mcintyre r l - control de motores electricos(1)

Control de motores elctricos Fundamentos de los sistemas de control

Desde la instauracin de la produccin en serie, la mquina se ha convertido en una parte vital de nuestra economa. Al principio las mquinas fueron gobernadas principalmente a mano a impulsadas desde un eje comn de transmisin o de lnea. Este eje de transmisin estaba impulsado por un motor grande que funcionaba continuamente y accionaba cada una de las mquinas mediante una correa cuando era necesario. Se comprende fcilmente que este equipo de transmisin de potencia no se prestase a un nivel elevado de produccin. Con la demanda de mayor produccin, la mquina adquiri un nuevo aspecto. Se prescindi del eje de transmisin y se introdujo el motor elctrico en cada mquina individualmente. Este cambio permiti realizar con ms frecuencia y ms rpidamente los arranques, paradas a inversiones de la mquina. Una pequea mquina poda tener un pequeo motor de alta velocidad, mientras una gran mquina contigua poda tener un motor grande de velocidad constante o variable. En otras palabras, el taller de mquinas o la factora lleg a ser flexible. Al acoplar el motor de accionamiento directamente a una sola mquina del equipo, se hizo posible introducir algunas operaciones automticas. Actualmente, en nuestras plantas industriales, es cada vez mayor l nmero de mquinas que trabajan de modo completamente automtico. El operador se

limita a iniciar el proceso, y la mayora de todas las otras operaciones se realizan automticamente. El funcionamiento automtico de una mquina se obtiene exclusivamente por la accin del motor y del control de la mquina. Algunas veces este control es totalmente elctrico y otras veces es una combinacin de control mecnico y elctrico. Sin embargo los principios bsicos quo se aplican son los mismos. Una mquina moderna se compone de tres partes distintas que es necesario considerar. Primero, la mquina propiamente dicha, que est proyectada para realizar una determinada tarea o un tipo de trabajo. Segundo, el motor, que es seleccionado de acuerdo con los requisitos de la mquina en cuanto a carga, ciclo de servicio y tipo de funcionamiento. Tercero, el sistema de control, que es el que principalmente interesa en este libro. El sistema de control est supeditado a los requisitos de funcionamiento del motor y de la mquina. Si nicamente es necesario que la mquina arranque, funcione durante algn tiempo, y se pare, el control necesario puede quedar reducido a un simple interruptor de palanca. Pero si es necesario que la mquina arranque, realice varias funciones automticas, se pare durante algunos segundos, y luego repita el ciclo, requerir varias unidades integradas de control. El propsito de este libro es presentar los principios bsicos y los componentes del control y luego explicar cmo deben ser asociados para constituir un sistema de control. 1-1 Definicin de Control Qu es un control de motor? Es una pregunta que no tiene respuesta sencilla. Sin embargo no implica la misteriosa y complicada cuestin que vulgarmente se cree. La palabra control significa gobierno, mando o regulacin. As, cuando hablamos de control de un motor o mquina, nos referimos al gobierno, mando o regulacin de las funciones de dicho motor o mquina. Aplicados a los motores, los controles realizan varias funciones, tales como las de arranque, aceleracin, regulacin de velocidad, regulacin de potencia, proteccin, inversin y parada. Cada elemento del equipo utilizado para regular o gobernar las funciones de una mquina o un motor se llama componente de control. Trataremos de cada componente en su correspondiente seccin de este libro.

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Fundamentos de los sistemas de control


Un controlador elctrico es un dispositivo o grupo de dispositivos que controla o regula las funciones de un motor o una mquina de manera predeterminada o en un orden de sucesin o secuencia asimismo predeterminado.

Panel de la red Proteccin del circuito

Arrancadormanual Proteccin en

funcionamiento

Motor

Lnea

Fig. 1-1 Control manual de un motor. 1-2 Control Manual El control manual es una forma de mando o regulacin que se ejecuta manualmente en el mismo lugar en que est situado el dispositivo de control (fig. 1-1). El ms sencillo y conocido es probablemente el arrancador manual de pequeos motores a tensin nominal. Se utiliza frecuentemente este arrancador donde slo es necesario la funcin de control para la puesta en marcha y parada del motor. Probablemente la principal razn de la popularidad de esta unidad es que su coste es aproximadamente la mitad del de un arrancador electromagntico equivalente. El arrancador manual proporciona generalmente proteccin contra la sobrecarga (Sec. 2-71 y desenganche de tensin mnima (Sec. 2-12), pero no proteccin contra baja tensin.

El control manual que provee las mismas funciones que las obtenidas por el arrancador manual de motor a plena tensin se puede obtener utilizando un interruptor con fusible del tipo de accin retardada, que proporciona la proteccin del motor contra sobrecargas. Abunda mucho este tipo de control en talleres pequeos de metalistera y carpintera, en que se utilizan pequeas mquinas de taladrar, tornos y mquinas para roscar tubos. Tambin se utiliza en los ventiladores de extraccin instalados en salas de mquinas y utilizados en ciertos procesos industriales. En estas instalaciones el operador o el operario encargado del mantenimiento, empuja generalmente el botn de puesta en marcha del ventilador por la maana cuando se abre el taller, y continua funcionando durante todo el da. Por la noche, o cuando se cierra el taller, el operador empuja el botn parada, y el ventilador deja de funcionar hasta que se le necesita nuevamente. Las mquinas de soldar del tipo de motor-generador son un ejemplo de esta clase de control y sern conocidas de la mayora de estudiantes del control de motores. El arranque manual a tensin reducida mediante autotransformador se emplea extensamente para controlar los motores polifsicos de jaula en los que se requiere el arranque a tensin reducida siendo las funciones necesarias de control solamente las de arranque y parada. Este tipo de arrancador suele llevar incorporada proteccin contra la sobrecarga, desenganche por tensin nula y proteccin contra baja tensin. El arrancador tipo autotransformador se utiliza muy frecuentemente asociado a un combinador tipo tambor con resistencias de arranque en los motores de rotor bobinado (fig. 1-2). Esta combinacin da un completo control manual de arranque, parada, velocidad y sentido de giro. Estos autotransformadores para el arranque a tensin reducida, se utilizan generalmente en los motores de gran potencia, siendo frecuente su uso junto con un combinador de tambor con resistencias conectadas al rotor en los motores que accionan turbocompresores usados en equipos de acondicionamiento de aire. El arranque a tensin reducida permite al motor vencer la inercia del turbocompresor durante el perodo de arranque sin absorber una intensidad excesiva. El combinador de tambor junto con las resistencias permite regular la velocidad de un motor de rotor bobinado, que acoplado al turbo compresor permite variar el caudal de aire acondicionado, confirindole una flexibilidad que no sera posible obtener con una instalacin de velocidad constante.


Panel de la red

Control primario

Lnea

Motor rotor deanillos

Cambiadortipo tambor

Resistenciasrotor

Fig. 1-2 Control de un motor con rotor de anillos. Existen algunos controladores manuales cuya clasificacin presentara alguna dificultad a causa de que realizan tambin funciones de control que no son automticas. El control manual se caracteriza por el hecho de que el operador debe mover un interruptor o pulsar un botn para que se efecte cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la mquina o del equipo en cuestin. 1-3 Control Semiautomtico Los controladores que pertenecen a esta clasificacin utilizan un arrancador electromagntico y uno o ms dispositivos pilotos manuales tales como pulsadores, interruptores de maniobra, combinadores de tambor o dispositivos anlogos (fig. 1-3). Probablemente los mandos ms utilizados son los cuadros de pulsadores a causa de que constituyen una unidad compacta y relativamente

econmica. El control semiautomtico se emplea principalmente para facilitar las maniobras de mando y dar flexibilidad a las maniobras de control en aquellas instalaciones en las que el control manual no es posible. La clave de la clasificacin como sistema de control semiautomtico es el hecho de que los dispositivos piloto son accionados manualmente y de que el arrancador del motor es de tipo electromagntico. Probablemente hay ms mquinas manipuladas por control semiautomtico que por control manual o automtico. Este tipo de control requiere un operador que inicie cualquier cambio en la posicin o condicin de funcionamiento de la mquina. Mediante el uso del arrancador electromagntico puede realizarse este cambio desde un lugar o puesto de trabajo cmodo o necesario, lo que no es posible con el control manual que debe maniobrarse en el mismo lugar en que est situado el arrancador.

Panel de la red

Arrancadorelectromagntico

Lnea

Pulsadoresremotos

Motor

Fig. 1-3 Control semiautomtico de un motor.


1-4 Control Automtico Un control automtico est formado fundamentalmente por un arrancador electromagntico o contactor cuyas funciones estn controladas por uno o ms dispositivos piloto automticos (flg. 1-4). La orden inicial de marcha puede ser automtica, pero generalmente es una operacin manual, realizada en un panel de pulsadores o interruptores.

Panel de la red

Arrancadorelectromagntico

Lnea

Pulsador

Motor

Interruptor final decarrera

Interruptor deflotador

Fig. 1-4 Control automtico de un motor.

En algunos casos puede haber una combinacin de dispositivos manuales y automticos en un circuito de control. Si el circuito contiene uno o ms dispositivos automticos, debe ser clasificado como control automtico. Por ejemplo, consideremos un depsito que debe mantenerse lleno de agua entre lmites definidos y una bomba para reponer el agua cuando sea necesario. Si equipamos el motor de la bomba con un arrancador manual y utilizamos un operario para que lo accione cuando sea necesario, tendremos un control manual. Supongamos que ahora sustituimos el arrancador manual por un arrancador electromagntico y disponemos un panel de pulsadores en el pupitre del capataz. Si mediante un timbre se le avisa cuando el agua ocupa el nivel inferior y el nivel superior, a la vez que realiza su propio trabajo, tambin podr

accionar el pulsador correspondiente cada vez que suene el timbre. Esto sera un control semiautomtico. Supongamos ahora que instalamos un interruptor de flotador que cierra el circuito cuando el agua llega al nivel bajo previamente determinado y lo abre cuando alcanza el nivel alto tambin predeterminado. Cuando el agua llega al lmite inferior, el interruptor del flotador cerrar el circuito y pondr en marcha al motor. El motor funcionar hasta que el agua alcance el nivel superior, y en este instante el interruptor de flotador abrir el circuito y parar el motor. Esto sera un control automtico. Muchas veces se cree que un sistema automtico resultar ms caro que cualquiera de los otros dos, pero si se tiene en cuenta que se ahorra el trabajo de un operario, bien puede resultar este mtodo ms ventajoso. Tambin se tendr en cuenta que el control automtico resultar ms exacto a causa de que no hay retraso entre el instante en que el agua llega al nivel deseado y el cierre o la apertura del circuito de control. Los sistemas automticos de control se encuentran en casi todas las instalaciones de mquinas herramienta. Las prensas, las fresadoras, las limadoras, los tornos revlver, mquinas herramienta de precisin y casi todas las mquinas actuales de use comn, en que se emplean interruptores limitadores y otros dispositivos automticos, realizan sus operaciones con ms rendimiento y ms rpidamente gracias al use de sistemas automticos de control. Resumen La diferencia fundamental entre el control manual, el semiautomtico y el automtico estriba en la facilidad y comodidad de maniobra del sistema. Con control manual el operador tiene que estar situado en el lugar del arrancador para efectuar cualquier cambio en el funcionamiento de la mquina. Con control semiautomtico el operador puede estar situado en un lugar conveniente para poder iniciar los cambios de funcionamiento en la posicin ms cmoda. Con control automtico no es necesario que el operador inicie los cambios en el funcionamiento automtico, porque esta funcin est incluida en el sistema de control.

Control de motores elctricos Diagnstico de averas en los circuitos de control

R.L. Mc.Intyre

El diagnstico de averas en los equipos de control establece una lnea divisoria entre los tcnicos expertos y quienes no lo son. Se puede ser capaz de cablear perfectamente un nuevo circuito de control de acuerdo con el esquema del circuito, y no saber determinar la causa de que, una vez instalado, no funcione segn lo previsto. El diagnstico de averas requiere poseer slidos conocimientos de las funciones de control y de sus componentes, as como de los circuitos y del anlisis de stos. El secreto de la eficiencia y seguridad en el diagnstico radica en localizar la seccin del circuito de control que contiene al componente defectuoso y luego determinar con precisin el componente que debe ser verificado. Esto slo se logra analizando lgica y sistemticamente el circuito, y no por tanteos o pruebas y verificaciones en distintos puntos de las conexiones o en componentes elegidos arbitrariamente. 9-1 Procedimiento General Consideremos primero un nuevo circuito que acaba de ser alambrado pero no funciona como se esperaba. Existe la posibilidad de que los conductores hayan sido mal conectados o de que el circuito no estuviese correctamente proyectado. Si revisamos una a una todas las conexiones del cableado, lo que haremos realmente es seguir el proceso de tanteos, lo que generalmente requiere invertir un tiempo considerable.

La primera operacin a realizar deber consistir en analizar el circuito para determinar si ha sido correctamente proyectado para realizar las funciones previstas. La segunda operacin ser comprobar ordenadamente el funcionamiento de cada seccin del equipo hasta encontrar la que no funciona correctamente. Una vez localizada la seccin del circuito que produce la avera, ser fcil verificar las conexiones y el funcionamiento de sus componentes y determinar cul es la causa de la avera. Este proceso requiere el uso de los conocimientos de anlisis de circuitos y de sus componentes y de sus funciones correctas para determinar si funcionan o no como deben. Si se desconocen, aunque slo sea parcialmente, las funciones de control, los componentes o los circuitos, o no se saben analizar bien stos conducir a una prdida de tiempo en el diagnstico de la avera. Una vez localizada la avera en esta seccin del circuito de control, y remediada aunque slo sea provisionalmente, se seguir la secuencia del funcionamiento para comprobar que ste ha quedado restablecido normalmente, y que no hay ninguna otra seccin de circuito que funcione mal. Cuando se trata de diagnosticar la avera en un circuito ya existente, generalmente se puede descartar la posibilidad de que haya conexiones equivocadas, ya que si el circuito estuviese incorrectamente conectado, no hubiese funcionado originalmente. Sin embargo, es sorprendente que muchos especialistas inicien su proceso de diagnstico verificando el alambrado, conexin por conexin, para determinar si est correctamente establecido. Este procedimiento es una desconsideracin para el propietario de la instalacin y el operador de la mquina, quienes estn interesados en que la reparacin se efecte rpida y eficientemente y no en que sirva de experimentacin con la consiguiente prdida de tiempo. La primera operacin para localizar una avera producida en un circuito ya existente es estudiar el circuito y el funcionamiento de la mquina que controla. Cuando se trata de circuitos complicados, generalmente el reparador o el diagnosticador de la avera no dispone del tiempo necesario pare estudiar el circuito completo. No obstante, con ayuda del operador se puede determinar cul es la parte del circuito que funciona normalmente. Hay que seguir los ciclos de la mquina hasta llegar al punto en que el funcionamiento no es correcto. Una vez determinado este punto, se puede analizar el circuito empezando por la seccin que no funciona. Una verificacin cuidadosa de este circuito y la localizacin de los componentes incluidos en seccin conducir generalmente a la fuente de la avera que se busca. El mal funcionamiento de algn componente de control debe ser causa de fallo del circuito.

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Diagnstico de averas de los circuitos de

control


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En el caso raro en que la rotura del aislamiento sea la causa de la avera, esto se evidenciar en la inspeccin visual de los componentes y de las conexiones. Sin embargo, es muy frecuente que haya derivacin a masa en un hilo del circuito de control y no darse cuenta de ello en la inspeccin visual si se sospecha que una derivacin a masa o tierra es causa de la avera; se debern efectuar verificacin estando desconectada la fuente de alimentacin o red de energa. Se determina con un ohmetro la resistencia a masa o tierra de los hilos en esta seccin particular del circuito de control. Supongamos que ahora ha quedado localizada la seccin del circuito de control que parece ser causa de la avera. La primera operacin ser localizar los componentes incluidos en esta parte del circuito, entre los que encontraremos un rel, un contactor o algn otro dispositivo que sea activado por esta seccin del control, debiendo comprobar si cada uno de estos elementos recibe la alimentacin excitacin correspondiente. Si el contactor o el rel no se cierra correctamente habr que desconectar del circuito su bobina para hacer una verificacin de la tensin. Los conductores que se conectaban a la bobina se conectan ahora a un voltmetro con el fin de comprobar si la tensin aplicada a la bobina era la correcta. Si el voltmetro indica que est aplica una tensin correcta, lo ms probable es que la avera est en los arrollamientos de la bobina. No se debe intentar verificar o medir tensin o la resistencia de la bobina estando conectada en el circuito ya que la realimentacin y disposicin de los distintos circuitos de control pueden originar falsas lecturas. Si se sospecha que la bobina est defectuosa, se desconecta circuito de la red y se verifica con el ohmetro la resistencia de la bobina, que debe ser muy baja si se mide con c.c. Si la bobina est cortada, se obtendr una lectura de alta resistencia o de resistencia infinita en el ohmetro, lo que indica que hay que cambiar la bobina. Nunca se debe establecer juicio acerca del estado de la bobina basndose en el olor de sta o en la evidencia visible de quemadura, y que no siempre se pueden apreciar estos sntomas. Supongamos que nuestra verificacin de la tensin nos ha demostrado que la tensin no llega a la bobina en la secuencia de operacin del circuito de control. Esto indica que algn contacto no cierra correctamente, por lo que el circuito de la bobina queda desactivado. Un cuidadoso estudio de esta seccin del circuito de control atenindose a los principios establecidos en el captulo 7 nos indicar fcilmente cules son los contactos que deben cerrar para que se excite esta

bobina. Ahora habr que localizar los componentes a que pertenecen estos contactos y poner nuevamente en marcha a la mquina en su secuencia, observando el funcionamiento del rel, interruptor de lmite, de flotador, de presin a otro dispositivo a que pertenezcan estos contactos, para determinar si trabajan mecnicamente como deben hacerlo. Si este componente no funciona mecnicamente, esto indica dos posibilidades. La primera y ms probable es que los contactos en cuestin no cierren correctamente o estn recubiertos de xido de cobre o de otra materia aislante que impide el paso de la corriente por la bobina. La otra posibilidad es un circuito abierto debido a un hilo cortado, pero esto ser la causa menos probable de avera. Una vez verificados los contactos y remediado el defecto, que probablemente radicar aqu, se pone nuevamente en funcionamiento el circuito de control con todas las bobinas conectadas, y si completa su secuencia, se procede a aplicar el procedimiento anterior a la seccin siguiente del control que no funcione. El procedimiento expuesto est basado en aos de experiencia y en la consideracin de que los circuitos de control estn constituidos esencialmente por dos cosas: contactos, que cierran y abren el circuito, y bobina que accionan a estos contactos. Si los contactos cierran y abren correctamente, tambin sern aplicadas o desconectadas las tensiones en las bobinas debidamente. Siendo esto as, el mal funcionamiento debe radicar en la propia bobina. Si los contactos no funcionan correctamente, el defecto estar en los contactos o en los conductores asociados por los que pasa la corriente desde el contacto hasta la bobina. La regla ms importante en el diagnstico de averas es cambiar slo una cosa cada vez. Si se encuentra un juego de contactos del que se sospecha que no funciona correctamente, se corrige este defecto y se prueba nuevamente el circuito antes de cambiar cualquier otra cosa. Si se sospecha que una bobina est quemada o que puede ser causa de avera por otro motivo, se la repara o se la reemplaza y se prueba nuevamente el circuito antes de efectuar otros cambios. Una de las operaciones que ms confusiones produce en el diagnstico de averas es la del cambiar o corregir varias piezas sospechosas a la vez antes de probar el funcionamiento del circuito. Varios cambios efectuados a la vez pueden introducir averas que antes no existan. sta es una regla fundamental en el trabajo del diagnstico de averas y de su cumplimiento depende el rendimiento en el trabajo. Es muy raro que varias piezas de una mquina queden completamente inservibles por desgaste al mismo tiempo. Por consiguiente, aunque la condicin de los componentes de control en su conjunto sea precaria, lo probable es que slo est inutilizado un componente.


R.L. Mc.Intyre

Si no se est familiarizado con la mquina cuya avera se trata de diagnosticar, no se debe subestimar la informacin del operador de la mquina en el proceso de determinar la causa de la avera. Su conocimiento del funcionamiento normal se puede aprovechar para evitar una prdida de tiempo considerable al tratar de averiguar cmo funciona la mquina. Tambin puede ser valiosa la informacin del operador para localizar los componentes que pueden estar ocultos por partes de la mquina, ya que probablemente l sabe dnde estn. Resumiendo, el hacer uso de toda fuente de informacin de que se disponga acorta el tiempo necesario para localizar la avera. Todas las averas de los circuitos elctricos de control no estn causadas necesariamente por averas elctricas. Es muy frecuente que el mal funcionamiento mecnico de algn componente sea la nica causa de la avera, por lo que siempre se deben examinar los componentes sospechosos no solo de defectos elctricos sino tambin mecnicos. Por ltimo, hay que sealar que quien intente hacer el diagnstico de averas de un equipo de control sin estar equipado con un ohmetro; un ampermetro y un voltmetro tiene que perder forzosamente mucho tiempo. Debe ser diestro y competente en el uso correcto de estos instrumentos y en la interpretacin de las lecturas que con ellos puede obtener. Aunque no sea un hecho inslito el diagnstico sin estos instrumentos, es indiscutible que el rendimiento en el trabajo se puede aumentar considerablemente por la correcta aplicacin de estos instrumentos. 9-2 Diagnstico de los Componentes de Control Todo lo que se pueda decir de los problemas individuales a que dan lugar los diversos componentes de control ha sido expuesto en el captulo 8. Las recomendaciones hechas en este captulo para el procedimiento de mantenimiento son idnticas a las que puedan hacerse para diagnosticar y reparar las averas de circuito. Asimismo, para el diagnstico de los componentes individuales es necesario conocer su funcionamiento correcto y, a ser posible, las caractersticas de cada componente declaradas por el fabricante. Muchos de estos conocimientos se adquieren a fuerza de experiencia. El estudiante puede aprender mucho en las documentaciones a instrucciones de los fabricantes y procurando familiarizarse con los diversos componentes que estn a su alcance en el trabajo diario.

9-3 Procedimiento Paso a Paso Como aclaracin del procedimiento explicado en la seccin 9-1, consideraremos un circuito dado y determinaremos la causa probable de algunas de las averas que supondremos han ocurrido en este circuito.

Fig. 9-1. Circuito control del compresor de una instalacin de Acondicionamiento de aire.

La figura 9-1 es el circuito de un compresor perteneciente a un equipo de acondicionamiento de aire. Los componentes que aparecen en el diagrama son los siguientes: la bobina CR es un rel de control. La bobina M1 es el arrancador para la bomba de agua fra. La bobina M2 es el arrancador para la bomba del agua del condensador. La bobina M3 es el arrancador para la bomba de aceite del compresor. La bobina M4 es el arrancador del motor del compresor. El contacto designado por T es un termostato que responde a la temperatura del retorno de agua fra. Su funcin es poner en marcha y bomba de agua del condensador cuando su temperatura alcanza valor predeterminado. El contacto designado por PS1 es un interruptor de presin del aceite cuya funcin es parar el compresor si falla la bomba de aceite y tambin impedir que arranque antes de que se haya obtenido una presin predeterminada del aceite. El contacto designado por PS1 es un interruptor de caudal en el sistema de tubera de agua fra. Su funcin es impedir que funcione el compresor siempre que no sea suficiente el caudal de agua del condensador en el serpentn.


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Supongamos ahora que hay que diagnosticar una avera en este circuito. Lo primero que deberemos hacer ser averiguar cul es la avera que se ha producido en este circuito basndonos en las manifestaciones del propietario o del operador. Supongamos que nos dicen que la bomba de agua del condensador no arranca como debe. Entonces, por el estudio del esquema, podemos suponer que la seccin del circuito del rel de control est funcionando correctamente que el contacto CR2 se cierra y que la bomba de agua fra funciona correctamente. En esta tercera lnea del esquema debe haber, no obstante, algn defecto. En la verificacin de los rels de sobrecarga es posible que determinemos que no se disparan. Suponiendo que as sea, a continuacin verificaremos el termostato para comprobar si su contacto se cierra debidamente. A este respecto sealemos que la determinacin del ajuste de este termostato y de la temperatura real del agua nos indicar si se debe abrir o cerrar. Supongamos que debido al paro de la mquina la temperatura del agua ha aumentado hasta un punto en que es necesario que estos contactos se cierren. Supongamos tambin que los contactos del termostato estn cerrados. Entonces lo procedente es inspeccionar el arrancador de la bomba de agua fra para determinar si el contacto M1 se cierra cuando es activado este contactor. Si nuestra inspeccin de este arrancador indica que su contacto se cierra correctamente, a continuacin desconectaremos los hilos de la bobina M2 y aplicaremos un ohmetro a la bobina para determinar si su conductor est o no cortado. Por el anlisis precedente es casi seguro que esta bobina estaba cortada y en nuestro ejemplo supongamos que as ocurre. Antes de reemplazar esta bobina, deber ser examinado el arrancador en cuanto concierne al funcionamiento mecnico. Determinamos que el brazo de contacto que sube y baja o bascula para mover los contactos no est agarrotado y que la traccin del muelle no es excesiva. Examinamos tambin las caras de las piezas polares magnticas para ver que no han silo deformadas ni deterioradas por alguien al forzarlas o a consecuencia de las muchas operaciones de cierre del contactor. Cuando todos los problemas mecnicos han quedado eliminados, instalamos una nueva bobina en el arrancador. Ser una buena prctica verificar la tensin en los extremos de los hilos que alimentan a esta bobina antes de ponerla en servicio. Esto se puede hacer conectando un voltmetro entre los extremos de dichos hilos y haciendo que el circuito de control funcione hasta este punto. Si la tensin es excesivamente baja

o excesivamente alta, habr que determinar la causa de este defecto. De lo contrario, se puede quemar la nueva bobina. Supongamos que este circuito no funciona mal en lo que a esto respecta, y que segn nos informan todo funcionaba bien excepto el compresor. Entonces activaremos el circuito y observaremos su secuencia para determinar por nosotros mismos dnde est el fallo. Debemos comprobar que el rel de control funciona, la bomba de agua fra arranca, la bomba de agua del condensador arranca y tambin la bomba de aceite del compresor arranca. Supondremos que aqu termina la secuencia y que el compresor no funciona correctamente. Examinamos nuevamente el circuito correspondiente a M4 y encontramos que posee un contacto accionado por el contactor de la bomba de aceite que puede ser causa de avera, as como tambin un interruptor de presin y dos interruptores de caudal. Nuevamente debemos determinar cul de estos componentes no funciona correctamente. Si estos componentes son fcilmente accesibles, la inspeccin visual de cada uno de ellos puede revelarnos inmediatamente cul es el defectuoso. Sin embargo, si son inaccesibles, un buen procedimiento a seguir es desconectar el circuito de control para determinar si llega tensin a la bobina, descartando as la posibilidad de que la avera est en la bobina. Supongamos que el contacto M3 funciona correctamente y que lo hemos comprobado. Tambin hemos comprobado que los dos interruptores de caudal funcionan correctamente y que sus contactos cierran. Entonces lo nico que queda por verificar es el interruptor de presin. En algunos casos puede ser necesario volver a calibrar los interruptores de presin con presiones conocidas para comprobar que funcionan con los valores de ajuste indicados en sus cuadrantes. Nuevamente lo procedente ser inspeccionar fsicamente y determinar la causa real de que no funcione esta parte correctamente. Resumen Aunque este procedimiento pueda parecer excesivamente simplificado, es un ejemplo de cmo se sigue el esquema para diagnosticar la avera supuesta y puede servir de gua en la prctica. Independientemente de la complejidad que pueda haber en el circuito de control, se le puede separar en ramas individuales tales como las que aqu y en otras


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secciones de este libro nos han servido de ejemplo. Un diagnosticador experto sabr separar en ramas sencillas un circuito por muy complicado que sea hasta llegar a localizar l componente defectuoso de la manera que aqu hemos explicado. Preguntas de repaso 1. Cundo es necesario verificar completamente las conexiones de todo el

circuito de control? 2. Por qu deben ser desconectados los terminales de una bobina a fin de

determinar exactamente si el arrollamiento de sta est deteriorado o no? 3. Es necesariamente de naturaleza elctrica la avera en un circuito de control? 4. Se puede afirmar que un circuito elctrico que comprenda contactos mviles

est perfectamente cerrado porque dichos contactos estn cerrados? 5. Por qu en el diagnstico de averas se debe hacer funcionar una mquina en

una parte de su secuencia de operaciones antes de tratar de localizar la avera?

6. Cules son las dos causas posibles de disparo repetido de los rels de sobrecarga?

7. Debe probar el circuito el reparador despus de reparar un defecto, o debe intentar determinar todas las causas de avera antes de probar el circuito?

8. Cules son las causas ms frecuentes de avera en los arrancadores de motor?

9. Cuando se diagnostica un circuito que ha estado funcionando procede comprobar que el conexionado es correcto?

10. Cul es la principal causa de avera de los dispositivos piloto tales como los interruptores de flotador o los de fin de carrera?

11. En la figura 9-1, cul ser la causa ms probable de que el circuito solamente funcione durante el tiempo en que se mantiene apretado el pulsador ARRANQUE?

12. Cul ser la causa ms probable de avera si, cuando se aprieta el pulsador ARRANQUE, el rel de control permanece excitado pero la bobina M1 no hace el enganche?

13. Cules sern los resultados de que los rels de sobrecarga del circuito de la bobina M2 est abierto mientras el compresor funciona?

14. Qu es generalmente ms difcil, hallar la causa de la avera o repararla despus de localizada?

15. Cul de los dos trabajos mencionados en la pregunta 14 requiere ms conocimientos?

Control de motores elctricos Mantenimiento de los equipos de control

Si hay una regla nica aplicable a todos los, procedimientos de mantenimiento en todas las instalaciones y en todas las condiciones es ser cuidadoso. La negligencia y el no observar las precauciones de seguridad son dos cosas que el encargado del mantenimiento no se puede permitir. 8-1 Procedimiento General El primer requisito en cualquier servicio de mantenimiento bien organizado debe ser la inspeccin peridica para evitar que surjan serias averas. Esta inspeccin incluir no solo el equipo elctrico sino tambin la mquina, y la observacin del desgaste y deterioro que puedan haber en el equipo, lo que permitir conocer los puntos peligrosos que debern cuidarse, as como el plan de reposiciones y verificaciones necesarias para evitar que puedan presentarse averas importantes. Una de las principales causas de fallo de los sistemas de control es la presencia de polvo, grasa, aceite y suciedad, que deben eliminados peridicamente para que el equipo pueda funcionar correctamente. La eliminacin del polvo y la suciedad se pueden realizar frotando con trapos, pero esto no siempre resulta eficaz para eliminar el aceite y la grasa. Estas sustancias se eliminarn generalmente empleando un disolvente tal como el tetracloruro de carbono.

Cuando se emplean estos disolventes habr que tomar precauciones porque la inhalacin de cualquier cantidad apreciable de sus vapores puede ser muy perjudicial. Por consiguiente, siempre deber haber una ventilacin adecuada. La inspeccin peridica incluye invariablemente una verificacin del calentamiento del equipo elctrico y de las partes mecnicas, ya que el exceso de calor es una indicacin infalible de anomala en el funcionamiento. La utilidad de la verificacin del exceso de calor depende del conocimiento que se tenga de la temperatura de funcionamiento de los cojinetes, bobinas, contactos, transformadores y las otras muchas piezas del equipo asociado con la maquinaria, motores y control. Los cojinetes del motor y del equipo elctrico deben ser verificados en cuanto a su lubricacin correcta. Sin embargo es muy raro que los cojinetes de equipo elctrico tales como los de arrancadores y conmutadores requieran engrase, ya que generalmente estn proyectados para funcionar en seco, y en este caso el engrase de los cojinetes ms bien ser causa de un mal funcionamiento. Otra causa frecuente de avera del equipo de control es la flojedad de los pernos, pasadores y conexiones elctricas. Se deber comprobar peridicamente que todas las conexiones estn apretadas, y la inspeccin incluir la verificacin de posibles pernos y tuercas flojos en el equipo. Los cortocircuitos y derivaciones a tierra de las conexiones elctricas pueden ser evitadas por la inspeccin del aislamiento y mediante el use del meghmetro para medir el de los motores y cables del equipo asociado. Cuando se tenga la misin de mantenimiento de un equipo, la primera ley a seguir es familiarizarse con dicho equipo, debindose conocer mecnica y elctricamente a fin de detectar toda causa posible de avera antes de que se produzca. La segunda ley es ser observador. Siempre que se pase junto a un componente del equipo del que sea responsable, escuchar y mirar. Muy frecuentemente esto es todo lo necesario para estar advertido de las averas que pueden producirse. Un buen procedimiento de mantenimiento puede ser resumido en muy pocas palabras: Que no haya piezas ni conexiones flojas, conservarlas limpias y lubricadas e inspeccionarlas frecuentemente.

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Mantenimiento de los equipos de

control


8-2 Mantenimiento de los Arrancadores de Motor La avera que ms frecuentemente se encuentra en los arrancadores de motor es debida a defectos de los contactos. stos deben ser inspeccionados para ver si estn deteriorados o picados excesivamente y bien alineados. Si estn picados habr que limarlos o esmerilarlos con papel de lija pero teniendo cuidado de no arrancar demasiado material de las superficies de contacto o cambiar su forma apreciablemente. Si los contactos son de cobre y estn expuestos al calor y el oxgeno, cuando se cierran y se abren se puede formar xido de cobre en la superficie, que por ser aislante debe ser eliminado. La mayora de los contactos de cobre son del tipo de frotamiento, los cuales eliminan por s mismos el xido por la accin de frotamiento durante el cierre. Si los contactos estn plateados, siendo el xido de plata un buen conductor, no es necesario suprimirlo; en efecto, los contactos de plata nunca deben ser limados a no ser que estn muy picados. Los contactos deben ser inspeccionados no solo en cuanto al picado sino en cuanto a la correcta alineacin y a la presin de contacto. La alineacin incorrecta o la falta de presin de contacto producir un arco excesivo y el consiguiente picado. 8-3 Causas de Averas Una de las causas ms frecuentes de avera del equipo automtica es el ajuste incorrecto de los contactos y de los circuitos de accin diferida. Generalmente, el fabricante de los controladores para equipo automtico facilitar la documentacin pertinente relativa a la distancias de separacin de los contactos cuando estn abiertos y la correcta temporizacin del circuito. El responsable del mantenimiento deber disponer de esta informacin para que pueda corregir peridicamente estos ajustes. La verificacin de ellos se deber hacer en la inspeccin regular de este tipo de equipo. La segunda causa en orden de importancia de las averas en los arrancadores de motor y los contactores es que haya bobinas quemadas. En los arrancadores modernos las bobinas estn bien construidas y bien aisladas, con lo que queda eliminada la perturbacin debida a las vibraciones y la humedad. Sin embargo aun as estn expuestas bobinas a que se quemen por una de las dos causas siguientes. La primera y ms frecuente es debida a que, al ser atrada la armadura de un contactor de c.a. por su ncleo deje un entrehierro superior al

previsto por el fabricante, lo que repercutir en un aumento de la intensidad en la bobina a niveles peligrosos. La corriente normal al iniciarse el cierre del contactor puede llegar, por ejemplo, a 40 45 amperios para descender, una vez cerrado, a un valor muy bajo, de 1 a 1,5 amperios, que es suficiente para mantener el circuito magntico. Si el circuito no queda cerrado correctamente, la bobina mantendr una corriente cuya intensidad estar comprendida entre estos dos valores, y que es suficiente para que los arrollamientos se calienten excesivamente y se quemen. La segunda causa de quemadura de la bobina es una tensin incorrecta. Si la tensin aplicada a la bobina es excesivamente elevada, la corriente que pasa por la bobina puede alcanzar niveles peligrosos y quemarla. Si la tensin aplicada a la bobina disminuye tanto que el circuito magntico no se cierra completamente, tendremos un entrehierro que producir corrientes de intensidad excesiva y se quemar la bobina. Teniendo en cuenta las causas mencionadas, el procedimiento correcto cuando se comprueba que hay una bobina quemada en un arrancador es verificar el acoplamiento mecnico, ver si el contactor cierra correctamente y verificar la tensin aplicada a la bobina bajo carga para comprobar si es suficiente pero no excesiva. Cuando la atraccin de los muelles es excesiva, el circuito magntico puede permanecer parcialmente abierto, por lo que se debe verificar tambin dicha tensin. Si el contactor est equipado con conductores flexibles, habr que comprobar si estn en buen estado, y de no ser as habr que reemplazarlos. Si el arrancador est equipado con pantallas para el arco, deben ser inspeccionadas en cuanto a la alineacin correcta alrededor de los contactos. Tambin habr que comprobar que no existen acumulaciones de polvo y suciedad, ni depsitos de carbn acumulados dentro de estas pantallas, y en caso de que existan debern ser cuidadosamente eliminados, ya que el carbn reduce el camino del arco y puede ser causa de descarga superficial o salto de chispa, particularmente en condiciones de alta tensin. Es muy importante que el muelle produzca una presin de contacto correcta en un arrancador y esto debe ser comprobado consultando la documentacin del fabricante si se dispone de ella. Por lo menos habr que comprobar que cada contacto tiene aproximadamente la misma presin debida al muelle ya que deben ser iguales en todos los contactos. Una de las causas ms frecuentes de vibracin de los contactos y zumbido en el arrancador es que las tensiones de los muelles sean incorrectas o desiguales, por lo que cuando se observan estos defectos se debe verificar la fuerza del muelle en cada contacto para determinar si es suficiente y si en todos ellos es la misma.


8-4 Mantenimiento de los Rels En general el mantenimiento de los rels de tensin es el mismo que para los arrancadores y contactores de motor con la nica precaucin adicional de que, en general, los rels funcionan con corrientes de menos intensidad y con menos potencia. Esta demanda de potencia ms baja requiere en cambio un mecanismo y una disposicin mecnica ms delicada y esto a su vez requiere ms atencin en el mantenimiento. Los rels de corriente deben ser verificados para comprobar si al pasar por ellos la intensidad apropiada cierran sus contactos y si la atraccin del muelle y la separacin entre los contactos son correctas con el fin de que las corrientes de enganche y desenganche tambin lo sean. El desgaste de la superficie de un contacto y el cambio de la atraccin de muelle puede producir una gran variacin en los valores de las intensidades de funcionamiento, de retorno y en el porcentaje de retorno, lo que a su vez puede hacer que el circuito funcione de manera perjudicial para el equipo. Los rels de sobrecarga son dispositivos que normalmente no funcionan durante perodos largos de tiempo; por consiguiente, estn expuestos a la corrosin, al polvo y la suciedad, que deben ser eliminados durante las revisiones peridicas de mantenimiento. Si se pone de equipo apropiado, los rels de sobrecarga deben ser accionados por corriente peridicamente para comprobar su correcto funcionamiento. El disparo intempestivo de los rels de sobrecarga no es generalmente una indicacin de defecto del rel, sino ms bien de sobrecarga en el circuito. El encargado del mantenimiento debe determinar primero el valor de la corriente en el cual se dispara realmente la unidad de sobrecarga y comparar este valor con el de la corriente admisible para determinar si el defecto radica en la unidad de sobrecarga o en el propio circuito. Los rels temporizados, tanto si son del tipo neumtico como del de mbolo amortiguador, requieren el ajuste peridico para compensar los cambios normales en sus caractersticas de funcionamiento. El rel de mbolo amortiguador debe ser revisado para ver si tiene polvo u otra materia extraa en el depsito de aceite, ya que cualquier impureza en el aceite afectar a la exactitud de la temporizacin.

Muy frecuentemente los contactos del rel pueden ser del tipo inversor con solapa o inversor sin solapa, siendo en estos casos muy importante que la atraccin del muelle y la separacin entre los contactos sean correctas, lo que requiere una verificacin para determinar si estn funcionando como deben. 8-5 Mantenimiento de los Dispositivos Piloto En general un dispositivo piloto requiere muy poco mantenimiento limitndose a una verificacin de su funcionamiento mecnico y de sus contactos. Cuando el dispositivo piloto es del tipo de interruptor de presin o de interruptor de vaco, deber ser verificado de vez en cuando su margen de funcionamiento para comprobar que los contactos se abren y se cierran con la presin para la que han sido ajustados. Las superficies de contacto deben ser examinadas para comprobar que no tienen acumulado revestimiento de xido de cobre, polvo o aceite. Se les deber hacer funcionar dentro de su margen de presin varias veces para cerciorarse de su buen funcionamiento. Los interruptores de flotador estn expuestos a averas por dobladura de las varillas del flotador o fugas de agua. Una verificacin de funcionamiento correcto del flotador, la varilla de ste y la conexin mecnica hasta el interruptor determinar la cantidad de desgaste y en general indicar si es necesario reemplazar alguna pieza antes de que se produzca una seria avera. Naturalmente en la verificacin estar incluida la del contacto y la de los dispositivos piloto. Cuando los interruptores de lmite o fin de carrera son parte integrante de un sistema de control, constituyen una causa muy probable de avera, ya que generalmente funcionan muchos millares de veces por da cuando son una pieza activa de equipo. Estn propensos a fallo mecnico a causa de desgaste de los cojinetes y en las superficies de las levas, as como en las superficies de contacto y por variacin de la atraccin de los muelles y la nica solucin para evitar las averas es realizar una inspeccin frecuente y exacta en la que se determine su condicin elctrica y mecnica. Cuando su condicin mecnica es dudosa, se le reemplazar o reparar antes de que den lugar a una seria avera en el resto del equipo.


8-6 Mantenimiento de Frenos y Embragues La principal causa de avera de los frenos es, naturalmente, el desgaste del forro o de los discos de freno, avera que no se presentar si se efecta la inspeccin peridica. Nunca se debe dejar que el desgaste de un forro de freno alcance una condicin peligrosa. La segunda causa principal de avera de freno es el excesivo desgaste y el ajuste mecnico incorrecto del solenoide elctrico a otro dispositivo de mando con la zapata o el disco de freno. Debe ser mantenido en alineacin y condicin mecnica correcta. El ajuste mecnico incorrecto es una causa frecuente de que se averen por calentamiento excesivo las bobinas del electroimn o solenoide del freno, ya que no provee el cierre completo del circuito magntico, lo que a su vez es causa de excesiva corriente en la bobina. Los embragues de accionamiento electromagntico estn expuestos a las mismas clases de avera que los frenos de igual accionamiento. Por consiguiente, el procedimiento de inspeccin y mantenimiento. De estas unidades ser el mismo que el de los frenos. Resumen Aunque en este captulo hemos procurado sealar alguno de los principios bsicos de un buen servicio de mantenimiento, el mantenimiento real de un determinado elemento del equipo estar determinado por su ciclo de funcionamiento, la complejidad de sus rganos y el tiempo que se disponga para ello. La principal dificultad con que se tropieza en el servicio de mantenimiento suele ser la mala interpretacin de lo que ello significa, ya que mantener el equipo en funcionamiento no es repararlo despus de averiad, sino que consiste en inspeccionarlo, conservarlo limpio y con todas sus piezas y conexiones apretadas, no significando reparar. Preguntas de repaso 1. Cul es la principal causa de que se quemen las bobinas en los

arrancadores, contactores y rels? 2. Puede ser causa de avera de los contactos el xido de cobre? 3. Se deben limar frecuentemente los contactos de plata?

4. Cules son algunos de los resultados de traccin incorrecta de muelle en los arrancadores?

5. Cul es la causa probable de que se produzca zumbido en los arrancadores de motor?

6. Cul es el resultado previsible de aplicar una tensin insuficiente a la bobina de un contactor electromagntico?

7. Cul es el procedimiento correcto para determinar la causa de disparo demasiado frecuente de los rels de sobrecarga?

8. Cul es la causa ms probable de mal funcionamiento de un interruptor de flotador?

9. Qu ocurrir probablemente si se acumula carbonilla en las pantallas de arco de un contactor?

10. Cul es el mejor mtodo para eliminar el aceite y la grasa de los contactos y otras superficies en que podra ser perjudicial?

11. Cundo se utilizan productos de limpieza, qu precauciones se deben tomar?

12. Cul ser el resultado probable del mal ajuste mecnico de un freno? 13. Cul es la causa de variacin de la temporizacin en los rels

temporizados del tipo de mbolo amortiguador? 14. Cules son los dos ajustes que pueden variar las intensidades de

funcionamiento, d retorno y del porcentaje de retorno en un rel de intensidad?

15. Qu diferencia hay entre mantenimiento y reparacin en lo que respecta a los circuitos de control y sus componentes?

Control de motores elctricos Anlisis de los circuitos de control

Una vez dominada la tcnica del proyecto de los circuitos de control, pasaremos a analizar circuitos ya proyectados por otros. La primera fase en el anlisis de un circuito es determinar qu operaciones realiza la mquina o equipo propulsado por el motor, a fin de poder comprender fcilmente cules son las funciones del circuito. Para analizar cualquier circuito dado, deber representarse en esquema explicativo o en lnea, a no ser que ya se disponga de l. Como antes dijimos, si el esquema est correctamente hecho, la secuencia de las operaciones de control comenzar en la parte superior izquierda del dibujo y continuar siguiendo la primera recta horizontal, y luego cada una de las sucesivas hacia abajo. Sin embargo, no todos los esquemas estn dibujados en este orden, por lo que no hay que esperar que esto sea siempre aplicable. 7-1 Procedimiento Bsico El procedimiento bsico para el anlisis de un circuito es muy sencillo y se comprender fcilmente si se ha asimilado el captulo precedente sobre el proyecto de circuito. Basta considerar los componentes uno por uno en el circuito y deducir lo que ocurre si se acta sobre un pulsador o se cierra o se abre un contacto, teniendo en cuenta que siempre debe haber un circuito

completo desde una lnea a otra a travs de la bobina que excita un rel, contactor o arrancador. Si el circuito est abierto en cualquier punto, la bobina en particular. se desexcitar y sus contactos, si estn incluidos en el circuito, estarn en su posicin normal. Cuando el circuito de una determinada bobina queda cerrado, el contactor, rel o arrancador estn excitados, y sus contactos estn en posicin contraria a la normal. Es decir, si son contactos normalmente cerrados, ahora estarn abiertos; si son contactos normalmente abiertos, ahora estarn cerrados. Si se utiliza un rel temporizado en el circuito, habr que tener en cuenta si sus contactos estn temporizados a la apertura o al cierre para determinar la posicin normal y su funcin en el circuito. Cuando se utilizan rels en el circuito, hay que cerciorarse de que han sido localizados todos los contactos accionados por cada rel, as como su posicin segn est o no excitada la bobina, ya que sin ello no ser posible comprender la misin del circuito en su conjunto. Igualmente debe verificarse la misin de cada uno de los componentes en sus posiciones normal y excitada. No se deben tomar nunca conclusiones apresuradas cuando no se ha terminado de hacer el anlisis. En la siguiente seccin analizaremos varios circuitos siguiendo el procedimiento de paso a paso para adquirir los conocimientos fundamentales de esta operacin, que podrn ser aplicados a situaciones reales en la prctica. El anlisis de un circuito es un requisito previo para cualquier diagnstico eficiente de averas en los circuitos de control. 7-2 Anlisis del Circuito 1 Observando la figura 7-1 resulta evidente que es un circuito de control para un arrancador de marcha adelante y marcha atrs. Para analizar la operacin de este circuito comenzaremos por la parte superior izquierda en L1. El primer componente es un pulsador PARADA que est normalmente cerrado. A continuacin pueden verse tres derivaciones que terminan: la 1.a en un pulsador de arranque normalmente abierto marcado ADELANTE; la 2.a en un interruptor unipolar en posicin abierto, y la 3.a en otro pulsador de arranque marcado ATRS (marcha atrs), tambin normalmente abierto. Si ahora apretamos el pulsador de MARCHA ADELANTE, la corriente pasar a travs de los contactos normalmente cerrados del pulsador de marcha ATRS y R2 excitando la bobina F perteneciente al contactor de la marcha adelante, ya

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Anlisis de los circuitos de control


que el circuito se cerrar por los contactos de sobrecarga normalmente cerrados designados OL hasta L2. El circuito est, pues, completo desde la lnea L1 a travs de la bobina del arrancador de marcha adelante hasta L2, y la bobina F estar ahora excitada. La excitacin de esta bobina abrir el contacto nor malmente cerrado F2 y cerrar el contacto normalmente abierto F1. La apertura del contacto normalmente cerrado no tiene efecto inmediato en el circuito, a causa de que el contacto normalmente abierto del pulsador para la marcha atrs tiene interrumpido el circuito delante de este contacto. El cierre del contacto normalmente abierto no tiene efectos inmediatos, a causa de que el interruptor unipolar est abierto.

Fig. 7-1 Anlisis del circuito 1. Control para marcha adelante y marcha atrs de un solo motor.

Cuando se libera el pulsador MARCHA ADELANTE, est interrumpido el circuito en este punto desde la lnea hasta la bobina F y, a causa de que no hay contacto de mantenimiento que puntee esta interrupcin en el circuito, la bobina se desexcitar. Supongamos ahora ,que cerramos el interruptor unipolar de modo que conecte la lnea 1 a un lado del contacto normalmente abierto F1 y apretemos nuevamente el pulsador MARCHA ADELANTE. La accin del circuito es la misma que la que antes explicamos, excepto que ahora, cuando est cerrado el contacto normalmente abierto F1, se completa el circuito desde la lnea 1 por el contacto del pulsador normalmente abierto. Cuando es liberado este pulsador, el circuito se mantiene a travs del contacto F1 y el motor continuar funcionando en marcha adelante. Supongamos ahora que apretemos el pulsador MARCHA ATRS. Esto abrir su contacto normalmente cerrado y cerrar su contacto normalmente abierto. El

resultado ser la interrupcin del circuito de la bobina F y el establecimiento del circuito a travs de los contactos normalmente abiertos del botn MARCHA ATRS a travs del contacto normalmente cerrado F, y la bobina R hasta la lnea 2, frenndose as el motor por inversin de marcha. El funcionamiento del motor en marcha atrs se mantiene por el contacto normalmente abierto R1, que ahora est cerrado. El arrancador de marcha adelante no puede poner en funcionamiento al motor por estar abierto el contacto normalmente cerrado R. Si se pone el interruptor unipolar en la posicin abierto y se aprieta el pulsador MARCHA ATRS, tenemos exactamente la misma operacin que cuando empujamos el de MARCHA ADELANTE, excepto que ahora es excitado momentneamente el arrancador de marcha atrs. Ya que hemos analizado la operacin de los componentes individuales de este circuito, podemos resumir su accin de conjunto diciendo que el circuito provee el funcionamiento de marcha adelante y marcha atrs. Tambin provee el frenado por inversin de marcha en cualquier sentido y por la posicin del interruptor unipolar proveer la puesta en marcha momentnea en cualquier sentido a voluntad del operador. Los contactos normalmente cerrados R2 y F2 son un enclavamiento elctrico entre los contactores de marcha adelante y marcha atrs. El interruptor unipolar representado en este circuito tome el nombre de interruptor para marcha intermitente o gradual a causa de que en la posicin abierto permite poner en marcha durante cortos intervalos sucesivos al motor en uno a otro sentido, segn el pulsador accionado. 7-3 Anlisis del Circuito 2 En la figure 7-2 vemos solamente un contactor o bobina de arrancador, lo que indica que es un circuito para el control de un solo motor que funciona en una sola direccin. Aplicando nuestro principio de anlisis al circuito para determinar su funcionamiento, veremos que el pulsador PARADA est normalmente cerrado por lo que la corriente puede circular hasta uno de los dos contactos normalmente abiertos identificados por CR. Si apretamos el pulsador ARRANQUE, se completar el circuito a travs de la bobina designada por CR hasta la lnea 2. Si las designaciones utilizadas en este circuito estn normalizadas, se puede afirmar que ste es un rel de control que aparentemente tiene dos contactos normalmente abiertos utilizados en este circuito, designados por 1 las letras CR, y que al estar excitado el rel CR estarn cerrados. Debido al cierre de los contactos CR, se excitar el contactor


M y se pon en marcha el motor. Al excitarse M, cerrar el contacto normalmente abierto M, que junto con el CR ya cerrado permitir que el contactor M contine excitado al dejar de accionar el pulsador ARRANQUE.

Fig. 7-2 Anlisis del circuito 2. Control de arranque, paradas y funcionamiento

intermitente de un solo motor. El motor podr ser parado con slo apretar el pulsador PARADA, lo que interrumpe el circuito desde L1, permitiendo que el rel de control y la bobina del arrancador se desexciten. Supongamos que ahora apretamos el segundo pulsador de contacto normalmente abierto, o sea el de funcionamiento intermitente. La corriente pasar directamente desde la lnea 1 a travs del pulsador PARADA normalmente cerrado, del pulsador que hemos accionado hasta la bobina M, y luego a travs de los contactos de los rels sobrecarga hasta la lnea 2, y el motor ser excitado. La excitacin de la bobina M cierra nuevamente su contacto normalmente abierto; pero ste no mantendr el circuito cuando se libere el pulsador, a causa de que el contacto normalmente abierto CR est abierto y tiene al circuito interrumpido desde la lnea 1. Cuando liberamos el pulsador el motor quedar desconectado de la lnea. Este circuito provee la puesta en marcha intermitente y adems la proteccin adicional de seguridad de un rel el cual impide eficazmente que el arrancador quede enclavado durante el servicio intermitente. Cuando se aprieta el pulsador ARRANQUE, se excitan el rel de control y el contactor, quedando ste excitado a travs de los contactos del rel. Cuando se aprieta el pulsador INTERMITENTE solo se excita el contactor, y los contactos del rel normalmente abiertos impiden eficazmente que quede excitado al dejar de accionar dicho pulsador.

7-4 Anlisis del Circuito 3 En la figura 7-3 se ve que las tres lneas horizontales de la parte superior contienen los contactos de lnea del arrancador designados por la letra M, los rels trmicos de sobrecarga y los tres bornes de motor designados T1, T2 y T3. Las dos lneas horizontales siguientes contienen primero los contactos DB y luego el primario de un transformador designado por PT. El secundario de este transformador est conectado a un rectificador puente de onda completa con dos terminales de c.c. marcados con los signos ms y menos respectivamente. La salida de este rectificador est aplicada a los terminales T1 y T3 del motor a travs de los contactos DB. La parte del circuito hasta ahora considerada pertenece a las conexiones interiores del controlador, y la seccin restante del circuito contiene el control exterior arranque-parada del controlador. Al examinar este circuito, si aplicamos nuestra tcnica de anlisis, veremos que apretando el pulsador ARRANQUE se excitar a la bobina M a causa de que todos los otros componentes del circuito estn normalmente cerrados. La excitacin de la bobina M cerrar todos sus contactos y, si consideramos esto en el esquema, el motor se pondr en marcha al cerrarse los tres contactos de lnea. El contacto auxiliar de mantenimiento en paralelo con el pulsador ARRANQUE se cerrar, quedando excitado el contactor M aunque se deje de presionar el pulsador ARRANQUE por lo que el motor quedar funcionando normalmente. La abertura del contacto normalmente cerrado M, situado en la lnea inferior del dibujo, impedir que sea excitada la bobina DB. Simultneamente con la excitacin de la bobina M, la bobina T es tambin excitada. sta parece ser de un rel temporizado ya que su contacto T lleva la indicacin (T.O.), temporizado a la abertura. Si apretamos el pulsador PARADA, la bobina M se desexcitar abrindose todos sus contactos, que vuelven a sus posiciones normales. La abertura de los contactos de lnea M interrumpe el circuito del motor y corta la corriente. El contacto auxiliar en paralelo con el pulsador ARRANQUE se abre, pero no afecta por el momento al circuito. Sin embargo el retorno del contacto normalmente cerrado M a su posicin cerrada, excitar a la bobina DB a causa de que el contacto T est an cerrado. Sabemos que este contacto est cerrado porque est designado como temporizado a la abertura, y aunque su bobina est ahora desexcitada, el dispositivo temporizador mantendr a este contacto en posicin cerrada.


Fig. 7-3 Anlisis de1 circuito 3. Freno dinmico para motor jaula. (Cutler-Hammer, Inc.)

Estando la bobina DB excitada, todos los contactos indicados por las letras DB estarn ahora en posicin cerrada. El contacto normalmente cerrado en serie con la bobina M se abrir, impidiendo que esta bobina pueda volver a excitarse hasta que el rel temporizado haya abierto al contacto T. El cierre de los cuatro contactos normalmente abiertos DB asociados al transformador y rectificador aplicarn la tensin c.c. a T1 y T3 y la mantendrn en el motor hasta que se desexcite el rel temporizado, abrindose el contacto T, que vuelve a poner al circuito en su posicin normal o de reposo.

Qu finalidad tiene aplicar tensin de c.c. a un motor cuando se aprieta el pulsador PARADA? La aplicacin de la tensin c.c. a un motor de jaula en funcionamiento tiene el efecto de suavizar la accin de frenado pero sin restarle efectividad y parar al motor rpida pero muy gradualmente. Puede parecer dudosa la necesidad de incorporar el rel temporizado en este circuito. Si no suprimisemos la tensin c.c. del motor a velocidad casi nula, la baja resistencia en c.c. del arrollamiento del motor permitira que pasase por l una corriente de intensidad excesiva, con el consiguiente recalentamiento y el posible deterioro de los devanados del motor. Este rel temporizado debe estar ajustado de modo que aplique la tensin de c.c. a los devanados del motor hasta que quede frenado y la suprima una vez esto ocurra. Segn se desprende de lo estudiado, este circuito puede pertenecer a un arrancador de motor a tensin nominal o arranque directo, con la adicin de un control rpido y suave de frenado. Este circuito puede ser muy bien aplicado a cualquier mquina que requiera una parada suave y rpida o bien se desee que el eje del motor quede libre, una vez parado para la rotacin manual. Tambin provee una parada sin tendencia a la inversin de marcha, lo que es una ventaja cuando deba ser aplicado el efecto de freno frecuentemente. Requiere menos mantenimiento que un freno mecnico, y por consiguiente se reducen los costes de mantenimiento. Adems somete a menos choques a los elementos de la mquina accionada que un freno mecnico y produce menos calentamiento que con el frenado por inversin de marcha. Este tipo de frenado se Llama dinmico. 7-5 Anlisis del Circuito 4 En la figura 7-4 vemos un doble juego de contactos de lnea designados por 1M y 2M que conectan las lneas 1, 2 y 3 a los bornes del motor. Tambin tenemos en esta parte del circuito contactos designados por S, que parecen interconectar alguno de los devanados del motor. En la seccin inferior del esquema, tenemos un pulsador ARRANQUE uno de PARADA y una bobina S que parece pertenecer a una especie de contactor auxiliar. Adems tenemos la bobina 1M, que evidentemente es un contactor de lnea del motor. La bobina TR parece ser un rel temporizado. La bobina 2M parece ser un segundo contactor de lnea del motor. En el anlisis de este circuito supongamos que apretamos el pulsador ARRANQUE, con lo cual se excitar la bobina S, ya que todos los contactos y


pulsadores del circuito estn cerrados. La excitacin de esta bobina accionar a todos sus contactos, los cuales excitarn a la bobina 1M y tambin impedirn la excitacin de la bobina 2M por la abertura de sus contactos normalmente cerrados. Los dos contactos normalmente abiertos S, que conectan tres de los bornes del motor, estarn ahora cerrados, formando una conexin en estrella de las bobinas del motor. La excitacin de la bobina 1M cierra todos sus contactos, tres de los cuales son los de lnea del motor, ponindose ste en marcha. Otro de sus contactos est en paralelo con el pulsador ARRANQUE y acta de contacto de mantenimiento. El otro contacto est en serie con la bobina 2M, que no actuar por estar abierto el contacto normalmente cerrado S. Tenemos aqu, pues, un motor de jaula en montaje de estrella y conectado directamente a la lnea. En el instante en que es excitada la bobina 1M, lo ha sido la TR, y ha comenzado la accin temporizadora de su contacto normalmente cerrado TR. Cuando este contacto deja de actuar y se abre, interrumpe el circuito hasta la bobina S y todos sus contactos vuelven a la posicin normal. La abertura de los dos contactos que conectan los arrollamientos del motor interrumpen la conexin en estrella de los devanados. La abertura del contacto en serie con la bobina 1M no tiene efecto en el circuito a causa de que ste est completado a travs del contacto 1M en paralelo con aqul. El cierre del contacto normalmente cerrado en serie con la bobina 2M, completa ahora el circuito hasta esta bobina y hace que se cierren sus contactos, conectando directamente los bornes del motor a la lnea, y formando una conexin tringulo del motor. Si se encuentra alguna dificultad en darse cuenta de las conexiones del motor, dibjense estas conexiones separadamente y se ver que la primera corresponda a la configuracin en estrella y la segunda a una conexin en tringulo de los tres devanados del motor. Naturalmente, apretando el pulsador PARADA se desexcitan todas las bobinas y el circuito vuelve a su condicin normal de reposo. Este circuito incluye tres resistencias y tres contactos para conectarlas, as como una bobina y otros contactos asociados que pueden ser necesarios para establecer una transicin cerrada en el arranque del motor. De nuestro anlisis de este circuito hemos deducido que es un arrancador de motor del tipo estrella-tringulo con el fin de obtener un efecto de tensin reducida en el arranque del motor como se explica en el captulo 3.

Fig. 7-4 Anlisis del circuito 4. Arrancador estrella-tringulo para motor jaula (Cutler-Hammer, Inc).


En aplicaciones en que es necesaria o conveniente una transicin cerrada, se representan las conexiones adicionales para aadir una resistencia que puntee las conexiones del motor durante la transferencia o paso de estrella a tringulo. ste es un circuito ms bien normal y sirve para un estudio del principio de funcionamiento. Sin embargo, advertimos otra vez que no es sta la nica manera posible de obtener el arranque en la disposicin estrella-tringulo de los motores de jaula, y que por consiguiente no se debe recordar este circuito, como el nico posible. El uso de un rel temporizado con sus contactos temporizados a la abertura conduce al tipo de arranque de tiempo fijo. Como el lector ya habr observado, este controlador incluye un contactor bipolar y tres contactores tripolares electromagnticos y el enclavamiento mecnico necesario para conseguir una secuencia de operaciones y evitar que puedan establecerse dos conexiones al mismo tiempo, lo que podra ser causa de cortocircuito. 7-6 Anlisis del Circuito 5 En el circuito de la figura 7-5 vemos que la resistencia en serie con los conductores del motor parece indicar que se trata de un arrancador a tensin reducida por resistencia en el primario. Observando la seccin de control del esquema tenemos lo que parece ser un circuito tpico de tres hilos para excitar las bobinas 1CR y TR. Si apretamos el pulsador ARRANQUE, pasar la corriente a travs del pulsador PARADA normalmente cerrado, del pulsador ARRANQUE y del contacto R2, y siendo excitadas las bobinas 1CR y TR. La excitacin de la bobina 1CR har que sus contactos se cierren. El 1CR1 est en paralelo con el pulsador ARRANQUE y realizar la funcin de mantener el circuito hasta la bobina. El contacto 1CR2 se cerrar y excitar a la bobina S. La excitacin de esta bobina har que se cierren los contactos de lnea S y pase la corriente al motor a travs de las resistencias serie. La presencia de resistencias en serie har que la tensin aplicada al motor sea inferior a la nominal, reducindose de esta forma la intensidad de arranque a un valor aceptable. El motor pondr en marcha a tensin reducida, y el rel temporizado no habr cerrado an su contacto TR. En el momento de cierre, se excitar la bobina 2CR ya que el contacto S1 est cerrado por la bobina S. La excitacin de la bobina 2CR har que se cierre el contacto 2CR1. Este contacto est en paralelo con el pulsador ARRANQUE y forma un circuito adicional para el mantenimiento de la bobina. El cierre del contacto 2CR2 hace que se excite la bobina R, cerrando los contactos de lnea designados por R. Estos contactos estn en paralelo con las resistencias y las cortocircuitan eliminndolas del circuito y aplicando la tensin de lnea al motor, el cual acelerar hasta adquirir su velocidad de rgimen quedando

conectado directamente a la lnea. La excitacin de la bobina R tambin cierra el contacto R1, que est en paralelo con los contactos TR y S1. La abertura del contacto R2 har que se desexciten las bobinas 1CR y TR. Los contactos asociados a estas dos bobinas volvern a su posicin normal, pero el rel 2CR se mantendr excitado ya que su circuito se cierra mediante el pulsador PARADA, el contacto 2CR1 y el contacto R1. El citado rel mantendr cerrado el contacto 2CR2 con lo que quedar excitada R y por lo tanto el motor conectado a la red. Si ahora se aprieta el pulsador PARADA, todos los contactos volvern a su posicin normal y todas las bobinas se desexcitarn, abrindose los contactos de lnea del motor y ste se parar.

Fig. 7-5 Anlisis del circuito 5. Arrancador a tensin reducida mediante resistencias.


Evidentemente este circuito es para arrancador a tensin reducida, con resistencia en el primario. Nuevamente debemos sealar que sta es slo una de las muchas disposiciones de las bobinas y contactos que se puede emplear para obtener los mismos resultados. . Diferentes fabricantes emplearn variantes de un circuito anlogo en el control de sus arrancadores, pero el principio fundamental de funcionamiento es el mismo en los circuitos destinados al arranque a tensin reducida y tiempo fijo. Este circuito se podr ampliar para obtener varios escalones de aceleracin por la adicin de ms unidades de resistencia en serie con el motor, con un rel de control y un rel temporizado por cada escaln de aceleracin. El arrancador estudiado es de dos escalones ya que provee dos etapas de aceleracin, una a tensin reducida y la otra a tensin total de lnea. El nico ajuste crtico del circuito ser el de rel temporizado TR, cuyo ajuste de tiempo ser tal que el motor funcione a tensin reducida solamente durante el tiempo necesario para que acelere hasta alcanzar su mxima velocidad en condiciones de tensin reducida. El funcionamiento prolongado del motor a tensin reducida puede ser causa de recalentamiento y de deterioro de los devanados as como de los elementos de resistencia. Este arrancador comprende un contactor de arranque S, que debe ser tripolar, y un contactor de funcionamiento R, que tambin debe ser tripolar. Adems de los dos contactores, hay dos rels instantneos y uno temporizado. El equipo se encontrar generalmente montado en una caja o cofret y sobre la puerta o tapa estarn los pulsadores ARRANQUE-PARADA, aunque tambin pueden estar instalados en otro lugar cercano o alejado del cofret. En esta fase de nuestro estudio de los controles y anlisis de los circuitos de control, el lector debe considerar a un circuito desde el punto de vista de lo que ocurrira si se quemase una determinada bobina o un contacto dejase de abrir o cerrar, lo que siempre puede ocurrir. Por ejemplo, supongamos que el rel temporizado TR tuviera una bobina quemada cul sera el efecto en este circuito? El circuito funcionara a travs del contactor de arranque cerrado S, y el motor se excitara en condiciones de tensin reducida. Si el contacto TR no se cierra, entonces el segundo rel de control no se puede excitar ni tampoco se puede excitar el contactor de funcionamiento. As pues, el motor continuara funcionando en condiciones de tensin reducida. En estas condiciones la corriente es tal que abrir los contactos del rel de sobrecarga y se desexcitar la bobina 1CR, parndose el motor y volviendo a su condicin normal. Estas

unidades de sobrecarga deben ser de reposicin manual a fin de que el operador pueda determinar la causa de la avera antes de poner nuevamente en marcha el motor. Este circuito de control proporcionar proteccin contra la sobrecarga y proteccin contra secuencia incompleta (Sec. 2-15). 7-7 Anlisis del Circuito 6 El esquema de la figura 7-6 es un circuito parcial que nos servir de ejemplo de un circuito con enclavamientos, muy utilizado cuando el mal funcionamiento de alguna parte del equipo deba requerir la atencin del operador antes de volver a poner en funcionamiento dicha parte. En el circuito de la figura 7-6 aparece un contacto representado en lnea de trazos que representa a los componentes normales de control, tales como pulsadores ARRANQUE y PARADA, interruptores de lmite a otros dispositivos que normalmente ponen en marcha y paran la mquina. El circuito corresponde slo a los componentes de enclavamiento. Los contactos normalmente cerrados representados por PSl, 2 y 3 son interruptores de presin que slo se abren cuando no se mantiene la presin en la parte correspondiente de la mquina o proceso. Las bobinas A, B y C son rels y estn conectadas en paralelo con lmparas piloto.

Fig. 7-6 Anlisis del circuito 6. Circuito con enclavamiento


Para iniciar la operacin o funcionamiento de este equipo es necesario apretar el botn REPOSICIN, el cual cerrar los tres interruptores asociados y acoplados mecnicamente entre s. Los tres rels se excitarn, cerrndose sus contactos normalmente abiertos. Los contactos A1, B1 y C1 se utilizan como contactos de mantenimiento de la bobina. Los A2, B2 y C2 permanecen en su posicin cerrada mientras la accin de los interruptores de presin sea normal, haciendo as posible que los componentes normales de control exciten a la bobina M cuando se desee. Si la presin baja o sube, como puede ocurrir desde su valor normal en cualquiera de los tres sitios en que est situados los interruptores de presin, se abrir uno de los contactos, normalmente cerrados. Por ejemplo, si se abre PS1, la bobina A se desexcitar, y se abrir el contacto A2 parndose el motor. Al mismo tiempo, el contacto A1 se abrir. Si la presin vuelve a ser normal en el interruptor 1, su contacto se cerrar pero la bobina A no se volver a excitar a causa de que el circuito est interrumpido en el contacto A1. La lmpara piloto en paralelo con esta bobina se apagar indicando cul de los circuitos protectores no est funcionando; de esta forma el operador sabr que el interruptor de presin 1 ha sido la causa de paro del equipo. A fin de restaurar el funcionamiento normal de la mquina, la presin detectada por el interruptor 1 debe ser restaurada en su valor normal y a continuacin apretar el pulsador REPOSICIN para excitar a la bobina A, con lo que se cierran sus contactos y se restablece el funcionamiento normal del circuito de control. Naturalmente, el mismo procedimiento ser aplicable a los interruptores segundo y tercero y a los contactos asociados y las bobinas. Este tipo de circuito se aplica generalmente al equipo totalmente automtico, en que la mquina o proceso debe iniciarse y detenerse por s mismo bajo el control de los dispositivos piloto que detectan la condicin o estado del proceso. Cuando las mquinas funcionan en estas condiciones, generalmente es conveniente disponer de algn medio para detener el proceso si se produce un mal funcionamiento y no volver a restaurarlo hasta que haya sido remediado el defecto. Resumen Los circuitos precedentes y su anlisis constituyen una base experimental para el anlisis de los circuitos que son de uso normal en la industria. Aunque estos circuitos no representan en modo alguno todas las posibilidades que pueden presentarse en el control de motores, ni siquiera la mayor parte de ellas, el procedimiento y el mtodo de analizar su funcionamiento, si ha sido correctamente entendido, puede ser aplicado a cualquiera de los circuitos de

control y seguido hasta comprender completamente el funcionamiento del equipo y de los componentes de control a l asociados. El lector que desee trabajar provechosamente en equipos de control aplicar estos principios bsicos a otros circuitos que estn a su disposicin hasta que est seguro de que puede interpretar y analizar los circuitos de todos los tipos con razonable rapidez. El riesgo de fracaso en el anlisis de los circuitos radica en la tendencia que se tiene a deducir conclusiones apresuradas, es decir, creer que se sabe lo que hace el circuito y cmo funciona cuando slo se han analizado parte de sus posibilidades. Si se aprende a estudiar un circuito contacto por contacto y bobina por bobina hasta que se ha seguido completamente su funcionamiento en su secuencia normal desde el principio hasta el fin, se evitarn muchos quebraderos de cabeza en el futuro. No incluimos preguntas de repaso al final de esta seccin. El procedimiento que el lector debe seguir es obtener circuitos adicionales y practicar el anlisis de ellos hasta alcanzar suficiente eficacia. Lo que distingue a un buen diagnosticador de averas y a uno malo estriba generalmente en la aptitud para analizar el circuito de control y determinar rpidamente cul de los muchos componentes puede ser la causa del mal funcionamiento de la mquina que est tratando de corregir.

Control de motores elctricos Desarrollo de los circuitos de control

Los circuitos de control se disean o proyectan muy pocas veces como unidad completa. En lugar de esto se van desarrollando por etapas sucesivas cada una de las cuales provee la funcin de control que se desea realizar con ella. Es lo que se hace cuando se escribe una carta, en la que se procede, prrafo por prrafo, basta expresar la idea en el papel. El mismo procedimiento se debe seguir para desarrollar un circuito de control. Lo primero ser concebir la idea del conjunto de todas las funciones de control de modo que se efecte cada funcin en su dependencia correcta con las otras funciones que debe realizar el circuito.

6-1 TIPOS DE CIRCUITOS DE CONTROL

Hay dos tipos bsicos de circuitos de control: los de tres hilos y los de dos hilos. Estas designaciones derivan del hecho de que a la bobina del contactor llegan tres hilos en el primer caso y dos en el segundo (fig. 6-1). El circuito de control con tres hilos requiere que el dispositivo piloto primario sea del tipo de contacto momentneo, tal como los pulsadores de contacto momentneo. Los dispositivos de contacto permanente o mantenido, tales como los interruptores de lmite y los interruptores de rotacin, se pueden utilizar en

varias partes del circuito para completar a los dispositivos del mando primario, de arranque y parada. Este tipo de control se caracteriza por el uso de un contacto auxiliar en el contactor para mantener cerrado el circuito de la bobina durante el tiempo en que el motor est en marcha o en funcionamiento normal. En el circuito de control de dos hilos, el dispositivo primario de mando o piloto primario debe ser de contacto mantenido, como puede ser un sencillo interruptor unipolar, una caja o panel de botones pulsadores de contacto mantenido, o cualquier tipo de componente de control que cierre un juego de contactos y los mantenga en esta posicin durante todo el tiempo que el motor este funcionando. La apertura de este contacto o contactos causa el paro del motor al dejar sin corriente la bobina del arrancador. Todos los circuitos de control, independientemente de su complejidad, son simples variaciones y ampliaciones de los dos tipos bsicos. El objeto de este capitulo es explicar cmo se pueden transformar y ampliar cada uno de estos circuitos bsicos para el control deseado de un motor o de varios motores mediante la adicin de pulsadores o de contactos activados Por uno o ms

M

Parada Arranque

1M

1L

3 hilos

M

2 hilos

Contacto ointerruptor

OLOL

OLOL

2L

1L 2L

Fig. 6-1. Circuitos bsicos de control tipos dos y tres hilos

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Desarrollo de los circuitos de control


dispositivos de control. Usaremos el esquema explicativo o en lnea para desarrollar todos los circuitos de control a causa de que este tipo de esquema se presta con ms facilidad al estudio y preparacin de los circuitos de control. El mtodo ms sencillo para el desarrollo de un circuito de control es comenzar por la bobina del contactor y los dispositivos contra las sobrecargas. Se aade el dispositivo o piloto primario para el arranque y parada del motor, que en un circuito de tres hilos consiste generalmente en pulsadores ARRANQUE y PARADA utilizados conjuntamente con el contacto auxiliar del contactor. A este circuito se aaden sucesivamente todos los contactos o pulsadores que han de ser utilizados para realizar las funciones adicionales de control hasta que quede desarrollado el circuito final. Cuando se trata de un circuito de control de tres hilos hay que tener presente que todos los dispositivos destinados a realizar la funcin de parada deben ser dispositivos normalmente cerrados y estarn conectados en serie con el pulsador piloto primario de parada. Todos los dispositivos que han de realizar la funcin de arranque deben ser de contactos normalmente abiertos y estarn conectados en paralelo con el pulsador piloto primario de arranque. Algunas veces un circuito requiere que dos o ms contactos normalmente abiertos se cierren antes de proceder a la puesta en marcha de un motor. Estos contactos, que igual pueden pertenecer a rels como a pulsadores u otros elementos de control, deben estar conectados en serie, y el conjunto en paralelo con los dispositivos primarios piloto de arranque. Si, por el contrario, varios contactos deben estar abiertos antes de realizar la funcin de parada, estos contactos normalmente cerrados se conectaran entre s en paralelo y el conjunto en serie con el dispositivo piloto primario para producir el paro. Cuando haya una secuencia definida para la actuacin de diversos componentes de control, habr que aadirlos sucesivamente al circuito de control en el mismo orden que el que tiene su secuencia de funcionamiento. Despus de aadir en el circuito cada contacto o cada pulsador hay que comprobar que el funcionamiento del circuito sea el correcto, comprobando que no se ha impedido el funcionamiento de algn componente de control ya existente. Si se ha asimilado la parte precedente de este libro, se tendrn los conocimientos necesarios de las funciones de control de los componentes y de los esquemas de circuito para comenzar a estudiar el modo de proyectar los circuitos de control. Hasta no haber proyectado un circuito que sea capaz de realizar las funciones asignadas, no se puede estar seguro de ser capaz de

interpretar o analizar un circuito de control para saber con seguridad si funciona correctamente, es decir, realiza todas las funciones para las que ha sido proyectado. 6-2 PROYECTO DEL CIRCUITO 1 A fin de que el procedimiento del desarrollo por partes de un circuito resulte ms fcil de entender, consideraremos nuestro primer circuito como una serie de modificaciones a realizar, una detrs de la otra, para perfeccionar las misiones de control del circuito original. El circuito de control existente (fig. 6-2b) est destinado a controlar una bomba de agua para el transvase desde un depsito de almacenamiento basta un depsito regulador de presin. La disposicin fsica de la bomba y de los dos tanques, as como los componentes de control, esta ilustrada en la figura 6-2a. El circuito original de maniobra manual, slo dispone de pulsadores de arranque y parada y proteccin contra sobrecargas. La bomba debe funcionar hasta que se observe que el depsito est lleno. Entonces el operador debe accionar el pulsador de paro y la bomba dejar de funcionar.

Ahora el propietario desea que se instale un interruptor de flotador en el depsito regulador de presin con el fin de evitar que el operador tenga que apretar el pulsador ARRANQUE, poniendo en marcha a la bomba e iniciando la entrada de agua en el depsito. Cuando el nivel de agua ha alcanzado el valor deseado, el interruptor de flotador FS1 abrir sus contactos, producindose el paro de la bomba y cesando el flujo de agua. La funcin a realizar por el interruptor de flotador es en este caso la de paro, por la que debe ser de contacto normalmente cerrado y estar conectado en serie con el pulsador original de PARADA, tal como se ve en la figura 6-2c. Despus de haber estado trabajando con este control durante algn tiempo, el propietario desea que la bomba arranque y pare automticamente por considerarlo mucho mas cmodo y conveniente. Solicita que se instale otro interruptor de flotador para controlar el nivel inferior del depsito. Esta versin del circuito de control debe hacer que la bomba arranque siempre que el agua llegue a un nivel inferior predeterminado. La funcin de control deseada es la de arranque, de modo que el interruptor de flotador debe tener un juego de contactos normalmente abiertos que se cerrarn siempre que el agua descienda hasta el nivel inferior deseado. Estos contactos deben estar conectado en paralelo con el pulsador original ARRANQUE para realizar la funcin de arranque del motor. Esta conexin est representada en la figura 6-2d.


Despus de algn tiempo de funcionamiento con el nuevo circuito de control, se descubre que algunas veces el nivel del depsito de almacenamiento desciende tanto que la bomba se desceba. El propietario solicita un control para evitar que la bomba arranque en estas condiciones. Aunque este control no tenga que parar la bomba mientras este funcionando, debe impedir que arranque cuando el nivel del agua es bajo. Debe tambin parar la bomba si esta esta funcionando y el agua llega a este nivel mnimo. As, el nuevo control realiza la funcin de parar la bomba. La funcin de control se puede obtener por la instalacin de un interruptor de flotador para detectar el nivel inferior del agua en el depsito de

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