Guia teorica de controles electricos

Elaborado por: José A. Rebolledo Fecha: 14/11/11

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR

INSTITUTO PEDAGÓGICO “LUÍS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA” DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN TÉCNICA

PROGRAMA ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

GUIA TEORICA.

Docente en Formación:

José A. Rebolledo Sección: 0EI01

Curso: FIDA


CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico no es otra cosa que un conjunto de cables y mecanismos de control.

Los cuales son necesarios para que los aparatos eléctricos funcionen correctamente. Cuando

solo tenemos un punto de control (interruptor) se denomina circuito simple. Si el control lo

realizamos desde dos puntos, es decir una bombilla y dos interruptores, el circuito será

conmutado.

CIRCUITO DE POTENCIA

Es la parte de la controladora que más consumo de corriente necesita. Esta parte es la que

se encarga de excitar los relés para activar un dispositivo a su salida, ya sea un motor de

continua, una bombilla, entre otros.

GENERALIDADES SOBRE APARATOS DE MANDO Y PROTECCION

Aparatos de Maniobra: son todos aquellos aparatos que permiten el paso o la

interrupción de la corriente de red a una carga (motor, bobina, resistencias, entre otros).

Pueden ser:

a) Manuales: son los que necesitan de un operario para su accionamiento. Los hay con

poder de corte (pueden ser accionados en circuitos de baja carga) y sin poder de

corte (deben ser maniobrados sin carga).

Interruptores: son dispositivos con cierto poder de corte, para cerrar o abrir

circuitos.

- Las secciones de las piezas que cierran o abren el circuito deben estar

convenientemente dimensionados, de la tal manera que permitan el paso de

corriente sin que se genere recalentamiento excesivo.

- Al abrirse el circuito, la chispa que se produce debe apagarse rápidamente,

antes que se forme un arco eléctrico, que dañaría fácilmente los contactos.

Por ello la separación de éstos debe realizarse con un movimiento rápido, o

mediante el sistema de apertura brusca.

- Existe variedad de modelos: rotativo, de cuchillas, entre otros.


Pulsadores: aparato de maniobra con poder de corte. Se diferencian de los

interruptores porque cierran o abren circuitos solamente mientras actúen

sobre ellos una fuerza exterior, recuperando su posición de reposo (inicial) al

cesar dicha fuerza, por acción de un muelle o resorte.

Seccionadores: son aparatos de maniobra sin poder de corte y que por

consiguiente pueden abrir o cerrar circuitos únicamente cuando estos estén

en vacio (sin carga).

b) Automáticos: son dispositivos diseñados para abrir o cerrar circuitos en función de

los valores que adquieran ciertas magnitudes físicas como temperatura, presión,

espacio, tiempo, entre otros.

Los más utilizados son los interruptores automáticos o disyuntores, cuya función

específica es la de abrir circuitos bajo condiciones anormales, aunque también

pueden utilizarse como simples interruptores.

El disyuntor puede actuar por sobrecargas, cortocircuito, sobretensión o por

disminución de tensión. Al producirse cualquiera de estas anomalías se desconecta

automáticamente interrumpiendo el circuito. Para recuperar su estado normal basta

accionarlo manualmente (rearme manual).

LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN INTERRUPTOR

AUTOMÁTICO SON:

Capacidad de maniobra: es decir el número mínimo de maniobras que se

pueden hacer con él.

Poder de corte: nos indica la corriente máxima que puede interrumpir sin

peligro de que se dañe.

En este grupo de aparatos automáticos de maniobra están también los

Contactores. Por la importancia que este aparato tiene en el tema de controles

y automatismos, se le dedica un estudio especial más adelante.

Aparatos de protección: son aparatos destinados a interrumpir el circuito

(poniendo fuera de servicio la línea de alimentación) cuando se presentan irregularidades en

su funcionamiento, particularmente por sobrecargas o sobre intensidades.


Existen dispositivos destinados a la protección de cortocircuitos y de sobrecargas.

a) Fusibles: son conductores calibrados expresamente para el paso de

determinadas cantidades de corriente (por consiguiente más débiles que el resto

de los conductores del circuito), de manera que al producirse un cortocircuito,

este se interrumpirá inmediatamente (por el bajo punto de fusión que tiene),

evitando daños mayores en las cargas o el mismo circuito en sí. Los hay de

muchos tipos: tapón, bayoneta, cartucho, cuchilla, entre otros.

b) Aparatos de protección automáticos: son aparatos construidos solamente para

proteger contra sobrecargas (no contra cortocircuitos).

Los más utilizados son los relés térmicos, termomagnéticos y electromagnéticos.

EL CONTACTOR

Es un aparto de maniobra automático con poder de corte, y que por consiguiente puede

cerrar o abrir circuitos con carga o en vacio.

Se le define como un interruptor accionado o gobernado a distancia por acción de un

electroimán.

PARTES DEL CONTACTOR:

Carcaza: soporte fabricado en material no conductor (plástico o baquelita) sobre el

cual se fijan los componentes de los contactos.

Circuito electromagnético: está compuesto por unos dispositivos cuya finalidad es

transformar la electricidad en magnetismo, generando un campo magnético lo más intenso

posible. Propiamente constituiría un electroimán de un contactor. Está compuesto de

bobina, núcleo y armadura.

Bobina: es un arrollamiento de alambre, con un gran número de espiras, que al

aplicársele tensión crea un campo magnético. El flujo generado da lugar a un par

electromagnético, superior al par resistente de muelles de la armadura, atrayéndolo

hacia el núcleo

Núcleo: es una parte metálica, generalmente en forma de E, y que va fija a la

carcaza. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la

bobina (colocada en la parte central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la

armadura.


Armadura: elemento similar al núcleo, en cuanto a su construcción, peor que a

diferencia de estos una parte móvil, cuya finalidad principal es cerrar el circuito

magnético, cuando se energice la bobina, porque en estado de reposo debe estar

separado del núcleo. Se aprovecha de esta propiedad de movimiento que tiene para

colocar sobre él una serie de contactos (parte móvil del contacto) que se cerraran y

abrirán siempre que la armadura se ponga en movimiento.

Contactos: son elementos que tienen por objeto cerrar o abrir una serie de circuitos.

Un contacto está compuesto por dos partes fijas (ubicadas en la carcaza) y una parte móvil

(ubicada en la armadura); de igual manera, son la parte más delicada de contactor, y por

consiguiente deben cuidarse con especial esmero, de manera que los circuitos que

establecen funcionen normalmente. En el contactor encontramos dos tipos de contactos:

principales y auxiliares.

Principales: son los contactos que tienen como finalidad realizar el cierre o

apertura del circuito principal, a través del cual se transporta la corriente al circuito

de utilización (carga). Deben estar debidamente calibrados, para permitir el paso de

intensidades requeridas por la carga sin peligro de deteriorarse.

Auxiliares: son aquellos contactos que tienen por finalidad el gobierno del

contactor (específicamente de la bobina) y de su señalización. Pueden ser abiertos o

cerrados, y como están hechos para dar paso únicamente a pequeñas corrientes

(alimentación de la bobina y elementos de señalización), suelen ser normalmente

más pequeños que los contactos principales.

SISTEMA DE ENCLAVAMIENTO

Eléctrico:

- Por contacto auxiliar: es un sistema simple y se realiza utilizando un contacto

auxiliar normalmente abierto, el mismo es aplicado para mantener energizada la

bobina del contactor luego de soltar el botón de arranque.

Mecánico: consiste en la interconexión mecánica entre dos o más Contactores, el

cual permite accionar los diferentes Contactores sin necesidad de energizar sus

bobinas. Cabe destacar, que dicha maniobra es mayormente utilizada para bloqueos

mecánicos de seguridad evitando que uno o más Contactores cierren a su vez.


ELECCION DEL CONTACTOR

Al elegir un contactor deben tenerse presente los siguientes factores:

1.- tensión y potencia nominales de la carga.

2.- clase de arranque del motor.

3.- número aproximado de accionamientos (conexiones por hora).

4.- condiciones de trabajo: ligera, normal, dura, extrema, entre otros, como podría ser el

caso de la calefacción eléctrica, ascensor, grúas, maquinas impresoras, entre otras.

5.- tensión y frecuencias reales de alimentación de la bobina.

6.- si es para el circuito de potencia o únicamente para el circuito de mando, o para ambos.

7.- tensión de aislamiento del contactor.

DAÑOS EN LOS CONTACTORES

Las averías más frecuentes en los Contactores se pueden producir por las siguientes causas:

1.- el contactor no queda realimentado (autosostenido). Puede estar originado por

conductores interrumpidos en el circuito o bien por conexiones mal hechas en el contactor o

en los pulsadores (contactos con conductores aislados, tornillos mal apretados, entre otros).

2.- fallas en el contactor por:

Calentamiento excesivo.

Desgate prematuro.

Presión débil de los resortes.

Contactos corroídos o soldados.

3.- fallas en la bobina por:

Sobretensión, sobreintensidad o cortocircuito.

Desconexión en los bornes por vibración excesiva del circuito electromagnético.

Calentamiento excesivo (normalmente no debe pasar de 80 ºC).

4.- fallas en el circuito electromagnético:

Falla mecánica en alguna de las partes que lo constituyen.

Escasa fuerza magnética para atraer la armadura.

Deficiencia en la desconexión. Tanto este caso como el anterior puede estar causado

por deficiencias en los muelles (resortes) por estar muy flojos o muy tensos.


Circuito magnético ruidoso y vibración excesiva, debido a la falta o fallas en las

espiras de sombra.

ELEMENTOS DE MANDO

Son todos aquellos aparatos que actúan accionados por el operario. Los más importantes

son los pulsadores, selectores, manipuladores. Se tiene una gran variedad de ellos, tanto por

su apariencia y forma exterior, como por la función que van a realizar.

Por su apariencia y forma exterior:

1.- Pulsadores:

Rasantes: que impiden maniobras involuntarias.

Salientes: de accionamiento más cómodo. Son los más usados.

De llave: para accionamiento de gran responsabilidad.

De seta: para accionamientos en situación de emergencia.

Luminosos: con señalización incorporada.

2.- Selectores o interruptores giratorios: se encuentran a su vez en variedad de formas:

simples, de maneta, de llave, entre otros.

Por la función que realicen:

Los elementos antes citados cumplen más o menos con las mismas funciones: abrir y cerrar

circuitos. De allí que cualquiera de ellos puede clasificarse en:

Normalmente cerrado (NC): para abrir un circuito.

Normalmente abierto (NA): para cerrar un circuito.

De desconexión múltiple: para abrir varios circuitos independientes.

De conexión múltiple: para cerrar varios circuitos independientes.

De conexión-desconexión: para abrir un circuito y cerrar otro al mismo tiempo.

De conexión-desconexión múltiple: para abrir y cerrar varios circuitos

contemporáneamente.

Respecto a los de conexión-desconexión (sencilla o múltiple) debemos tener un cuidado

especial por cuanto la apertura y cierre de los circuitos pueden efectuarse de diferentes

maneras.

ELEMENTOS AUXILIARES DE MANDO


Son aparatos que, a diferencia de los pulsadores, no son accionados por el operario, sino

por otros factores, como son tiempo, presión, temperatura, acción mecánica, entre otros, y

que regularmente son de ruptura brusca. La combinación de los Contactores, elementos de

mando y auxiliares de mando, darán lugar a instalaciones totalmente automatizadas.

Finales de carrera o interruptores de posición: son aparatos destinados a

controlar la posición de una parte en una máquina o la misma máquina.

En cuanto a los contactos, tienen uno cerrado y uno abierto y se comportan

exactamente como los de un pulsador de conexión-desconexión. Su aplicación va

dirigida a la parad o inversión del sentido de desplazamiento de las máquinas, por lo

que se convierten en dispositivos de los que depende la seguridad de la máquina, el

material y el mismo personal.

Los interruptores de posición o finales de carrera se caracterizan por:

- La apertura y cierre de sus contactos debe ser muy rápida (corte brusco), aun

para movimientos lentos.

- Una duración mecánica y eléctrica máxima.

- Un fácil ajuste y conexión.

Relés de tiempo o temporizadores: son aparatos que cierran o abren determinados

contactos al cabo de un tiempo debidamente establecido.

Tipos de temporizador:

- Al trabajo: (on delay) su contacto temporizado actúan después de cierto tiempo

de haber sido energizado.

- Al reposo: (off delay) sus contactos temporizados actuaran solamente después

de cierto tiempo de que el temporizador haya sido desenergizado.

Presostato: son aparatos que accionan circuitos eléctricos, al transformar cambios

de presión de instalaciones neumáticas o hidráulicas, en señales eléctrica.

Termostato: son aparatos que abren o cierran circuitos en función de la temperatura

que los rodea (no deben confundirse con el relé térmico).

Detectores fotoeléctricos: son dispositivos compuestos esencialmente de un emisor

de luz asociado a un receptor fotosensible, para lograr su acción solo basta con

variar la intensidad luminosa emitida.


ELEMENTOS DE SEÑALIZACION

Son todos aquellos dispositivos cuya función es llamar la atención sobre el correcto

funcionamiento o paro anormales de la máquina.

Clases de señalización.

Acústico:son señales perceptibles por el oído, entre las más usadas tenemos: timbre,

zumbadores, chicharras, entre otros.

Ópticos: son señales perceptibles por la vista.

- Visuales: son símbolos indicativos de la operación que se está realizando.

- Luminosos: son lámparas pilotos de diferentes colores los cuales representan

una función específica universalmente establecidas.

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

La finalidad principal de estos dispositivos es proteger la máquina o circuito de carga

general, contra posibles daños producidos especialmente por el paso de intensidades muy

altas.

Debe tenerse presente que estos dispositivos no sólo cumplen la función de protección sino

de maniobra y señalización, puesto que el mismo cuenta con contactos auxiliares que

permiten abrir el circuito principal de control y a su vez, emitir una señalización (auditiva o

visual) indicando la falla.

Relé térmico: son elementos de protección contra sobre carga, cuyo principio

de funcionamiento se basa en la deformación de ciertos materiales (bimetálicos)

bajo el efecto del calor, y así accionar bajo una temperatura determinada, sus

contactos auxiliares que desenergizen todo el sistema.

Relé térmico diferencial: su funcionamiento se basa en la diferencia de su

curvatura de los tres bimetales en un relé térmico normal al fallar una fase, para

lo cual se emplean dos regletas (placas de fibra) que detectaran estas diferencias

de curvatura y actuaran sobre los contactos auxiliares del relé interrumpiendo

inmediatamente el circuito de mando.

Relé electromagnéticos: sirven para la protección de circuitos para fuertes

sobrecargas, dispositivo de respuesta inmediata, su función está basada en la


fuerza producida por un electroimán sobre una armadura metálica, cuando la

corriente que absorbe al motor es muy superior a la nominal.

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