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USO DE INTERRUPTOR ROTATIVO 0 - Y MATERIALES E INSTRUMENTOS:  Multímetro Digital.

 Módulos de Electrotecnia  Caja(s)

de herramientas.

 Conmutador Estrella – Triangulo

PARTE 1

:

Reconocer y dibujar interruptor rotativo

0

– Y -

E

ste conmutador posee tres posiciones: la inicial de desconexión

(0),

la

siguiente

que

conecta

los

bobinados del motor en estrella (Y) y la tercera que conecta los bobinados en triángulo (

), como

se puede ver en la figura. La parada se hace de forma inversa,

Mediante nuestro multimetro

identificamos y

etiquetamos, de color rojo, cada uno de las borneras

que

tiene

podemos ver en el

dicho

interruptor

gráfico adyacente.

como

PARTE 2

:

Realice las siguientes comprobaciones resistivas. POSICIÓN

POSICIÓN (

ENTRE

POSICIÓN (0)

(Y)

)

R – U

0 L

0.001Ω

0.002Ω

R – V

0 L

0 L

0 L

R - W

0 L

0 L

0 L

S – U

0 L

0 L

0 L

S – V

0 L

0.001Ω

0.001Ω

S – W

0 L

0 L

0 L

T – U

0 L

0 L

0 L

T – V

0 L

0 L

0 L

T - W

0 L

0.001Ω

0.001Ω

ALIAS U

(T1)

V

(T2)

W

(T3)

ALIAS

L 1

L 2

ENTRE

POSICIÓN (0)

POSICIÓN (Y)

U – V

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0.001 Ω

0 L

0 L

0.001 Ω

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0.002 Ω

U – W V – W U – X U – Y U – Z V – X

V – Y V – Z W – X W – Y W – Z

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

0 L

POSICIÓN (

0 L

0 L

0 L

L 3

)

X – Y X – Z Y – Z

0 L

0.002 Ω

0 L

0 L

0.001 Ω

0 L

0 L

0.001 Ω

0 L

POSICIONES 0 Y

01

03

05

07

09

11

13

15

02

04

06

08

10

12

14

16

●

●

●

● ●

● ●

● ●

●

 NOTA: Donde los puntos púrpura ( ● )indica que hay continuidad entre los números que se encuentran en la parte superior Y los espacios en blanco nos indican que no hay conexión alguna entre los terminales.

●

FIGURA 01

PARTE 3 e

: Pida verificación de resultados y conecte el motor

en

YY mediante el interruptor rotativo.

 Antes de conectar el motor al interruptor rotativo

debemos de

configurar el

motor de la siguiente manera.



Dado que nuestro motor cuenta con 12 terminales

unimos

las

bobinas

terminales del motor) de la forma

(los que

muestra la figura 02.



Una vez configurado el motor trifásico conectamos

los terminales

del motor

(U – V – W – X – Y - Z), al interruptor rotativo, como muestra la figura 01

CONFIGURACIÓN UTILIZADA PARA

FIGURA 02

YY

E



La ventaja del conmutador ( Y -

)es el bajo costo comparado con los contactores.



La diferencia entre el interruptor

rotativo (conmutador) y un contactor es que el

accionar del conmutador

tiene que ser maniobrado por un operador, es decir,

manualmente mientras que el contactor, es un dispositivo electro-mecánico de mando, que actúa de forma similar al interruptor, y puede ser gobernado automáticamente por medio de temporizadores. 

Un motor trifásico arrancando en estrella consume de la línea de alimentación una intensidad tres veces menor que si lo hace directamente triángulo.

AUTOMATÍSMOS ELÉCTRICOS

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, es decir, es un interruptor accionado o gobernado a distancia por un electroimán ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se dé tensión a la bobina(en el caso de ser contactores instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

PARTES CONSTITUTIVAS:

CARCASA Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor no extremo, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor. Además es la presentación visual del contactor. ELECTROIMÁN Es el elemento motor del contactor, compuesto por una serie de dispositivos, los más importantes son el circuito magnético y la bobina; su finalidad es transformar la energía eléctrica en magnetismo, generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico.

BOBINA Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes, se separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente. Cuando una bobina se alimenta con corriente alterna la intensidad absorbida por esta, denominada corriente de llamada, es relativamente elevada, debido a que en el circuito solo se tiene la resistencia del conductor. Esta corriente elevada genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo puede atraer a la armadura y a la resistencia mecánica del resorte o muelle que los mantiene separados en estado de reposo. Una vez que el circuito magnético se cierra, al juntarse el núcleo con la armadura, aumenta la impedancia de la bobina, de tal manera que la corriente de llamada se reduce, obteniendo así una corriente de mantenimiento o de trabajo más baja. Se hace referencia a las bobinas de la siguiente forma: A1 y A2. Siempre y cuando este supervisado por un ingeniero debidamente capacitado. NÚCLEO Es una parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.

ESPIRA DE SOMBRA Forma parte del circuito magnético, situado en el núcleo de la bobina, y su misión es crear un flujo magnético auxiliar desfasado 120° con respecto al flujo principal, capaz de mantener la armadura atraída por el núcleo evitando así ruidos y vibraciones. ARMADURA

Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito eléctrico una vez energizadas las bobinas, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de separación se denomina cota de llamada. Las características del muelle permiten que, tanto el cierre como la apertura del circuito magnético, se realicen de forma muy rápida, alrededor de unos 10 milisegundos. Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par electromagnético, el núcleo no logrará atraer a la armadura o lo hará con mucha dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la separación de la armadura no se producirá con la rapidez necesaria.

CONTACTOS

Simbología de polos (arriba) y Contactos Auxiliares (abajo). Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto está compuesto por tres conjuntos de elementos: 

Dos partes fijas ubicadas en la coraza y una parte móvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el paso de la corriente entre las partes fijas. El contacto móvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presión y por consiguiente la unión de las tres partes.



Contactos principales: su función es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo así que la corriente se transporte desde la red a la carga. Simbología: se referencian con una sola cifra del 1 al 6.



CONTACTOS PRINCIPALES:

Son contactos instantáneos cuya función específica es establecer o interrumpir el circuito principal, a través del cual se transporta la corriente desde la red a la carga, por el cual deben estar debidamente calibrados y dimensionados para permitir el paso de intensidades requeridas por la carga sin peligro de deteriorarse. Por su función, son contactos únicamente abiertos. 

CONTACTOS AUXILIARES: Son contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente

a

contactores señalización,

las o

bobinas los

por

dimensionados

lo

de

los

elementos

de

cual

únicamente

están para

intensidades muy pequeñas. Los tipos más comunes son: 

Instantáneos: actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor, se encargan de abrir y cerrar el circuito.



Temporizados: actúan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados a la conexión) o desde que se des energiza la bobina (temporizados a la desconexión).



De apertura lenta: el desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura.



De apertura positiva: los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento.

En su simbología aparecen con dos cifras donde la unidad indica: 

1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC.



3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA.



5 y 6, contacto NC de apertura temporizada o de protección.



7 y 8, contacto NA de cierre temporizado o de protección.

Por su parte, la cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece. RELÉ TÉRMICO El relé térmico es un elemento de protección que se ubica en el circuito de potencia, contra sobrecargas. Su principio de funcionamiento se basa en la deformación de ciertos elementos, bi-metales, bajo el efecto de la temperatura, para accionar, cuando este alcanza ciertos valores, unos contactos auxiliares que desactiven todo el circuito y energicen al mismo tiempo un elemento de señalización. El bi-metal está formado por dos metales de diferente coeficiente de dilatación y unidos firmemente entre sí, regularmente mediante soldadura de punto. El calor necesario para

curvar o reflexionar la lámina bimetálica es producido por una resistencia, arrollada alrededor del bi-metal, que está cubierto con asbesto, a través de la cual circula la corriente que va de la red al motor. Los bi-metales comienzan a curvarse cuando la corriente sobrepasa el valor nominal para el cual han sido dimensionados, empujando una placa de fibra hasta que se produce el cambio de estado de los contactos auxiliares que lleva. El tiempo de desconexión depende de la intensidad de la corriente que circule por las resistencias. RESORTE Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez que cesa el campo magnético de las bobinas.

Contactos Auxiliares: Son aquellos contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de corriente a las bobinas de los contactos o a los elementos de señalización,

por

lo

cual

están

diseñados

para

intensidades

débiles.

Éstos actúan tan pronto se energiza la bobina a excepción de los retardados. Existen dos clases: 

Contactos NA: llamados también instantáneos de cierre, cuya función es cerrar un circuito cuando se energiza la bobina del contactor al cual pertenecen.



Contactos NC: llamados también de instantáneos apertura, cuya función es abrir un circuito cuando se energiza la bobina del contactor al cual pertenecen.

Un contactor debe llevar necesariamente un contacto auxiliar instantáneo NA

Uno de los contactos auxiliares NA debe cumplir la función de asegurar el auto alimentación de la bobina, por lo cual recibe el nombre específico de auxiliar de sostenimiento o retención. Existen contactores que tienen únicamente contactos auxiliares, ya sean NA, NC o NA y NC. Estos se los llama contactores auxiliares o relés. Cuando un contactor no tiene el número suficiente de contactos auxiliares se puede optar por Bloques aditivos o Contactores auxiliares. Para identificar a un contacto auxiliar, a pesar de las marcas del fabricante se utiliza un sistema de números:

Si son NC, la entrada es (11, 21, 31, 41...) y la salida (12, 22, 32, 42...) Si son NA, la entrada es (13, 23, 33, 43...) y la salida (14, 24, 34, 44...) Funcionamiento: Cuando la bobina es recorrida por la corriente eléctrica, genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo atrae con un movimiento muy rápido. Al producirse este movimiento, todos los contactos del contactor (tanto principales como auxiliares) cambien de posición solidariamente: Los contactos cerrados se abren y los abiertos se cierren. Para volver los contactos a su posición inicial reposo basta con des energizar la bobina. Clasificación: Se los puede clasificar en: 1.

Por tipo de corriente que alimenta la bobina: AC o DC

2.

Por la función y la clase de contactos:

3.

Contactores principales (con contactos principales y auxiliares)

4.

Contactores Auxiliares (con contactos únicamente auxiliares)

5.

Por la carga que pueden maniobrar (o categoría de empleo): Se tiene en cuenta la corriente que el contactor debe establecer o cortar durante las maniobras.

Para ello se toman en cuenta el tipo de carga que controla y las condiciones en las cuales se efectúan los cortes: 6.

AC1: cargas no inductivas o débilmente inductivas, cuyo factor de potencia es mínimo 0,95.

7.

AC2: para arranques de motores de anillos, inversión de marcha, frenado por contracorriente, marcha a impulsos de motores de anillos, cuyo factor de potencia es de 0,3 a 0,7.

8.

AC3: para el control de motores jaula de ardilla que se apagan a plena marcha y que en el arranque consumen de 5 a 7 veces la intensidad normal.

9.

AC4: Arranque de motores de rotor en cortocircuito, inversión de marcha, marcha a impulsos, frenado por contracorriente.

Ventajas: Control y automatización de equipos y máquinas con procesos complejos, con la ayuda de los aparatos auxiliares de mando como los interruptores de posición, detectores, presostatos, etc. Automatización en el arranque y paro de motores. Posibilidad de maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas mediante corrientes débiles.

Posibilidad de controlar completamente una máquina desde varios puntos de maniobra (estaciones).

Ahorro de tiempo al realizar maniobras prolongadas. Criterios de elección: Para elegir al contactor adecuado hay que tener en cuenta lo siguiente: Tipo

de

corriente,

tensión

y

frecuencia

de

alimentación

de

la

bobina.

Potencial nominal de la carga. Condiciones de servicio:

Ligera, normal, dura, extrema. Frecuencia de maniobra, robustez mecánica y robustez eléctrica. Si es para el circuito de potencia o de mando y el número de contactos auxiliares que necesita. Posición del funcionamiento del contactor vertical u horizontal. Categoría de empleo o clase de carga. Causas de deterioro o daño: Cuando un contactor o no funciona o funciona en forma deficiente, lo primero que debe hacerse es revisar el circuito de mando y de potencia verificando el estado de los conductores y de las conexiones. Otras partes del contactor que suelen sufrir daño o desgaste son: La bobina: Por utilizar más o menos corriente de la especificada por el fabricante

El núcleo o la armadura:

Cuando no se juntan o lo hacen, pero de manera ruidosa es necesario verificar la tensión en la bobina, que no sea menor a la especificada, que los muelles estén vencidos o muy tensos o la presencia de cuerpos extraños en el entrehierro.

Los contactos: Su deterioro prematuro ocurre cuando circula a través de ellos corrientes superiores a las que fueron diseñados. De tal manera que conviene revisar: Si se eligió bien el contactor (que corresponda a la potencia nominal del motor), pero si el contactor el es adecuado el daño puede tener su origen en el circuito de mando o por caídas de tensión, cortes de tensión y micro-cortes. El Contactor se utiliza para la conexión de elementos de potencia y nos permitirá la automatización de nuestras maniobras. Básicamente es un interruptor trifásico que en lugar de accionarlo manualmente lo podemos hacer a distancia, con menor esfuerzo físico y mayor seguridad a través de una bobina. Un contactor está formado por las siguientes partes:

Al accionar el pulsador S1 damos paso de corriente a la bobina y ésta cambia de posición todos los contactos de la cámara del contactor K1, es entonces, a través de sus contactos, quien alimenta al receptor M1 como muestra la figura. Cuando soltemos S1 la bobina se desconecta y los contactos vuelven a reposo parándose M1

En estos circuitos se diferencian dos partes: Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor, calentador, electro freno, iluminación, etc.)

Está compuesto por

el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección (identificados con la letra F como pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relés magneto térmicos, etc.) y un interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estará dimensionado a la tensión e intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra el circuito de potencia del arranque directo de un motor trifásico. CIRCUITO DE MANDO:

Es

el

encargado

de

controlar

el

funcionamiento

del

contactor. Normalmente consta de elementos de mando (pulsador, interruptor, etc. Identificados con la primera letra con una S), elementos de protección, bobinas de contactores,

temporizadores

eléctricamente del circuito

y

contactos

auxiliares.

Este

circuito

está

separado

de potencia, es decir, que ambos circuitos pueden trabajar

a tensiones diferentes, por ejemplo, el de potencia a 380 V de C.A y el de mando a 24 V de C.C como ejemplo adjuntaremos una serie de esquemas de mando. Pero antes una breve concepto práctico del funcionamiento de los pulsadores eléctricos. 1.

Pulsador para contactor

SIN PULSAR

TERMINALES

PULSADO

0L

A–B

0.0003

2.

Juego de Pulsadores 3 ó 6

1. Marcha de KM1 por impulsos a través de SM. En caso de detectar sobre intensidad, F” desconectará KM1 hasta que sea rearmado el relé térmico.

2. Esquema en marcha: Paro de un contactor con preferencia del paro. Con SM conectamos KM1 y al soltarlo sigue en marcha porque el contacto KM1 realimenta parada

a se

SIN PULSAR

TERMINALES

TIPO

PULSADO

0L 0.001

3–4 1-2

NA NC

0.001 0L

por protección térmica a través de F2.

su propia bobina. La realiza mediante SP y

3. Marcha: paro.

Paro igual al anterior pero con preferencia de la marcha sobre el

4. Con pulsadores de marcha (S2 y S4) y dos de paro (S1 y S3)

5. Conexión de varios contactores con dependencia entre ellos.

6. Trata de explica cómo funciona este esquema

TEMPORIZADORES

Los temporizadores son unos relés que cambian sus contactos Básicamente son dos tipos:

en función del tiempo.

Temporizador a la conexión: Cuando conectamos la bobina, y la mantengamos asi, los contactos cambiarán pasado el tiempo que tengan programado. Una vez desconectada estos vuelven inmediatamente a su posición de reposo.

Temporizador a la desconexión:

Al

activar

la

bobina

los

contactos

cambian

inmediatamente y es al desconectarla cuando temporizan, pasado el tiempo programado

retornan al reposo.

En el mercado existen multitud de temporizadores, los hay con contactos de los dos tipos, que incluyen contactos instantáneos, con contactos intermitentes, etc. La numeración de los contactos es la correspondiente a los especiales.

Ejemplo de esquemas con temporizadores:

Desconexión del contactor al cabo de un tiempo de accionar el

Conexión de KM

SM.

pasado un tiempo del accionamiento de SM, Parada por

Conexión y desconexión intermitente de KM. al accionar SM.

SP.

Conexión secuencial de 3 contactores a través de

SM. Parada total con SP.

INVERSION DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

Para lograr la inversión de giro de un motor no basta con montar dos contactores en paralelo, uno le enviará las 3 fases en orden y el otro cambiará dos de las fases

entre sí manteniendo la tercera igual. El esquema de potencia quedará como sigue. En el esquema de mando tendremos que tener la precaución de que los dos contactores no puedan funcionar a la vez, ya que ello provocará un corto circuito a través del circuito de potencia. Para evitarlo se montarán unos contactos cerrados, llamados de enclavamiento, en serie con las bobinas de los contactores contrarias. En el mercado también existen contactores ya construidos a tal efecto que incluyen unos enclavamientos mecánicos para una seguridad adicional.



Inversion de giro pasando por paro. Mando de dos contactores mediante dos pulsadores de marcha (S2 y S3) y parada a través del contacto del relé térmico F2 o pulsador S1. Ambos contactores no pueden funcionar a la vez

(enclavamientos

eléctricos).

La

marcha de un contactor debe pasar por paro. En caso de avería por sobre-intensidad lucirá HAv.



Inversor de giro sin pasar por paro. Mando de dos contactores a través de los pulsadores S2 S3. Parada del motor por avería F2 o el pulsador S1. Sólo

puede funcionar uno y la inversión de marcha no es necesario pasar por paro.

ARRAQUE DIRECTO DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO DESDE DOS ESTACIONES.

DEFINICION

:

Posibilidad de control a distancia, desde varios puntos distintos. FUNCIONAMIENTO

:

1. Cierre del contactor K1 mediante uno a otro de los pulsadores de marcha S2 y S4 montados en paralelo. 2. Auto mantenimiento por contactor K1 (13 - 14) 3. Parada mediante cualquiera de los pulsadores de parada S1 – S3 montados en serie APLICACIONES: 1. Control de bombas, ventiladores, elevadores, etc.

CIRCUITO DE POTENCIA

CIRCUITO DE MANDO