Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
1.7.-MARCHA Y PARO DE UN MOTOR MEDIANTE UN RELÉ Hasta aquí, se ha visto el funcionamiento del relé y de este se desprende que si dejamos de pulsar P, cesará la corriente por la bobina y los contactos volverían a su posición inicial. Esto como es lógico, parece un inconveniente, pues si queremos que funcione de este modo una lámpara o un motor, deberíamos estar pulsando de modo continuo sobre el pulsador hasta que quisiéramos interrumpir el funcionamiento de la lámpara o el motor. Veamos que ocurre cuando se pulsa “P” : se cierra el circuito de la izquierda (el de mando), le llega corriente a la bobina del relé y entonces sus contactos conmutan y cambian de posición, con lo cual conseguimos cerrar el circuito de la derecha (circuito de fuerza) funcionando el motor. Pero si se deja de pulsar “P” la corriente se interrumpe y no llega a la bobina, con lo cual se desactiva y sus contactos vuelven a su posición de reposo y el circuito de fuerza se abre parándose el motor.
K
K
K
K
13
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
De las figuras anteriores se entenderá porqué al pulsador P se le denomina pulsador de marcha (a partir de ahora lo designaremos por PM. Por tanto cuando queramos activar un relé debemos situar un pulsador NA en serie con la bobina del relé. Si queremos parar el motor deberíamos quitar la corriente que le llega a la bobina del relé. No parece lógico usar el mismo pulsador ya que esto nos obligaría, tal como se ha comentado antes, a tener pulsador de forma permanente PM mientras queremos que el motor funcione y dejar de pulsar para que el motor se pare. Parece más sensato utilizar otro pulsador que nos permita interrumpir la corriente independientemente del estado de PM . Este pulsador se denominará pulsador de paro y lo designaremos por PP. Este pulsador deberá ser normalmente cerrado para que cuando nosotros queramos, podamos abrirlo ( y por tanto el circuito en el que se instala) y por supuesto deberá ir conectado en serie con la bobina y con el PM tal como puede observarse en la siguiente figura Por tanto cuando queramos desactivar un relé debemos situar un pulsador NC en serie con la bobina del relé.
K
K
La secuencia de funcionamiento si queremos que el motor comience a girar será: 1º.-Pulso PM, llega corriente a la bobina y los contactos conmutan y cierran circuito motor; éste se pone a girar. 2º.-Cuando quiero que el motor deje de funcionar, pulso PP, con lo cual no llega corriente a bobina y contactos vuelven posición de reposo; por tanto circuito del motor se abre y éste se para.
14
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
1º.-
K
K
2º.-
K
K
Pero este circuito tiene un problema. Para que funcione el motor debemos mantener siempre pulsado PM. Esto no parece que sea muy eficaz. Mas bien nos interesaría poner en funcionamiento el motor pulsando PM, pero una vez dejado de pulsar que el motor siguiera girando hasta que lo parásemos desde PP. Esto se consigue con otro contacto del relé que se denomina contacto de mantenimiento o de realimentación. 1.8.-CONTACTO DE MANTENIMIENTO O DE REALIMENTACIÓN Si se observa los esquemas anteriores, el problema de que el motor no siga girando cuando se deja de pulsar PM es que abrimos el circuito de la bobina. Si pudiéramos tener un “camino alternativo” para el paso de la corriente aunque PM no estuviera pulsado, tendríamos solucionado el problema.
15
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
Una primera solución seria podría ser el colocar un “puente” mediante un conductor entre el borne de entrada del pulsador PM y el borne de salida. Pero esto no nos soluciona el problema, ya que aunque no se pulsara PM siempre habría un camino para la corriente que le llega a la bobina del relé. (En otras palabras ya no nos haria falta PM pués la corriente se iria siempre por el puente; a esto se le suele decir “que se ha puenteado el pulsador de marcha”. Si pusiéramos un interruptor, que en vez de accionarlo nosotros, se accionara automáticamente, y tal que cuando por la bobina estuviera pasando corriente, se cerrara y cuando por la bobina no pasará corriente se abriera, tendríamos solucionado el problema. ¿Pero este modo de funcionamiento, es precisamente el de los contactos del relé?. Por tanto ¿por qué no utilizar para realizar esta función un contacto del relé?. A este contacto se le denominará contacto de mantenimiento o de realimentación. Aunque PM vuelva a su posición inicial, existe ya un camino cerrado para la corriente y por tanto esta le llegará a la bobina (con lo cual el contacto K se mantendrá cerrado). Sólo cuando pulsemos PP (pulsador de paro) se abrirá el circuito y no le llegará corriente a la bobina (con lo cual sus contactos, incluido el K, conmutarán de posición y se abrirán).
K
K
16
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
K
K
En este esquema puede observarse, precisamente que al conectar en paralelo el contacto del relé con el pulsador de marcha NA, lo que se está haciendo es darle un camino alternativo a la corriente que pasa por la bobina, pero de tal forma que cuando no pase corriente por ésta, ese camino también estará abierto. NOTA: en el esquema anterior, el circuito de fuerza esta cerrado y el motor estará girando. No se han dibujado las líneas del camino cerrado de la corriente para no complicar más la figura. No obstante en la siguiente figura vamos a aclarar cual es la conexión real entre el contacto K (5-6) y el circuito de mando.
K
17
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
Resumiendo hasta aquí lo aprendido: -
El relé como interruptor o conmutador de circuitos a distancia
-
El relé como elemento que nos separa dos circuitos, uno con tensiones y corrientes pequeñas (circuito de mando) respecto de otro con tensiones de trabajo mucho mayores y por tanto con mayor peligro para las personas que los utilizan (circuito de fuerza).
-
El contacto de mantenimiento de un relé utilizado para “enclavar” el relé, es decir para hacerlo funcionar aun cuando no se tenga apretado el pulsador de marcha.
Por tanto, con lo aprendido hasta ahora, debes ser capaz de diseñar y montar un circuito que accione un motor mediante un pulsador de marcha (PM ) y se pare a través de otro que denominamos pulsador de paro (PP ), utilizando para ello un relé. NOTA 1: Cómo habrás observado estamos utilizando pulsadores para accionar los circuitos y no interruptores. Ello es debido a que es mas fácil automatizar un proceso utilizando los primeros en vez de los segundos. Un pulsador puede ser accionado por un elemento móvil (por ejemplo un NC y por tanto abrir un circuito eléctrico y hacer que un receptor se pare), pero una vez que ese elemento móvil se retraiga el pulsador volverá a su posición inicial, dejando al circuito otra vez preparado para abrirse. Piénsese en el pulsador de paro de los circuitos anteriores. Si en vez de un pulsador fuera un interruptor, cuando abrimos el circuito, un instante después de haber pulsado, seguiría abierto y aunque quisiéramos pulsar el de marcha el circuito estaría abierto. Los pulsadores que son accionados por elementos móviles suelen denominarse finales de carrera, pues el al final de la carrera de un elemento móvil cuando son pulsados y entonces abrirán o cerraran sus contactos. NOTA 2: Queremos incidir en el tema del ahorro económico que conlleva la utilización del relé. Supongamos la planta de una fábrica con dos motores situados cada uno en cada esquina de la misma. Queremos gobernar estos dos motores a distancia desde un puesto de control (situación que no es muy rara en la realidad). En el puesto de control situaremos los pulsadores de marcha y paro de ambos motores. En la zona de los motores situaremos al lado de cada motor su relé correspondiente. Los cables del circuito de mando llevarán, como se ha comentado antes, poca tensión y corriente, por tanto no deberán ser de sección muy grande (dicho en un lenguaje que tu entiendes, no deben ser muy “gruesos”). Estos cables se deben tender entre el puesto de control (para entendernos, donde está la pila) y la zona de cada motor (o sea donde hemos situado el relé). Una distancia relativamente larga pero con cables pequeños de grosor (sección pequeña).
18
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
Los cables del circuito de fuerza si llevarán corrientes mayores y estarán sometidos a tensiones de trabajo bastante elevadas, con lo cual la sección (es decir, el grosor) de estos cables será mucho mayor. Estos cables se tenderán desde el relé hasta el motor, ambos dentro de la misma zona. Distancia relativamente corta comparada con la anterior, y realizada con conductores de sección mayor. Pero... Un cable, cuanto mayor es su sección (o grosor) mayor es su precio; con lo cual además de las ventajas que ya se han citado, tenemos un ahorro económico.
Puesto de control
Motor 1
Relé 1
Pulsadores
Motor 2
Relé 2
NOTA 3: Hasta ahora no hemos hablado de cómo gira el motor, si a derechas o a izquierdas. ¿Y si necesitamos que durante un cierto tiempo gire a derechas y en otro momento lo haga en sentido contrario?. La respuesta a esta pregunta vendrá dada en el siguiente apartado.
1.9.-INVERSION DEL SENTIDO DE GIRO DE UN MOTOR Existen dos formas de invertir el sentido de giro de un motor: a) Mediante un conmutador de cruce b) Mediante relés.
En el primer apartado no nos extenderemos demasiado pues ya se explicó en años anteriores. No obstante recordaremos los conceptos básicos: a) Mediante un conmutador de cruce Veamos cuando un motor de corriente continua gira a derechas o a izquierdas. Esto va a depender de cómo conectemos sus bornes a la fuente de alimentación eléctrica (pila).
19
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
GIRO A DERECHAS DE UN MOTOR DE C.C. Se dice que un motor de c.c. gira a derechas cuando conectamos el borne positivo de la pila con el borne positivo del motor de c.c., y el borne negativo de la pila con el borne negativo del motor tal como puede verse en la siguiente figura:
GIRO A DERECHAS DE UN MOTOR DE C.C. Se dice que un motor de c.c. gira a izquierdas cuando conectamos el borne positivo de la pila con el borne negativo del motor de c.c., y el borne negativo de la pila con el positivo del motor, tal como puede verse en la siguiente figura:
Un conmutador de cruce es un elemento u operador mecánico que nos permite realizar este cambio en la polaridad del motor sin tener que estar moviendo cables ni en pila ni en motor. Su esquema es el siguiente en las dos posiciones que puede adoptar al girar sobre su eje central:
20
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
Y recordemos la forma en que se conecta al circuito, teniendo en cuenta que puede girar sobre el eje central.
GIRO A DERECHAS
GIRO A DERECHAS
21
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
22
Departamento de Tecnología
Unidad didáctica 3’: Relés
23