ELEMENTOS ELCTRICOS DE CONTROL INDUSTRIAL

ELEMENTOS ELCTRICOS DE CONTROL INDUSTRIAL

ELECTRICIDAD Y ELECTRNICA INDUSTRIALEQUIPO

CHAB DIAZ ESTEFANIABORGES PEA RUBENHERRERA TORO JAVIERMEDINA AKE ANA MARIAPACHECO MORALES CESARPIZARRO GONZALEZ FERNANDOROSADO LEN MARCOPRINCIPALES ELEMENTOS ELCTRICOS DE CONTROLDesconectores (switches)Interruptores termomagnticosDesconectores (switches por tambor)Estaciones de botonesRelevadores de controlRelevadores trmicos y fusiblesContactores magnticosSwitches de nivel, lmite y otros tiposSolenoidesArrancadores de motores elctricosSensoresDESCONECTORES (SWITCHES)Constituyen uno de los medios ms elementales de control de los motores elctricos, ya que conecta o desconecta un motor de la fuente de alimentacin.Se construyen con navajas para dos lneas o tres lneas, las navajas abren o cierran simultneamente por medio de un mecanismo.DESCONECTORES (SWITCHES)

DESCONECTORES (SWITCHES)Por lo general se encuentran alojados en una caja metlica o tienen un fusible por conductor. Estn diseados para conducir la corriente nominal por un tiempo indefinido y para soportar la corriente en corto circuito por periodos breves de tiempo.

INTERRUPTORES TERMOMAGNTICOSPermite abrir y cerrar un circuito, en forma anloga a las cuchillas desconectadoras (switch), excepto que en stos interruptores se puede abrir en forma automtica cuando el valor de la corriente que circula por ellos, excede a un cierto valor previamente fijado.Despus de que estos interruptores abren (disparan) se deben establecer en forma manual, tienen la ventaja sobre los desconectores (switch) que no requieren del uso de fusibles.INTERRUPTORES TERMOMAGNTICOSLas normas tcnicas para las instalaciones elctricas establecen que las navajas del desconectador estn colocadas o montadas de tal forma que cuando se abra tiendan a seguir el sentido de la gravedad, como se muestra en la figura siguiente:

INTERRUPTORES TERMOMAGNTICOSLa altura con respecto al nivel de suelo a que se debe montar la caja que contiene al desconectador no debe ser inferior a 1.80 metros.

DESCONECTOR (SWITCH) TIPO TAMBORSon dispositivos manuales que tienen un grupo de contactos fijos e igual nmero de contactos mviles. Estos contactos permiten obtener las posiciones de abierto y cerrado con una secuencia determinada por medio de una navaja rotatoria. Se usan en motores de frecuencia pequea o como dispositivos de control en motores con arrancadores magnticos.DESCONECTOR (SWITCH) TIPO TAMBOR

ESTACIONES DE BOTONESUna estacin de botones es bsicamente un desconector (switch) que se activa por medio de la presin de los dedos, de manera que dos o ms contactos cierran o abren cuando se quita la presin de los botones.Normalmente se usan resortes en los botones para regresarlos a su posicin original despus de ser presionados.ESTACIONES DE BOTONESEn una estacin elctrica pueden existir ms de una estacin de botones, de esta manera es posible controlar un motor desde tantos puntos como estaciones se tengan.

RELEVADORES DE CONTROLEs un switch electromagntico que se emplea como dispositivo auxiliar en los circuitos de control de arrancadores de motores grandes o directamente como arrancadores en motores pequeos.Abre y cierra un conjunto de contactos cuando su bobina se energiza. La bobina produce un campo magntico fuerte que atrae una armadura mvil, accionando los contactos.RELEVADORES DE CONTROLSe usan por lo general en circuitos de baja potencia y pueden incluir relevadores de tiempo retardado que cierran y abren sus contactos en intervalos de tiempo definidos.La representacin de los relevadores se hace por medio de smbolos convencionales, como se muestra a continuacin.

RELEVADORES DE CONTROL

RELEVADORES DE CONTROL

RELEVADORES TRMICOS Y FUSIBLESTambin conocido como relevador de sobrecarga. Protege al motor contra sobrecargas sostenidas. El relevador tiene tres elementos trmicos individuales conectados uno por fase.Un contacto normalmente cerrado T, forma parte tambin del conjunto del relevador que abre cuando ste se calienta demasiado y permanece abierto hasta que el relevador se restablezca manualmente. RELEVADORES TRMICOS Y FUSIBLESLa capacidad de este dispositivo de proteccin contra sobrecargas est asociada tambin al llamado factor de servicio que identifica la sobrecarga continua de un motor de una potencia dada puede soportar con seguridad.

CONTACTOS MAGNTICOSUn contacto magntico es esencialmente un relevador de control grande que est diseado para abrir y cerrar un circuito de potencia, posee un relevador de bobina que activa a un conjunto de contactos y se usan para controlar motores desde HP hasta varios cientos de HP y poseen por lo general un sistema de extensin de arco elctrico por soplo magntico, para evitar que se daen los contactos por las repetidas operaciones de apertura y cierre a que se ven sujetos.

CONTACTOS MAGNTICOSExisten tambin contactores que operan con corriente alterna, que estn sostenidos mecnicamente, estos son dispositivos electromagnticos que proporcionan un medio seguro y eficiente en los circuitos de interrupcin.

SWITCH LIMTE Y SWITCH DE TIPO ESPECIALUn switch limite es un switch de baja potencia que tiene un dispositivo de contacto tipo grapa, cuya accin depende de la posicin de un elemento mecnico, ste elemento puede ser sensitivo a distintos tipos de seales como son la presin, temperatura, nivel de lquidos, la direccin de rotacin, etcSWITCH LIMITE Y SWITCH DE TIPO ESPECIALAlgunos otros tipos de switch denominados especiales son: * Interruptor de flotador.* Interrupcin de presin.* Interruptores trmicos.* Relevadores de control de tiempo.* Interruptores de velocidad cero.FlotadorEs un switch de baja potencia de mando que convierte una accin de tipo mecnico dada por el nivel o posicin del agua, en una seal elctrica que acta sobre el motor para arrancar o parar. Su uso ms frecuente se encuentra en equipos para bombeo o bien del tipo hidroneumtico y su funcin principal es mantener los valores lmite (definidos por lmite mximo y lmite mnimo) en cisternas y tinacos.

FlotadorExisten distintas versiones constructivas de estos interruptores, pero todas se basan en el mismo principio y estn constituidos por un conjunto de contactos que se accionan de alguna forma por dispositivos mecnicos, ajustando los rangos de apertura y cierre de estos contactos.

Flotador

Interruptor de presinEn ciertos procesos industriales donde se maneja aire, gases, aceites, agua, etc.., es decir, elementos que deben de estar a una cierta presin, por lo que es necesario que existan elementos de control que respondan a estas seales, stos elementos son los interruptores de presin que se disean de diferentes tipos y para distintas presiones, con muelles o diafragmas, muelles dbiles para bajas presiones y muelles reforzados para altas presiones.

Interruptor de presinEl principio de operacin es el mismo en todos los tipos, la presencia o la falta de presin en el elemento controlado acciona a los contactos respectivos, se ajustan para operar con presiones diferenciales entre la conexin y desconexin, estos ajustes estn normalmente en el rango de 3 a 1 y de 10 a 1.

Interruptor de presin

Interruptores trmicosCuando existe un equipo que requiere del control de temperatura en forma automtica, se usan los llamados interruptores trmicos que son bsicamente termostatos que emplean elementos bimetlicos (termopares) como sensores de la temperatura, que accionan sobre grupos de contactos cuando se presentan los cambios de temperatura dentro de los rangos fijados como lmites del control.

Relevadores de control de tiempoEn general, un relevador es un dispositivo que funciona por medio de una variacin en un circuito elctrico y que en funcin de esto acciona o pone en operacin a otros aparatos cuando en un proceso se requiere controlar el tiempo, dar una cierta frecuencia o cumplir con funciones a intervalos de tiempo se usan los llamados relevadores de control de tiempo, cuyo principio de operacin se puede basar en la accin neumtica, los de fluido amortiguador, los que usan motores elctricos o bien condensadores. Los dos primeros son elementos accionados en forma mecnica por medio de la accin de una armadura.

Relevadores de control de tiempoEl llamado relevador de tiempo con fluido amortiguador tiene, basado su principio de operacin en la accin de un ncleo de hierro que se eleva por la accin del campo magntico de una bobina en sentido contrario a la fuerza retardatoria de un pistn que se desplaza dentro de un recipiente con aceite o algn otro lquido que cumpla con la funcin de amortiguador.

Relevadores de control de tiempo

Relevadores de control de tiempoLos controladores de tiempo a base de un motor elctrico se usan en operaciones de control que son cclicas, es decir, que se repiten y son en principio pequeos motores en cuyo eje se monta un conjunto de levas que se pueden ajustar de manera tal que sean capaces de proporcionar movimientos cuando accionan o actan sobre unos microinterruptores.

Interruptores de velocidad ceroEstos interruptores se emplean en aquellos procesos en los cuales los motores elctricos requieren de secuencias de arranque-paro, es decir, arranque-frenado.Se conectan directamente a la flecha del motor por medio de algn mecanismo de transmisin de tal forma que al girar el motor se cierran unos contactos, un juego por cada sentido de rotacin y que quedan abiertos cuando la velocidad es cero. Se fabrican para operar en rangos de velocidades por ejemplo entro 150 y 900 rpm, 50 a 200 rpm, etc

SOLENOIDESUn solenoide es un electromagneto, el cual consiste en una bobina de alambre con un ncleo metlico y una fuente de voltaje. Sin embargo, para aplicaciones prcticas el solenoide se puede combinar con una armadura mvil, la que transmite la fuerza creada por el solenoide para una funcin til.

SOLENOIDESTipos de solenoidesTodos los solenoides operan debido a la atraccin-repulsin electromagntica. De acuerdo a la forma como estn mecnicamente construidos resultan diferentes sus aplicaciones y caractersticas de operacin. Por su construccin existen cuatro tipos bsicos de solenoides: tipo placa, de campana, de accin vertical y el horizontal.

SOLENOIDESEn el solenoide tipo placa la armadura se desplaza en un punto pivote. En la medida que el voltaje es aplicado a la bobina, el efecto magntico producido en el conjunto, jala a la armadura a una posicin cerrada, de manera que se dice que queda cerrada.

SOLENOIDESEn el solenoide tipo campana se usa un mecanismo de leva asociado a la armadura, para transformar la accin vertical en movimiento horizontal. El uso de este mecanismo de leva previene que el impacto de la armadura, al arrancar sea absorbido por el propio mecanismo y transmitido al final de la leva. Esto puede ser muy benfico cuando se requieren movimientos suaves y firmes en ciertos controles.

SOLENOIDESEl solenoide de accin vertical usa tambin un ensamble mecnico, pero transmite la accin vertical de la armadura en un movimiento en lnea recta en la medida que la armadura es jalada.

SOLENOIDES

DISPOSITIVOS DE CONTROL DE MOTORES ELECTRICOSControlador de un motor elctrico, es un dispositivo utilizado para el arranque y paro con un comportamiento en forma determinada.Puede ser un simple desconector (switch) para arrancar y parar el motor, tambin una estacin de botones.

DISPOSITIVOS DE CONTROL DE MOTORES ELECTRICOSUn dispositivo que arranque al motor por pasos o para invertir su sentido de rotacin, puede hacer uso de las seales de los elementos por controlar (temperatura, presin, nivel de un lquido o cualquier cambio fsico).Cada circuito de control est conformado de un cierto nm. de componentes bsicos conectados entre s para cumplir un comportamiento determinado.SENSOR Y DISPOSITIVO DE INTERRUPCINPara aislar un corto circuito o una sobrecarga, necesitamos aplicar equipo de proteccin que cumpla con ambas funciones.Algunas veces, el elemento sensor y el dispositivo de interrupcin estn separados, slo se interconectan por los cables de control.En otros casos, ambos estn en el mismo dispositivo.SENSOR Y DISPOSITIVO DE INTERRUPCINUn fusible cumple con ambas funciones, es un elemento sensor y de interrupcin. Se conecta en serie con el circuito y responde a los efectos trmicos producidos por la circulacin de corriente.Los interruptores son slo dispositivos de interrupcin que se deben usar necesariamente con elementos sensores (relevadores).

BIBLIOGRAFAEl ABC de las mquinas elctricas. III. Instalacin y control de motores de corriente alterna. Autor: Gilberto Enriquez Harper Editorial: LIMUSA

El ABC de la instrumentacin en el control de procesos industriales. Autor: Gilberto Enriquez Harper Editorial: LIMUSA