2.AUTOMATISMOS 29-54

Procede conocer este elemento, ahoraque ya sabemos algo del contactor.

Un relé, también, es un actuadormediante el cual se puede controlar unapotencia mucho mayor con un consumomuy reducido.

Estructura de un relé

En general, podemos distinguir en laestructura de un relé los siguientes bloques:

• Bobina y sus terminales de conexión.

• Parte móvil, que genera, al actuar, un cliccaracterístico.

• Circuito de salida, constituido por uno ovarios contactos, simples o conmutados.

Las características generales de cual-quier relé son:

• El aislamiento entre los terminales deentrada y de salida.

• Fácil conexión a la fuente de alimenta-ción.

• Posibilidad de soportar sobrecargas,tanto en el circuito de entrada como enel de salida.

• Las dos posiciones de trabajo en loscontactos de salida de un relé se distin-guen por:

- En estado abierto, alta impedancia.

- En estado cerrado, baja impedancia.

Tipos de relés

- Electromagnéticos convencionales.

- De Núcleo Móvil.

- Tipo Reed.

- Polarizados.

Relés electromecánicos convencionales

Son los más antiguos y también los másutilizados. El electroimán hace vascular laarmadura al ser excitada, cerrando los con-tactos dependiendo de si es NO ó NC (nor-malmente abierto o normalmente cerrado),o conmutándolos (contactos inversores).

Están formados por una bobina y unoscontactos los cuales pueden conmutarcorriente continua o bien corriente alterna.

Hablemos de relés electromagnéticos

El mundo del automatismo 29

HABLEMOS DE RELÉS ELECTROMAGNÉTICOS

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Relés de Núcleo Móvil

Éstos tienen un émbolo en lugar de laarmadura anterior. Se utiliza un solenoidepara cerrar sus contactos, debido a sumayor fuerza atractiva (por ello es útil paramanejar altas corrientes). Este modelo seutiliza mucho en automoción.

Relé tipo Reed

Formados por una ampolla de vidrio, encuyo interior están situados los contactos(pueden se múltiples) montados sobre del-gadas láminas metálicas. Dichos contactosse cierran por medio de la excitación deuna bobina, que está situada alrededor dedicha ampolla.

Los relés Reed pueden estar formadosexclusivamente por la ampolla de vidrio y elcontacto interior.

Para activarlo basta con aproximar a laampolla un imán.

Se utilizan mucho en manio-bras que sirven para prote-ger accesos, a la entrada deintrusos. Imaginemos, porejemplo una puerta o venta-na. Para evitar un cableadoabsurdo, lo que se hace esponer, sobre el quicio deestas, un potente imán, queincluso puede pasar inadver-tido si lo empotramos. El reléestá en la parte fija con elcableado que lo alimenta.También puede ocultarse.

Relés Polarizados

Llevan una pequeña armadura, solidariaa un imán permanente. El extremo inferiorpuede girar dentro de los polos de un elec-troimán y el otro lleva una cabeza de con-tacto. Si se excita al electroimán, se muevela armadura y cierra los contactos. Si lapolaridad es la opuesta girará en sentidocontrario, abriendo los contactos ó cerran-do otro circuito (o varios).

Normalmente, como se aprecia en lafigura, un relé suele llevar patillas, tipo fas-ton (medidas 6,3 x 0,8; 2,6 x 0,8 por ejem-plo), o lengüetas, o conectores tubulares,con la intención de enchufarlo a una base ala que se pueden conectar todos lo circui-tos actuando, simplemente con un destor-nillador, sobre las bornas de tornillo que for-man la dotación de esta base.

30 El mundo del automatismo


Aplicaciones típicas de los relés

La más utilizada es la que se conocecomo “relevador” y que se resume diciendoque hay ocasiones en que se sabe que un

contacto no puede soportar la intensidadde un circuito, simplemente porque tienepoca superficie. En este caso hay que“reforzarlo” y para ello nada mejor que elauxilio de un relé.



Esquema de un relé de contacto simple. Esquema de un relé de contactos conmuta-dos.

Relevar:

- Exonerar de un peso o gravamen.

- Remediar o socorrer.

- Exaltar o engrandecer una cosa.





Se ha comentado que el contactor es elejecutor de una maniobra automática, seencarga de controlar la potencia del circui-to, pero por sí mismo es incapaz de gestio-nar ninguna instalación, sobre todo actuarsobre un motor, sin el auxilio de una seriede elementos que completan la maniobra.

Un lugar importante de estos elementoslo ocupa el relé térmico, necesario para pro-teger al motor de sobreintensidades y losfusibles, que protegen el conjunto contac-tor motor de cortocircuitos.

Después podemos mencionar los pulsa-dores de marcha, de paro, selectores y fina-les de carrera cuya función está lejos de

toda duda y a los que se conoce comoauxiliares de mando.

Añadamos un sinfín de elementos más,que rematan la acción automática, que per-miten, si son de suficiente *fiabilidad, pres-

Elementos de un automatismo


ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO

*Fiabilidad: se entiende porla misma la capacidad deun componente de presu-mir de una larga vida sindeteriorarse. Lo interesantees saber qué valor tiene esavida.

MANIOBRA AUTOMÁTICA

CIRCUITOS DE POTENCIA

CONTACTORES ELEMENTOS DE MANDO

PROTECCIÓN:Relés térmicos

y fusibles

PRESOSTATOS

TERMOSTATOS

TEMPORIZADORES

DETECTORES

DE PROXIMIDAD

PULSADORES

SELECTORES

MANIPULADORES

PILOTOS

FINALES DE CARRERA

AUXILIARES DE MANDO

CIRCUITOS DE MANDO



cindir, en cierto modo, de la **intervenciónhumana. Estamos hablando de presostatos,termostatos, cédulas de detección, inducti-vas y capacitivas, relés temporizados.

Les llamaremos elementos de mando,pues son ellos los que controlan y ordenanel inicio o fin de una maniobra.

RELE TÉRMICO BIMETÁLICO

Los relés térmicos bimetálicos constitu-yen el sistema más simple y conocido de laprotección térmica por control indirecto, esdecir, por calentamiento del motor a travésde su consumo.

Los bimetales están formados por la sol-dadura al vacío de dos láminas de materia-les de muy diferente coeficiente de dilata-ción (generalmente invar y ferroniquel). Alpasar la corriente eléctrica, los bimetales secalientan y se curvan, con un grado de cur-vatura que depende del valor de la corrien-te y del tiempo.

Aspecto de un relé térmico.

En caso de sobrecarga, al cabo de undeterminado tiempo definido por su curvacaracterística, los bimetales accionan unmecanismo de disparo y provocan la aper-tura de un contacto, a través del cual se ali-menta la bobina del contactor de maniobra.Este abre y desconecta el motor.

Se supone que el disparo se provoca porel desplazamiento, suma de empujes de lastres deformaciones proporcionales de losbimetales y la duda es si se produce el des-cargo cuando falla una fase.

La respuesta es que el térmico debeposeer la característica de ser “diferencial”para poder comportase en esta circunstan-cia, porque…

En los relés térmicos diferenciales sedispone de un sistema mecánico para laprotección contra fallos de una fase. Sidurante la marcha del motor se interrumpeuna fase (p.e. L3), el bimetal de esta fasese enfría y desplaza hacia la izquierda laregleta superior. Con ello se consigue unacarrera adicional en el extremo de la palan-ca, de forma que con una menor deforma-ción de los otros dos bimetales se produceel disparo.


**La intervención humanaes imprescindible, pero ensu ausencia, es decir, cuan-do esta no es posible ycomo ejemplo podemosmencionar el vuelo de unanave espacial hacia un pla-neta muy lejano, es precisogarantizar una durabilidadde los sistemas y para ellose recurre a duplicarlos y sies necesario a triplicarlos.Esta acción tiene un nom-bre y es el de “sistemasredundantes”.


Otra forma de verlo:

El efecto resultante es un desplazamien-to de la curva de disparo según la línea detrazos de la curva característica, de formaque éste se produce con una intensidadinferior a la nominal (generalmente a 0,85de la nominal)…

Pero se trata, pues, de una proteccióncontra fallos de fase muy relativa, ya que eltiempo de disparo depende de la intensidadque esté consumiendo el motor. Si en elmomento del fallo de fase esta intensidadfuera inferior al valor ajustado en el relé, ésteno dispararía o lo haría en un tiempo muygrande. En cualquier caso se trata de un dis-paro lento, ya que incluso con la intensidadnominal habría que esperar un tiempo deaproximadamente 100 segundos.

Por otra parte, los relés térmicos tienenuna curva de disparo fija y está previstapara motores con arranque normal, esdecir, con tiempos de arranque del ordende 5 a 10 segundos.

En los casos de arranque difícil (p.e. encentrifugadoras, molinos, grandes ventila-dores, etc.), que tienen un mayor tiempo dearranque, la curva de disparo resulta dema-siado rápida y el relé térmico dispararádurante el arranque. Para evitarlo hay querecurrir a algún procedimiento especialcomo puentear el térmico durante el arran-que o alimentarlo a través de transformado-res saturables, que, además de encarecerconsiderablemente el arrancador, suponeemplear procedimientos sin fundamentofísico porque en realidad lo que se hace esengañar a la protección.

El sistema de protección por relés térmi-cos bimetálicos es generalmente utilizadopor ser, con mucho, el más simple y econó-mico, pero no por ello se deben dejar deconsiderar sus limitaciones, entre las cualespodemos destacar las siguientes:

• Curva de disparo fija, no apta para arran-ques difíciles.

• Ajuste impreciso de la intensidad delmotor.

• Protección lenta o nula contra fallos defase, dependiendo de la carga del motor.

• Ninguna señalización selectiva de lacausa de disparo.

• Imposibilidad de autocontrolar la curvade disparo.

Los relés térmicos (o simplemente tér-micos) significan un método indirecto deprotección ya que operan en función de lacorriente que el motor está tomando de lared. En base a ella evalúa un determinadoestado de calentamiento de los arrollamien-tos del motor.

Constituyen un excelente medio de pro-tección, pero no protegen al motor cuandoel calentamiento de éste se produce porcausas ajenas a la corriente que estátomando de la red. En esos casos, se reco-mienda el uso de sensores en los bobina-dos del motor, capaces de medir exacta-mente la temperatura interna del mismo y deun equipo que analice el estado de tempe-ratura del motor y decida en consecuencia.

Por otro lado, en el caso particular defalta de fase, el motor se calienta y hay unaumento en el consumo de corriente, locuál hace actuar al térmico.

El relé térmico siempre debe estar regu-lado al valor de funcionamiento del motor;sólo si está a plena carga, es decir al valorde la placa de características del motor; ynunca a un valor superior al nominal.

Los térmicos suelen tener señalizaciónde relé disparado, botón de disparo, botónde reposición automática o bloqueo dereconexión, y dos contactos auxiliares paradesconexión del contactor, o un contacto





inversor, para señalizar a distancia eldefecto.

En resumen, si la corriente del motorsobrepasa los valores admitidos, el térmicoacciona un contacto auxiliar y éste, a suvez, actúa sobre el contactor que desco-necta de la red al equipo sobrecargado.

Las curvas de desconexión del térmicodeben seguir lo más cerca posible las varia-ciones de la temperatura del motor, midién-dola a través de la corriente que éste tomade la red. Cuanto mayor es esta corrientemás rápido actúan estos relés (característi-ca de tiempo inverso como los fusibles).

Para lograr una correcta desconexióndebe eliminarse la influencia de la tempera-tura ambiente sobre los bimetales de laprotección térmica; esto se logra por undispositivo compensador. Habitualmentelas curvas de desconexión son indepen-dientes de la temperatura ambiente entre -25 °C y +55 °C.

En ciertos casos es conveniente que eltérmico no vuelva automáticamente a suposición de "conectado" una vez que hayaactuado; sobre todo en automatismos quepuedan llevar a una serie de maniobras nodeseadas (por ejemplo, en bombas de ele-vación de agua).

Cuando el motor es controlado pormedio de pulsadores, de cualquier formadebe ser puesto en marcha mediante supulsador de arranque. En este caso, espráctico que el relé vuelva solo a su posi-ción de conectado automáticamente.

Ambas variantes están incluidas en algu-nos modelos. Una ligadura o botón permiteconectarlo en automático (o sea sin reset),o bien conectarlo en manual (es decir conreset). El mismo botón permite reconectarel contactor.

Como se ha dicho, el relé debe ser ajus-tado al valor real de consumo del motor;dicho ajuste puede realizarse durante elfuncionamiento del equipo.


RESET MANUAL (H)Presionar el pulsador azulpara reconectar.

RESET AUTOMÁTICO (A)Reconecta automáticamente.


La maniobra donde interviene un con-tactor tiene sus puntos débiles que hemosde controlar.

El relé térmico, ya presentado, se ocupade la protección contra sobreintensidadesdel motor, Pero ¿quién controla los cortocir-cuitos? ¿Quién protege al motor y al con-tactor de los efectos destructores de estos?La respuesta es sencilla: los cortacircuitos.

CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE BAJATENSIÓN

Los cortacircuitos fusibles son el mediomás antiguo de protección de los circuitoseléctricos y se basan en la fusión por efec-to de Joule de un hilo o lámina intercaladaen la línea como punto débil.

Tienen formas y tamaños muy diferentessegún sea la intensidad para la que debenfundirse, la tensión de los circuitos dondese empleen y el lugar donde se coloquen.

El elemento metálico interior de un fusi-ble tiene sección circular cuando la corrien-te que controla es pequeña, o está formadopor láminas si la corriente es grande. Enambos casos el material de que están for-mados es siempre un metal o aleación debajo punto de fusión a base de plomo, esta-ño, zinc, etc.

Fundamentalmente encontraremos dostipos de fusibles en las instalaciones debaja tensión:

• gl (fusible de empleo general).

• aM (fusible de acompañamiento de Motor).

Los fusibles de tipo gl se utilizan en laprotección de líneas, estando diseñada sucurva de fusión "intensidad-tiempo" parauna respuesta lenta en las sobrecargas, yrápida frente a los cortocircuitos.

Los fusibles de tipo aM, especialmentediseñados para la protección de motores,tienen una respuesta extremadamente lentafrente a las sobrecargas, y rápida frente alos cortocircuitos. Las intensidades dehasta diez veces la nominal (10 In) debenser desconectadas por los aparatos de pro-tección propios del motor, mientras que lasintensidades superiores deberán ser inte-rrumpidas por los fusibles aM.

La intensidad nominal de un fusible, asícomo su poder de corte, son las dos carac-terísticas que definen a un fusible.

La intensidad nominal es la intensidadnormal de funcionamiento para la cual elfusible ha sido proyectado, y el poder decorte es la intensidad máxima de cortocir-cuito capaz de poder ser interrumpida porel fusible. Para una misma intensidad nomi-nal, el tamaño de un fusible depende delpoder de corte para el que ha sido diseña-do, normalmente comprendido entre 6.000y 100.000 A.

En busca de la protección completa: los fusibles


EN BUSCA DE LA PROTECCIÓN COMPLETA: LOS FUSIBLES



Un gran inconveniente de los fusibles esla imprecisión que tiene su curva caracte-rística de fusión frente a otros dispositivosque cumplen el mismo fin, tales como losinterruptores automáticos. Esto equivale adecir que la banda de dispersión de losfusibles es mayor que la de los interruptoresautomáticos, pese a que el fabricante sola-mente facilita la curva media de los fusibles.

Otro inconveniente de los fusibles es lafacilidad que tienen de poder ser usadoscon una misma disposición de base, hilos oláminas no adecuadas.

Así mismo, la independencia de actua-ción de los fusibles en una línea trifásicasupone un serio problema, ya que con lafusión de uno de ellos se deja a la línea ados fases, con los inconvenientes pertinen-tes que ello conlleva.

La selectividad entre fusibles es impor-tante tenerla en cuenta, ya que de ellodependerá el buen funcionamiento de loscircuitos. Idéntico problema se nos presen-tara con la selectividad de los interruptoresautomáticos.

Entre la fuente de energía y el lugar dedefecto suele haber varios aparatos de pro-tección contra cortocircuitos. Para desco-nectar la zona afectada, es necesario quelos fusibles reaccionen de forma selectiva,es decir, debe desconectar primero el fusi-ble más próximo al lugar de defecto. Si poralguna causa este fusible no respondecorrectamente, debe actuar el siguiente, yasí sucesivamente.

La selectividad entre dos fusibles sedetermina gráficamente mediante la com-paración de ambas características de dis-paro; para ello, las curvas, a la misma esca-la, no deben cortarse ni ser tangentes. Estoes cierto en el caso de sobrecargas ypequeñas intensidades de cortocircuito,pero no lo es en el caso de intensidadesmuy grandes de cortocircuito, ya que aquílos tiempos de fusión son extremadamentecortos y solamente es posible la selectivi-dad en fusibles con una notable diferenciade valor nominal de la intensidad.

Según la norma VDE 0636, los fusiblescuyas intensidades nominales se encuen-

tren en la relación 1:1.6, deben de poderdesconectar de forma selectiva.

La norma CEI 269-2, no es tan exigente,y dice que sólo los fusibles cuyas intensida-des nominales estén en la relación 1:2 pue-den desconectar de forma selectiva.

Intensidad nominal mínima admisible enun fusible aM.

La intensidad nominal mínima del fusiblede protección de un motor se determina apartir de la intensidad de arranque y deltiempo de arranque del mismo. En un arran-que normal un fusible no debe fundir nienvejecer.

En los motores de jaula de ardilla (arran-que directo) la intensidad de arranque esaproximadamente de 4 a 8 veces la intensi-dad nominal. El tiempo de arranque depen-de del par de giro del motor y del momentode inercia de todas las masas a acelerar;este tiempo suele estar comprendido entre0,2 y 4 segundos, pudiendo ser mayor encasos especiales de "arranque difícil".

En los motores de anillos rozantes ymotores de jaula con arranque estrella-triángulo, la intensidad de arranque sueleestar comprendida entre 1,1 y 2,8 veces laintensidad nominal. El tiempo de arranqueen estos casos varía muy ampliamente.

Para tiempos de arranque de hasta 5segundos, la intensidad nominal del fusiblepuede ser igual a la intensidad nominal deempleo del motor, pero para valores igualeso superiores es conveniente determinar laintensidad nominal del fusible, teniendo encuenta las curvas características intensi-dad-tiempo de arranque del motor y del relétérmico de protección.

Seguidamente veamos el caso de unmotor cuya intensidad de arranque es seisveces el valor nominal y el tiempo es decinco segundos.

La intensidad nominal mínima del fusiblela podemos obtener mediante la intersec-ción de dos líneas, la determinada por eltiempo de arranque tA y la correspondientea 0,85 de la intensidad nominal IA. El puntoasí determinado nos marca el límite inferiorde la banda de dispersión del fusible, por lo



tanto el fusible elegido deberá pasar porencima de este punto.

Observando la curva característica de laprotección térmica F1 y la curva caracterís-tica del fusible elegido F2, podremos obser-var cómo la actuación de relé térmico seextiende hasta diez veces la intensidadnominal (intersección de F1 con F2), y a par-tir de este valor será el fusible el encargadode proteger el motor.

EL GUARDAMOTOR

Lo incluimos aquí porque es un dispositi-vo que reúne las necesidades de un arran-que directo en un solo aparato. Interviene enla maniobra más sencilla, la del arranque deun motor de poca potencia, hasta 12,5 KW.

Es, básicamente, un interruptor automá-tico, cuya característica de disparo esexactamente igual a la del relé térmico.Puede incluir el disparo por falta de fase, lacompensación de temperatura ambiente yun disparo magnético ajustado para prote-ger adecuadamente al térmico. Por eso elguardamotor, dentro de ciertos límites,reemplaza al conjunto [contactor + térmico+ fusibles].

Si bien logra reunir en un solo aparatolas cualidades de tres, con las consecuen-tes ventajas de espacio, tiempo de montajey cableado, tiene una limitada capacidadde ruptura, que le impide ser colocado encualquier instalación. Sin embargo, parainstalaciones domiciliarias, inclusive edifi-cios, el guardamotor satisface todos losrequerimientos.

Por su parte, su condición de interruptorle da una reducida vida útil con una limita-da frecuencia de maniobras.

Su accionamiento es manual, por lo quees necesario accionarlo de frente. Por ello,son muy limitadas las posibilidades de rea-lizar con él automatismos.

Para evitar la destrucción de alguno delos elementos de la instalación se puedeefectuar una combinación de dispositivospara aprovechar las bondades de cada unode ellos. Estas combinaciones sólo son fac-tibles con algunos guardamotores ya queéstos tienen la propiedad de limitar lascorrientes de cortocircuito, protegiendo deesta manera al contactor.







Elección de un contactor electromagnético


Es necesario conocer las siguientescaracterísticas del receptor:

• La tensión nominal de funcionamiento,en voltios (V).

• La corriente de servicio (Ie) que consu-me, en amperios (A).

Potencia Corriente demecánica (Pm) servicio (Ie) (A)

(kW)

220 V 380 V

0,75 3 2

1,1 4 2,5

1,5 6 3,5

2,2 8,5 5

3 11 6,5

4 14,5 8,5

5,5 18 11,5

7,5 25 15,5

10 35 21

11 39 23

15 51 30

22 73,5 44

• La naturaleza y la utilización del receptor,o sea, su categoría de servicio.

Categoría Ic / Ie Factor de servicio de potencia

AC1 1 0,95

AC2 2,5 0,65

AC3 1 0,35

AC4 6 0,35

• La corriente de corte, que depende deltipo de categoría de servicio y se obtie-ne a partir de la corriente de servicio,amperios (A).

Los pasos a seguir para la elección deun contactor son los siguientes:

1. Obtener la corriente de servicio (Ie)que consume el receptor.

2. A partir del tipo de receptor, obtener lacategoría de servicio.

3. A partir de la categoría de servicio ele-gida, obtener la corriente de corte (Ic) con laque se obtendrá el calibre del contador.

Con estos valores se consultan lastablas provistas por los fabricantes paraelegir el contactor más apropiado. Estastablas dan los límites garantizados de apli-cación de cada uno de los modelos de con-tactores, para cumplir con las normascorrespondientes.

Cabe señalar que estas tablas tambiénpermiten la selección del relé térmico y elfusible adecuado para la aplicación.

Por tal se entiende una serie de elemen-

ELECCIÓN DE UN CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO


Elección de un contactor electromagnético


Todos los parámetros que hemos comentado aparecen en esta tabla de seis contactores.


Los auxiliares de mando


tos que pueden activar, parar y señalizaruna maniobra automática.

Nos estamos refiriendo a los pulsadoresde marcha, paro, selectores, actuadores demando y a los pilotos de señalización.

Todos ellos están formados por unaparte externa, que es la que vemos al acer-carnos a un cuadro eléctrico, sujeta a latapa del cuadro de forma tal que es difícilque pueda soltarse o girar, lo que seria unpeligro para la seguridad de la maniobra. Elsistema consiste, normalmente, en un aro,situado en la parte oculta, con dos tornillosque lo comprimen contra el cuadro. En estearo entra la cabeza del pulsador como unabayoneta.

Y una parte oculta a la que suele lla-marse cámara de contactos, en el caso delos pulsadores, selectores y actuadores yzócalo portalámparas, en el caso de lospilotos.

Esta cámara acostumbra engancharse ala cabeza mediante clips.

Suelen poder acoplarse hasta trescámaras.

Marcado 1: empujador.

Marcado 2: contactos móviles.

Características constructivas de los pul-sadores

El diámetro más utilizado es de 22,5 mmya que es un tamaño muy adaptable, queocupa poco espacio y resulta muy operativo.

También existe una medida mayor, 30,5mm, pero se destina a lugares donde noimporta el tamaño.

El grado de protección suele se IP 40,pero también existe una protección mayorIP 65 y finalmente otra superior, IP 66, con-seguida con la incorporación de capucho-nes de goma.

LOS AUXILIARES DE MANDO




La protección eléctrica es muy importan-te, debe existir un aislamiento perfectoentre el dedo actuador y los contactos contensión, por ello, hoy en día, todas las mar-cas los fabrican de CLASE II.

Duración mecánica:

Se asigna a los pulsadores una duraciónde 2 millones de maniobras, A los selecto-res y manipuladores con retención, 500.000maniobras y a los pulsadores de paro deemergencia, 300.000 maniobras.

Estos elementos pueden ser empotra-dos en paneles de espesor de 1a 6 mm.

Capacidad de los contactos: > 1 x 0,5 mm2 pero < de 2 x 2,5 mm2.

El funcionamiento de los contactos:

Suelen ser de accionamiento lento,autolimpiante por arrastramiento.

Respecto a su montaje suele haber dostipos:

• Tras cuadro, que significa que en latapa del cuadro se encuentra el pulsadory la cámara de contactos.

• Fondo cuadro. En este caso en la tapase queda la cabeza y en el fondo delcuadro la cámara de contactos.

La fuerza de de apertura positiva, que esaquella que nos asegura la apertura delcontacto, tiene un valor de 15N en un pul-sador normal y 40 N en un pulsador seta.

La velocidad de accionamiento tiene unvalor máximo de 20 mm/s y un valor míni-mo de 10 mm/s.

Modelos de cabezas de accionamiento.En la figura podemos ver distintos modelos.

Modelos de cámaras de contactos.Son el complemento de las anteriores.

Es interesante el de cierre anticipado y el de apertura retardada.

Téngase presente que haysituaciones donde el dedoque acciona un pulsadorpuede no estar seco, tenergrasa o cualquier otra sus-tancia que pudiera entrar encontacto con las cámarasde contactos y alterar elresultado deseado, con elconsiguiente peligro.


Los selectores tienen otro aspecto y se lla-man así por su carácter selectivo.

Pulsadores dobles.

Simplifican el montaje cuando eso es loque deseamos.

Manipuladores.

Son como una palanca de cambios.

Pilotos.



2 posiciones

3 posiciones

4 posiciones

5 posiciones

3 posiciones

3 posiciones



Las maniobras se deben señalizar de talforma que se nos advierta de su estado.Para ellos recurrimos a los pilotos de seña-lización.

Están formados por una parte externaque se llama carátula y puede tener, comoluego veremos, distintos colores, pero noarbitrarios sino fruto de lo que se detalla enla norma correspondiente.

Dentro de la carátula se aloja una lámpa-ra de señalización. La parte oculta lleva unabase o zócalo con un portalámparas, gene-ralmente de bayoneta Ba9s, para que no seafloje y pueda falsear un estado que no escierto. Es importante destacar que no sedeben permitir lámparas fundidas, por loque acabamos de decir. Como se da la cir-cunstancia de que la duración de estaspequeñas lámparas es muy baja, 5.000 ó10.000 horas, hay que recurrir a diversosartilugios, que enumeramos:

• Alimentación directa con corriente alter-na o continua, lámpara de 2W, no muyaconsejada.

• Conjunto resistencia lámpara en serie.Así rebajamos la tensión, en la lámpara,a 110 -125 V y su vida se ve sensible-mente aumentada.

• Utilizando lámparas multiled a 48 Vpodemos alcanzar las 50.000 horas defuncionamiento. Rebajar la tensión aesos 48 V se logra con una resistenciaen serie.

• El uso de una pastilla intermitente enserie permite incrementar la vida de lalámpara.

• Un pequeño transformador rebaja la ten-sión a 6V y así podemos conseguirmayor duración.

• Combinando alguno de estos sistemasse logra también buenos resultados.

¿Qué es un multiled?

Es un conjunto de diodos LED,s,normalmente 7, de un diámetrode 3 mm, unidos en paralelo.

¿Qué es un diodo LED?

Aconsejamos a nuestros lecto-res leer, en EL MUNDO DE LAILUMINACIÓN, la parte corres-pondiente a estas fuentes de luzdel futuro.

No obstante recordamos queson semiconductores que gene-ran luz.

Cada día se diseñan nuevosdiodos con mayor eficiencia ysobre todo con una vida estima-da de 50.000 a 100.000 horas.





Finalmente, en los últimos esquemas,podemos ver cómo, gracias aun diodo, esposible verificar todas las lámparas de unenorme cuadro sinóptico, de una centraleléctrica, por ejemplo.

El funcionamiento es sencillo:

Todas las lámparas llevan un línea adi-cional de un sólo hilo, que gracias al carác-ter conductor, en un sentido, del diodo, esposible alimentarlas, al activar el interruptorde test, si interferir en sus circuitos.

Aparatos de mando y señalización, 22 mm. Selección del color de conformidad con IEC 60204-1



Pulsadores luminosos.

Simplifican la maniobra y ayudan a loca-lizar todos los elementos.

Selectores luminosos.

Lo mismo que en el caso anterior.

Finalmente, presentamos un resumen delos esquemas de actuación de los selecto-res y combinadores.


Selectores Esquema


Veamos cómo es:

Cajas montadas.

Son una alternativa cuando se quierehacer llegar la maniobra desde el cuadro aotros lugares donde sea preciso tambiéncontrolarla.

Otra aplicación es cuando no hay sitioen el propio cuadro de la maniobra.

Contadores



Conviene tomar los datos men-cionados del catálogo del fabri-cante con el que trabajemospues no todos tienen ni los mis-mos valores ni las mismascaracterísticas.

Así, por ejemplo, hay fabrican-tes que incorporan, a la gamade pulsadores y pilotos, un ele-mento curioso, un zumbador,con el que se puede advertir unaperturbación en la maniobra.

Selectores Esquema

EsquemaSelectores





Interruptores final de carrera - Limitadores


Los finales de carrera significan un pasomás en la evolución del automatismo indus-trial, que exime al hombre de tareas de con-trol repetitivas y monótonas.

Son sinónimo de acción y de movimiento.

Cualquier máquina, léase prensa, cizalla,plegadora o ascensor incorpora estos ele-mentos de forma masiva.

Tal vez en este último es donde seentiende más la función perfecta del final decarrera. Si no estuviera instalado en el lugarexacto para la parada no nos fiaríamos deeste medio de desplazamiento entre pisos.La fiabilidad de funcionamiento hace quenos sintamos seguros.

Veamos cómo actúan.

Existen muchas variantes de éste tipo deinterruptores, para aplicaciones típicamenteindustriales, con diversas características.

Hay que intentar adaptar el más idóneoen cada aplicación particular.

Sin embargo, prevalecen unas condicio-nes, de aplicación general, que conviene

tener presente al diseñar una función. Unade ellas, muy importante sin duda, es queno debe utilizarse nunca un final de carre-ra como tope mecánico.

En cualquier aplicación, en máquinas, enequipos automatizados, etc., se debe colo-car siempre que sea necesario, un topemecánico independiente, con el fin de evi-tar que un final de carrera efectúe ésta fun-ción, para la cual no ha sido diseñado.

Posiblemente algún modelo de interrup-tor final de carrera puede soportar esteesfuerzo, durante un tiempo limitado, perocon ello se perjudica gravemente su fiabili-dad y eficacia, llegando a corto plazo a sudeterioro o simplemente su destruccióninevitable.

Una de las particularidades que se leexigen es su precisión respecto a la reite-ración del punto de conmutación.

Pues en el caso de que reciba impactosmecánicos (al actuar como tope mecáni-co), se desplaza inevitablemente su posi-ción, y con ello se modifica su punto deruptura respecto al actuador, y con elloqueda afectado el comportamiento eléctri-co del sistema.

En aplicaciones de seguridad, laNormativa actual no sólo prohíbe utilizar uninterruptor como tope mecánico, sino queincluso, en la mayoría de los casos, exige

INTERRUPTORES FINAL DE CARRERA - LIMITADORESGENERALIDADES Y APLICACIONES

Contactos con ruptura brusca.




un sistema de fijación física, que impida suposible desplazamiento, bien sea medianteunos pitones de posicionado complemen-tarios, o mediante un diseño del interruptorque no permita su posterior desplazamien-to, una vez instalado.

Además y de forma periódica, hay quesupervisar su posición correcta y su fijaciónmecánica.

Al diseñar la aplicación del interruptor deeste tipo, se debe procurar que un posibledesplazamiento de la parte móvil actuado-ra, no incida en el mismo interruptor, sinoque debe ofrecer salida libre, más allá delinterruptor, para el caso de un sobrereco-rrido inesperado de la parte móvil.

Generalmente, los interruptores final decarrera suelen accionarse mediante dispo-sitivos como son los de pistón directos, lostipo telescópicos, los que llevan rodillo, laspalancas con rodillo, las palancas abatibles,y las palancas oscilantes con rodillo.

En cada caso, existen unos ángulos deataque previstos por el fabricante, que limi-tan el ángulo de incidencia de la partemóvil, de tal forma, que no resulte perjudi-cado el interruptor, debido a un ánguloinadecuado de accionamiento, y por ello esaconsejable consultar los datos técnicosdel fabricante.

En el caso de un accionamiento median-te leva, o rampa móvil, al pistón directo delinterruptor, se produce un desdoblamientodel par de fuerza aplicado al pistón, y conello se genera un rozamiento lateral, en laguía del mismo, que a medio plazo puededeteriorar dicha guía, debido al posible juegomecánico creado por el desgaste lateral.

En el caso de accionamiento directo, enel mismo sentido que permite el propio pis-tón, no se genera éste desgaste lateralindeseado, pero hay que procurar que nose llegue a producir la situación de topemecánico, por el propio final de carrera.

Con éste fin, existen algunos modelosde actuador, que disponen de un sistematelescópico, elástico, que admite su des-plazamiento más allá del punto de conmu-tación, sin por ello perjudicar la fiabilidad

del interruptor, ya que existe un post-reco-rrido de seguridad, generalmente suficien-temente importante, para evitar que elmovimiento actuador, llegue al final de surecorrido propio.

Sin embargo, generalmente resulta másaconsejable utilizar una palanca con rodillo,capaz de efectuar la función eléctrica confacilidad, y al mismo tiempo dar salida, sinriesgo alguno, al actuador móvil de lamáquina.

Las palancas oscilantes, y todas susversiones (que suelen ser muchas), son enla mayoría de los casos, la solución óptima,ya que su versatilidad ofrece niveles de fia-bilidad, difícilmente comparables con laspalancas directas.

Otro punto a tener en cuenta, es la formacon que se deja de actuar al final de carre-ra: Hay que evitar un salto brusco al soltarel actuador, ya que en tal caso puedengenerarse rebotes mecánicos, o inclusorebotes eléctricos, debido a la inercia delsistema de accionamiento.

Un final de carrera con palanca oscilan-te, puede ocasionar problemas a cortoplazo, si se suelta de forma abrupta, unavez accionado, y esto es debido a la iner-cia de la palanca y su rodillo, al efectuar suretorno de forma muy rápida, por el resortepropio de recuperación. Así resulta acon-sejable disponer de un ángulo de caída enla leva o en la rampa de accionamiento,que evite dicho retorno libre e incontroladode la palanca y su rodillo, sobretodo encasos de palancas de dimensiones mediasy grandes.

Los rodillos o ruedas de accionamiento,situados en las palancas, también requie-


ren una selección adecuada por el diseña-dor de la máquina o del sistema, a fin deaplicar el material más adecuado a su futu-ro trabajo.

Existen rodillos de materiales muy diver-sos, plásticos, metálicos, de acero inoxida-ble, de goma, etc. etc., y según el tipo deaplicación, deberá seleccionarse el materialmás adecuado, y tener en cuenta que aveces puede resultar más adecuado unrodillo plástico, que uno metálico, siempredependiendo del actuador, de su perfil, y desu material. Los rodillos metálicos, debido asu masa superior, aumentan el momento deinercia del conjunto rodillo más palanca,cosa no siempre deseable a medio o largoplazo. Una revisión periódica del sistemapalanca y rodillo puede evitar problemas eincidencias del sistema. Frecuentemente sepueden suministrar recambios de palancascon rodillo, o del rodillo suelto, según cadafabricante, pudiendo así reducir el costeeconómico de la reparación, de formaimportante.

También resulta posible, en muchoscasos, obtener recambios originales delcabezal oscilante, o incluso de alguna desus partes sometidas a desgastes, o queaconsejan su recambio debido a unamaniobra indebida, causante de su des-trucción. No se dude en consultar su posi-ble suministro, como recambio suelto.

Definiciones y terminología técnica

• FM. Fuerza de mando.

Fuerza necesaria aplicar al órgano demando para desplazarlo de la posiciónde reposo (PRP) a la posición de trabajo(PTR).

• FAP. Fuerza de apertura positiva.

Fuerza aplicada al órgano de mandopara cumplir la maniobra positiva deapertura.

• FCT. Fuerza de carrera total.

Fuerza aplicada al órgano de mandopara alcanzar la carreta total (CT).

• FR. Fuerza de relajamiento.

Valor hasta el que hay que reducir lafuerza de mando (FM) de manera quepermita el retorno del mecanismo a laposición de relajamiento (PRL).

• PRP. Posición de reposo.

Posición del órgano de mando cuandono se le aplica ninguna fuerza mecánicaexterior.

• PA. Posición de acción.

Posición del órgano de mando respec-to a su fijación en el momento en queuna fuerza de acción provoca el funcio-namiento del mecanismo de acciónbrusca.

• PTR. Posición de trabajo.

Posición del órgano de mando cuando lafuerza aplicada lo ha llevado al valor decarrera capaz de un funcionamientomecánico y eléctrico fijado.

• PAP. Posición de apertura positivo.

Posición del órgano de mando en elmomento en que una fuerza provoca lamaniobra positiva de apertura.

• PFC. Posición de final de carrera.

Posición del órgano de mando cuando lafuerza aplicada lo ha desplazado hastalos límites efectivos de la carrera acepta-ble sin acarrear deterioro.

• PRL. Posición de relajamiento.

Posición del órgano de mando en elmomento en que el mecanismo deacción brusca vuelve a su estado inicial.

• CA. Carrera de aproximación.

Distancia entre la posición de reposo(PRP) y la posición de acción (PA).

• CTR. Carrera de trabajo.

Distancia entre la posición de reposo(PRP) y la posición de trabajo (PTR).





• CAP. Carrera de apertura positiva.

Desplazamiento mínimo del órgano demando que asegura la maniobra positivadel contacto en la apertura.

• CT. Carrera total.

Distancia entre la posición de reposo(PRP) y la posición de final de carrera(PFC).

• CD. Carrera diferencial.

Distancia entre la posición de acción(PA) y la posición de relajamiento (PRL).


Posición del órgano de mando

FUERZAS - POSICIONES - CARRERAS

Circuito eléctrico

Final de carrera con cápsula Reed para ambientes explosivos.


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