3 - giro a izquierda

- Imprescindible reostato d1t arranQue

- Utiliudo en tracción cliictrica

- l mf)r<:scindibl,c; rx:c»tato de ammQve - Utililátló b'I Motvrt$ d~ i)e(jUé X.i V @"rbl) 1)6lti'\Cli

MOTOR CON EXCITACION DERIVACION (Shuntt

KM2+ KMJ - .9iso a darncha

MOTOR CON EXCITACION COMPUESTA

MÓTOR CON EXC IT ACION OERIVACION (Shunt)

-----------

- Par de ~rl'anque mu y ele\lado C.ir~ctorlstlcas m uy similares al motorderivaciOn (shunt)

....

••

J KM

-------- -KMI

1-1_____,

MDTOI\ CON EXCITACIO,, COMPUESTA

KM)

KM2

En un moto, !ieric en cl Que bobinado lnduc tor e inch.1ckto ~ tbn en $erie, la oonmuu ci6n o im,ersión consiste en ha,, etr que le oorrientt entre por C o pot H para tograr que el motor gi.re a derecha e izquierda. KM1 - 9iro a ii quiP.rd~ KM2 - giro a derecho

KM I

KMJ

KM 2

••

- Par de ,m~nque me-nos el8\•ado que el motor .;erie - Muy 1mebfc - Con,..ienl'! colocar un feos1ato de SR'am1uc t:n t!I bobiO.l· ti<> i nduddo - U tilizado en maq u inas M 1r;n t1ienu~s por su estabilidad

- Buen oar de arramf\JI:. Mr.jor q ve el m()t()r de1iv:1ci6n

•

"' •

.e H

D "----'

O " - -- - '

(Shtin1)

- Muy es1able. No w 1.1mbalt - Precisa reostato de arran(JV~

- Utiliiado en m;íquln11!I hem~ientas y 1rscción

Le inversió n de co,rienw y por tinto til Sf:lntid<> de giro $ti logra tn t$1't motor actua~<> oobre el bobir1.-:.to Inductor derivac.ión Ef y regulando I;) velocidad con el reott:no Re. KM1 + KM2 - giro a iiquiecda KM1 + KM3 - ~iro .i (lerecha

En este motor compQu,ld, la inversiOn del sentid<> de gl,o se consi9ue de i!P,.lal fol'm~ que en e l moto r de e,<.Cit.iclón shunt. KM1 +Kt.12 - git o b ü:quiel'da KM 1+KM3 - .gho a derecha

Motores de corriente continua

13 179

Motores de corriente continua

13 178

-- ---- -- --

DIVERSAS FORMAS DE ARRANQUE

...

p KM2

KMI

KM1

KMl p

•

Esqve.m¡¡ de potencia para el 8rranque de un mo.-

tor de e.e. de excitación independiente.

Esquema d e potencia para el arrt1nqQe de lJn mo. tor de e.e. de exci~ción índepen dicntfJ,

El osquema consta bósic:amcnte dé los siguientes elementos:

El e~uema que dispone de inversor de gi ro, cons, ta bas1camente de los siguiente,s elementos:

F1 - Fusibles de protección 01 - Seccionador o cont.ictor. Según del tipo

de maniobra de que se trate. T - Transformador e-spocial que alimenta por Séparado a los circuitos dé rectificación de corriente del inducido e inductor. R l - Rectificador en, puente parn el inducido del motor. R2 - Rectificador en puon te Para el inductor del rnotor. A·BH - lnduddo dol motor M, J. K - Bobinado inductor independiente del mismo motor M. '

P - Po~nciómetro para la regulación develo· cid~ del motor, q ue se logra al variar la tensión del bobi nado de exci¡ación independiente J-K (ir)ductor•.

F1 - Fusibles de proteccióo. KM - Contactor I r l.

mando de un motor de e.e. en conexión compuesta '"compoundu, B in• Esquema de potencia psra el

versión de giro por medio de los contactares

A1 - Rectificador trifflsieo en poente a bas8 de tirist oras, para alimeotar al ind ucido R2 - .Rectificador on puente para alimentar inductor del moto r. Tanto R1 como R2 ostán conectados a la

t ensión de I ínea. KMl + KM2 - Contactores. Según se seleccione uno u otro se logra que el motor gire a derecha o·a izquierd.:i. A·BH - Inducido del motor M. J . K - B<:>binado inductor independiente. del m,smo motor M. P ... Potoncíómetro para la rúQulación de velo· cidad del motor.

KM 1

yKM2. El motor está alimentado por un equipo rectificador' formado por un autotransformador t ri fásico variable y su co..respondíente rectificador a dio•

Esquema de potencia para el mando de un motor de e.e. en conexión compwsta "compoun<r', e 1(1· versión de giro por medio de los COl>tactores KM t

y KM2. El motor está alimentado Por un equipo rectif.ica· dor formado por amplificadores magnéticos (trans. ductores) que ahora han sido sustituidos por tiris-

dos en conexión puente.

tores tal como se estudi a en el presente capítulo y que tieoen el inconveniente de no poderse efectuar

La maniobra se adaptará a la demanda concreta

el frenado con retorno a la red .

de la marcha de la máquina de que se trate. Los t ransductores en este caso están regulados por medio de un recti ficador en puente gobernados a su vez por un potenciómetto P.

Motores de corriente continua

REGULACION DE VELOCIDAD PARA MOTORES DE

13 180

MOTORES DE e.e. ARRANQUE POR VARIADOR

e.e.

13 181

1 J Regulación de ta velocidad de un motor de e.e. en función de la fuerza contraelectromotriz (f.c.

las grandes posibilidades que tienen los motores de e.e. han hecho que su empleo se vaya gene,aJi.

o.m.) del motor.

zan do, dado que los equipos de rectificación de e.a. y d~ regulación de las e.e. rectificadas han con•

seguido un grado elevado de perfección y rendimiento que ha dado lugar a un elevado aprovechamiento industrial. A continuaci6n se estudian algunas de las características que han de tenerse en ouenta en el momen· to de elegir un motor de e.e. para el accionamiento de una máquina o elemento de la misma.

1) Característica,, de carácter general Un motor de e.e. queda definido por:

- Red que alimenta al variador (tensión y sistema de la e .a.). - Tipo de motor en función de la e.e. rectificada. - Potencia en Kw. - Velocidad máxima en r/ mn.

Gama de velocidad de trabajo (mínima y máxima)• ., Par a 1ranimitir en Nm. Tensión del inducido en V. Tensión del inductor en V. Intensidad del inducido en A lntenildad del inductor en A - Grado de protecc-i6n IP. - Tipo de fijación y salida del eje del motor.

2) Regulación de la velocidad de un motor de e.e. por dinamo tacométrica.

2) ln1ensidades

2.1 - Intensidad da línea. Corresponden a la corriente del circuito de corriente alterna. 2.2 - Intensidad de empleo de un convertidor. Depende de la clase de servicio deseado. Pode-

mos citar diversas clases de servicio para convertidores, sogún la norma IEC146 : SERVICIO CLASE 1: Empleo al 100% de In, sin posibil idad de sobrecarga. SERVICIO CLASE 11: Empleo al 100% de In. con posibilidad de 150% de In du· rante 1 mn y que podrá repetirse cada 10 mn. SERVICIO CLASE 111 : Empleo al 100% de In. con posibilidad de 125% de In du• rante 2 ll y 200%de In durante 10 s. A cada sobrecarga debe soguir @1 tiempo necesario para que motor adquiera su temperatura de régimen. Las condícion&s ambien1ales, temperatura y altitud inciden directamente sobre las prestaciones del motor. Con <:Dráctcr general se reduce el par en 1.2% por cada 0 c que supere los 400C y 1t por cada 100 m por encima de los t.000 m de altitud. 3) Factor d& forma

Como iniciación a la regulación de velocidad de motores de e.e. se representan arriba dos: de las fo~mas de regular la velocidad señalando los elementoi básicos que precisan y que S,8 detallan a contl·

nuaci6n y que son objeto de estudio en el presente capiw 1o. (1 )

Se llama factor de forma a fa relación entre el valor eficca de fa corriente y el valor medio de la magnitud periódica,

Referencia de velocidad.

(2) Comparador. (3) Amplificador de velocidad. (4) Comparador.

4) Potencia p :: Mn· 2·•·n

60 p ::

Mn·n

Mn - par nominal en Nm

- revoluciones por minuto

(9)

l 10)

5) Par nominal 2·if·n

(6)

(8)

9.550

M n : _.::;60.::c·..:P_

Limitación de intensidad. Re-ctificador de corriente para la potencia {tipo puente). {7} Lectura y control de intensidad.

(5)

P - potencia en Kw

Mn : 9.550·P

El par es proporcional a la intensidad media del inducido.

Motor de e.e. (inducido). Tensibn de retorno (U motor). TensiOO c;ic retorno (Óinamo tacométrica).

VARIACION DE VELOCIDAD. Para motor de corriente continua LI

--:,

KA1

•

.___.____ KM1

para conseguir que 'el m01or d6 ra velocid ad Que so le pide. Relé térmico Fl en el circuito de. e.e. que alimenta al inducido. Inducido del n1otor de e.e. (A-BH). Bobinado inductor independiente fJ-K), Potenciómetro dé regulación Pl.

En este caso, la regulación do velocidad se hace por accionamiento manual sobre el po, tenciómctro. En o tros casos, la mayoría, la regulación se hace por consigna o selecciOO q ue llega al variador en forma de ~í\al eléctrica. 8) Dinamo tacométrica Ot mediante la cual el variado, recibe referencia directa de la velocidad del motor itensión en función de la velocidad) par a en función de ella avtocontrolar la velocidad pedida af motor. El mando del equipo Stt realiza por medio dt! un pulsador de marcha $2 y otro de paro S1. El circuito de mando dt!I contactor KMl está dispuesto de forma que ar haber en paralelo una resistencia R y un condensador C.. sea capaz de s.uminis.t rar corriente a la bobina KM l dutante un corto tiempo,el correspondiente a la inter rupción puntual do la fuente de alimentación principal L 1-N.

•

• KMI

•

·- ·-·- ·-·-·- ·-·-·-·---,

r- ·-

! i

VAR IADOR

L---r-·-·-

i -

KMI

· - ·.....J

Elementos que comprende el presente esquema para o/ ª"anque de un motor de e.e. con un sentido de giro.

Elementos que constituyen el presente esquema para la puesta en marcha de un motor oe corriente

4) 5) 6) 7)

KAI

0 1- Seccionador general con fusib les.

con tinua.

1 ) Seocionador a fusibles 01 , 21 Cootacto r bifásico KM1 a través del cual se allmP.nta en corrienta alw,ma al variador (3). 3) Variador de velocidad. Recti fica la e.a. eo e.e. y regula ta corriente suministrada DI motor

•Ml

KAl

.Ml

•

S2 f

•• S2 f-

183

182

L1--------

Vari ador de velocidad para motor de corriente continua

KM1- Contactor de potencia.

KM1

S1-S2- Pulsadores de paro y marcha. KA 1- Relé auxiliar con función de anti• parasitado.

VARIADOR- Equipo rectificador de CO· triente .1ltema en cont inua y ele· rnentos de regulación y control. A1- Resistencia de·frenado.

•

F1- Relé térmico de protección en er circuito de e.e. KA- Detector de umbral.

M - Motor (inducido). SI-Inductor del motor M.

DT- Oina.mo tacométrica. p

P- Potenciómetro de referencia. EM- Esquem.a de maniobr a para la puesta en servicio del motor con regu lación de Ja velocidad por medio del potenciómetro P.

Variador de velocidad para motor de corriente cont inua

Variador de vel ocidad para motor de corriente continua

13 184

..,

u---.t.,

,1---.. ,

KM2

® KMI

--V--

KM2

. __

_,..__.__...___.._ H

IIAI

_.._ 1<,1,u

·-·- ·-·- ·-·- ·-·-·-·-·-,

~·- ·- ·

...,

KM2

s, f

_ __J. __ ¡ __

1 _ __j

KM2

r L®

i !

13 185

VARIADOR

·- · -·- ·-· - - -

- -

_j Elementos que comprende el presento esquem;, paf1J el lJrrnoque de un motor

KM2

de e.e. con i11versió11 del S<U)tidodc qiro. Ol- Seccionador general con fusi· bles. KM1 ·KM2 -CQniacroros dl' powncia que cooforman el inversor de

KM I

KMI

Esquema base p8ril el m3ndo de un m9tor de e.e. por medio de un varisdor reversible antipara/e/o a El vafiador consta de los elementos siguien tes: IA} Conjunto del variador.

tB} Elementos de regu lación del variador. fC} Eleme1uos de potencia d&I variado,.

giro. d os senti(f0$ de giro,

KA1- Relé au.1<iliar con función de an-

tiparas,tctdo . VARIAOOH-Equ1po rectificador dé corrieow altcrua en continua y elem~!ntot. d<: 1egulación y con~ trol. F1 - Relé al-muco de protección en el

•

circui10 do e.e. KA- Oc1ec1or de umbrnt. M - Motor' (inducido). B 1- Inductor dP.I motor M .

OT- Dinamo tacométrica.

P- Potenciómeuo de referencia.

EM- Esquema de maniobra para la puesta en servicio de un motor con inversión del sentido de giro y regulac~ión da la velocidad

por medio del pot~nci6metro P.

tiriSlOtef.

S1·S2·S3- Pulsadores de paro y d e los KA

•

Análisis detallado d el es.quema: Red de corriente alterna IL1· L2). Seccionador con fusibles 01 . Contactor KM l . T ransformador T. Fusib les de protección en circuito de e.a. que precede al equipo recti ficador Fl. Puente conver tidor const ituido por dos grup os de ciristores G 1 y G2 en conexión antiparalelo. 17} Resistencia shun1. (8) Inducido del motor de e.e. IA-BH). t9l Inductor del motor de e.e. Bobinado independiente J~ K. (1 O) Dinamo tacométrica para control de la velocidad real del motor. ( 11 ) EJemento regulador de velocidad. (12) Elemento regulador de intensidad ( i· I ), (13) Elemento regulador de intensidad (- 1).

tl)

12) (3) (4) (5) 16)

( 14) Componente do contras-te y regulación. ( 15} Eiementos de control. ( 16 ) Rogulación exterior de la veiocidad.

13 186

Variador de velocidad para motor de corriente continua

"L2

=¡ t

CAPÍTULO

....

AUTOMATISMOS DIVERSOS

N ·1eór .Co

KM1

,--·1

r-6'ir4--H*"1

Protecció n eléctrica. Interruptor diferencial . . . . . . . Elementos de detección (captadores mecánicos) . . . Elementos de detección (captadores inductivos) . . . Células fotoeléctricas. Medición de niveles . ......

1 1 ,-.-=>---lt-1

.. .. .. ..

. . . .

.. .. .•.• .... .•. ,

.. .. .. ..

..... .. ... ..... .....

. . . .

189 190 191 192

Circuito electromagnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

í i

Circuito electroneumático . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . 195 Elementos de control y maniobra . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . . . 198 Temporizadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . 200

1 1 1 1

POT E N'CI A

í ...: - ·-·-·- ·-·-·-·- ··-·-·-·- ·

Temporizadores de condensador . . . . . Maniobras para relés y contactores . . . Intermitente programador . . . . . . . . . . Prog ramadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . Test de lámparas de señalización . . . . .

.. .. .. .. ..

. . . . .

.. .. .. .. ..

. . . . .

.• .• .. .. ..

.• .• .• .. ..

.• .. .• .• ..

.. .. .. .. ..

...... .. ........ .•... ... . . .•. . . . .•.•....

.. .. .. .. ..

•.• ..• ... ... ...

. . . . .

204 205 206 208 210

Grafcet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . . . . . . . . 211 Autómatas programables . . . • . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 BH

l:sq oem¿¡ p¿tro el m,md o de u n m ocor de corriente continm, con u n sent ido 1ie giro. incluyendo á , ·

1;11ito de rf!gulación del ncímP.ro dP. re vofociones y /¡¡ inter>sidad.

iA) Cirr.uito q tm alimenta al bobinarlo in ffi!pen<Jie11tc J..K. m) Clfcui10 Que alimen ta (11 húhif'lado i1)ducido del motor de e.e . co n su correspondiente 1.X1u1 pode: r'ec1ificacióo.

(C) Equipo re9u1Jdo1de in tcnsitl~d y w locidad. (O) M otor dci e.e. c:on <lin amo 1ocométrica OT p,u.t la regu lación du velocidad. (E)

Rugulación ex w nor de la vdoc id<Mt.

PROTECCION ELECTRICA. Interruptor diferencial

189 L1l2lJN

¡- !

·- - · -·-·-,

i i

1--_

l-1s

___j

¡_,_,

Fig, 1. T ransformadores de

intensidad.

Protección de un receptor o red de servicio c,ontra la u

puesta a masa de una tase, por medio de un lntel'fup· tór difetencial formado por un transfo rmador de Ü)·

tensidad y su correspondictlte interruptor y dispositi~

vo de conexión y desconexión, /

Las tres fases y el neutro se pasarán por el interior del

transformador. En condiciones normale-s de ais:lamien. to, la suma de intensidades que entran es igual .a las que salen, por lo que la resultante es cero.

Eo caso de puesta a masa de una dé las fa~ habrá de!lequilibfio y el sistema queda en condiciones de disparo al acusar dicho desequilibro entre la intemidad q ue entra y la quo sale de interruptor di · fenmcia l. Sistema de r,roteccióo muy utilizado desde pequeñas intensidades, por resultar muy efectivo.

ELEMENTOS DE DETECCION. (Capt adores mecánicos).

Elementos de det ección. {Capt adores inductivos)

14 190

FINAL DE CARRERA (FdC) En las instalaciones eJéctñcas ,o ut iliza una vari.edad muy amplia de contaetos accio·

o-O

,e,

DI ~

Los FdC son captores que suministran al circui to eléctrico la información d& la si •

DI ~

tuaclón real en cada instante·del funciona· miento. Dada la diversidad de casos que se presen· t8n en «,~ltitud de maniobras y lugares de

DE TECTORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS

nados de fonna mecinica o m8f'lual.

,JJ 1

implanracl6n. rf!$ulta p ráctico y muchas veoos necesario reculTir a la ayuda que

D• ~

proporciona el catálogo del 5Umínistrador cuando de la elección de estos elementos se trata. A título de ejempJo se presenta un caso de apílcación de FdC con contactos de de,co. ncxi6n,concxión.

•• N•I

•••

"''

INDICADOR DE PASO DE FLUIDO Los contactos aqu í pr8$entados están accionados por la presión que ejerce u n f luí·

A g .)

El esquema de maniobra representado co-

U -E;;t-~,-----

------h SlE,

KMI

rrespondi! ern uste c21so al mando de un motor que acciona un reductor de mediana potencia. Para que el motor pueda pon-er5e en mar· cha {K.Ml). es necesario que el indicador de paso acu-se el paso del fluido que en,gr> sa y rehigera los engranajes del reductor. Si durante la marcha del motor se interrumpiera el paso del Hutdo, el motor se pararía pOr fal ta deengra$e v refrigeración Una lámpara roja (C21 sofialara la fa lta de engrase. La maniobra del contactar KM1 con pro1ecCl6n térmica está pilotad"9 por un pulsa· dor de marcha S2 y por otro de paro S1.

El detector dé proximidad inductivo detecta la presencia do un objeto metálico que se introduzca dentro del eampO de sensibili, dad del detector. El detector consta básicamente de un osci• lador cuy0$ bobinados constjtuyen una Cc.l· ra sensible ante la cual se crea un campo ma!J1ético alterno. Al entrar el objeto metálico dentro d el cam· po, tas corrientes Inducidas generan una carga adicional que origina el paro de las oscll~ciones. En esta,, condiciones se produce una señal a la salida que equivale a un con• tacto al cierre o fa apertura según sea el aparato de que se trate. El modelo de aparato s.e: elegirá de acuerdo con la forma de detección que interese rea liur. Recordamos a los técnicos que aplican estos capiores. la conven~ncla de- recurrir a los ca,atogos editados por los fabricantes y distribuidores. donde podrán obtener todos los datOi que precisan poro su correcta apli, 4

do q ue pasa por una tubería. Dicha presión es transmitida a los contactos por une lámína y la ank:ulaci6n correspondiente. En fa fig. 1 se representan los contactos estando el fluido en reposo. sin c-lrcular. En la fig, 2 se reprnsontan los contactos estando el fluido en movimiento, circulando.

~·

cación.

En los esquemu aquí repre$'18n«tdos se trata

..,

de c&Ptorei inductivos en los que la seilal de apertura o cierre viene incorporada al mismo aparato. En eJ esquema rfl 1 el captor con su O$Ciltt-

?••

que se pilota. En et esquema 1' 2 los captores están conectados en serie . Atención a las tensiones

F'ig. 1

parc·lales de los captores y labobina dol rel&. En el esquema ~ 3 los captores estén conectados en paralelo, al igual qtJe le bobine del relé. Todos a la misma tensión. En las ftguras representadas en la parta info• rior puodcn opreda($(1 dos formas de aplica• ci6n de estos aptiratoS de detección.

dor estin en serle con la bobina del relé KA

E.n la fig. 1 se representa un captor d&:stin¡1.

do a verificar la rotación de un tambor. Dicha captacibn puede utilizarse como señal para cuenta-vueltas o como indicador de rotacibn o paro del tambor.

En la fig. 2 se n,presenta la captación de presencia de un elemento móvil, La apllcaei6n de captores sin elementos me-

En serie con la alimontaclón a KM l está

intercalado et d@tJtCtor OC.

c-Ank:os de accionamiento son muy utilizados y fiables.

ll -1:3-...J----....- - Cl

KMI

14 191

Fig , 2

• • '<'

CELULAS FOTOELECTRICAS. MEOICION DE NIVELES

CIRCUITO ELECTRONEUMATICO

)4·

193

192 C2

CE LULAS FOTOELECTRICAS El detector foto-e léctrico se compone básicamente de un emisor de luz que está generalmente aso· ciad€> con el detector fot<rsens ible. Se detécta un objeto cuando hay interrupción del ha2 luminoso. El emisor y 91 receptor pueden ir incorporctdos o separados,

u---------

LI----------• LI

·----i---i-KA Esq. rl' 1

,C2 FCI

___.,___ __ ·---------

,._

EVJ

Esq. rfl 2

Esq. rl' 3

Esq. rP 1. - Célula fotoeléctrica quo acciona el contacto al recibir sorlal luminosa d el exterior. Mando por corriente continua. Esq, rf. 2.- Célµla fotoeléctrica que acciona su contacto al interrumpir el haz lu minoso emitido por la célula y que retoma por reflexión. Esq. rf.- 3.- Célula fotoe léctrica de maniobra similar a la anterior pero con alimentación por corrien· te altema.

FCL~ 1

Cls

cr ,

---

C2'

c2, ClS

MEDICION DE NIVELES

i-~-----------

u - ..

-----------------h

FCI

St f

f CJ ·

FC4 •

n•

Esq. n P 2 Esq. n• 3 Esq. 4 1) Método capacitivo Se basa en la diferencia de capacidad resultante de la variación de altura de la carga entre la son, da y el material almcK:onado, o bien, la pared del depósito. 2) Método conductivo Se basa en la condoctividad variable entre la pared del depósito y una sonda. 3} Método e'8ctrome<:llr'lico Se basa en la exploración mecánica d e la suporficie de l material aJmacenado mcdiar'ltc u na pieza !lomada paraguas, unido po r un cable al sistema de medición. 4) M4itodo radiactivo Se basa en la absorción de rayos gamma por el materiel almacenado. Para medir niveles fijos cuando se trata de temperatura, presiones, etc., elevadas.

N _ __,._ _....,_ _ _

....,

EVI

_ _....,_ _ __ ._ __

EV Z

EVJ

Circuito e/ectroneumáti<XJ para el mando de tres cilindros neumdticos que realizan la secuencio que

se seña/a en el organigrama de marchlJ. Con el interruptor se pone bajo tensión e l esquema eléctrico. Pt.1 lsand o en S se pone e n marcha la secuencia que concluye cuando se realiza el organ igrama en su to talidad. Habrá quo pulsar en S cada vei que se qu iere la realización de una secuP.ncia. Los distribuidores son accionados en una posiciórl por electroválvula y retroceso por resorte.

CIRCUITO ELECTRONEUMATICO

Circuito electroneumático

14 194

195

.~0

FCl

-1, ~

'A'

0 ':i'

1 } Acometida de fluido. Aire bajo presión.

2} Válvula manual. 31 Conjunto de fíltro-manorreductor-en·

grasador.

41 Distribuidor de 2 posiciones y 4 vías.

Aocionamiento por clcetrovátvuta en un

sentido y retorno por resorte.

..,

51 Cilindro neumático de doble efecto. 61 Conjunto regulador de caudal•antirre· tomo. Regula el caudal en el sentido de la flecha

s, f

KA2

Sdf

kA2

KAJ

71 Final de carro,...:, eléctrico.

ll-r=

KAI

0 0

KA<

..,

KA2

KA,

KAJ

FCI

KAI

s,f

i;.¡

s,f

220 )10\'

1--+------i s•E- -------

Ntl

...

KAI

K,Z

" Esquema elet:troneumático para el mando de un cilindro de doble efecto por medio de un distribui• dor de 2p y 4v nílotadoporelectrová/vu/a Y retroceso a la posición do reposo por resorte y que rea·

fiza ta s;9uiente seroencia: Al pulsar en S entra KA1·r EV, con lo que él vcÍstaQO del cilindro in ida su salida. Al llegar el vástago al final de su recorrido, acciona el final de carrera FC2 que conecta al temporizador KA2, para que transcurrido un tiempo, su contacto el ci<cuito dé KA1 + EV tir'e fa maniobra de tnanera que al volver el d istribuidor a la posición de reposo el vástago inicie su entrada, que concluiró al accionar el vástago el f inal de carrera FCl . El conjunto regulador (6} tiene por finalidad ta de lograr que el vástago salga lentamente y que ol re.. troceso lo haga rápidamente,

.______.,.____....,..,________ EV

KA!

Esquema electroneumáüco P8ff' o/ mando de una cortadora scclonada por vn cllindro ncvmát/CQ¡ . ffl6dfante un esquema de mando sldctrico de seguridad de manera que el openJrlO quB pilota la mA· quina tenga ocupadas sus dos manos sobre pulsadores de mBl'cha cuando la w cbil/a descienda. No bajará la cuchilla si se tiene pulsado previamente uno de los pulsadores o el intervalo entre la pulsación de ambos contactos es superior a 2s. Si se suelta un pulsador, cae la maniobra y la cuchilla asciende.

tos,·

Se representan dosesQuemas de maniobra, siendo más simple el rP- 2.

197

PRESOSTATO

--,..-2 l..H:: 1

El presomto es un dispositivo con con· tacto$ cuyo ..ccion.amiento se realiza por medio de la pre$ibn del fluido que

ctrcula o es,& contenido en un n:ci• pt8nte.

..!.,

En la fi9. 1 w 111Prcscnta ol fluido sin pre1iOn b> = Ot. C-ont.>CtO, ecn repo$0.

IP<O). Cont.ic«.s ocdonados. El esqutn1,1 oqui rep..esent.-do $e utili--

Flg.2

FC 1

-1-

FC2

Z• como sel'ial de alarma, estando el circuito bajo pres.ión (p> O), Bajo la

'1 - t ! ! l - - p - - - - ~ - - - - -

pl'e'$-iÓn del cirC\lito k>s tontuCt-:>$ están cambiados coo respecto a la po$ici0n

de reposo, y

QUI:

ec,

wñatado por I&

tá,np;,,ra C6 que enD Ilumin ada. !(AJ

..,

En la ti,g. 2 se rol)fC$tnta al f k.iic:19 con

fíg . 1

Circuito electroneumático

14 196

Circuito e lectroneumático

S1 E-

FC2

KA 2

Al b;,j;,r la pre$16n, los con tactos vue!-

ven a la posición n1prvS1Jntada en Ja f ig, 1. con lo quíl ht lámp;n C6 ;e 3Pa!J8

empezando a sonar el claxon que w isa1

)

B- -----

r8 de la falta de pn,-sión. Cuando e l rcsponsabfe del rnariteni• m iento de la inst111aic;ón ¡e da por ente· rado de la falta de presión, podrá acall&r el claxon, antes de que la 1>rt1ión se reponga, pulsando en Sl.

KAI

KA 2

Si tran5eurrido un tiempa deate que l)t acalla el claxon v no $tl reponga la p re·, $ión, volveré, 3 $0 Rat el c laxon, podri pararse pulsando $n S 1.

p p

KA1

KA2

1) Acometida d• fluído. 2} Válvula de ·accionamiento manual. 3) Pr,sostoto. 4) Col}iunto de fíltro-manormductOr· engrasador. 5) Distribuidor de 2p y 4v con acciona· miento por electroválvula para un

El t ampoñudor KA2 se encarga d~ con trolar lo, iniervak>s en qve e,d. ;)(;;rll:id<> e l clltXOn cuandofallapresion.

TERMOSTATO

f lg.l

El termo¡.titc> e, un di&P<»itivo que es· t i formado p()r un bimctal Que como COO$t'C:ue,lcia (1e r.- tempe,1tu1'.J $Uf1e una deformación la cuaJ hace que s& corve v cierre un contacto. Al Gnfriarsc el bimetal .~e abre et contaeto. Puede ,egular$e t;:, \emper;1tufa :t q ue del>e

sentido y retorno por resorte. 6) Regulador de caudal. 7) Ci lindro neumático de doble efecto. 8) f ines de curso eléctrico.

Fig. 1. Electroválvula

Fi9, 2. Pmsostato

abrifse o cer, arse el contacto. El contacto pu,cckl ebrirSJC o cerrarse

L1-t,-,------º'

con temperatura, sC'g\ln oonvenii:;ncia, En I;:, fig. 1 ~ 1epte.ienta •' oont, cto en posic.On abiena (frío). En la fi¡¡. 2 9é rep1t:scnta al contacto en po,ición ce1r;xj;, (caliente ). El esquema q ue aqu í se tept esenta eo+ rrcspondl; a la maniobrad& una l.llcctro-

v31vul;:, Ev' (.lei-ti n:a'.:l;:i;; d;:ir p;ss0 ;,J Ílui· do QU~ cal ienta el l iquido cont8nido

Bcz,- 49-....¡.,__ _...,_ __ KA

en un ,ecipieo1e. El interruptor 01 pone en servicio $I circuito dando p;J1;0 al flvtdo ~ mlieo a través de la elecLtoválvula. Cuando el liquido alcan:a la tffl'!pcraturaprt:vista, el ttrMO$tato cambia de Posi.c.ión V con ello el pa!íO de fluklo térmko has-t e Que dncienda la temperatura.

Esquema electroneumátko para el m;;ndo de un cilindro de doblo ate,·to, que roa/iza la secuencia que se explica a continuación: Para que pueda ponerse en marcha el esquema es necesario que haya pre-sión en el circuito. Al pulsar en S entra KA 1+ EV. A partir de esté mornento inicia su u lida el vástago. Al llegar el vástago al final de su recorrido y accionar FC2 se conecta el

temporizador KA2.

T ranscurrido un tiemPo su contacto auxiliar desconecta KA 1+ EV, con lo que el distribuidor vuelve a su posición de reposo, iniciando el vástago su entrada que se completa al llegar a FC1.

Elementos de cont rol y maniobra

14 198

ELEMENTOS DE CONTROL Y M ANIOBRA

199

0 E V2

0 GENERAD!)R DE IMPULSOS

(1)

Alimentación de e.a.

(2 1 Ge""rador de impulsos.

Cabezal con foco emisor, receptor de luz, amplificador de ¡eñal y rectificc1ei6n de corriente.

(31 Reflector de lvl. (4 1 Contador d& Impulsos.

(5t Piezas a contar.

LI N

En EtSte caso. la finalidad del generador de impulsos e, la de contar las piezas que pasan Por una cln• ta tran$1X)rtadora. Bleo sea un generador de impulsos oomo en este ceso, u otros. como célu la, fotoeláctric-as, captores

inductivo,. capacitivos. radiactivos. otc, 1 son utilizados en grari n(!rnero de insta:lociones y proceso,

E5quoma p:,ra la regulnción de remperawra do un /fq1Jido contenido en un recipiente.

Industriales..

(1 } Sonda de temperatura. (2) Equipo amplificador dé la señal. (3) Circuito d e vapor.

(4 ) Vátl/ula electromagnética para la abertura y cierro de l circuito de vapor. {5) Contacto accionado por boya. Solamente podrá ser activada la e lectrovátvufa cuando el n ive l

del recipiente no sea máximo.

(6)

Serpent in intercambiador de vapor.

{71 Desagüe de condensados d• vapor. t8) (9)

Válvula electromagnética de abertura y cierre del circuito de llenado del depósito.

Depósito.

(10} Válvula e lectromagnética de abertu ra y cierre del circu ito de vachttJo del depósito.

Fig. 1. Temporizador

Circuito eléctrico que señala el aumento de in·

(2)

Recipiente con líq uido.

Serpentín alimentad o con vapor. Puede sustituirse por una mistencia.

(3) Termostato con regulación de zona de trabajo. (4} Alimentación de vapor.

(St Vátvula de atlmcntaciónde 11¡1por al serpentín. (6) Registrador de tempennura sobre cartulina. P) Suministro de fluido a temperatura de régimen. Ejemp to de aplicación de diferentes elementos de control utilizados en la regulación de tem peratura en un recipiente utilizado para calentar o mamener un fluido a una temperatura reglada o fijada previa,,

mente.

r;~ PLJFt~ ~

L._

Fig. 2. Re9ittrador d~ temperatura

i © ©

tensidad de la red trifásica en un sistema equi· librado. El circuito oonsta básicamente de : 111 Red trifásica a controlar. Se supone de partida que la intensidad de régimen tendrá un valor determinado. cuando se supera dicho valor es cuando el equipo avisará. (21 Transformador de intensid ad colocado en u na de las fases de la red. {31 Amplificador de la seílal trammitida p or el transformador. {41 Seftal acústica, en este caso un claxon, que avisa de la an omal ía p roducida. (51 Interruptor para cortar la corriente que acciona el claxon.

___,,___

TEMPORIZADORES

200

14 201

Temporizadores

C?-t}-~ ,.__,_,-·~--1

{ ')

EL TEMPORIZADOR

{ al

l b)

ESQUEMA N! 3

El temporizador es un <,ifl,"nM;nto básico en cant idad dt.: circuit<» elécvicot. Hev tem-

(, )

Poriz~ores de muy diversos tipos, tanto .,, Is g&ma mCCinica como en la el(!(;t rónie3,

{ 2)

( l)

Los temporizadores accionan contactos que cambian su posiciOn, t,¡er1 ¡e-, .i 1., oonexi6n

Fig. 1- Aquí $e represeo?a un tempori.tedor

~ -J-

E-')

-r-

t7 __;t_

ner de nuevo' eñ marcha el contactar hMta que no haya transcurrido un tiempo desde la c'onc/usión de la ante· rior mMJiobra.

..,

c()('l')o a la dt&C<>r.exl6n del t1Pllfl1to tempo1luido(.

en sus elementos principalC-'S, a sabtt ~ a1 Bobina o equipo de accionamiento dtfl conjunto tem¡>or1i.Klor , b l Conta~ e,, posición de t'fposo. e> cont,.ctos {;Cclon~M despu!Í'i do un

Mando del contactor KM 1 desde et pulsador S2, coo i mposibilidad de po·

s,E-

N!l

Al pulsar S2 entra KM 1 que se reali·

monta a través do su contacto auxi liar, Una vet conectado KM 1 entrará KA 1

KMI

s2E-

p or mediQ de ovo contacto de KM1.

Esta disposición del temporizador tíone por finalid ad la de a¡egurar la CO· nexióo de KM1, ,ya que en el caso de se~ más rápido KA 1, no dejaría co-

tiempo .

nectarse a KM 1 en el supuesto de que ambas bobinas estuvieran conectad~s

Fio. 2-Simbolos de.: tempori2000f a I;:, 00·

nexión oon ws cont~tos repfe~m ados Fig. 3-Simbolos de temporizador a f;, (le;·

en paralélo. El temporizador aquí utilizado dene

conexión OOl'l $\Ji cont.:,etOJ t epl'9senta· dos en posición vertical y horizontal.

conexión, por lo que son instantáneos

en posición vert ical V hori zont al.

los contactos temporizados a Is desa la conexión.

, , ...¡;e;¡;;is- ,-i;:,"h_ _ _ _ __

EJERCICIOS DE APLICACIQN

Al pul~r en S1 se hace el p aro y cae

··- ·------------KMI

KAI

1~ m~niobra que no podrá ser puesta

en servicio hasta que no transcurra el

ESQUEMA N• 1 S2(..

H! 1

KMI

MatKJo del contsctor KM1 desdf! un pulSo• dar S2 y drJsconoxión por tumporit~or

KA 1 dfJSJ)utis de vn tiempo de p(le$1a en mMch~ El e;quema dis;pone de: un puhador óu paro

KA I

S 1 con ef que puedo desconeictarse el oon· tactor KM1 en cualquier momento que $e J)ftci;e, .int~ (:le que ~ tOe e l relé , empoti· zador. N

KM I

ESQUEMA N• 2

KA!

tiemp o a que h a sido reglado el tem·

porizador.

,,----1----

...

ESQUEMA N• 4 N!4

Mando para dos contactares, entran· do en servicio KM 1 que más tarde se desconecta v entra KM2, hasta que transcurrido un tiempo se da por con· cluida ta maniobra., A l pulsar en 52 eritra KM1 y el tem• potizador KA 1. Transcurrido un

KA!

KA2

tiempo KA 1 doscooecta a: KM 1 y co· necta KM2 entrando al rl"li$mO tiempo el temporizador. KA2. Pasado un tiempo, KA2 desconecta a KM2 y és· te a su voz a KA2, con lo Que se da por concluida la m aniobra. Cada ve:,; que se pulse en 52 se realiza· ni un ciclo como el aqu i descrito. En cualquier momento se puode i n te· rtumpir la maniobra pulsando en S1 .

M;,n((O ,Je UIJ CO,l f.:,t:Wr KM I Msdeunpuf.

. ..,

B S• ~ f S2 E-

KMI

s.wor S2 y dí?u:onexi6n por t9fTl()orizodor JGl'\ 1a través de un rc/6 aUxilior KA2.

KMI

KAI

l< Ml

Pasado un ticmpo,..;i1roh: tempor12.oao, KA1

KM2

oo~ctará al relé KA.2 quien se alimenta a tr,vil$ de $U co,uacto auxlliar, descoooo tando e su Y8Z a KM 1 V KA1, Al mismo ticmi>o ~ we entra KA2 weM un cl~on q1J~ $!lf1;,I-, que h,1 concluldo el tiempo prog,amado de marcha. El cl axon no w parara h~t• 'lut: no $e pc.,l,;t ,m $1,

Nt2

KA2

•

.___,.____..,____,.___...__ ..., KA I

En los ejercicios n" 5, 6 y 7 se estu· dian dos Variantes de este mismo esquema, con los que se completa al ap aft:ado dedicado a los temporiza~ dores.

l;.ste e,;qt,r.1ni.l ~)Ví:d~ emple<'lr.sl! p0< ejemplo

p;:ir'a poner en mts,cha un mezclador con un tiempo determinado de agitación y que .al ~r.,rse, 11vi$,,1 ;.,I open:trio que hilCe otros menl?$1eres., que la maniobre ha concluido v q ue puede oontin uarse oonel p.roce-so,

, 2--4;;¡..- ~ - - -....- - - - - - - - - kM1

KAI

KM 2

•Al

Ll-4!,--..------s, E-

h ______

203

~~:l

LI -S¡;¡;jts-, f. .

N!5o

..,

.,,

KMl

Temporizadores

14 202

Temporizadores

1 1 11 1 1111 1 1

HH Sl E-

KA3

kM 4

KM3

KAI

KMJ KM4

( 2)

ESQUEMAN 2 6

.KMI

( 1)

--SJ--

...

,,--~~-.. . . .1-:---.....- -.....,---1..-----I.--J.. __.J.__ KM3 KMI

KA1

KM?

KM4

Ll-411!! 1! 1--Sl_f-,h.______ f"

.X.Al

LI N.!5b

KAI

..,

. ,h

N!7

KAI

KA<

..,

"'"

KA3

...

KMI

KM2

KM3

KM4

KM!

KM ? KM3

KM4

Mando de cuatro contactores que m:iliza,> o/ program6 qve se señatv a /g izqu;erda.

Este esquema deoo la Particularidad de qve la conexión entre con•

tactores no. está '·'enclavada", es decir, que

para

que se conecte el

contactor s19uienw, no es necesario que antes esté desconectado ol cootactor anterior.

Se han representado dos esquemas de la misma maniobra, a saber: al Esquem~ en el que. los temporizadores van entrando en servicio al mismo tiempo que fos cootac-

tore-s estan empareJúdos en paralelo. b) E_n este esqoem.:i, los lemporizadoros entran todos al iniciars& la maniobra, en paralelo, pero es· tan reglados de manera Que pueda cumplirse el ciclo programado. C_o mo, ya se ha señalado, .el temporizador es básico e,, cantidad de maniobras en las que la programa· c16n tiene como base el 1,empo.

..,

KM3

L2--1!3--_,._ _....,_ _ _,.__ _,¡,.__ _...,¡_ __,._ _ _.,.__ _,.__ _ KA!

ESQUEMAN• 5

..,

XAl

..,

KA2

,,_,.___¡.__ _¿___ _¿___ _1--_~---l.--~-...J.--

••2

KM2

KMI

Esquema de mando para un motor que realiza la siguientfl maniobra: Al pulsar en S2, entra KA1+ KM1 giran· do el eje del motor hacia la derecha. Transcurrido un tiempo dosde la cone· xión, KAl de-soonee1a a KM1 y conecta a KM2t KA2. No Podrán conectarse KM2+ KA2 mientras que KM 1 no se haya dos· conectado, por tener el ci rcuito doblo enclavamiento, mecánico (1} y eléctrico (2>. T ranscurrido otro tiempo, KA2 desconecta a KA1. con lo que cae~ maniobra y se da por concluido el ciclo. En r,;ualquier momento puede interrum· pií$0 la maniobra pulsando en S1 .

K MI

KM?

KA3

KM3

KM4

ESQUEMA N! 7 Esquema de maniobra para cuatro contaccores que pilotan circuitoi diversos de acuerdo con q/ programa ropre• $Cfltado a la izquierda de esta página. Los cuatro contactores tienen Qncl.avamiento eléctrico, es decir que no entra el siguiente contactor hasta que el an· terior no esté desconectado. Al pulsar en S2 entra en servicio KA1 4 KM2. TranscuNido un tiempo. se desconecta KMl por medio de KA 1 y Sé ·cooecta KA2 y KM2 después da caer KM1. De la mismo forma, lo hará KA2 con KM3 Y KA3 con KM4. Por úl-timo, KA4 descooectará a KA1. con lo que se data_por concluida la maniobra.

A lo largo de eite libro se seguirá haciendo us.o de los temporizadores. por' lo que su estudio quedará ampliamente completado.

K;1,-1 ~

S1f-

x' N!1

e :: H

...,

14 205

MANIOBRA PAR A RELES Y CONTACTORES

TEMPORIZADORES DE CONDENSADOR

204

ESQUEMA NI 1

Temporizador a la desoone.xión. F1

Al dar tensión al circuito a t ravés del contacto X. se conecta KA 1 que cambia instantánea· mente la posición de sus contactos. A su ve2. el condensador C inicia su carga, que está re, guiada por el potenciómt?tro R. Al abrirse el contacto X, KA 1 permanecerá conectada y con ella los comactos hasta quo se descargue totalmente el condensador a tra,

KM!

vé-s de la bobina.

$2f-~

~M1

Hay que tener encuentaque,unavezque el nú-

cl9:o atrae a la armadura, una pequeña corrien-

380V

REC.

42 'i

te es capaz de mantener unidos el núcleo a la KM!

armadura en intervalos relativamente cortes..

ISM1'

Posición de los contactos después de la puesta en marcha.

ESQUEMAN• 2

SI f,

..,ll__~

,._

Al conectarse 81contacto X, la bobi na no crea

e: :

KM!

N _ __,._ __

la fuen:a necesaria pa,a que ol núcléo de KA 1 a1,aiga a su armadura y cam(jie la posicí6n de

ESQUEMA N2 1

sus contactos. Sera el mornooto en que se cargue el conden· sador C, cuando KA 1 pueda cambiar la posi· dónde sus contactos, Al abrirse el contacto X , no caerá KA 1 hasta que se haya descargado C sobre KA 1. Con esto esquema se consigue que los contactos accionados por KA 1 sean temporizados a la conexión y a la desconexión.

Hl l R

Temporizadora la conexión y 11 lade.sconexión.

L•- ¡- 1

Ejcmpl o de esquema para el mando de un contactar o relé afi. mentado por e.e. En este caso,

KA!

el esquema se inicia con una reducción de la tensión ~lterna pa. ra a continuación rectifica rla y después alimentar al electroimán del contacto, KM1 con mando

desde pulsador de martha S2 y de paro S1.

Hl2

KAl

s,¡;._+

. . 1L_f

N!l

?.. ,

K MI

e:~

_... __..,___.__...,__

" ,. __,,____,,__

ESQUEMANR 3

kM1

Temporizador a Is conexión.

~ste esquema se comporta en su primera parte, igual Que el N~ 2. Para evitar que sea tempori· Zado a la desconexión se intercala un contacto de KA1 en serie CQn el condensador, de mane. ra que al descargarse C sobre KA 1 y conecta.r· se el circuito elecuomagoético KA1 impide que ef condensador C vuelva a cargarse~ de manera quo al abrirse el con1acto caerá KA 1 al no haber corrie,ne que lo realimente.

KMl

El circuito dispone de una resiaS· tencia !imitadora R que entra en servicio al conectarse el con· tactor. En el arranque precisa la bobina un campo m·agnéticoelevadopa. r~ que el núcleo a1raiga a la ar· madura. Una vez unidos, una pe. queña corriente (i) es capaz de mantenerlos unidos, con lo que se reduce el consumo de corrien· te y la disipación de calor.

ESQUEMAN• 2 Ejemplo de esquema par¡¡ el mando de un contacto, o relé como en el presente caso, cuya bobina es, tá equipada con un condensador C Y una resistencia A, y que tiene la misión de mantener al circuito

de maniobra en servicio cuando se produzca un pequeño corte de tensión o haya fluct1.1aciones para· sitarias en fa cor-ríente del circuito de maniobra. Al cerrar el interruptor S, se alimenta KA 1 y en paralelo el condensador C, que se carga de corriente. Al faltar corriente a KA 1 el condensador C se descarga sobre la bobina a través de la resistencia R que regula la corriente de descarga y en consecuencia el tiempo. La pequeña corriente de Iínea es capaz de mantener unido el núcleo a la armadura, con lo que se consigue mantener la maniobra en servicio si el tiempo de interrupción del servicio, es corto.

INTERMITENTE PROGRAMADOR

INTERMITENTE Dispositivo mecánico o electrónico a

14 207

Intermitente programador

14 206

través del cual se consigue accionar a dos contactos de fom,a intérmhente. Se emplea en diversas maniobras. como pueden ser po r eje,nplo para p ilo taje de electroválvulas, giro intermitente de

motores, parpadeo de lámparas. etc. Una variante del intermitente es el emi· sor de impulsos electrónico que alterna la señal desalidaentreOy 1. Cérocuando no hay sefial y uno cuando la hay. En la página siguiente se estudian al· gunos esquemas en los que se util¡.:a el intermitente como b8$é fundamental de la maniobra.

"'"'

·-~--...--

-JíJ- ._..,.__,..__..,__ ._,...__....,____ ,.___ KM1

"''

KM1

"' 2

Nll 1 -Intermitente ptJrtJ una lámpara que se enciende y apaga durante el tiempo que el interruptor a pennanece CtJrtado.

PROGRAMADOR En procesos sencillos de febricación o para patte de ellos puede utilizarse un

programador mecánico a base de levas.

N2 2 - Intermitente para el encendido y apagado de dos lámparas de forma lntennitenre, durante el tiempo que el interruptor Q permanezca ceffado. Cuando una lámpara está encendida, la otra

estará apagada. N9. 3 - Esquema para el mando de un inversor de giro de un motor de corrisnte alterna; cuyo eje gi· r a de forma a/rema a derecha e ilquierda; seg(m I¡¡ selfal qw lo lf(J{Jtl desde un intermitente mandado por un interruptor Q,

El programador consta básicamente de Flg.1

Flg. 2

7t "t-\--w "f \--'t-\----\-,1 s¡

·1

21 ,

rol

61 ,

1• 2 , . 4

s-• 7 ••

9-I C,

U -12

13-11, tS - 1&

------

----

un pequeño motorreductor (1) que mueve un árbol (2 } sobre el que están sujetas unas levas (3) que accionan a contactos (4). En cada vuelta del ej8 se completa un ciclo del programa que vuelve a ser repetitivo en cada vuelta. La fig . 1 muestra un programador d~ cuatro levas. Los contactos representados en la fig. 2 se conectarán y desconectarán en fun· ción al J)osici~nan,iéoto de l¡i leva. En la fig. 3 queda representado gráfi· camente ol programa que desarrolla cada uno de los contactos de la fig. 2 en una vuelta completa o ciclo de pro· grama. Seguidamente se complementa con un eSQuema la U1ilización del programa· dor.

.."'

EV< EY3 EV2 EV!

----

• • N• 4

EY1

EYl

EV3

EV4

N2. 4 - Programador utillzado en el pilotaje de e/ectrováfv1.1/as de un circuito neumático. Por cada vuelta completa dél eje de levM se completa el programa representado en la. parte superior

del esquema.

208 PROGRAMADOR POR CARTA PERFORADA

" Apagado Encen did o

El programador por carta perforoda es un aparato eléctrico que consta básicamente de: Motorreductor (1) para el movimien,. to de una ruedn dentada que engl"&na con· las ranuras (2) que llevo la carta

111111 1111@ 0 2 '

6 8 10 12.11, Ui 1820?2 ~ hOfQS

(3).

ESOUEMAN• 1

N.! 1

El programa:jor (4t dispone do una

Esquema para el a/umbf1Jdo de un escaparate por med;o de un programador horario, con ena,ndido o las 19h y 8P89"dO B las 24h ,

Mie·ntras permanezca conectado O. el programa arriba re·

presenu:ido se repetirá todos los días. Al abrir el interniptor O, el programador segvirá funcio· nando hasta que· se le termine la "cuerda'', aunque r;laro está, no hará 1rncendid0$ aunque seoo horarios de cone• x ión.

Alumbrado de

un escaparate LI

357111

Ffg. 2

L)'

t3·

KMl

sobm éste en que e s más precisa y el

programa puede ser m&! eoo1ple)ó.

_ _..

N!2

,---,---'

serle de contactos inteñores que cam• bJan de posición cuando al pasar la carta por lazonadecontactoscncucn• tran una ranura (5). La carta en car• t\llina o plástico se presenta en forma circular cerrada, por lo que en cada vuelta completa se realiza el ciclo completo del programa. En la fig. 1 se representa et programa· dorcon $USelementos príncipates. l a fig. 2 representa el programador con los elementos 8Jt\ctric05. La utllluicl6n del programador de

~::~~f~~:::st:;~~;oª:a~~f~~

",t ,i ,i J Q ,--- - -

14 209

Programadores

PROGRAMADORES

;~;:: l11111111 Q..J..I

.,.

PROGRAMADOR DE RELOJ

Fi11,I

·------Rh

lllJL. o .O.f

O 2 4 6 ti 1012 14 lf UI a'.>'l2201

11.MI

Red de alumbrado

ESOUEMAN• 2

Jnua/aciót1 part1 el enceodido de u,1 alumbttJdo público segün el programa establecido pars una época determinada del año y que se irá a;usrando 11 m~ids que umbian las esr~iones. En este caso concre10, el reloj horario no manda direc,amente al circuito do potencia,, s.ino que lo hace a través del cootactor KM 1. Para que no se haga la conexión del circuit9 a pesar de estar en servicio el reloj horario <Rh>. bast ará con abrir el interruptor 01. Oe esta forma puede in tervenirse en la rod de alumbrado sin riesgo para los operarios, aunque lo normal &s colocar secdonado,es po, zonas.

Est& mismo esquema puede utili2:arse pero sin neutro, para maniobras industriales.

__......

11 M ' - --V

'---v r - -- -' '----w

Fi g.4

;;: l 111• 111 11 Fffi o

14 h

Este programador const a de un siste·

ma de relojeria que permite la con• ><ión y desconexión de contactos en horas determinadas previamente, co-mo pueden ser el encendido público, iluminación de granjas, escaparates. proc:osos de fabricación. etc. En la flg. 1 se representa el esquema de un programador trlf3sko. El motor monofásico tiene por f inalidad dar

cuerda al dlspo,ltlvo de relojerla que mueve el disco de programación re· pre,entado PO' la fig. 3. En la fig. 2 $0 representa la parte ex• terna del programador y e-n le fig. 4 un ejemplo de programa para el encendido público en invierno. En la página siguiente se estudian di· ve,,,,. ejemplos de 111>licaci6n ele e.tos aparatos programadores.

TEST DE LAMPARAS DE SEÑALIZACION

u----....--....--....--....--....--....--...------

Símbolos principales utilizados en la represanteción gráfica por el sistema Grafoet

Estado de reposo. Punto de partida

r-- ---- ---- --- - - --- - - -- - --- -- --. 1

14 211

GRAFCET

14 210

: e; ) e ) ~ ) ( ) : L-- ----- - - ---- - -- ------------~ -

'. -

' 17 -~

' 1, -~

Transición

SINOPTICO

--'-~ - Fran queamiento de una transición

+--- Et apa

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Entrada

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Salida

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lo i5

tnfonnaciones

Accíonés

La señalitación adémás de ser útil y necesaria al operario qué mooipula la instalación, también fo es para·e l tiknico Que debe hucer la reparación de la misma.

5 ...,__ Etapa inactiva

Una instalación co(!lpleja precisa un sinóptico en el que pueda visualizarse la situación real de la mis-

ma, en c~a momento. La base de un sinóp tico son las lamparas. Si alguna c:t5tá fundida, el valor del sinóptico é$ nulo. Pot ésta ra26n, el técnico encargado del m antenimitnt;O hará con cierta periodicidad lo que se llama "test de lámparas".

6 . _ Etapa activa .

TEST DE LAMPARAS Pulsando en SX y con indepe-nde-ncia del esú1do de funcionamiento de la instalación, se encenderán todas las lámparas. Todas aquellas lémp aras que no se enciendan. estarán averiadas y deberán cambiarse. Para lograr en~ ce-nder todas las lámpar.s al mismo tiempo, se in tércala en el cil'cuito de cada látnpara un d iodo, que al ser conduct0r en un senlido, no interfiere en la marcha normal e in dividualizada de c.:ida l.lmpara. El esquema arriba repmscntado corresponde a la $éi1alización de la mani obra de- un torno mecánico, correspQndiendo KM2· KM3 al inversor y KM1 a la bomba de taladraina ooo su c::orrcspondiente ele<:· troválvu la KAl. Ambos motores llevan protección por relé térmico F1 y F2.

El Grafcet es un sistema simbÓlico de representación gráfica., que describe de una forma sencilla y clara el funcionamien to de un proceso automático. que puede i r desde una sencilla puesta en march a de un motor, a un complicado automatismo o un proceso de fabricad6o. El sistema gráfico Grafc1n se rige por la norma D IN 497-1916. La p,eparación del Grafcet de una maniobra, automatismo o proceso, ayuda grandemente a conocer en primer lugar los condicionamientos que deben darse y por otro a d~arrollar el automatismo dcJ tipo que sea, telemando, programa, etc. Existe abundante bibliografítr·en esta materia aunque no en lengua es¡:,añola. A títv lo de ejemplo se estudian algunas maniobras simples que ya han sido estudiadas: en esta obra. Un Grafcet no sustituye a un esquema o programa, pero ayuda a su realizaci6E1, Estimamos necesaria la fami liarizacl6n de los técnicos con este sistema de representación gráfica.

Grafcet

14 2i2

Grafcet

213 e,

APLICACION GRAFCET

1) M;:,ndo do vn contactor cot, prot8cció11 térmica desde una caja dtJ P1.Jlsad-0res de mbrcha y paro.

_j_

L1-e;~, - - - FCI

FCl

FC!

FC4

" Motor parfldo

••E-

02 ( Vt

fV I S l Mt 1ch 11 - No paro

s2E-

...,

0 1

l<M1 M•1ch11 motor

S2 Poro F 1 Ptottcelbn 14,mlco

POllclbn

do ,opoto

Inicio clero. Pultl'r on S t V4u• po V 1on FC1 v V2 on FC3-Prod6n de uírt

-------"'"

S1lld11 dol

""'*

,.o, <Í8 giro con prowxl6n tórmlca y mondo dvsdo pul'8dore, do marcha $2 y SS y paro S1,

V 61togo V 1 en FC2

2) ,,...

s,11c1, del

Yitt..go V2

Ll -13-- . . - - - - - -

v,na,go V2 t n FC4·~Ttmporlztc::lbn 10, Entreda dt l vj st.1110 V2

Motor P•ado

Vlisrago v2 en FC3 KM2

KMI

s2E-

..., SJf ...,

1-1

0 1(W,n dr. m.artha

KM 1

M11r10ha rnotor Gi ro iz.qdo. S 1 orden de paro

S3 ordun du m1fd\a KM 2 Marcha motor

2·1

Giro <ftt,echa

Entradadol váuago V1 Várta!i(> Vl en FC1 FIN DE CICLO

ord~n de pa,o

En el grafcet aquí represen1ado se aprec;:ia claramente la secuencia de funcionamiento de la instalación neumática. pilotada a través de elemento, alé-ctrlcos. AJ pulsar en S 1 se inicia el ciclo do funcionamiento que requiere lnicialmonto el que se tenga presión Oc airo en et circuito neumático. Así puos. al pulsar en 51, el di.stribuidor 01 cambia su posición por medio de fa electroválvula EVt con lo que el vástago V1 del cilindro C1 inicia su salida. Al llegar Vl al final de su recorrido acciona FC2. que pilotará EV1'de 02, de manera que el vástago V2 inicia su 58lida. Al llegar a FC4 completa el vástago $U salida, iniciándose el contaje de 10s en un temporiza· dar. Transcurrido ol tiempa, se corta el pilotaje a EV2, volviendo 02 a su posición inicial, con lo que el vástago inicia et retorno. Al accionar V2 a FC3 se corta el pilotaje a EV 1 de O1 con lo que el vástago Vl inicia el retomo, complotándose el ciclo al accionar Vl a FC1 .

14 2 15

Grafcet 14

Grafcet

214

Esquema para el arranque de un motor en conexión A·~ con m11ndo desde un pulsador de marcha y otro de par(),

3t Mando de un contactar para la puesta en marcha de un motor Que se PtJra después de un r.iempo

de su puesta en servicio.

Ll - t ; : : t - . . - - - - - -

f ,r, -

:t.:._>

Slf-

[Q]

Motor parado

S2f-~

l<Mf

KM1 +KA 1 Motor en marcha

KMl

No$1, ni F1

S1 orden de marcha. No F l v S1

Motor parado

S2 orden mti,cha

.~ 1

KAI

E- T------' KM2 -f

10s tPo. K.A1

.__

- .J;J--

Motor en A KM1 +KA 1 +KM2

S1 or(h;nparo, Tambioc;n F 1 y KA1 1

Motor en 6

KM t + KM3+ KA.1

$1 orden paro

T;,mbién Ft

KA1

KM I

4 ) Esquema para Ja inversión de giro de un motorc;on marcha para cada sentido de giro por pulsa· dor y paro de la marchll por pulsador Sto su correspondiente fin de wrso.

ll-

KMl

l<AI

KM2

KMJ

( L)

( Tpo )

fA)

(6)

61 Arranque de un motor con rotor on cortocifcuito mediante resistencias estatóricas en tres pun· tos y mando desde un pulssdor de marcha y otro dtJ paro.

ei- -....- - - -

[QJ

>--

Motor

F2 1

par.ido

[QJ ..__

::i :J ::J

•• re ·

f'C 1 •

S2 ortklri marCh3

No fC l , Fl , KM2 KMl

KMl

Giro lzQda.

KMl

KMI

S2f

S1ó F16 FC1

$3 o rden marcha No FC2, F1, KM1

/2~ ._

Giro de1'9cha l<M2

....,

e - ~

_J KMil -~--

. J. IC.M3'

S2 o rd8n dG marcha N0$ l,t1i f2

Kt.11+Tpo. 1 V 2 1 Motor e-n arranqut . 10$ jTpo. 11 ~

S1 6F 1óFC2

________.,.___

KMl

Motor parado

KM1+Tpo. 1 y 2 +KM2 Motor en ;;irra,nque

8$ jTpo. 21

>--

KM3 Motor en régi men

.~ St orden de p arada También F2

KM2

A UTOMATAS PROGRAMABLES

Autómatas programables

217

216

El autómata programable e:s un (!qu ipo elecubnico capaz de realit.tr y contro lar, analizar y ordef\ar un conjunto de senales y maniobras en un determinado proceso. como puede ser por ejemplo: - Fur.ciooamientode máquinas herramiento.J - Organización y funcfonamiento de atrñaeenes - Diversos y variados prOcesos de fab ricación

- Procesos de control -

Funcionamiento de robots Funcionamiento de cadenas fabricac.ión Canas de un proceso o grupo de máquinas Controles de fabricación y prooesos Seftallt acl6n de averías y estado de la lnstaJación

El autómata consta de dos partes fundamentales CIUC son :

11 Hardware Comprende el cableado interno del autómata.

ENTRADAS

FILTRADO SERAlES ENTRADAS

-- --

UNIOAO CENTRAL CPC

"' -0-

__,.,._ -..

ELABORACION SAL IDAS

CPU

lnterfese

L >

-{]-

-®-

Interface

¡_:_:_J

ontradas

Ampllflc.dor :señal s.al.cla

Unidad central secció n elabora• ci6n entradas

21 Software

Comprende el cableado externo del autómata como son por e¡tmplo los correspondientes e pu~

SALIDAS

D=K

T¡irjeta de salida

sadores, detectores de proximidad, presostatos, teruionH analógicas. etc. y contactares. relés,

electrovátvu&es. lámparas, et·c. ESQUEMA DE PRINCIPIO DE U N AUTOMATA PROGRAMABLE

PARTES DE UN AUTOMATA

_,.

Del croquis que representa la configu-radón de un autómata se 5*i'\alan sus partes principales.

1J Rack o conjunto de autómata. 2) Alimentación del aut6mata.

. rmíl I

3) Batería tamp6n ~az de sumi-

nistrar corriente al autómata en

e.aso de fallo de suministro de ali· mentación principal. 1 2 J ' s 6 7 a , 4) Temporizadores programables. 6 } Tarjetas de memoria. las memorias pueden ser del tiPo RAM, ROM, PROM. EPROM, EARRON, etc. LM autómatas programables con memoria de sacuencia RAM son de programación libre y to, de memoria PROM, EPROM, son de programación intercambiable. Los autómatas et programaei6n libre con memoria de Jectura-escritura RAM puede introduclne

en programa y cambiarse sin necesidad ele medidas especiales. Bas1a con una unidad de programacibn (maleta de proc.¡ramaciónl.

7) 8) 9)

Si falla la corriente de alimentaCtón a las memorias, perderán ta escritura. Los ittltómatas programables intercambiables con memoria d ~ p rogn1macl6n P ROM o EPROM requieren set cambiados para modificar el orograma. l as memorias PROM no pueden ser modificadas, deben ser SU$tituid.as. l as memorias EPROM pueden ser bOrradas con rayos u ltravioletas y vueltas a prograrnar. Un.tad central. Parte prindpal del autbmata a la que se denomin, CPC. Tarjeta de temporizadores p rogramable5. Tarjeta de enuadas y salidas (E/ S). Conector p¡¡ra moleta de programación cuyo fin es el de meter información o modificar el p ro. grama dol autómata. En el interior esta el compiler, q1,1e C$ el elemento de unión entre el autómata y la u n idad dé pro· gramaci6n (maleta), Traduce e l lenguaje o lnfC>mlación textual de la unidad d e programación a lenguaje má(luina, aisegurando el d iálogo entre la unidad central y la memoría do! programa por un lado y con las: unidades central y de programación S)()r otra.

Alimentación

,,.. D •

CPU

•

Pantalla

,/ ~ mp,.,o,..

Teclado

tMmoria

Amplilic.

' ~

••

memoria

Unidades

de d isco

FUNCIONES QUE REALIZA UN AUTOMATA

En el siguiente esquema se representan gráficamente las funciotl8s príncipc>Jcs que desarro lla un autó· mata programable.

Autómatas programables

14 219

Autómatas programables

14 218

Seguidamente se hace un repaso sobre algunos conceptos y denominaciones más importantes que se utilb:an en la terminología de los autómatas programables.

MEMOR I AS

Son dispositivos clccuónlcos capaces do almacenar infofmación. Hay memoritis de diferentes tipos que pueden ser grabadas y borradas según sean sus car&cterísticas, tal como se señala a continuación. Mimo,!•

RAM

IHlM

PROM

C.r,ctarfrtlc,s

Memoria do esc,hur11 lectura con acooso

,tt,,it

M(.tmoria do YIIONIS flioi, Sólo l~tUff tOhfe lt memor1t Memorltt prugrnmribl•

con vfJIOl"fH flfos

GPAOM

Memod& modlfleOOlt oon VIIO"ª fifo•

RPROM

Mtmo1 l11 ,tp1ogrr.m11blo con v1lonu lijo,

EEPROM

Mcimorl1d1 VIIOrtt fl, fos Qv1.1 puodon modlft-

lntroducdón del propotma

Eléctrica

Borrado dol programa

Eléctrico

DurlU'\!t ,1 proCHO du tabr1cac!óri EI001rlce El~triC~

E1k:111c,

lrnpot.ib!.,

iMfl('1~1h l":

,ni,ooo v S11lld1 dt lnfo,mte!ón

ruo..,,omli Cctnsu-1'1,1& el 1» •)Vtllfflll

ul1ruvlo1, 111,

p,f1Qri,mt

p.,, rno, u l 111vio lt lU

Obseruclof\411

Bits Unidad mínima ele información quo suolo

Paro nuc6m•u1<In pro9ramacl6n l ibre

CooJtNIOI

EH'louioo

l:tilc1,100

E16ctrlco

CQnmvo el

Ofi~tugo d11

s• bo11,

inform/le'i6n

p10<1r11m•

g~CU'lca

Au tbítt~tM pur11

prooramaclón lntfr,4;411uhlatJIC-

adoptar los valores O 6 1.

Byt1>

e biu fl

Byte : 8 bits•.

K by., Lo cao tidad de memoria se mide en K hyte ( 1 K bvte : 1.024 bytes}. Nom,ulmento al K byre so le denomino por la loira K [1 K : 1,024 bytes).

ldom

1cwrn

M•oablt · Equivale a 1.000.000 do bits. Meoaby1$

ConttlfVII IJI prog1om1

Ettc11 •Ct

MomOfil do 1l mooo·

LIFO

C,Jn41.!rvo ril

C.,ns,:rva "'

0•18fl , 1t0t,icomtnti o:iniklo10. Gu1lon8'\

Se b()u• programa

PQI' 'a.VI)\

Mfrno,111 tlOYiliHUI fl. jo1quopu11den ,nOdlfl·

corri,nto

Equivi:llo o

r.11rMI elóctrl<:Utnftlf'lt'II

EAROM

Porc:orw d•

Autómata programable Aparato compu&sto de diferentes módulos como se oxplica en las páginas anteríores y que se agru· pan de d iferentes formas, en función a la tarea a desarrollar. Todos los elementos están unidos por modio dol bus.

PtolJlltm•

p,co,omo

ldom

E<1ulva1-0 a 1.000.000 de byt&s. Bus

ldtm

Conlunto de I fnea, de conesl6n que unon los diforent<ls dls(,ositlvos eloctr6nicos dol outometa. C85etll

ldQM

MOn.o,los 4\ff)Ocl:iltt

Cinto magnética en la que se grabo un programa. Ois~o Discos do p lAstlco NCublertos de moterlel mo0nótico donde so graban los programas. Los d iscos más utlllzooo,son los de 5V, de pulgada y los do 3"2 do pulgoda.

Disco duro Disco th} gran c:apacidod de almac:enarnMJnto para los que hace falta un tlemf,o reducido para accodc, a 110 pro9rarni1, rncabar u na i nformaclOl''I, HunlwórO

Circmt<h ttluctrónicot v tl~mentos f í!licCls del aut6mnta, ordonador, c:ttlculador,

Impresora Unidad p{!rifáricá de salida de un calcu lador, que lmpri,ne las órdenes Que recibe,,

Un si.swma mecánico que imprime sobre papel. L~nguaje

Parn tral,ojor con ordenadores y calct1lodores se Ulil izon diverso~ lenguajes. co,nu s<.'111 l'ntrr l'th,~: BAS IC, FORTRAM, COBOL, LOCO, PASCAL, PL 11 , FORTH, LOTUS, ADA, oh :. Len!Juaje máquina

Heprcw n wdón mo<li.mtc números, los insuucciooes <1u•! es t:.111.11 dt' ejticut.u Mnmoria Dispositivo c l~l! li'ónico c~paz de almacenar informatiOn.

Véase póoin,, anwrior.

c•I ,nih11t1,11.1,

Autómatas pr~gramables

220

Monitor Pantalla TV en la que aparecen caracteres, gráficos, dibujos, esquemas, etc.

CAPÍTULO

Palabras Las palabras estan constituidas por un número determinado de bits.

Peñffrico Aparatos Y elementos exteriores dol ordenador, que est.án en comunicación d irecta con él (ímpreso-

FORMULAS PARA CALCULO V CONSULTA

ras, pantallas, teclados.etc.J. Plotten Impresora gráfica utilizada en sístemas de delineación por ordenador. Programa Conjunto de instruociones que se dan a un autómata o calculador, en un lenguaje determinado para la ejecución de un automatismo, Qe$ti6n, cálculo, etc,

Rack Conjunto de-1autómata.

Sel'ial analógica Seí\al continua Y variable que debe traducirse a valor numéñco discontinuo (sef\at digital) para ser utilizada por el autómata u ordenador.

Señal digital Señal osci lante y no continua con la que trabaja et autómata u ordenador.

Software Corresponde a 10$ programas escritos por el usuario o por ot:ras p&l"$0nas. Teclado

Equivalente al teclado de una.máquina de escribir, que sirve para transmitir órdenes y programar. Unidad central

Ejecuta las órdenes que se le dan deSJ)ués de analizarlas,

223 226 Acoplamiento de resistencias y reactancias . ........ ..... .... . . 227 Cálculo de líneas ent re armarios y receptores . . .. .... . .... .. . . . Cálculo de la potencia de un motor para diferentes empleos ... . . . . • ... . . 228 Cálculo para motores . .. . ....... ... . ... . .. ........... . ... ... • ... 229 Fórmulas de física general ................ • ....... . . ... ... . 230 231 Fórmulas físicas para uso mecánico . .. . .... . .... ........... . 235 Cálculo de la potencia necesaria en una máquina ...... . ......... . Cálculos del diámetro de ejes ... . . .. . .. . . .. .. ..... ... . .. . .. . .. . . . 238 Fórmulas para uso eléctrico . . . . . ........... . . ... . .. ... . ... .

15 223

FORMULAS PARA USO ELECTRICO 1} LEY DE OHM (1.1) 1 :JL R

(1.2) U: R•I

(1.3) R

2) RESISTENCIA INDUCTIVA (X L) XL

=JL 3) RESISTENCIA CAPACITIVA (Xc)

= 2·,r• F· L

Xc =

1 2•w•F•C

4) IMPEDANCIA EN UN CIRCUITO INDUCTIVO

Z : v'R'+Xt.' 5) IMPEDANCIA EN UN CIRCUITO CAPACITIVO

Z :v'R' +Xc' 7) CONDUCTANCIA INDUCTIVA (BL)

6) CONDUCTANCIA (G)

BL : -XL

G = -¡r

8) CONDUCTANCIA CAPACITIVA (Be)

9) ADMIT ANCIA (Y )

1Be = -

y =-1-

10) POTENCIA EN UN CIRCUITO DE CORRIENTE CONTINUA 110.11 P = U·I (w}

(10.2) P = R·I' (w)

(10.3) P =.!!.:_ (w) R

11} POTENCIA EN UN CIRCUITO MONOFASICO NO INDUCTIVO

Las mismas fórmulas que en el circuito de corrifnte continua (11 ), 12) POTENCIAS EN UN CIRCUITO.MONOFASICO INDUCTIVO

\w} P = R•I : U•l· oos,¡, (12.1) Potencia activa: (12.2) Potencia reactiva: P. =XL·I : U •l·,.,n,p (VAr) (VA) (12.3} Potencia aparente: P, : v'P' +P,.• : U·I 13} POTENCIAS EN UN CIRCUITO TRIFASICO INDUCTIVO (13. 1} Potencia activa: P = v'3- U· 1•eos ,p (w) (13.2) Potencia reactiva: P. =V3-U · l •sen ,p (V Ar) (13.3) Potencia aparente: P, = V3-U· I (VA)

Fórmulas para uso eléctrico

15 224

14) POTENCIAS EN UN CIRCUITO TlllFASICO NO INDUCTIVO

Al tener la tensión e intensidad en fase, no hay de-sías& y .PO( tanto: cos q¡ = 1; sen ~=O. (14.1) Potencia activa: P = 1/3. U . 1. cos <p = 1/3 . U . 1

21) VELOCIDAD DE UN MOTOR TRIFASICO ASINCRONO (ni n =-

60·F

· (1 • Sl

(14.2) Potencia rnactiva: P)I = V3 · lJ · 1 · sen if1 = O

(14.3) Potencia apa<ente: P, ·=

V3 · U •

1, y por tanto, igual a P(W)

22) FACTOR DE POTENCIA (COS\O) P,

122.1) cos,¡, = - p-

15) ENERGIA EN UN CIRCUITO TRIFASICO INDUCTIVO

115.1) Energía activa:

l/3 - U -l -cos<9

, h (KWh)

(15.2) Energía reactiva:

l/3 ·U -1 - senq, E, • - - - - - - - - - ' - , h (KVArh)

(22.2) COS\O : -E-

1.000

\/3-U·I (15.31 Energía aparente: E2 = - ' - -~ -

1.000

23) T I EMPO MAXIMO DE ARRANQUE DE UN MOTOR (Ta) (23.1) Ta : 4+2vP

. h (KVAh)

(23.2)

Ta :4+

v'J.P

(s)

P -entQN

(s)

P-en CV

Los tiempos de arranque deben sor infer iores al que da la fórmula.

16) POTENClA UTIL EN UN MOTOR TlllFASICO IP,) 24) INTENSIDAD ABSORBIDA D E L A RED POR UN MOTOR (16.1) P.,=

1/3 , U,1 - cosq,- n

(CVl

(24.11 1 :

736 \'3 - U -l , COS<¡ · q (16.2) P., = - ' - -- --'--'- (KW>

(24.2} 1:

1.000

17) POTENCIA ABSORBIDA POR UN MOTOR TRIFASICO (P,J 117.11 P, =

(17.2> pll •

V3 . u .1 . cos ,p

736 \'3 • U • l•C0S Q

1.000

(CV> I KW)

18) RENDIMIENTO DE UN MOTOR (~)

Poténcia lltil . 100 _P, · 100 f%) ll = Potencia absorbida = P,

19) CANTIDAD DE CALOR (OJ Q = 0,24 · P ·

(19.1)

t (calorías>; t

julio = 0,24 calorías;

O • 0,24 , U , 1. t \caO

(19.2) O = 0,24 . R . I' · l (cal) (19.3¡

1 julio = 1 W. s

U' . t o = 0,24 . -Fi

t • Tiempo, en segundos (s).

1ca11

20) VELOODAO SINCRONA DE UN MOTOR TlllFASICO ASINCRONO (nl 60 , F n= - p -

75. p.. 10'

v:i-U·~·cos ,¡, 55·P·103 ,/3·U· ~· <.os ,¡;

P- en CV

P- ~n KW

225

16 226

ACOPLAMIENTO DE RESISTENCIAS Y REACTANCIAS CIRCUITOS DE RESISTENCIAS

CIRCUIT~ DE CONDENSADORES

R ' -11._ 1

1) SECCION DE CONDUCTORES EN CORRIENTE CONTINUA

e =...2... u

--ti----

R : p ..!...

15 227

S = p· 2·L· I

·cALCULO DE LINEAS ENTRE ARMARIOS Y RECEPTORES

2) SECCION DE CONDUCTORES EN CORRIENTE ALTERNA RZ

-=-=-=l!I

= A1+ R2+ R3+ ...

2.1} En circuitos monofásicos".~ inductivos (óhmícos).

CT:

~l---it----11--

c,•ci•e3···

...L+_ ,_ , _1_+ ... R1 R2 R3

LlJ

R1 • R2 R1+ R2

S - p·2·L· c<>s ,p

--88-c:re,

Ve 2.2} En circuitos monofásicos inductivos.

S: p·2• L •I

CT : Cl+C2+C3

~.3) Para circuitos trifásicos no inductivos.

S : vJ•p• L•I

1 1 - -+ C1+C2 C3

2.4) En circuitos trifásicos inductivos.

S = vJ·p · L+cos,p

CIRCUITOS CON RESISTENCIAS Y REACTANCIAS R

3) CALCULO DE•SECCION DE CONDUCTORES EN DER IVACIONES CORTAS, EN FUNCION

Ruactanda de autoinduoci6n: XL , 2n· F·L l mpedancia: Z

= JR!

DE LA PERDIDA DE POTENCIA FIJADA. QUE NO SEAN INDUCT IVA

t XL1

3.11 Pérdida da potencia por efecto Joule. L·p

Reactancia de capacidad: X c :

Impedancia: 2

Pp : q • R•I' : q · -· 1'

1 2•·F· C

3.2) Sección en Iíneas monofásicas.

=J Ri + Xc1

S : 100·

x, ,1 - -

Z ,

3.3} Sección en l ineas tr'ifásicas equilibrada$.

v'R' + (XL-Xc)' '-

•

c:w

/ 11-)• +t.l...¡,

/ <..!..l, + t .L), R

2 =

R·XL ../ R1 +XL2

= v'RR•Xc 2 +X L2

(..l.fl + ,_ ,_ R

p•P. · l o:· VJ •cos'l

·x L

S - sección en mm1 p - coeficiente de resistividad del conductor Ve-caída de tensión en la l ínea en vollios q -número d e fases de la red <X -pér'dida relativa dé poten da en %· R -resistencia del conduct or' en ohmios P.2 -potencia en vatios al final de la I ínea CO~i -factor de potencia al final de la línea V 2- tcnsión al final de la I inca en voltios L -longi tud de la I ínea on mettos

Para líneas de corriente continua; cos ,;p:::1.

La ca ida de tensión en líneas que alimentan motores de corriente alterna trifásicos, no deberá superar el 5% entre la acometida privada y cualquier receptor.

1 •

S =100·

' XL

,,"

2 ·e ·P, ·L et· V½· cos2 'P'l

- _ ,_ ), Xc

R·X L·Xc v'X L' · Xc' +R' (XL-Xcl'

CALCULO DE LA POTENCIA DE UN MOTOR PARA DIFERENTES EMPLEOS

15 229

228

11 EN MECANISMOS D E TRASLACION Y ELEVACION

1) Calcular el par producido por un motor de cotriente continua que absorbe una intensidad de 300 A a vna tensión de 400 V, s; gira su eje a 1.400 revoluciones por minuto.

Potencia absorbida IPI.

p =_ Fc_·..:•_ 1.000•,¡

p = U · 1 =400 X 300 a 12.000 W Velocidad angular lm).

21 EN ASCENSORES·

p < .!..._:.. F_·..:•_ 2 1.000·,¡

CALCULO PARA MOTORES

Resulta un caso particular por quedar compensado por el conttapreso, la cabina y la mitad de la carga.

2Jt • O 2 X 3,14 X 1.400 dj: ro • ~ = = 1465 , r s 60 Equ ivalencia de la potencia absorbida.

3) EN MOVIMIENTO GIRATORIO

P =-"" M_·...;•;..._

9.550·,¡

mkg = 120.000 . 12.000 9,81 Par producido por el motor a n = 1.400 r.p.m.

4) EN ACCIONAMIENTO DE GRUAS CON ACCIONAMIENTO UN ILATERAL DE L CARRO MOVIL

M = mkg •

12·000 = 8 1 91 mkg 146,5

P' =p. m 1 +2 (m1 +m3 ) l:m 2) Catcvlar el par producido por cm motor do corriente alterna que absorbe una Intensidad d e 100 A a 4()(J V con un factor d e potencia de cos q> = 0,9, si gira a 1.450 revoluciones por minuto.

5) EN VENTILADORES P=

O•p

10' . ,¡ 6) EN BOMBAS

Potencia absorbida por el motor trifásico (Pt.

P= V3 . U

. 1. cose;, •

1/3 x 400x 100x0,9 = 62.355,6W

CV = Y:!._ = 62.355,6 • 84,72 CV 736 736

p, O ·~ · h 11

Velocidad angular (w).

2n , n

e,¡ = ~ •

2 x3,14x 1.450 = 151,76 rdf:s 60

Par producido por el motor a n • 1.450 r.p.m.

M = mkg = 6.356,33 • 41,88 mkg o> 151 ,76 m kg •

62.356,6 - 6 356 33 9,81 · ·

3} Resumen de fórmulas para calcvlar el par.

p 111 M = -9,81 · ro

M . par en mkg. P -

potencia en W ,

m - velocidad angular en rd/s.

12) M • mk9 IJ)

13) M ~

735 . cv - 2~·n·9,81 -'-==-=-- = 60

716 -CI/

CV - potencia en caballos de vapor.

velocidad en revoluciones por minuto.

v:--!t

e-espacio t- tiempo

a) partiendo del reposo.

o:l·a· t

t-ti-empo a-aceleración

v - velocidad en m/s v: w·r

MOVIMIENTC DADO

v0 -velocidad inicial a -acekm,c,ión t -tiempo

UNIFORMEMENTE

3) VELOCIDAD ANGULAR (w)

RETAR·

CANTIDAD DE CALOR (Q) e -calor específico m - masa at-diferencia de temperatura

Q,c·rn·llt

e:.:vo • t- 1.....a, t2 2

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

ESCALAS TERMOMETRICAS

en radiaoes/mn 21'1'=w

Equivalencias:

n- revoluciones/mn

c - ~·(F-32)

c-:

VELOCIDAD TANGENCIAL v =21r•r•n

LEY DE LAGRAVITACION UNIVERSAL

•R

F - :·C+32

~i·

R+32

tación

R- 80 IF-32) 212

O" K 173" K 273" K 273+ tº K

v - velocidad g -aceleración:.9,81 t -tiempo h -.altura Yo-velocidad inicial

DENSIDAD RELATIVA d ,!'!.

re,d/s

5) ACELERACION O OESACELERACION EN FUNCION DEL MOMENTO DE ARRANQUE O PARADA (a)

ex -acelerac ión en

rad/s, M- momento do torsión en Nm J - momento de inercia en Kgm1

6) ANGULO DE ARRANQUE O PARADA (\O)

En función de una aceleración o desaceleración angular, de una velocidad angular inicial o final.

w· t

<P -tiogulo en rad w - velocidad angular en rad /s t - tiempo en s

71 MASA (m) Equivale al antiguo peso y se da en.kg.

8) PESO (G)

G = m ·g

MOVIMIENTO l'ENOU LAR

G- peso en N m-masa en Kg g - aceleración (9,811

1- toogitud en m/s2 g-aceteraci6n

a - aceleración

9) FUERZA (F) En movimiento de traslación vertical (elevación t horizontal o inclinado. (1) Sin frotamiento

· F-fuerza en N

f .:m·a

P - presión fi nal V - volumen final

FUERZA CENTRIFUGA f- m•v1 r 1 2 f_ m•<,; • r =m·w1 ·r

•

m ]

t-tiempo en ,egundos

ECUACION DE LOS GASES PERFECTOS

FUERZA

"->- velocidad angular en t - tiempo en s

~ mide de la forma que se represe:ma en la fiQUra.

v:g· t

« =- wt

R- ! ·c

Escala absoluta

- lOO°C O"C t°C

G- constante de gravi·

CAIOA LIBRE DE LOS CUERPOS

c:.,- vetocidad angular en rad/s v - velocidad en m/s r - radio en metros

4) ACELERACION O OESACELERACION EN FUNCION DEL TIEMPO DE ARRANQUE O PARADA{<>) a - aceleración én rad/s2

- 27'J'>C

ción

d--distancia de masas

.,.1..•. ..,

\0 = - 2-

m,m'- masas

v:v'vi +2·g·h

01'-J-

E$c-ala centígrada

f - fuerza de atrac-

w =-

ENERGIA POTENCIAL

Ep,m·g·h

v =vo-a•t

m•m' f,G ·-

w-veloddad angular en rad/s r - rad io en metros

ENERGIA CINETICA

v - velocidad

velocidad angular en rad/s M-inomento de torsión en Nm

2) VELOCIDAD (v)

Ec~•m·v2 2

b) no partiondo de repo$0,

e :No • t +..l.•a· t2

J - momento de inercia en Kgm2

t.,J--

e - espacio

t - tiempo en segundos

J·w

' --¡;r-

POTENCIA (P)

p.,i

v-veloeidad 2

T: f·e·cos q

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO v=a• t

1) TIEMPO (t)

T,,.•

v-veloddad

15 231

230

TRABAJO (T)

VELOCIDAD INSTANTANEA (v)

FORMULAS FISICAS PARA USO MECANICO

FORMULAS DE FISICA GENER.AL

F :m·g

LEY DE GAY·LUSSAC 1 v , v .11+213· tl

µ- coefic::iénte de ,ozamiento -.p - ángulo de inclinación

Po-presión inidal Vo - volumen inicial

m- masaen Kg

(2) Con frotamiento F =wm ·g (3) Con frotamiento e inclinación

F , m•g(µ-COS\O+sen\01

Fórmulas físicas para uso mecánico 10) POTENCIA (P) ( 1)

P : F·v

(2) P :M· w

Potencia motriz de un motor M·n

P - potencia en vatios F -fuerza en. N v - velocidad en m/s M - momento torsor en Nm

w -velocidad angular en rad/5 n - número de revoluoipnes por minuto

(1 ) Mom&nto de torsión en función de u na fuerza. (2) Momento de torsión en función de un momento dinámioo o de inercia. (3) Momento de torsión en función de una potencia .

16) MOMENTO TORSOR A LA SALIDA DE UN MOTOR (Mm) Mm

: -M-

Mm - momento torsor salida m o tor, en Nm. M - momento torsor necesario en la carga, en re - r elación de transmisión de velocid ad. vm - velocidad motor en r .p.m. ve - velocidad carga en r.p.m.

11) TRABAJO. ENERGIA (W)

m·v1

W : -2-

233

232

P: 9,55

(1)

Fórmulas físicas para uso mecánico

Nm.

W - trabajo en julio¡

m- m3$aen Kg J·c.,2

(2) W: - 2(1) (2)

v - velocidad en m/s J - momento de inercia en Nm w - velocidad angular en rad/s

Trabajo realiz.ado en movimiento de traslación.

T~bajo realizado en movimiento de rotación.

121 MOMENTO DE IN ERCIA PARA EJE O VOLANTE (J)

J .=

m;r

momento de inercia en Kgm,

J -

m - ma5aen Kg r-

~E·m·- 3

17) MOMENTO DE TORSI ON NECESARIO PARA VENCER LAS INERCIAS (Mi ) J•Ga•72• w• Nc

Mi :

n-~•·10

M¡, : G•rm•11

M,u - pa< en daNm. G - peso en daN. r m - radio de aplicación en metros. µ - coeficiente de frotamiento.

J- momento de inercia en f(qm:: J-- ~(R' 2 1 + R') 2

14) MOMENTO DE INERCIA EN UN MOVIMIENTO DE TRASLACION (J)

m·v2

J : - -,-

G·d2 (11 J : - 4 (11

19) MOMENTO TORSOR NECESARIO PARA HACER GIRAR EL HUSI LL O Y LA TUERCA QUE MUEVE UNA CARGA

_..,,.;,F-•P,::__ 2.000·~·¡,

M - par' de giro en Nm. F - fu•rza o carga

J- momento de inercia en Kgm, m- mas.1 en Kg

v - velocidad en rrt/s w - velocidad angular en 00/s

J- rnomonto de inercia en Kgfm~ G- peso (fuerzo) en Kgf d - diá~tro en metros

µ. - rendimiento("'· 0,9) . Potencia motriz del motor

p ,

M• n

P - p0tcncia del motor en Kw. M - par de giro en Nm. n - número de revoluciones por minuto.

9 .550

15) MOMENTO DE TORSION (M) J •(,)

(2)

M: - -

(3)

M: .!...

(,)

momento de torsión en Nrn fuen.a en N radio en metros momento d e inercia en Kgm" w - velocidad angul¡r er, rad/s t - tiempo en s P - potencia en vat ios

en N (1 Kp ~ 10 N ~ 1 daN).

p - paso del husillo en mm,

Unidade, del sistema técnico.

( 1) M : F• r

Kgm1.

18) MOMENTO DE TORSI ON NECESARI O PARA V ENCER LOS FROTAMIENTOS ( M¡,)

13) MOMENTO DE INERCIA PARA UN CILINDRO (JI

m-masa en Kg R1 - radio monor R2 - radio mayor

en da Nm.

- momento de i nercia de la masa, en Ca - coeficiente de aceleración. Ne - núme<o de marcas por m inuto. n - ne.mero de paradas. (j - ángulo en tre marcas, en grados.

radio en mettos

'=$·

Mi - momen to torsor J

MFr J-

Fórmulas físicas para uso mecánico

CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA EN UNA MAQUINA

235

234 POTENCIA NECESAR1A EN UNA MAQUINA

Fueri a axial fFA}

2n·M· ~

FA M L '1

- fuerza o carga en N. - par en N m. -

avance del tornillo en metros.

·- rendimiento : entre 0 ,3 y 0,9, según resulte más

P • potencia. M - par de giro de la máquina en Nm.

M ·n (kW} 9.550 · ~

n - número de r.p.m. F • fuerza (por peso, por fricción) en N.

F, V

p.---(kWI 1.000 ·

V • velocidad en m/s. r¡ - rendimiento de la máquina.

o menos fa vorabte.

POTENCIA ABSORBIDA POR UN MOTOR 20) FUERZA AXIAL EN UNA POLEA ( FA)

P =V3· U -1 ,cos<i> (W)

FA • 2X 10' - - •C n· O

FA P n O e

fuerza axial é n mkg, d aN. potencia en KW. velocidad en revoluciones por minuto,

2;2 para correas esp eciales de adhesión y correas trapezo idales.

736 \!3·U•l• C0S <j) 1.000

(CV}

P • potencia. U - tensión en voltios. 1 • intensidad en amperios. cos tp - factor de potencia.

(kW}

POTENCIA DESARROUADA POR El MOTOR (UTILI

diámetro de '3 polea en metros. factor de tenS-ión, que puede ser: 3, para correas de cuero planas, sin rodillo

tensor. 2 , par~ correas de CIJ(U'O ptanas, con rod illo 1enw .

V3 · U· l ·COS<j)

P, = V3 · U · J ·cose¡¡· n (WI

n • rendimiento.

INTENSIDAD DE ARRANQUE DE UN MOTOR 0.1

·-·-·L

La intensidad absorbida por un motor en el período da arranque dependa del tipo de conexión (direc· ta, A-6, resistencias, etc.). SERVICIO 1 C()(rienie, de conexión

Comi.:mc dt. r.orte

Corrir,,nu.i de t:Dn#Jtión Conle11e de ::Ol't8

lulln

Ei9mplo; Am:,nqu~ tJ:: m(l(Otf\11 de fOtQt bobir.ad-;> y ,>ni.!lt,c<t,

,ozant'3S.

SERVICIO 3

SERVlCIO 2

lt =H, 1. • 1.

... .. a,n

~·~

#c•& Jri

E!emplocA,ranque diracto de m0101es de ,01or en ieula de a1dilla o doble j11ula,

Con ietltfl del OOtl&)dótl ~ -6 1.

Corrientade m11

~ - @I,

'" """

Ejemplo: Arr;:,nQvc din;ctc,> :Je ni-Ot~J oomo en el &~Mtio 2, ()6f'<i con posible cor.e en el perlOOO de ;:,manqvc, frCfl;ido por omtraoorñe~ , Gte.

MOMENTO NOMINAL

Curva caracteristica-par de giro.revoluciones.

l ..~·

---

15 236

Cálculo de la potencia necesaria en una máquina

15 237

MASAS VOLANTES ADICIONALES PAR DE ARRANQUE (MA)

Doterminación de los momentos de inercia roferidos al eje del motor.

Par de giro a motor parado, alimentado con tensión y frecueiicia nominal.

Para masas rotativas

Jz= PAR MINIMO {Ms)

J , · n1' • J2·f½., + ... n'

n- revoluciones del motor por nm.

(kgm'I

Para masas con movimiento rectilíneo.

El par de giro minimo que da el motor, alimentado con tensión y frecuenda nominales, entre el estado de rép0$0 v la velocidad máxima.

9t2•m•v' Jz =- - - - n'

(kgm•)

m - peso, masa en Kg.

v - velocidad en m/s.

Cuer po en rotación más importante.

PAR MAXIMO (Mo<)

El par de giro máximo que da el motor alimentado con tensión y frecuencia nominales, entre las

...evoluciones máximas y nominales.

Cilind'ro macizo . J : 90•p•L•Da4

p - densidad en kg/dm3

(kgm')

•

L- longitud en metros.

PAR DE FRENADO (Mo)

a) Par de frenado de reposo (par de frenado estático).

Cilindro hueco.

El moménto máximo que puede oponerse a un par de giro exterior, que actúe sobre el oxtromo libre del Cje, frenado f irmemente a través del disoo y del anillo de freno. b) Par de frenado de movimiento (par de frenado dinámico). El momento de frenado que se presenta al resbalar el anillo de freno sobre la superficie de

J: 98· p· L• (Da4 -0i')

(kgm• )

Da - diámetro exterior en metros. Oí - diámetro interior en metros.

frenado. Este es aproximadamente un 10%menor que el momento de frenado de repc,so. T IEMPO DE ARRANQUE (tA) CLASES DE SERVICIO (S)

Según norma VDE 0530 S1 S2 $3

S4 S5

S6 S7 S8

(s)

Servicio permanente. Servicio de corta duración. Servicio intermitente sin influencia del arranQue sobre la temperatura. Servicio intermitente con influencia del arranque sobre la temperatura. Servicio intermitente oon infli.Jencia· del arranque y del frenado sobre ta tempeuitura. Servicio con cargas íntcrmltentes. Servicio ininterrumpido con arranques y frenado. Servicio ininterrumpido con conmutaciones da número de polos.

-ML, cuando el moménto de carga actúa en contra del par dG-arranquB (Elevar). +ML, cuando el momento de carga actúa en la dirección del par de arraoquo, cargas que tiran , pueden considerarse como momentos negativos de c.arga (Doseendor}.

TIEMPO DE FRENADO (t8

FACTOR DE MARCHA RELATIVO (EDI

)

l:J•n ts : ~9-.5~5-· ,{,. M.,.,8,-±7M:-cL-,I-

Relación entre la duración de la carga y el ciclo. Duración del ciclo =Suma de los tiempos de conexión y de los de pausa sin corriente. Duración máxima del ciclo 10 mm.

(s)

MC- par de frenado en Nm.

+ML, cuando el momento de carg¡t act~ frenando (asistencia del momento de frenado

Suma de los tiempos de trabajo

ED : - - - -- - - --

Ma - par de arranque en Nm. M t. - momecnto d~ carga en Nm.

- Elovarl. - ML, cuando e l momento de carga reacciona oontra el momento de frenado (cargas que

~ - - -~ - - - - · 100 (%1

tiempos de trabajo + pausas sin corriente

tiran - Descender).

FACTOR DE INERCIA (FI)

REVOLUCIONES DE ARRANQUE {ZA)

El factor de inercia es la relación entre las masas volantes, de todas las masas respecto al eje del mo tor y la masa volante de este. (Rotor más disco de freno}.

FI :

JM tJ2:

Jr,1

JM -

ZA •

n•tA 12Cl

· (revoluciones)

ma!ia volante propia del motor (kgm1 } .

Jz - masas volantes adicionales. referidas al eje del (kgm' J.

motor REVOl.'UCIONES DE ARRASTRE {Zo)

=-1!.:.!!L. t -.!!.:.!!L. 120

(revoluciones)

lR - tiempo de retención.

CALCULO DEL DIAMETRO DE EJES

238

-•

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d •

d - diámetro on m. M - par torso, en daNm.

l:!.. F

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e} Oijmetro en función de la fuerza y potencia a transmitir d ,

450.000· P F•fl'·n

- diámetro en cm.

- Potencia en CV,

F n

- fuerza en daN. - nú mero de r .p.m.

d) Diámetro en función de la carga de trabajo y~ patenc)I a transmitir

d • ' } 716.200·P O•qt

r :: 0,5at

d P n

- diámetro en cm. - potencia en CV. - número de r .p.m.

qt -

carga de trabajo en daN/cm.,, ,

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ISBN 10: 84·283•2898-6

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