Ingeniería de Máquinas y Sistemas Eléctricos: Esquemas básicos con automatismos (Parte 1ª)

En este post se exponen algunos esquemas que por su empleo en las instalaciones eléctricas, es conveniente que sean dominados por los técnicos que realizan labores de mantenimiento.

En estos esquemas se representa junto con el circuito de potencia el circuito de control.

Esquema nº 1: Esquema de potencia unifilar y multifilar

Los esquemas de potencia representan los circuitos y elementos de una instalación eléctrica, relacionados directamente con las magnitudes tensión e intensidad del circuito principal de energía eléctrica.

Su representación en los esquemas pueden estar representados en forma unifilar o multifilar (ver esquema nº 1)

e1 = Relé térmico

e3 y e4 = Fusible

b1 = Pulsador paro

b2 = Pulsador marcha

c1 = Contactor

h1 = Lámpara señalización

Esquema nº 2: Esquema de control desarrollado

Los esquemas de control representan los circuitos y componentes que indirectamente accionan, controlan y gobiernan a los elementos relacionados con el circuito principal de energía eléctrica.

La representación de los aparatos empleados en los circuitos de control debe llevar su referencia, mediante números o letras, de tal forma que puedan identificarse fácilmente y se pueda ver la relación que existe con los componentes del circuito de potencia. En los esquemas nº 1 y 2 se observa esta relación, los símbolos relacionados con el contactor se identifican como c1.

EJEMPLO Nº 1:

Arranque de un motor mediante contactor, accionado por pulsadores desde una posición.

Funcionamiento:

Al oprimir b2 el contactor c1 se excita y queda autoalimentado.

El motor se pone en movimiento. Si se produce una sobrecarga en el motor suficiente como para hacer actuar el relé térmico, el contacto e1 en serie con la bobina c1 se abre, provocando la parada del motor.

En condiciones normales la parada del motor se puede realizar desde b1.

Aplicaciones:

Bombas, máquinas, herramientas, ventiladores, etc.

Esquema nº 3: EJEMPLO Nº 1

EJEMPLO Nº 2:

Puesta en marcha de un motor desde una posición, mediante corriente continua.

Funcionamiento:

Al oprimir el pulsador b2 se excita la bobina c1. La corriente circula en el instante del arranque e3 - e1 - b1 - C1C - y por la bobina c1.

La resistencia de absorción RA aún está cortocircuitada.

Al ser excitada la bobina c1 se abre el contacto C1C, quedando en serie con la bobina la resistencia RA.

En las bobinas, calculadas para corriente alterna, al aplicarles corriente continua del mismo valor, se quemarían con mucha facilidad si no se les añade la resistencia RA.

Este deterioro es debido a que la bobina no produce f.e.m. de autoinducción, ya que la intensidad que circula por la bobina es:

La EX es algo inferior a V

En el momento de la excitación de la bobina se elimina RA. Ya que el campo debe ser muy intenso para superar la reluctancia del entrehierro.

Aplicaciones:

Instalaciones en las cuales, los circuitos de mando se realizan con corriente continua.

Esquema nº 4: EJEMPLO Nº 2

EJEMPLO Nº 3:

Arranque y parada de un motor desde dos posiciones, por medio de un contactor.

Funcionamiento:

Las condiciones de funcionamiento son idénticas a las del EJEMPLO Nº 1, con la diferencia de que en este caso para excitar la bobina c1 del contactor, se puede realizar pulsando b2 y P_M.

La parada del motor también se puede realizar desde b1 y P_p indistintamente.

También se dispone de dos señalizaciones, una lámpara local h1 y otra con control remoto.

Aplicaciones:

Instalaciones en las cuales, el mando se realiza a distancia o desde la sala de control.

Esquema nº 5: EJEMPLO Nº 3

EJEMPLO Nº 4:

Puesta en marcha de un motor con mando manual o automático.

Funcionamiento:

· Posición manual de la maneta b3 en posición 1.

Pulsando b2 se excita la bobina c1. La corriente circula por 3 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9, cerrando por la bobina c1. Al ser excitada esta bobina se cierra su contacto C1 quedando entonces autoexcitado el contactor, el motor se pone en funcionamiento.

La parada puede realizarse manualmente pulsando b1 o girando la maneta b3 a la posición 0.

· Posición automática, maneta b3 en posición 2.

En este esquema se ha colocado un presostato P, este elemento dependiendo de las circunstancias podría ser el contacto de un termostato, de un nivel, etc.

Con la maneta b3 en posición 2 y con el presostato cerrado, el camino de la corriente es 3 – 5 – 6 – 12 – 9, cerrando por la bobina c1, arranca el motor.

La parada del motor se puede realizar automáticamente cuando abre el contacto del presostato P.

Aplicación:

Automatismo que permite que una instalación funcione sin la presencia permanente de un operario.

Esquema nº 6: EJEMPLO Nº 4

EJEMPLO Nº 5:

Inversión de marcha de un motor con pulsadores pasando por parada.

Funcionamiento:

Al pulsar b1 se excita la bobina del contactor c1, el cual pone en marcha el motor en un sentido de giro.

Al excitarse la bobina c1 cierra el contacto C1A de autoalimentación y abre el contacto C1C de anclaje, que evita la energización de la bobina c2.

Al energizarse cierra C2A y abre el contacto C2C de anclaje.

Si queremos cambiar el sentido de giro del motor cuando está en marcha, pulsaremos el pulsador de paro Pp y luego el pulsador de marcha correspondiente al giro que hemos elegido.

Es fundamental que nunca se puedan energizar los dos contactos c1 y c2, ya que si esto sucede, se provocaría un cortocircuito.

Aplicaciones:

Generalmente para máquinas, herramientas, tornos, fresadoras, válvulas motorizadas, seccionadores de A.T., etc.

Esquema nº 7: EJEMPLO Nº 5

EJEMPLO Nº 6:

Inversión mando con pulsadores para la marcha, y con pulsadores y final de carrera para la parada.

Funcionamiento:

Al pulsar Pb1 se excita el contactor c1 el cual pone en marcha el motor y abre el contacto de anclaje eléctrico C1C.

El motor, al desplazar un objeto en un sentido de giro, hasta el punto establecido, abre su circuito y cierra el paso de corriente a una lámpara al oprimir el final de carrera FCA.

Mientras permanece encendido el piloto K1 el motor no actúa con el contactor c1. Sólo actúa el contactor c2.

Al pulsar Pb2, se repiten las mismas operaciones, salvo el giro del motor que en este caso es en sentido contrario.

Aplicaciones:

Maquinas herramientas, válvulas motorizadas, seccionadores de A.T.etc.