Guard a Motor Es

7/22/2019 Guard a Motor Es

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GUARDAMOTORES.

Se conoce como guardamotores a los elementos de proteccin trmica para los motores.Fsicamente se componene de tres placas bimetlicas (una por fase) y sobre ellas van

arrolladas una serie de espiras de hilo de aleacin especial (calefactor) que es por donde

pasa la corriente absorbida por el motor.Disponen de tres conexiones para entrada de corriente (que provienen del contactor), otras

tres conexiones para la salida de la corriente (al motor) y de dos contactos de maniobra.

El principio de funcionamiento es sencillo. Cuanta ms corriente pasa, ms se doblan los

bimetales por efecto del calor. Cuando se doblan ms de la cuenta (Intensidad prefijada)cambian de estado los contactos de maniobra que contiene.

Generalmente estos contactos de maniobra son uno normalmente abierto y otronormalmente cerrado, que se suelen utilizar el NA para sealizacin de disparo del rel

trmico (guardamotor) y el NC para cortar corriente a la maniobra del automatismo, de esta

forma se consigue que el motor se pare antes de averiarse.

En el mercado existen solo los trifsicos, pues si necesitamos conectar un motormonofsico a un rel guardamotor existen dos formas de conexionado. Una es hacer pasar

la fase por los tres contactos de forma que la salida de la primera fase la conectamos a la

entrada de la segunda, la salida de la segunda la conectamos a la entrada de la tercera y lasalida de la tercera junto con el neutro se conexiona al motor.

La otra forma de conexionado es la fase a la entrada del primer contacto, la salida delprimer contacto a la entrada del segundo, la salida del segundo al motor y en el tercercontacto conectamos el neutro a la entrada y la salida ira al motor.

El gurada motor tiene las entradas de corriente marcadas como 1 -3 -5 y las salidas a la

carga como 2- 4-6.


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Proteccin mediante rel

trmico exterior

Normalmente los rels trmicosse fabrican tripolares. Anteausencia de intensidad en una

fase (una lmina bimetlica no secalienta), el mecanismo disparose activa, produciendo ladesconexin del motor. Por tantoen motores monofsicos, paraque las 3 lminas bimetlicastengan intensidad, debe deconectarse el trmico comoindica la figura.


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Dimensionamiento de la alimentacin de motores

Resumen:

En este artculo se describen las criterios para realizar el dimensionamiento de una salida

destinada a la alimentacin de un motor elctrico, como as tambin las recomendaciones para su

correcta ejecucin.

Desarrollo:

Generalidades

En principio, es conveniente aclarar que dimensionar un circuito implica bsicamente determinar la

seccin de los conductores del mismo y, a corriente nominal, los dispositivos de proteccin

correspondientes.

En el caso ms general, para el dimensionamiento de los conductores elctricos se deben

considerar las etapas que se presentan a continuacin:

Definir la tensin nominal del cable.

Determinar la corriente de proyecto.

Elegir el tipo de conductor y la forma de instalacin.

Determinar la seccin por el criterio de "capacidad de conduccin de corriente".

Verificar la seccin por el criterio de "corriente de cortocircuito".

Verificar la seccin por el criterio de "cada de tensin".

Verificar el cumplimiento de las secciones mnimas exigidas.

El detalle a fondo de la metodologa de clculo correspondiente puede consultarse en el artculo

"Dimensionamiento de conductores" que integra esta serie.

En particular, el clculo del ramal alimentador de fuerza motriz es similar al correspondiente a

cualquier lnea seccional, por lo tanto ser necesario conocer la corriente nominal (que se obtiene

de la potencia del motor y de la tensin de servicio) y la longitud del recorrido de los conductores.

Se determina la seccin de los conductores a corriente nominal y se verifica principalmente que la

cada de tensin se encuentre dentro de los valores exigidos por la reglamentacin, adems de las

restantes condiciones indicadas en la tabla anterior.

Por otro lado, toda instalacin elctrica debe estar provista de una serie de protecciones que la

hagan segura, tanto desde el punto de vista de sus conductores y aparatos elctricos conectados,

como de los bienes y las personas que van a relacionarse con ella.

Existen varios tipos de protecciones que pueden hacer que una instalacin elctrica est

completamente resguardada ante cualquier falla o anormalidad de funcionamiento; pero hay tres

que deben utilizarse en cualquier clase de instalacin de baja tensin:

1) Protecciones contra cortocircuitos: Fusibles e interruptores termomagnticos.

2) Protecciones contra sobrecargas: Fusibles, rels trmicos e interruptores termomagnticos.


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3) Protecciones contra contactos accidentales y fallas a tierra: Puesta a tierra e interruptores

diferenciales.

Por su parte, los elementos de proteccin permiten detectar condiciones anormales definidas e

interrumpir la alimentacin elctrica al circuito bajo falla. Esta interrupcin puede realizarla el

mismo elemento de proteccin o ser ejecutada por el elemento de maniobra al cul est vinculado.

Para la seleccin del interruptor se deben considerar los siguientes parmetros caractersticos:

- Tensin nominal del circuito a proteger (Ue): Es la tensin a la cual el interruptor estar sometido

durante su uso en la instalacin elctrica. La tensin nominal del interruptor no debe ser inferior ala tensin nominal del circuito elctrico.

- Cantidad de polos: Pueden ser unipolares, bipolares, tripolares o tetrapolares, de acuerdo al

circuito involucrado.

- Corriente nominal (In): Es la corriente que soporta el interruptor en forma ininterumpida con una

temperatura ambiente de hasta 30C; este valor no deber exceder en ms de un 25% a la

corriente de carga nominal del circuito a proteger.

- Corriente de cortocircuito: La capacidad de ruptura del interruptor deber ser mayor o al menos

igual a la corriente de cortocircuito presunta o calculada en el punto a proteger.

En las instalaciones donde la corriente de cortocircuito exceda la capacidad de interrupcin del

interruptor termomagntico, deber considerarse el uso asociado al mismo de limitadores de

corriente (fusibles de alta capacidad de ruptura) para reducir la magnitud y duracin de la corriente

de cortocircuito.

Para el caso de la proteccin trmica contra sobrecargas el criterio de seleccin es: Una vez

elegida la seccin del conductor que forma el circuito en base a la corriente de carga del circuito, la

seleccin de la corriente nominal del interruptor debe ser tal que cumpla las siguientes condiciones:

Ic < In y Ift < 1,45 Iadc

Donde:

Ic = corriente de carga del circuito

In = corriente nominal del interruptor de proteccin

Iadc = corriente admisible en el conductor del circuito

Ift = corriente de funcionamiento de la proteccin trmica (en un tiempo menor de una hora).

La actuacin de la proteccin trmica obedece a una banda (dependiendo la operacin de latemperatura ambiente y del estado de carga previo) que est acotada por una curva de

funcionamiento de mnima y otra de mxima.

Por otro lado, la continuidad del servicio es una exigencia fundamental de una instalacin moderna.

La falta de una adecuada selectividad puede provocar la apertura simultnea de ms de un

elemento de proteccin situado aguas arriba de la falla.


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Por ello, las protecciones de sobrecarga y cortocircuito instaladas deben tener una actuacin

selectiva frente a las anormalidades ocasionales, es decir que debe accionarse la proteccin

correspondiente al circuito, o la ms prxima ubicada aguas arriba del lugar donde se localiza la

falla, y slo ella.

Las tcnicas de selectividad empleadas se basan en la utilizacin de los parmetros de disparo,

siendo las ms comunes las siguientes:

- Selectividad amperomtrica: Se obtiene separando los umbrales de los rels instantneos (o de

corto retardo) de los interruptores automticos sucesivos. Es decir que se acta sobre el valor de

las corrientes de disparo Im.

Se puede obtener una selectividad total mediante la utilizacin de interruptores limitadores.

- Selectividad cronomtrica: Se obtiene por el escalonamiento de los tiempos de disparo (Td) de los

interruptores; por lo que stos deben estar equipados con rel de disparo de corto retardo.

Las temporizaciones pueden ser de varios tipos, por ejemplo:

A tiempo inverso

A tiempo constante

A una o varias etapas selectivas entre elllas, etc

Las reglas prcticas para la coordinacin de protecciones son:

1. Para la coordinacin de fusible con fusible se debe cumplir con:

Infa > 1,6 Infp, aunque se recomienda Infa > 2 Infp

Siendo:

Infa= corriente nominal del fusible antepuesto.

Infp= corriente nominal del fusible pospuesto

Por ejemplo: fusible antepuesto 16 A y pospuesto 25 A.

2. Para la coordinacin de fusible antepuesto con interruptor termomagntico pospuesto se debe

cumplir con:

Inf > 1,2 InfI

Siendo:

Inf= corriente nominal del fusible.

InfI= corriente nominal del interruptor termomagntico.

3.- Para la coordinacin de interruptores termomagnticos se debe cumplir con:

Ina > 2 Inp


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Siendo:

Ina= corriente nominal del interruptor antepuesto.

Inp= corriente nominal del interruptor pospuesto

Si los trmicos fueran ajustables valdr la corriente trmica ajustada en cada uno de los

interruptores.

La proteccin magntica slo puede coordinarse en corrientes bajas frente a las de cortocircuito, ya

que al ser de actuacin instantnea (no dispone de temporizaciones) una vez que se establece unacorriente superior a la de actuacin de ambos interruptores el funcionamiento puede ser simultneo

e incluso no selectivo.

Por esta circunstancia debe tratarse de separar lo ms posible la corriente de intervencin

magntica, a efectos de dar lugar a una corriente de actuacin de la proteccin pospuesta para los

cortocircuitos ms frecuentes, que normalmente son de bajo valor.

Instalaciones de fuerza motrz

Los circuitos de fuerza motriz son aquellos que proveen energa elctrica para el accionamiento de

motores de potencias relativamente altas, siendo generalmente del tipo trifsico. Por ejemplo, en

los edificios, se presentan los circuitos correspondientes a la alimentacin de ascensores, bombasde agua, aire acondicionado, etctera.

La distribucin de fuerza motriz se efecta mediante redes trifsicas, generalmente de 3x220

3x380 V. La distribucin monofsica para consumos de potencias importantes no es aconsejable,

porque requiere conductores de mayor seccin.

Los motores de corriente alterna con rotor en jaula de ardilla, que son los mas utilizados, se

pueden poner en marcha mediante los mtodos de arranque directo o a tensin reducida

(excluimos de esta exposicin a los motores monofsicos).

En ambos casos, la corriente de arranque generalmente resulta mayor que la nominal, pudiendo

llegar a provocar perturbaciones en la red de suministro. Estos inconvenientes no son tan

importantes en motores pequeos, que habitualmente pueden arrancar a tensin nominal.

Estas perturbaciones incluyen principalmente las cadas de tensin (muy notables en los elementos

de iluminacin), que pueden afectar el funcionamiento de otros elementos conectados a la misma,

lo que resulta crtico en las instalaciones con muchos motores que realizan frecuentes arranques.

El "Reglamento de Instalaciones Elctricas en Inmuebles" de la Asociacin Electrotcnica

Argentina exige que los conductores de fuerza motriz sean independientes de los de alumbrado,

separando cajas de paso y de distribucin. Cada uno de los circuitos correspondientes debe tener

su sistema de proteccin.

Segn dicho reglamento, la mxima cada de tensin admisible para el caso de los motores es del

5% durante la operacin normal y del 15 % para el arranque.

Los circuitos con motores deben contar con interruptores que corten todas las fases o polos

simultneamente y con protecciones que corten automticamente cuando la corriente adquiera

valores peligrosos.

Por otro lado, los dispositivos de comando pueden ser de operacin manual o por contactores.

Estos ltimos permiten efectuar el mando a distancia del motor con cables de secciones pequeas


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(slo se requiere la corriente necesaria para la bobina del contactor), lo que facilita el

accionamiento y diseo del dispositivo de control por trabajar con intensidades reducidas.

El contactor es un dispositivo de maniobra destinado a comandar equipamiento elctrico en estado

no perturbado o bajo las sobrecargas normales de servicio, preparado para grandes frecuencias de

operacin.

El mismo es bsicamente un interruptor que abre o cierra un circuito por la accin de una corriente

de mando que activa un electroimn, siendo su caracterstica mas destacada la sencillez de su

accionamiento.

Los contactores generalmente pueden operar corrientes del orden de 6 a 12 veces la intensidad

nominal, soportando el arranque de motores trifsicos. Se caracterizan por su poca inercia

mecnica y rapidez de respuesta; resultando elementos indispensables en las tareas de

automatizacin.

Para la eleccin de un contactor es necesario conocer las siguientes caractersticas del receptor:

La corriente de servicio (Ie) o en su defecto la potencia del circuito.

Los lapsos de trabajo, que determinan la clase de servicio (permanente, intermitente,

etctera).

La naturaleza de la carga, que determina la categora de servicio (AC1, AC3, etctera).

La tensin nominal de funcionamiento.

Con estos valores se consultan las tablas provistas por los fabricantes para elegir el contactor ms

apropiado. Estas tablas dan los lmites garantizados de aplicacin de cada uno de los modelos de

contactores, para cumplir con las normas correspondientes.

Cabe agregar que estas tablas generalmente tambin permiten la seleccin del rel trmico y el

fusible adecuado para la aplicacin.

La vida elctrica, expresada en ciclos de maniobra, es una condicin adicional para la eleccin delcontactor y permite prever su ciclo de mantenimiento.

Por su parte, la tensin de la bobina del contactor se debe elegir segn la tensin disponible en el

lugar del montaje.

As como los contactores son los encargados de maniobrar los motores, para la proteccin de los

mismos se emplean:

- Fusibles.

- Rels trmicos.

- Guardamotores.

Como se indic anteriormente, las protecciones deben mantener un nivel jerrquico segn un

orden lgico de proteccin (deben estar coordinadas). Por ej. si en el tablero general los fusibles

son de 50 A, los de los tableros seccionales debern ser de un rango menor, por ej. 36A.


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Tanto los contactores como los trmicos son aparatos valiosos, por ello deben ser protegidos para

el caso de que exista una falla. El mejor medio para lograrlo, por su velocidad de actuacin y por su

capacidad de ruptura elevada, es usar fusibles.

La segunda funcin del fusible, y muy importante, es la de seleccionar cul es el circuito con fallas

y separarlo de la red para permitir la continuidad del servicio.

Para la seleccin de los fusibles puede emplearse una tabla que da la intensidad de los mismos en

funcin de la intensidad de los motores a plena carga. Asimismo, hay que tener en cuenta que los

fusibles debern poseer una caracterstica de fusin del tipo aM, con una caracterstica

especialmente "retardada". Estos fusibles se usan especialmente para la proteccin de motoresasincrnicos con rotor en jaula, debido a que soportan los picos de corriente que estos absorben

en el arranque.

Como su operacin depende de la generacin de calor por efecto Joule, se obtiene una

caracterstica de fusin intensidad-tiempo del tipo inversamente proporcional, de manera que ante

una elevada corriente opera en un tiempo muy reducido, y ante una corriente ligeramente superior

a la nominal opera en un tiempo mas prolongado.

Un aspecto que no debe olvidarse al seleccionar un fusible es que su capacidad de ruptura no

debe ser inferior a la calculada en su punto de utilizacin a la tensin nominal.

Si los contactores se combinan con rels adecuados, pueden emplearse para la proteccin de los

motores contra faltas de fase, sobretensiones, sobrecargas, corrientes inversas, etctera. En estos

casos el rel actua sobre el circuito de la bobina del contactor.

Sin embargo, para la proteccin contra cortocircuitos deben utilizarse otros elementos colocados

aguas arriba, como por ejemplo cartuchos fusibles.

Los rels trmicos (o simplemente trmicos) constituyen un mtodo indirecto de proteccin ya que

operan en funcin de la corriente que el motor est tomando de la red. En base a ella evala un

determinado estado de calentamiento de los arrollamientos del motor.

El rel trmico es un excelente medio de proteccin, pero no protege al motor cuando el

calentamiento de ste se produce por causas ajenas a la corriente que est tomando de la red. En

esos casos, se recomienda el uso de sensores en los bobinados del motor, capaces de medirexactamente la temperatura interna del mismo y de un equipo que analice el estado de

temperatura del motor y decida en consecuencia.

Por otro lado, en el caso particular de falta de fase, el motor se calienta y hay un aumento en el

consumo de corriente, lo cul hace actuar al trmico.

El dispositivo de proteccin contra falta de fase, includo en algunas lneas ofrecidas en plaza,

ofrece una notable mejora respecto de los trmicos convencionales. El mecanismo acelera la

desconexin del motor cuando falta una fase, o sea, detecta con seguridad esta falla.

Un ingenioso dispositivo de doble barra actuadora permite aumentar la sensibilidad del disparo en

el momento que falta una fase. De esta manera se logra reducir a la mitad los tiempos de actuacin

y proteger as muy efectivamente al motor tambin en el caso de falta de fase.

El rel trmico siempre debe estar regulado al valor de funcionamiento del motor; slo si est a

plena carga al valor de chapa del motor; y nunca a un valor superior al nominal.


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Los trmicos pueden tener sealizacin de rel disparado, botn de disparo, botn de reposicin

automtica o bloqueo de reconexin, y dos contactos auxiliares para desconexin del contactor y

para sealizar a distancia la falla.

En resumen, si la corriente del motor sobrepasa los valores admitidos, el trmico acciona a un

contacto auxiliar, ste a su vez gobierna al contactor que desconecta de la red al equipo

sobreexigido.

Las curvas de desconexin del trmico deben seguir lo ms cerca posible las variaciones de la

temperatura del motor, midindola a travs de la corriente que ste toma de la red. Cuanto mayor

es esta corriente ms rpido actan estos rels (caracterstica de tiempo inverso como losfusibles).

Para lograr una correcta desconexin debe eliminarse la influencia de la temperatura ambiente

sobre los bimetales de la proteccin trmica; esto se logra por un dispositivo compensador.

Habitualmente las curvas de desconexin son independientes de la temperatura ambiente entre

-25C y +55C.

En ciertos casos es conveniente que el trmico no vuelva automticamente a su posicin de

"conectado" una vez que haya actuado; sobre todo en automatismos que puedan llevar a una serie

de maniobras no deseadas (por ej. en bombas de elevacin de agua).

Cuando el motor es controlado por medio de pulsadores, de cualquier forma debe ser puesto en

marcha mediante su pulsador de arranque. En este caso, es prctico que el rel vuelva solo a su

posicin de conectado automticamente.

Ambas variantes estan includas en algunos modelos. Una traba o botn permite conectarlo en

automtico (o sea sin reset), o bien conectarlo en manual (es decir con reset). El mismo botn

permite reconectar el contactor.

Como se ha dicho, el rel debe ser ajustado al valor real de consumo del motor; dicho ajuste puede

realizarse durante el funcionamiento del equipo.

El guardamotores un dispositivo que permite reunir todas las necesidades de un arranque

directo en un solo aparato.

El mismo es bsicamente un interruptor automtico cuya caracterstica de disparo es exactamente

igual a la del rel trmico. Puede incluir el disparo por falta de fase , la compensacin de

temperatura ambiente y un disparo magntico ajustado para proteger adecuadamente al trmico.

Por eso el guardamotor, dentro de ciertos lmites, reemplaza al conjunto [contactor + trmico +

fusibles].

Si bien logra reunir en un solo aparato las cualidades de tres, con las consecuentes ventajas de

espacio, tiempo de armado y cableado, tiene una limitada capacidad de ruptura, que le impide ser

colocado en cualquier instalacin. Sin embargo, para instalaciones domiciliarias, inclusive edificios,

el guardamotor satisface todos los requerimientos.

Por su parte, su condicin de interruptor le da una reducida vida til con una limitada frecuencia de

maniobras. Su accionamiento es manual, por lo que es necesario accionarlo de frente. Por ello, son

muy limitadas las posibilidades de realizar automatismos con el mismo.

Para evitar la destruccin de alguno de los elementos de la instalacin se puede efectuar una

combinacin de dispositivos para aprovechar las bondades de cada uno de ellos. Estas


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combinaciones slo son factibles con algunos guardamotores ya que stos tienen la propiedad de

limitar las corrientes de cortocircuito, protegiendo de esta manera al contactor.

Accin Combinacin

3 elementos 1 elemento 2 elementos

Maniobra del motor Contactor Guardamotor Contactor

Proteccin del Motor Trmico Guardamotor Guardamotor

Proteccin del circuito Fusibles Guardamotor Guardamotor

Maniobra:

Frecuencia de maniobrasVida tilMando a distanciaEnclavamiento /sealizacin

elevadaelevadaSi

Si

ReducidoReducidoNo

Limitado

ElevadoReducidoSi

Si

Proteccin del motor:

Contra sobrecargasFalta de fase

OptimaSi

OptimaSi

OptimaSi

Proteccin del circuito:

Corto circuitoLimitacin corriente

ExcelenteSi

LimitadoSi

LimitadoSi

Costo:

PrecioMontajeEspacioMantenimientoIngeniera

NormalComplejoGrande

AlgoPoca

ReducidoSimplePequeoPocoMucha

NormalRegularReducidoPocoMucha

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