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Contenidos 1. Introducción 2. Materiales más empleados en electricidad 2.1. Hierro 2.2. Aluminio 2.3. Cobre 2.4. Estaño 2.5. Plomo 2.6. Cinc 2.7. Cromo 2.8. Níquel 2.9. Tungsteno o Wolframio 2.10. Mercurio 2.11. Plata 3. Mecanización y sus herramientas 3.1. Banco de ajustador 3.2. Trazado 3.3. Limado 3.4. Taladrado 3.5. Roscado 3.6. Doblado 3.7. Cincelado 3.8. Martillos y mazas 3.9. Remachado 3.10. Uniones desmontables 3.11. Soldadura 4. Metrología 4.1. Sistema de unidades 4.2. Tipos de errores 4.3. Instrumentos de medida 5. Cuestionario 6. Ejercicios y problemas propuestos
Índice
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción (O FRQRFLPLHQWR GH ORV PDWHULDOHV VXV SURSLHGDGHV DSOLFDFLRQHV \ RSHUDFLRQHV GH PHFDQL]DGR WLHQHQ HVSHFLDO LPSRUWDQFLD HQHO FDPSR GHO D HOHFWULFLGDG &RQ HOORV VHUHDOL]D Q RSHUDFLRQHV EiVLFDV GH PHFDQL]DGR DVtFR PR OD HODERUDFLyQ \ PRQWDMH GHFXDG URV HOpFWULFRV 3RU HVR ORV DXWRUHV GH HVWH OLEUR KDQ FUHtGR RSRUWXQR GHVDUUROODU XQ WHPD PHUDPHQWH PHFiQLFR SHUR WRWDOPHQWHDSOLFDGRDODUHDOL]DFLyQGHODVLQVWDODFLRQHVHOpFWULFDV 'HELGR DOR DQWHULRUPHQWH FLWDGR QR VHSURI XQGL]DUi HQW RGRV \ FDGD XQRGHOR V DSDUWDGRV \ VLPSOHPHQWHVHUHDOL]DUiDOJ~QFRPHQWDULRVREUHHOPLVPR
2. Materiales más empleados en electricidad
2.1. Hierro 6tPEROR )H 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
(OKLHUURHVXQHOHPHQWRGHFRORU EODQFRJULViFHREODQGR G~FWLO\HPSOHDGRHQOD PD\RUSDUWH GHODVFRQVWUXFFLRQHVPHWiOLFDV(OKLHUURHPSOHDGRHQODLQGXVWULDFRQ WLHQHFDUERQRHQPD\RUR PHQRUSURSRUFLyQPRGLILFiQGRVHDVtVXVSURSLHGDGHV\GDQGROXJDUDODFHURTXHWDPELpQSXHGH OOHYDUDOHDFLRQHVGHPDQJDQHVRIyVIRURD]XIUH\VLOLFLR
2.2. Aluminio 6tPEROR $O 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
(V GHFRORU SODWHDGRE ODQGR PDOHDEOH\PX \ G~FWLOVH VXHOH SUHVHQWDU HQWXERVSHUILOHVG H WRGDVIRUPDVFKDSDVDODPEUHV\HQOLQJRWHVSDUDIXQGLU 'HELGR DVXEXHQDFR QGXFWLYLGDG OLJHUH]D\WHQDFLGDG XQLGR DVX UHVLVWHQFLD D ORVDJHQW HV DWPRVIpULFRVVHHPSOHDHQOtQHDV GHFRQGXFFLyQHOpFWULFD'HELGRDVXEDMRFRVWH \SRFRSHVR WDPELpQVHHPSOHDHQDOJXQRVERELQDGRVFRPRUHDFWDQFLDV\WUDQVIRUPDGRUHV
2.3. Cobre 6tPEROR &X 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
(OFREUHVHGLVWLQJXHIiFLOPHQWHGHRWURVPHWDOHVRDOHDFLRQHVSRUVXFRORUURML]R(VPX\G~FWLO\ PDOHDEOHVHOHSXHGH GDUIRUPDWDQWRHQIUtR FRPRHQFDOLHQWH(V XQH[FHOHQWHFRQGXFWRUGHO
FDORU\GHO DHOHFWULFLGDG\DODYH]HVUHVLVWHQWHDORVDJHQWHVDWPRVIpULFRVSRUORTXHSXHGH XVDUVHDODLQWHPSHULH 7DPELpQUHVLVWHSHUIHFWDPHQWHDODPD\RUtDGHORVOtTXLGRVHPSOHDGRVHQODLQGXVWULDSRUORTXH VHHPSOHDHQUHFLSLHQWHV\FRQGXFFLRQHVGH OtTXLGRV(QHOHFWULFLGDGVHHPSOHDHQFRQGXFWRU HV HOpFWULFRV ERELQDGRV GH PRWRUHV \ FRQWDFWRVGHDSDUDWR V HOpFWULFRV WDPELpQVHXWLOL]DSDU D IDEULFDUWXEHUtDVSDUDODVFRQGXFFLRQHVGHFDOHIDFFLyQIR QWDQHUtD\JDV1RUPDOPHQWHVHR[LGD VyORHQODVXSHUILFLH FRQXQDFDSD GHFDUERQDWRGHFRORUY HUGRVROODPDGDFDUGHQLOORGHOD FXDO KD\TXHWHQHUFXLGDGRHQVXOLPSLH]DSRUTXHHVDOWDPHQWHYHQHQRVD
2.4. Estaño 6tPEROR 6Q 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
(V GHFRORUEODQFREULOODQWH\HQF RQGLFLRQHV QRUPDOHV LQDOWHUDEOHDO DLUH (VPX \ PDOHDEOH HQ IUtRSXGLpQGRVHH[WHQGHUKDVWDREWHQHUILQtVLPDVFDSDV(QFDOLHQWHUHVXOWDPX\TXHEUDGL]R/DV SULQFLSDOHV DSOLFDFLRQHV VRQ HPSOHRHQVROGDG XUD \SDUDODREWHQFLyQ GHGLYHUVDVDOHDFLR QHV FRPELQiQGRORFRQRWURVPHWDOHV7DPELpQVHHPSOHDSDUDUHFXEULUHOK LHUUR\HOFREUH VREUHHO KLHUUR SDUD REWHQHU KRMDODWD\VRE UH HO FREUH SDUD HYLWDU TXH VHIRUP H HO FDUGHQLOOR DOWDPHQWH Wy[LFR
2.5. Plomo 6tPEROR 3E 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
(ODVSHFWRGHOSORPRH VGHXQFRORUSODWHDGRJULViFHR UHFL pQFRUWDGRHVEULOODQWH SHUGLHQGRVX EULOOR DO R[LGDUVHHQFR QWDFWR FRQ HO DLUH(V PX\ EODQGR IOH[LEOH\ PDOHDEOH SXGLHQGRGDU OH IRUPDFRQIDFLOLGDG 6H HPSOHD HQ WXEHUtDV\GHSyVLWRVSDUDOtTXLGRVUHVLVW LHQGR ELHQOR V DJHQWHVD WPRVIpULFRV \ TXtPLFRV3XHGHVHUEODQGRFXDQGRHVSXUR\GXURFXDQGRVHDOHDFRQDQWLPRQLR
2.6. Cinc 6tPEROR =Q 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
3UHVHQWDXQFRORUEODQFRD]XODGRVLHQGRXQPHWDOPiVELHQEODQGR)XQGLGRHVPX\IUiJLOSHUR ODPLQDGR DGTXLHUHXQD PD\RUUHVL VWHQFLD VH OH SXHGHG DU IRUPDV(VPX\H PSOHDGR HQOD IDEULFDFLyQGHSODQFKDVSDUDFXELHUWDVGHWHMDGRV DVtFRPRFDQDORQHV\UHFLSLHQWHVYDULRV8Q D YH]H[SXHVWRDODLQWHPSHULHVHUHFXEUHGHXQDSDWLQDTXHOHSURWHJHGHODWDTXHGHORVDJHQWHV DWPRVIpULFRV 2WUDGHODVDSOLFDFLR QHV GHO FLQF HV HO FLQFDGR \JDOYDQL]DGRTXH FRQVLVWHH Q UHFXEULUSLH]DV\SODQFKDVGHKLHUURFRQXQDFDSDGHFLQF
2.7. Cromo 6tPEROR &U 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PP P
(VPX\UHVLVWHQWHDODR[LGDFLyQSRUORTXHVHHPSOHDHQH OUHFXEULPLHQWRGHSLH]DVGHPDWHULDO R[LGDEOHRSDUDPHMRUDUVXSUHVHQWDFLyQ3RUVXJUDQGXUH]DVHHPSOHDSDUDHOUHFXEULPLHQWRGH SLH]DVVRPHWLGDVDGHVJDVWHFRPRVRQSXQWRVGHIULFFLyQGHFLJHxDOHVGHPRWRUHV(OFURPDGR RUHFXEULPLHQWRGHSLH]DVPHWiOLFD VFRQXQD FDSDGHFURPRPiVRPHQRVJUXHVDVHKD FHSRU HOHFWUROLVLV
2.8. Níquel 6tPEROR 1L 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
$OLJXDOTXHHOFURPRHOQtTXHOHVPX\UHVLVWHQWHDODR[LGDFLyQXViQG RVHSDUDHOUHFXEULPLHQWR GH RWURVPHWDOHVR[LGDEOHV\SDUDPHMRUDUVXSUHVHQWDFLy Q $VRFLDGR FRQHOFUR PR VHHPSO HD SDUDODIDEULFDFLyQGHDFHURVHVSHFLDOHV(QHOHFWULFLGDGVHHPSOHDQDOHDFLRQHVQtTXHOFURPRHQ ODIDEULFDFLyQGHPDWHULDOHVSDUDUHVLVWHQFLDV
2.9. Tungsteno o Wolframio 6tPEROR : 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
0HWDOGHPX\GLItFLOIXVLyQVLHQGRVXDVSHFWRJULVDFHUDG R(VPX\HPSOHDGRHQODIDEULFDFLyQ GHDFHURVHVSHFLDOHVSDUDKHUUDPLHQWDVGHFRUWHSRUVXJUDQGXUH]D\SRGHUSDUDWUDEDMDUFRQ HOODVDDOWDVWHPSHUDWXUDV(QHOHFWULFLGDGVHHPSOHDHOZROIUDPLRHQORVILODPHQWRVGHOiPSDUDV HOpFWULFDV\DTXHODWH PSHUDWXUDGHHVWRVILODPHQWRVDOFDQ]DORV& \HQDOJXQRVFDVRVOD VREUHSDVD
2.10. Mercurio 6tPEROR +J 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PPP
(VGHFRORU SODWHDGR\EULOODQWH\HO ~QLFROtTXLGRDWHPSHUDWXUDVRUGLQD ULDV6HHPSOHDHQJUD Q Q~PHURGHWUDEDMRVFLHQWtILFRV\HQODFRQVWUXFFLyQGHWHUPyPHWURV\EDUyPHWURV(QHOHFWULFLGD G VHHPSOHDHQLQWHUUXSWRUHVEDVFXODQWHVFRQVLVWHQWHVHQXQDDPSROODGHYLGULRD ODTXHVHKDQ LQVHUWDGR XQRV FRQWDFWRV FRQFRQ H[LRQHV H[WHULRUHV(QHOLQWHULRU GHODDPSROODKD\XQD FDQWLGDGGHPHUFXULRTXHGHSHQGLHQGRGHODSRVLFLyQGHODDPSROODDEUHRFLHUUDHOFLUFXLWR
2.11. Plata 6tPEROR $J 3HVRHVSHFtILFR NJGP 3XQWRGHIXVLyQ & 5HVLVWLYLGDG :PP P
(VWi FRQVLGHUDGD FRPRPHWDOSUHFLRVR\VHX VD GHVGH VLHPSUHHQMR\HUtDRUQDPHQWDFLyQ \ IDEULFDFLyQGHPRQHGDV/DSODWD HVHOPHMRUFRQGXFWRUG HODHOHFWULFLGDGSHURGHELGRDVXDOWR SUHFLRVRODPHQWHVHHPSOHDHQFRQWDFWRVHVSHFLDOHV\WUDEDMRVGHODERUDWRULR
3. Mecanización y sus herramientas (OPHFDQL]DGRRPHFDQL]DFLyQGHXQPHWDOHVDTXHOWUDEDMRTXHVHUHDOL]DVREUHHOPLVPRPHWDO FRQODD\XGDGHPiTXLQDVKHUUDPLHQWDVSURGXFLHQGRGHVSUHQGLPLHQWRGHPDWHULDO 7RGRV ORV PDWHULDOHV SXHGHQ VHU PHFDQL]DGRV KR\HQGtDDXQTXHQ R HQWRGRH OORV VH SXHGH WUDEDMDU FRQ ODPLVPDIDFLOLGDG+D \ TXHWHQHUHQFXHQWDTXHODKHUUDPLHQWDTXHVHYD\D D XWLOL]DUVHDPiVGXUDTXHHOSURSLRPDWHULDO &RQ HOPHFDQL]DGR VHSUHWHQGH FRQVHJXLU XQDWHUPLQDFLyQySW LPD VLQSUR GXFLU QLQJXQD GHIRUPDFLyQGHOPDWHULDOTXHSXGLHUDGDUOXJDUDVXGHWHULRURRPDODFDEDGR /DV PiTXLQDV KHUUDPLHQWDV WLHQHQ SRU REMHWR VXVWLWXLU HOWU DEDMR PHFiQLFR HQ OD IDEULFDFLyQ GH SLH]DVROOHYDUDFDERRSHUDFLRQHVTXHVRQSUiFWLFDPHQWHLPSRVLEOHVUHDOL]DUODVDPDQR SRUTXH HOWDPDxRGHODSLH]DHVPX\JUDQGHHOWUDEDMRHVPX\FRPSOLFDGRRSHOLJURVRHWF ([LVWHQGLIHUHQWHVWLSRV GHPiTXLQDVKHUUDPLHQWDVVLHQGRODVPiVFRUULHQWHVHOWR UQRODIUHVD ODVSUHQVDVORVPDUWLQHWHVODVDPRODGRUDV\ODVUHFWLILFDGRUDVHQWUHRWUDV
3.1. Banco de ajustador (OEDQFRGHDMXVWDGRU FRPRVXQRPEUHLQGLFDHVHOSXHVW RGHWUDEDMRGHODMXVWDG RUFRQVWDGH XQD PHVDIXHUWH\URE XVWD GRQGHVHILMDHOWRUQLOORGHEDQFRTXHDVXYH]VLUYH SDUDILMDUODV SLH]DVTXHGHEHQWUDEDMDUVH*HQHUDOPHQWHGHEDMRGHODPHVDH[LVWHQXQRRGRVFDMRQHVSDU D JXDUGDU HQHOORVODV KHUUDPLHQWDV +D\GRVWL SRV GHWRUQ LOORV WRUQLOORV DUWLFXODGRV \WRUQLOOR V SDUDOHORV /RV WRUQLOORV DUWLFXODGRV SUHVHQWDQ FRPRSULQFLSDOFDUD FWHUtVWLFD TXH VXVPRUGD]DVQR VH GHVSOD]DQGHIRUPDSDUDOHOD VRQORVPiVLQGLFDGRVSDUDUHDOL]DUWUDEDMRVGHFHUUDMHUtD\GHIRUMD \QRWLHQHQPXFKDDSOLFDFLyQHQHOWDOOHUHOpFWULFR /RVWRUQLOORVSDUDOHORVFRPRVHSXHGHREVHUYDU HQ OD figura 1 FRQVWDQ GHXQDPDQGtEXODILMD \ GH RWUDPyYLO(QODSDUWHVXS HULRU GHOD V PDQGtEXODV OOHYDQXQDVSLH]D V OODPDGDV PRUGD]DV FRQHVWUtDV SDUD TXHSXHGDQVXMHW DU ODV SLH]DV VLQQHFHVLGD G GHHMHUFH U VREUHHOOD V GHPDVLDGDSUHVLyQ(QHVWHWLSRGHWRUQLOORVODV PRUGD]DV VHPDQWLHQHQVLHPSUHSDUDOHOD V VXMHWDQGR D ODVSLH]D V GH IRUPDDGHFXDGDDVX Figura 1. Tornillo de banco paralelo. WDPDxR
3DUDILMDUODVSLH]DVHQORVWRUQLOORVQRUPDOPHQWHpVWDVKDQGHVXMHWDUVHDXQDGLVWDQFLDWDOTXH ODSDUWHDWUDEDMDUQRVHHQFXHQWUHDXQDDOWXUDVXSHULRUDXQFHQWtPH WURDSUR[LPDGDPHQWHGH ODV PRUGD]DV/DVRSH UDFLRQHV GH PHFDQL]DGRGHEHQKDFHUVHGHIRU PD TXHQRDIHFWHQDOD V PRUGD]DVGHORFRQWUDULRODVHVWURSHDUtDQ $FRQWLQXDFLyQHQODfigura 2VHGHWDOODQODVSDUWHVGHXQWRUQLOORGHEDQFRGHOWLSRSDUDOHOR A /D YDULOODTXHKDFHTXHODVPRUGD]DVVH MXQWHQRVHVHSDUHQ B /DYDULOODTXHDSULHW D RDIORMD HO WRUQLOOR\ TXHVLUYHGHILMDFLyQDODPHVD C 7RUQLOOR GHILMDFL yQ D ODPHVDGHWUDEDMR 0HGLDQWH OD YDULOODGHD SULHWH FRORFDUHPRV HO WRUQLOORHQODSRVLFLyQGHVHDGD D0RUGD]DILMD E0RUGD]DPyYLO(VWDPRUGD]DVHILMDVREUH XQ WRUQLOOR VLQ ILQ$O JLUDU ODYDULOOD $ OD PRUGD]DVHYDVHSDUDQGRRMXQWDQGR F7RUQLOOR VLQILQHQGRQGHYDHQVDPEODGDOD PRUGD]DPyYLO G(QHVWHFDVRHOWRUQLOORGLVSRQHHQODSDUWH SRVWHULRUGHXQ\XQTXH Figura 2. Partes de un tornillo de banco paralelo.
3.2. Trazado (OWUD]DGRFRQVLVWHHQPDUFDUVREUHODVXSHUILFLHH[WHULRUGHXQDSLH]DGHPHWDOHOFRQWRUQRODV OtQHDVTXHLQGLFDQHOOt PLWHGHOGHVEDVWHRELH QORVHMHVGHVLPHWUtDGHORVDJXMHU RVRUDQXUDVD UHDOL]DU 'HVXFRUUHFWDUHDOL]DFLyQGHSHQGHDOJXQDVYHFHVODH[DFWLWXGGHODVUHVWDQWHVRSHUDFLRQHVGH PHFDQL]DGR GHDKtODLPSRUWDQFLD\UHVSRQVDELOLGDGGHOWUD]DGRU ([LVWHQGRVFODVHVGHWUD]DGRWUD]DGRSODQR\WUD]DGRDODLUH $OWUD]DGRSODQRVHOHGHQRPLQDDVtSRUTXHWRGDVODVOtQHD VHVWiQVREUHXQDVXSHUILFLHSODQDHQ OD TXHVHGL EXMDQ ORV FRQWRUQRV \GHWDOOHVGH XQD SLH]D 3RU HMHPSOR WUD]DGRGH SODQWLOODV GH FKDSDGHVDUUROORGHUHFLSLHQWHV VLWXDFLyQGHWDODGURVHWF(QFDPELRVHGHQRPLQDWUD]DGR DO DLUHRHQHOHVSDFLRVLVHWUDWDGHSLH]DVHQWUHVGLPHQVLRQHV 3DUD UHDOL]DUHOWUD]DGRVHXWLOL]DQ YDULRVLQVWUXPHQWRVFRPRVRQ SX QWD GHVHxDODURWUD]DU JUDQHWHFRPSiVGHWUD]DUHVFXDGUDVUHJODVHWF +R\HQGtD QRVHXWLOL]DPXFKRHOWUD]DGRSRUT XHODVPRGHUQDVPiTXLQDV\ODVQXH YDVWpFQLFDV GHWUDEDMRORKDFHQLQQHFHVDULRRFRPRPXFKRVLUYHGHRULHQWDFLyQ
3.3. Limado /D RSHUDFLyQ GHOLPDUROLPDGRVHUHDOL]DSR U IURWDFLyQ PLHQWUDV VHGHVOL]D OD OLPDGHIRUPD VXDYH\DFRPSDVDGD\IRUPDQGRXQiQJXORGHFRQUHVSHFWRDODS HUSHQGLFXODUGHODSLH]D GHXQDGHODVFDUDVVREUHODSLH]DHMHUFLHQGRSUHVLyQDOPLVPRWLHPSRVREUHODRWUDFDUD /DIRUPDFRUUHFWDGHVX MHWDUXQDOLPDHVFRJHUILUPHPHQWHHOPDQJRFRQXQDPDQR\XWLOL]DUOR V GHGRVSXOJDUHtQGLFHGHODRWUDSDUDJXLDUODS XQWD/DOLPDVHHPSXMD FRQODSDOPDGHOD PDQR KDFLpQGROD UHVEDODU VREUH OD VXSHUILFLH GH OD SLH]D \FRQ ODRWUDPDQR VHSUH VLRQD KDFLD DEDMR SDUDOLPDU(YLWDUSUHVLRQDUHQHOPRPHQWRG HOUHWRUQR/DOLPDXWLOL]DGDHQFXDO TXLHUWUDEDMRGH OLPDGR GHEHVHUPiVODUJDTXHODVXSHUILFLH TXH VHKDGHOLPDU(OOLPDGRHVXQDDFWLYLGDG EiVLFDHQPHFiQLFDTXHSXHGHKDFHUVHDPDQRRDPiTXLQD /DOLPDHVXQDKHUUDPLHQWDPDQXDOFRQVLVWHQW HHQXQDEDUUDGHDFHURWHPSODGRFRQODVFDUD V HQ IRUPDiVSHUDFX\RREMHWRHVUH EDMDU SXOLU R UHWRFDUPHWDOHVPHGLDQWHGHVSUH QGLPLHQWR GH SHTXHxDVSRUFLRQHVGHPDWHULDOOODPDGDVYLUXWDV (QODfigura 3SXHGHQYHUVHODVSDU WHVSULQFLSDOHVGHXQDOLPDTXHVRQ ORVFDQWRV FRODYLUROD\ PDQJR (OPDQJRHVODSDUWHTXHVLUYHSDUDVXMHWDU OD KHUUDPLHQWD\FXEUHODFRODGH OD OLPD (Q HOPDQJRH[LVWHXQDQLOOR PHWiOLFR OODPDGR YLUROD TXHHYLWDTXHHOPD QJR VH Gp \VHVDO JD /DSDUWH~WLOGHWUDEDMRVH GHQRPLQD ORQJLWXGGHFRUWH\WLHQH FDQWRV GH GHVEDVWH SXGLHQGRFRQWDUFRQFDQWRV OLVRV 6H HQWLHQGH SRUIRUPDGHXQDOLPDOD Figura 3. Partes de una lima y detalle interior del mango. ILJXUDJHRPpWULFDTXHS UHVHQWDVXVHFFLyQ WUDQVYHUVDO +DELWXDOPHQWHODVOLPD V WLHQHQIRU PDV JHRPpWULFDV HQIX QFLyQ GHOWU DEDMR TXHVH YD\D DUHDO L]DU FRQHOODV<VHJ~QVHDVXI RUPD VHFO DVLILFDQ HQ FXDGUDQJXODUHVSODQDV PHGLDFDxD WULDQJXODUHVUHGRQGDV(OQ~PHURGHGLHQWHVSXHGHYDULDUGH D GLHQWHVFP
3.4. Taladrado (VXQDRSHUDFLyQTXHFRQVLVWHHQU HDOL]DUDJXMHURVFLOtQGULFRVDODSLH ]DTXHVHT XLHUHWUDEDMDU 1RUPDOPHQWHVHHMHFXWDFRQXQDKH UUDPLHQWDFLOtQGULFDURWDWLYDTXHWLHQ HGRVILORVFRUWDQWHVHQ VXH[WUHPRILQDO/DKHUUDPLHQWD EURFD DYDQ]DKDFLDODSLH ]DILMDGHOPDWHULDODWUDEDMDUFRQHO ILQGHSHUIRUDU\IRUPDUXQDJXMHURFX\RGLiPHWURVHDLJXDODOGLiPHWURGHODEURFD (O WDODGURYHUWLFDOHVS UREDEOHPHQWH XQDGHO DV PiTXLQDVGHXVRPiVFRP~Q HQXQWDOOHU PHFiQLFR/DILQDOLGDGSULQFLSDOGHXQDWDODGUDGRUDHVVXMHWDUKDFHUJLUDU\DYDQ]DUXQDEURFD D ILQ GHSURG XFLU XQDJX MHUR HQXQD SLH]DGH PHWDO XRWURPDWHULDO/DVSDUWHV SULQFLSDOHV GH FXDOTXLHUWDODGUDGRUDLQFOX\HQHOKXVLOORTXHVXMHWD\KDFHJLUDUODKHUUD PLHQWDGHFRUWHVHKDFH DYDQ]DUKDFLDODSLH]DGHWUDEDMRDPDQRGHODVWDODGUDGRUDVGHOWLSRGHEDQFR\\DVHDHQIRUPD PDQXDOXD XWRPiWLFDHQORVWDODGURVGHSLVRRYHUWLFDOHV/DJUDQ YDULHGDGGHKHUUDPLHQWDVGH FRUWH \DGLW DPHQWRV GLVSRQLEOHVS HUPLWHQ RSHUDFLRQHVWD OHV FRPRWD ODGUDU ULPDUDYHOODQDU FRQWUDWDODUPDFKXHODUUHFWLILFDFLyQRDFDEDGRGHFDUDV\UHFWLILFDFLRQHVLQWHULRUHV
/DVWDODGUDGRUDVVHIDEULFDQHQPXFKRVWLSRV\W DPDxRVSDUDDGDSWDUVHDODVQHFHVLGDGHVGHOD LQGXVWULD ([LVWHQGHVGHODVSHTXHxDVTXHXWLOL]DHODI LFLRQDGR KDVWD ODVPiTXLQDVPiV JUDQGHV PiVFRPSOHMDV\FRQFRQWUROQX PpULFR HPSOHDGDVHQ ODLQGXVWULDFRQILQHVG H SURGXFFLyQ/RVWLSRVPiVFRPXQHVTXHVHHQFXHQWUDQHQXQWDOOHUPHFiQLFRVRQODWDODGUDGRUD GHOWLSRGHEDQFR\ODGHOWLSRGHSLVR/DVWDODG UDGRUDVSXHGHQFRPSUDUVHHQGLYHUVRVWDPDxRV FRQHOILQGHDMXVWDUVHDOWUDEDMRTXHUHDOL]DUDQ /DV SDUWHV SULQFLSDOHV HQ ORVPRGHORVGHOW LSR GHSLVR R FROXPQD YHU figura 4 VRQ XQVRSRUWHREDVHJHQHUDO OODPDGR EDQFDGD $ XQ VRSRUWHRPHVDSDUDILMDUODSLH]D TXHKD\TXHWDODGUDU % XQFDEH]DOTXHVLUYHGHVRSRUW HGHO FRQMXQWR GH PHFDQLVPRV\TXHVLUYHSDUDGDUDODEURFDORV PRYLPLHQWRV GHURWDFLyQ\GHD YDQFH & \XQGLVSRVLW LYR GRQGH VHI LMD ODEURFD ' GHQRPLQDGRSRUWDEURFDV (O PRGHOR GH SLVR HVPiVJUDQGH\ WLHQHXQD FROXPQD PiV ODUJDHQFRPSDUDFLyQFRQHOGHEDQFRRVREUHPHVD (QODVWDODGUDGRUDVGHFROXPQDRSLVR figura 4 HODUPD]yQ SULQFLSDOHVWiFRQVWLWXLGRSRUXQDFROXPQDUHGRQGDHQOD TXH VHDSR\DXQEUD]RFD SD]GHGHVOL]DUVHYHUWLFDOPHQWH\JLUDU VREUH HOOD (VWH EUD]R DVXYH] OOHYDXQD PHVD RSODWR JHQHUDOPHQWHUHGRQGRTXHWDPELpQSXHGHJLUDUVREUHVXHMH /DV WDODGUDGRUDVGHEDQFRRVREUHPHVDVHS XHGHQ FRORFDU HQFLPD GHXQDPHVDREDQFRGHW UDEDMR /DE DVH TXHVLU YH SDUD ILMDUOD R DSR\DUODHQHOEDQFR VLUYHDVX YH] GHPHVD SRUWDSLH]DV/DVKD\GHFDEH]DOILMR\GHFDEH]DOPyYLO /DVEURFDVVHIDEULFDQHQJUDQYDULHGDGGHHVWLORVSDUDWLS RV YROXPHQ GH \ WDPDxRV GHPDWHULDOHVHVSHFtILFRVDOWR Figura 4. Taladradora de piso. SURGXFFLyQ\DSOLFDFLRQHVHVSHFLDOHV &DVLWRGDVODVEURFDVH VWiQIDEULFDGDVHQDFHURUiSLGRRHQFDUEXURGHWXQJVWHQR FRQVWDQGH GRVSDUWHV HOFXHOORRD VWLO\HOFXHU SR(ODVWLO HVODSDUWH TXHVXMHWDHOSRUWDEURFDVGHOWDODGUR VXHOHVHUUHGRQGHDGD\HQDOJXQRVFDVRVFXDGUDGD(OFXHUSRHVWiIRUPDGRSRUDULVWDVHVSLUDOHV TXHIDFLOLWDQTXHHOPDWHULDOVDOJDVXWHUPLQDFLyQHVHQSXQWD $O WDODGUDU XQ RULILFLRLQIOX\HQGRVIXHU]DVHQ GLUHFFLRQHV GLIHUHQWHV ODEUR FD JLUD\DUUDQFD PDWHULDOFRQVXVDILODGRVERUGHVFRUWDQWHVHQIRUPDGHHVSLUDO IXHU]D GHJLUR \FRQOD SUHVLyQ VREUHHORULILFLRVHHQFDUJDGHDYDQ]DU SUHVLyQGHDSOLFDFLyQ
3.5. Roscado (O URVFDGRHVODRSHUDFLyQTXHVH UHDOL]DSDU D ODREWHQFLyQGHURVFD V HQSLH]DVPHWiOLFDV\D VHDQH[WHULRUHV WRUQLOORV RELHQLQWHULRUHV WXHUFDV 3XHGHKDFHUVHDPDQRRDPiTXLQD (O URVFDGRDPDQRVHORJUDSRUPHGLRGHXQDKHUUDPLHQWDGHDFHURGHDOWDFDOLG DG TXHVLHV SDUD KDFHU XQD URVFD H[WHULRU RPDFKR FRPRODGHX Q WRUQLOOR VHOODPDWHUU DMD figura 5 \ FXDQGRVHUHTXLHUHKDFHUXQDURVFDLQWHULRURKHPEUD FR PRODGHXQ DWXHUFD VHXWLOL]DQXQD V KHUUDPLHQWDVOODPDGDVPDFKRV figura 6 3DUDHOURVFDGRDPiTXLQDVHHPSOHDQORVWRUQRVRPiTXLQDVHVSHFLDOHVGHURVFDU
Figura 5. Terraja para roscar tornillos.
Figura 6. Juego de machos para roscar tuercas.
/RVPDFKRVGHURVFDUDPDQRVRQ ~WLOHVDGDSWDEOHVXWLOL]DGRVSDUDUHDOL]DUURVFDVHQPHWDOHV\ VXHOHQ VHU LQDGHFXDGRV HQQXPHURVRVFDVR V GHELHQGRVXVWLWXLU VH SRUORVGHPiTXLQDFRQ UDQXUDHVSLUDO8QMXHJRGHPDFKRV FRQVWDGHWUHVSLH]DVT XHVHFRQRFHQFRPR PDFKRFyQLFR VHPLFyQLFR\FLOtQGULFR 6H OODPDURVFDDXQD KpOLFH FRQVWUXLGD VREUH XQ FLOLQGUR GH PDQHUDFRQWLQXD\ XQLIRUPH DOR ODUJRGHODSLH]DTXHVHREWLHQHKDFLHQGRXQD HVSHFLHGH VXUFRRFDQDO([LVWHQGLYHUVRVWLSRV GH URVFDVQRUPDOL]DGDVSHURHQWpUPLQRVJ HQHUDOHV VHSXHGHGHFLUTXHH[LVWHQGRVWLSRV IXQGDPHQWDOHVGHURVFDV PpWULFDV\ZKLWZRUWK TXHVHGLIHUHQFLDQHQWU HVLSRUTXHHQODSULPHUD ODV PHGLGDVYLHQHQGDGDVHQXQLGDGHVGHO 6LVWHPD 0pWULFR 'HFLPDO PLOtPHWURV \HQO DV VHJXQGDVHQXQLGDGHVGHOVLVWHPDLQJOpV SXOJ DGDV DGHPiVGHTXH FDPELDODI RUPDGHOILOHWH HOiQJXORGHOPLVPRHOSDVRHWF
Figura 7. Rosca métrica.
Figura 8. Rosca Whitworth.
&RPRVHSXHGHREVHUYDUHQODVILJXUDVODVSULQFLSDOHVGLIHUH QFLDVHQWUHVORVGRVWLSR VGHURVFDV VRQ TXHHQ PpWULFD figura 7 ORViQJXORVG H ODVHVSLU DV VRQGH PLHQWUDVTXHHQODV :KLWZRUWK figura 8 HO iQJXOR HV GH \RWUDJUDQGLIHUH QFLD HVTXH PLHQWUDVH Q ODVUR VFDV PpWULFDV VXSDUWHH[WHUQDGHORVILOHWHVHVFKD WD DXQDDOWXUDW K \ODLQW HUQD UHGRQGD FRQU KHQODV:KLWZRUWKWDQWRODSXQWDH[WHULRUFRPRODSDUWHLQWHUQDVRQUHGRQGDVFRQ DOWXUDGHW K\U K
3.6. Doblado (OGREODGRRFXUYDGRH VXQDRSHUDFLyQPHFiQLFDTXHSXHGHOOHJDUDPRGHODUXQ SHUILOFKDSDR WXERHQYDULDVFDUDVFRQVLJXLHQGRXQFLHUWRiQJXORHQWUHHOODV
(O FXUYDGRGHFKDSDR OiPLQDGHPHWDOHVXQDRSHUDFLyQ PHFiQLFDTXHFRQVLVW H HQGDUDOD FKDSDXQDIRUPDWDOTXHVLVHH[WHQGLHVHVREUHXQSODQRQRVHDOWHUDUtDQVXVGLPHQVLRQHV (QHOFXUYDGRGHWXERVKD\TXHSUHVWDUHVSHFLDOLPSRUWDQFLDHQHOGLPHQVLRQDGRS UHYLRGHVX ORQJLWXG /D ORQJLWXGGH WXERUHFWRTXHHVQHFHVDULDSDUDJHQHUDUXQDFXUYDHQHOPLVPR \ OD DOWXUDTXHDGTXLHUHHOH[WUHPR GHpVWDVRQGLPHQVLRQHVIXQGDPHQWDOHVDWHQHUHQFXHQWDHQHO FiOFXORGHODORQJLWXGGHWXERQHFHVDULD 7DQWR HOFX UYDGR FRPR HOGREODGR SXHGHQUHDOL]DUVHD PDQR VLHOPDWULFLDOQ R WLHQHJUDQ HVSHVRURPHGLDQWHHOHPSOHRGHPiTXLQDVFXDQGRpVWHHVPiVJUXHVR6LHOHVSHVRUHVJUXHVR KDEUiTXHFDOHQWDUODSLH]DSULPHURVLHVSHTXHxRVHSRGUiUHDOL]DUFRQODSLH]DHQIUtR
3.7. Cincelado (OFLQFHODGRWLHQHSRUREMHWRHOGHVSUHQGLPLHQWRGHXQDFDQWLGDGGHPHWDOSRUPHGLRGHOFLQFHOR FRUWDIUtRTXHHVXQDKHUUDPLHQWDSURYLVWDGHXQILORDGHFXDGRTXHUHDOL]DHOWUDEDMRSRUODDFFLyQ YLROHQWDGHXQPDUWLOORTXHORJROSHD /RVFLQFHOHVVRQKHUUDPLHQWDVGHPDQRGLVHxDGDVSDUDFRUWDUUDQXUDURGHVEDVWDUPDWHULDOHQ IUtR PHGLDQWHODWUDQVPLVLyQGHX Q LPSDFWR6RQGHDFH UR FRQIRUPDGHEDUUDVGHVHFFLy Q UHFWDQJXODU KH[DJRQDOFXDGUDGDRUHGRQGDFRQILORHQXQH[WUH PR \ ELVHODGRHQHOH[WUH PR RSXHVWR /DV SDUWHVSULQFLSDOH V GHXQFLQFHOVRQ DULVWD GHFRUWHF XxD FXHUSRFDEH]D\ H[WUHPR GH JROSHR figura 9 /D FDEH]D HV OD]RQ D TXHVHJR OSHD FRQH O PDUWLOOR H[WUHPRGHJROSHR (VWD SDUWH GHEH VHU GHS HTXHxD VXSHUILFLH \ GHIRUPD DERPEDGD SDUDHYLWDU TXH VHIRUP HQ UHEDEDV TXH SXHGDQ ODVWLPDUODVPDQRV H LQFOXVR OD FDUD RORVRMRVGHTXLHQORPDQHMD VL DFFLGHQWDOPHQWH VHGH VSUHQGLHUDQ EUXVFDPHQWHGXUDQWHHOWUDEDMR (O FXHUSRR SDUWHFHQ WUDO SRUGRQG H VH VXMHWD GHEHWHQHUVHFFLyQUHFW DQJXODUXRYDODGDSDUD Figura 9. Partes de un cincel. HYLWDU TXHUHVEDOHHQODPDQRFRPRSRGUtD VXFHGHUVLIXHVHFLUFXODU$YHFHVVHHPSOHDQRWURVSHUILOHVVREUHWRGRHOKH[DJRQDO /D FXxDHV XQD HVSHFLH GHHVWUHFK DPLHQWR DOILQDOGHOFXH USR FRQXQiQJXORTXHVXHOHRVFLOD U HQWUHORV\JUDGRV SDUDFLQFHOHVGHFRUWHRGHVEDVWH\JUDGRV SDUDHOFLQFHOUDQXUDGRU SXHVHVHODGHFXDGRSDUDKDFHUUDQXUDVFRUWHVSURIXQGRVRFKDYHWHDGRV (OILORRDULVWDGHFRUWH HVXQUHED MHDOILQDOGHOD Tipos de Materiales Angulo FXxD (VOD]RQDTXHUHDOL]DG LUHFWDPHQWH HO 0DWHULDOHVPX\EODQGRV WUDEDMRSRUORTXHGHEHHVWDUELHQDILODGR &REUH\EURQFH /DWyQ /RV GLVWLQWRV WLSRVGH FLQFHOHV VH FODVLILFDQ HQ $FHUR IXQFLyQ GHOiQJXORGHILOR\pVWHFD PELD VHJ~QHO PDWHULDO TXHVHGHVHDWUDEDMDUWRPDQGRFR PR +LHUURIXQGLGR QRUPDJHQHUDOORVUHODFLRQDGRVHQODWDEOD, Tabla I. Material y ángulo de trabajo.
3.8. Martillos y mazas (O PDUWLOORHVXQDKHUUD PLHQWD GHPDQRGLVHxDGDSDUDJROSHDU Ei VLFDPHQWH FRQVWD GHX QD FDEH]DSHVDGD\GHXQ PDQJRTXHVLUYHSDUDGLULJLUHOPRYLPLHQWRGH DTXHOOD&RQXQSHVRTXH RVFLODHQWUH\.JVHHPSOHDSDUDPXFKRVILQHVFRPRHQGHUH]DUFXUYDUDODUJDUUHPDFKDU \GDUJROSHVDORVPHWDOHVWDQWRHQIUtRFRPRHQFDOLHQWH /DSDUWHVXSHULRUGHODFDEH]DVHOODPDERFD\SXHGHWHQHUIRUPDVGLIHUHQWHVODSDUWHLQIHULRUVH OODPDFXxD\VLUYHSDUDHIHFWXDUHOJROSH figura 10 /DVFDEH]DVGHORVPDUWLOORVGHD FXHUGRFRQVXXVR VH IDEULFDQ HQ GLIHUHQWHV IRUPDVGLPHQVLRQHV SHVRV \PDWHULDOHV VHXVDQSDUDJROSHDUVREUHKHUUDPLHQWD V R KDFHU FHGHU HOPDWH ULDO HQ WRGDV GLUHFFLRQHV (Q FDPELRODERFDVHHPSOHDSDUDUHPDFKDU (ORMRVLWXDGRHQWUHODFDEH]D\ODSHxDRFXx DHVXQ DJXMHURTXHWLHQHVXVSDUHGHVXQSRFRDERPEDGDVR FyQLFDV GH GHQWUR KDFLDIXHUDFR Q HOILQ GH TXH OD FXxD TXH VH SRQHH Q HOPDQJRSDUDILMDU OR FRQ Figura 10. Partes de un martillo. VHJXULGDGSXHGDUHDOL]DUHOPi[LPRHVIXHU]R (O PDQJRV H KDFHGHPDGHUDGXUD IUHVQRKD\DDFDFLDHWF \GH EH VHUSURSRUFLRQDGRD O JUXHVRGHOPDUWLOOR$FWXDOPHQWHVHHPSOHDQ PDQJRVGHSOiVWLFRTXHRIUHFHQJUDQGHVYHQWDMDV VREUHORVDQWHULRUHV(OSHUILOORQJLWXGLQDOGHOPDQJRGHEHVHUGHVHFFLyQHOtSWLFDSDUDTXHWHQJD PD\RUUHVLVWHQFLD\QRJLUHODPDQR 7DQWR HOPDUWLOORFRPRHOPD]RGHEHQVXMHWDUVHSRUH[WUH PR GHOPDQ JR figura 11 \DTXH GH HVWDPDQHUDODSRWHQFLDDSOLFDGDD OJROSHVHUiPD\RU\QRFRPROD figura 12 HQFXDOTXLHUFDVR GHEH SURFXUDUVHTXHWDQWRODFDE H]D FRPRODFXxDHVW pQ VHFDV\DTXHODVFDUDVPRMDGDV SXHGHQKDFHUUHVEDODUHOJROSH\SURYRFDUDFFLGHQWHV
Figura 11. Forma correcta de sujeción del mango.
Figura 12. Forma incorrecta de sujeción del mango.
3.9. Remachado (O UHPDFKDGRRUREORQ DGR HVXQD WpFQLFD GH HQVDPEODMH FDXVDGR SRU ODGHIRU PDFLyQ GHOD PDWHULD TXHXQHORVHOH PHQWRV &RQVLVWHH Q GREODU ODSX QWD GHOUHPDFKHGHVSX pV GHGHMDU OR SDVDUDWUDYHVDQGRODVSLH]DVDXQLU'HHVWD PDQHUDVHUHDOL]DXQ DXQLyQILMDGHYDULDVSLH]DV SRU PHGLRGHUREORQHVRUHPDFKHV'HEHKDFHUVHVREUH PHWDOHVQRTXHEUDGL]R V \TXHVH DQ UHVLVWHQWHVDOPDUWLOOHDGR /RVUHPDFKHVRUREORQHV figura 13 VRQYDULOODVUHGRQGDVFRQFDEH]DHQXQRGH VXVODGRVTXH QRV SURSRUFLRQDQXQLRQ HV ILMDVGH IRUPDTXH SDUDGHVPRQWDUODVKD EUtD TXHGHVWUXLUWRGRVR SDUWHGHORVHOHPHQWRV
(VWiQ FRPSXHVWRVGH XQFXHUSR FLOtQGULFR OODPDGR FDxD YiVWDJRRHVSLJD \ GHXQD FDEH]DGHIRUPDJHQHUDOPHQWHWURQFRFyQLFD R GHFDVTXHWHHVIpULFR(VWiQKHFKRVGH PHWDOHVG~FWLOHVPDOHDEOHV\WHQDFHVFRPR HO DFHURGXOFHHOFR EUH HODOXPLQLR\ DOJXQDVDOHDFLRQHV /D FRORFDFLyQGHORVUHPDFKHVVHHIHFW~D LQWURGXFLHQGR HO FXHUSR FLOtQGULFR HQOR V DJXMHURV UHDOL]DGRV HQ ODVFK DSDV GH PDQHUD TXH VREUHVDOJDQSDUDGHVSXpV Figura 13. Diferentes tipos de remaches. PDUWLOOHDU OD SDUWHVDOLH QWH KDVWDIR UPDU XQD QXHYDFDEH]D\FRPSUREDUTXHOD XQLyQHVWpELHQILMDGD(VXQDODERUTXHVHKDFHFDVLVLHPSUH HQ IUtRSDUDGLiPHWURVGHKDVWD PP \ HQ FDOLHQWH SDUD GLiPHWURVPD\RUH V GHPP *HQHUDOPHQWHQRVHKDFHGLVWLQFLyQHQWUHUREORQHV\UHPDFK HVSHURHQUHDOLGDGXQUREOyQHVXQ UHPDFKHTXHVHFRORFDHQFDOLHQWH
3.10. Uniones desmontables /DVGLIHUHQWHVSLH]DVTXHFRPSRQHQXQDPiTXLQDSXHGHQ XQLUVHGHGRVPDQHUDV SRUXQLRQHV GHVPRQWDEOHV \SRUXQ LRQHV SHUPDQHQWHVR ILMDV/D GLIHUHQFLD HQWUH HVWRV GRV WLSRV GH XQLyQ HVWULED HQ TXH ODVXQLRQHVGHVPRQWDEOHVVH SXHGHQPRQWDU\GHVPRQWDUFXDQWDVYHFHVVH GHVHH VLQ TXH VHPR GLILTXH HOWLSRGHXQLyQ PLHQWUDVTXHODVXQLRQHVSHU PDQHQWHV HV LPSRVLEOH GHVPRQWDUODVVLQGHVW UXLU DOJXQR GHORVHOHPHQWRVGHXQLyQ/DVXQLRQHV GHVPRQWDEOHV VHSXHG HQ UHDOL]DU SRU PHGLRGHHOHPHQWRVURVFDGR V \QRURVFDGRV(QHVWH DSDUWDGR YHUHPRVODUH SUHVHQWDFLyQ \GHVLJQD FLyQ GHG LIHUHQWHV HOHPHQWRVGHXQ LyQ URVFDGRV QRUPDOL]DGRV /RV WRUQLOORVVRQHOHPHQWRVURVFDG RV FX\DIXQFLyQPHFiQL FD HVODXQL yQ GHGRVRPiVSLH]DV HQWUHVt(VWDXQLyQQRUPDOPHQWHILMD\GHVPRQWDEOHSXHGHWHQHUOXJDUSRU $SULHWH &XDQGRHOWRUQLOORSRUPHGLRGHVXFDEH]DHMHU FH ODSUHVLy Q TXHJDUDQWL]DOD XQLyQHQWUHODVSLH]DV figura 14 3UHVLyQ &XDQGR HO WRUQLOOR SRU PHGLRGHO H[WUHPRGHVX YiVWDJR SUHVLRQD FRQWUD XQD SLH]D\SURGXFHVXLQPRYLOL]DFLyQ figura 15 *XtD &XDQGR HOWRUQLOORSRUPHGL R GHOH[WUH PR GHVX YiVWDJR DVHJXUD XQDSRVLFLyQ GHWHUPLQDGD HQWUHODVSLH]DVSHUPLW LHQGR QRR EVWDQWH FLHUWR JUDGRGHOLEHUWDG figura 16
Figura 14. Unión por apriete.
Figura 15. Unión por presión.
Figura 16. Unión por guía.
/DV SDUWHV GH XQWRUQLOORVRQODVT XH VHSXHG HQ REVHUYDUHQOD figura 17 FDEH]DYiVWDJR\ H[WUHPR Cabeza (VODSDUWH GHOWRUQLOORTXHVH XWLOL]DSD UD VX PDQLSXODFLyQ ELHQPDQXDORFRQ D\XGDGHXQDKHUUDPLHQWD GHVWRUQLOODGRU OODYHSOD QD GHSLSD DOLHQ LQJOHVD HWF 3XHGH DGRSWDU GLIHUHQWHVIRUPDV SULVPiWLFDFLOtQGULFDWURQFRFy QLFD HWF FDGDXQDGHHOODVSDUDXQDVDSOLFDFLRQHVGHWHUPLQDGDV QR REVWDQWH HO WRUQLOORFRQ FDEH]DGH IRUPDKH [DJRQDO HVG H XVR JHQHUDO Vástago o caña(VGHIRUPDFLOtQGULFDHVWDQ GRURVFDGRSRUHO H[WHULRUHQWRGDVXORQJLWXGRHQSDUWHSDUDSRGHUDWRUQLOODU HQOD FRUUHVSRQGLHQWHURVFDKHPEUD WXHUFD ([LVWHXQDJUDQYDULHGDG GH URVFDVQRUPDOL]DGDVFDGD XQDGHHOODVSDU D XQDV DSOLFDFLRQHV GHWHUPLQDGDV DXQTXHODURVFDPp WULFD HVGHXVR JHQHUDOVLHQGRSRUWDQWRODPiVXWLOL]DGD Extremo o punta (VHOH[WUHPROLEUHGHOYiVWDJR(VWH H[WUHPR RIUHFHUtD XQ ERUGH FRUWDQWH DOLQ LFLR GHOILOHWH GH OD URVFD DGHPiVVHUtD PX\ VXVFHSWLEOHGHGDxDUVHDOUHFLELUX Q JROSH RDOLQLFLDUVX SHQHWUDFLyQ HQODUR VFD GHODWXHUFD SHQHWUDFLyQ TXHUHVXOW DUtD GLItFLOG H UHDOL]DU 3DUD HYLWDUWRGRV HVWRVLQFRQYHQLHQWHVHOFLWDGRH[WUHPROLEUHVHPHFDQL]DFRQHO WRUQRIRUPDQGRXQFKDI OiQFyQLFRGH RDER PEDGR$GHPiV GHHVWDVGRVIRUPDVEiVLFDVH OH[WUHPRRSXQWDSXHGHDGRSWDU Figura 17. Partes de un tornillo. GLIHUHQWHVFRQILJXUDFLRQHVVHJ~QODPLVLyQTXHGHEDFXPSOLU (VWHWLSRGHXQLyQGHVPRQWDEOHVHEDVD~QLFDPHQWHHQODXQLyQSRUPHGLRGHXQWRUQLOOR\QRHV DSURSLDGD FXDQGRODSLH]DTXHOOHYDODSDUWH GHOD T O R N IL L O URVFDHVXQPDWHULDOGH IXQGLFLyQRDOHDFLRQHV OLJHUDV SRUTXHODURVFDGHODWX HUFDVHURPSHFRQGHPDVLDGD IDFLOLGDG 3DUD HVWRV FDVRV VH XVDQ WRUQLOORVTXH DWUDYLHVDQ DJXMHURVSDVDQWHVHQOD V GRVS LH]DV \TX H OOHYDQXQDWXHUFDFX\DIXHU]DGHXQLyQVHSURGXFHSRU ODSUHVLyQHQWUHODWXHUFD\OD FDEH]DGHOWRUQLOOR figura 18 $HVWR V WRUQLOORVVHOHVOODPD SHUQRV &XDQGR VH XVDQ PDWHULDOHVEODQGR V VHXWLOL]D Q DUDQGHODVSDUD TXH WDQWRODFDEH]DGHO WRUQLOORFR PR ODWXHUFDKDJDQ TUERCA SUHVLyQ VREUH HOODHYLWDQGRDVt GHIRUPDFLRQHV GHO PDWHULDO Figura 18. Unión con tornillo y tuerca. /DVWXHUFDVVRQSLH]DVGHIRUPDH[WHULRUGLYHUVDHQFX\DSDUWHFHQWUDOOOHYDQXQWDODGURURVFDGR GHQWURGHOFXDOVHLQWUR GXFHXQWRUQLOORFRQLJX DOWLSRGLiPHWUR\SDVR GHURVFD'HHVWDIRUPD SXHGHQ FRQVWLWXLU MXQWR FRQH O FRUUHVSRQGLHQWH WRUQLOOR XQD XQLyQG HVPRQWDEOH GHGRVR PiV SLH]DVHQWUHVt/DVWXHUFDVSXHGHQ DGRSWDUGLIHUHQWHVIRUPDV SULVPi WLFDFLOtQGULFDHWF FDGD XQD GHHOOD V SDUDXQD V DSOLFDFLRQHV GHWHUPLQDGDVHVFR JLHQGR OD PiV DGHFXDGDDQXHVWUDV QHFHVLGDGHV QRREVWDQWHODWXHUFDKH[DJRQDOHVGHXVRJHQHUDO /DVDUDQGHODVVRQSLH]DVJHQHUDOP HQWHGHIRUPDFLOtQGULFDRSULVPiWLFDGRWDGDV FRQXQWDODGUR FHQWUDO 6H XWLOL]DQ FRPR DSR\RGH ODWXHU FD R GHOD FDEH]D GHO WRUQLOOR D VX YH]FXDQGR HO PDWHULDO GHODSLH]DHV PiV EODQGRTXHHOGHODWXHUFDSU RWHJHQ ODSLH]DFRQWUDORVGHWHULRUR V FDXVDGRVSRUORVVXFHVLYRVDSULHWHVGHDTXHOOD
ESPARRAGO TUERCA
ARANDELA
Figura 19. Unión con espárrago.
&XDQGRQRVHSXHGHDWUDYHVDUPiVTXHXQDGHODVSLH]DV QLQJXQDGHODVVROXFLRQHVDQWHULRUHVHVSRVLEOHSRUORTXH VHUHFXUUHDORTXHVHFRQRFHFRPRHVSiUUDJRV figura 19 /RVHVSiUUDJRVVRQWRUQLOORVVLQFD EH]DTXHYDQURVFDGRV HQVXVGRVH[WUHPRVFR QGLIHUHQWHORQJLWXGURVFDGDHQWUH ORV FXDOHV KD\XQDSRUFLyQGH YiVWDJRVLQURVFDU( O H[WUHPR URVFDGR FRUWR SHUPDQHFH DWRUQLOODGR HQ ODSLH]D TXH VHFRQ VLGHUD ILMD PLHQWUDV TXHHQHORWUR H[WUHPRVH DWRUQLOOD OD WXHUFD TXH SURSRUFLRQD ODXQLyQ 6H HPSOHDQ SULQFLSDOPHQWH SDUDDVHJXUDUSLH]DVDFRSOD GDV TXHQR GHEDQGHVSOD]DUVHORQJLWXGLQDOPHQWHQLJLUDUQ RKDELHQGR HVSDFLRVXILFLHQWHSDUDGLVSRQHUODFDEH]DGHXQWRUQLOOR
([LVWHQGLIHUHQWHVWLSRVGHHVSiUUDJRVFDGDXQRGHHOORVS DUDXQDVDSOLFDFLRQHVGHWHUPLQDGDV 8QRVHVWiQURVFDGRVHQWRGDVXORQJLWXGRWURVGLVSRQHQXQDSDUWHGHO YiVWDJRVLQURVFDU3DUD IDFLOLWDU VX PDQLSXODFLyQ FRQ OD D\XGDGHXQD KHUUDPLHQWDSXHGHQ GLVSRQHU HQ XQRGH VXV H[WUHPRV GHXQDUDQXU D RXQ WDODGUR GHVH FFLyQ KH[DJRQDOHPEXWLGR 6H VXHOHQ XWLOL]DUSDU D DVHJXUDUODSRVLFLyQGHSLH]DVGHVSXpVGHOPRQWDMH
3.11. Soldadura (V HOSURFHGLPLHQWRSRUHOFXDOGRVRPiVSL H]DV PHWiOLFDVVHXQHQSRUDSOLFDFLyQGHFDORU SUHVLyQ R XQD FRPELQDFLyQ GH DPERV FRQ R VLQD O DSRUWH GHRWUR PHWDOOODPDGRPHWDO GH DSRUWDFLyQFX\DWHPSHUDWXUDGHIXVLyQHVLQIHULRUDODGHOD VSLH]DVTXHKDQGHVR OGDUVH(VHO SURFHGLPLHQWRPiVHPSOHDGRHQOD DFWXDOLGDGSDUDXQLRQHVILMDV/DPD\RUSDUWHGHSURFHVRVGH VROGDGXUD VHSXHGHQVHSDUDUHQG RV FDWHJRUtDV VROGDGXUD SRUSUHVLyQTXHVH UHDOL]D VLQ OD DSRUWDFLyQ GH RWURPD WHULDO PHGLDQWHODDSOLFDFLyQGHODSUHVLyQVXILFLHQWH\QRUPDOPHQW H D\XGDGD FRQFDORU \VROGDGXUDS RU IXVLyQ UHDOL]DGD PHGLDQWHOD DSOLFDFLyQ GH FDORU DODV VXSHUILFLHVTXHVHIXQGHQHQOD]RQDGHFRQWDFWRFRQRVLQDSRUWDFLyQG HRWURPHWDO(QFXDQWR D ODXWLOL]DFL yQ GHPHWDO GHDSRUWDFLyQVHGLVWLQ JXH HQWUHVROGDGXUDRUGLQDULD\VROGDGXUDDXWyJHQD(VWD ~OWLPD VHUHDOL]DVLQ DxDGLU QLQJ~Q PDWHULDO/D VROGDGXUD RUGLQDULDRGHDOHDFLyQVHOOHYDD FDER DxDGLHQGR XQPHWDOG H DSRUWDFLyQ TXHVHIXQGH\ DGKLHUHDODVSLH]DVEDVHSRUORTXHUHDOPHQWHpVWDV QRSDUWLFLSDQSRUIXVLyQHQODVROGDGXUD6HGLVWLQJXH WDPELpQ HQWUHVROGDGXU D EODQGD\ VROGDGXUD GXUD VHJ~Q VHD OD WHPSHUDWXUDGHIXVLyQGHOPHWDOGH DSRUWDFLyQ HPSOHDGR OD VROGDGXUD EODQGDXWLOL]D PHWDOHV GHDSRUWDFLyQ FX\RSXQW R GHIXVLy Q HV LQIHULRU D ORV & \ODGXU D PHWDOHVFRQ WHPSHUDWXUDVVXSHULRUHV Soldadura blanda &RQVLVWHHQOD XQLyQGHSLH]DV SRU PHGLRGHXQDDOHDFLyQPHWiOLFDTXHI XQGH IiFLOPHQWH HOHVWDxRHOSORPRHWF (VWDVROGDGXUD RIUHFH XQD UHVLVWHQFLD LQIHULRUD OD TXHWLH QHQ ORV Figura 20. Tipos de soldadores eléctricos. PHWDOHV DORVTXHVHOHDSOLFD\QR VRSRUWD WHPSHUDWXUDV VXSHULRUHV D& 6RQODVXQ LRQHV PiV XVDGDV HQI RQWDQHUtD HOHFWULFLGDG \ HOHFWUyQLFD(QODfigura 20VHSXHGHQREVHUYDUWUHVWLSRVGHVROGDGRUHVHOpFWULFRV
Soldadura dura&RQVLVWHHQXQLUSLH]DVPHGLDQWHODIXVLy QGHXQPHW DOTXHWLHQHXQSXQWRGH IXVLyQ PHGLDQDPHQWHH OHYDGR ODWRQHVFREUHRDOHDFLRQH V GHSODWD 6HXWLOL]DSDUDXQLRQHV IXHUWHV \UHVLVWHQWH V 'HVWDFDQ FRPRVROGDGXUDVGXUDV ODVROGDGX UD HOpFWULFD SRUDUFROD VROGDGXUDHOpFWULFDSRUSXQWRV\ODVROGDGXUDR[LDFHWLOpQLFDHQWUHRWUDV *UDFLDV DO GHVDUUROOR GH QXHYDVWpFQLFDVGXUD QWH ODSULPHUDPLWDGGHOVLJOR; ; ODVROGDGXU D VXVWLWX\yDODWRUQLOODGR\DOUHPDFKDGRHQODFRQ VWUXFFLyQGHPXFKDVHVWUXFWXUDVFRPRSXHQWHV HGLILFLRV\EDUFRV(VXQDWpFQLFDI XQGDPHQWDOHQODLQGXVWULDGHOPRWRUHQODDHURHVSDFLDOHQOD IDEULFDFLyQGHPDTXLQDULD\HQODGHFXDOTXLHUSURGXFWRKHFKRFRQPHWDOHV (OWLSRGHVROGDGXUDLGHDOSDUDXQLUGRVSLH]DVGHPHWDOG HSHQGHGHODVSURSLHGDGHVItVLFDV GH ORVPHWDOHVGHODXWLOL]D FLyQDODTX HHVWiGHVWLQDGDODSLH]D\GHODVLQVWDODFLRQ HVGLVSRQLEOHV /RV SURFHVRVGHVROG DGXUD VHFODVLIL FDQ VHJ~Q ODVIX HQWHV GHS UHVLyQ \FDORUXWLOL]DGD V Soldadura ordinaria o de aleación 0pWRGRXWLOL]DGR SDUD XQLU PHWDOHV FRQ DOHDFLRQHV PHWiOLFDV TXH VHIXQG HQ DWHPSHUDWXUDVUHODWLYDPHQWHEDMDV6H VXHOH GLIHUHQFLDU HQWUH VROGDGXUDVGXUDV\EODQGDVVHJ~QHOSXQWRG HIXVLyQ\UH VLVWHQFLDGHODDOHDFLyQXWLOL]DGD/RV PHWDOHV GH DSRUWDFLyQ GHOD V VROGDGXUDV EODQGDV VRQ DOHDFLRQHV GH SORPR\ HVWDxR \H Q RFDVLRQHVSHTXHxDVFDQWLGDGHVGHELVPXWR(QODVVROGDGXUDVGXUDVVHHPSOHDQDOHDFLRQHVGH SODWDFREUH\FLQF VROGDGXUDGHSODWD RGHFREUH\FLQF ODWyQVROGDGXUD 3DUD XQLU GRV SLH]DVGH PHWDO FRQDOHDFLyQSULPHURKD\TXHOLPSLDU VX VXSHUILFLH PHFiQLFDPHQWH \UHFX EULUOD FRQXQDFDSDGHIXQGHQWHSRUORJHQHUDOUHVLQDREyUD[ (VWD OLPSLH]DTXtPLFDD\XGDDTXHODVSLH]DVVHXQD QFRQPiVIXHU]D\DTXHHOLPLQDHOy[LGRGHOR V PHWDOHV $FRQWLQXDFLyQVHFD OLHQWDQ ODV VXSHUILFLHV FRQ XQVROGD GRU RVRSOH WH \FXDQG R DOFDQ]DQODWHPSHUDWXUDGHIXVLyQGHOPHWDOGHDSRUWDFLyQVHDSOLFDp VWHTXHFRUUHOLEUHPHQWH\ VH HQGXUHFHFXDQGR VH HQIUtD( Q HOSUR FHVR OODPDGR GH UHVXGDFLyQVHDS OLFD HOPHWDO GH DSRUWDFLyQDODVSLH]DVSRUVHSDUDGRGHVSXpVVHFRORFDQMXQWDV\VHFDOLHQWDQ(Q ORVSURFHVRV LQGXVWULDOHVVHVXHOHQHPSOHDUKRUQRVSDUDFDOHQWDUODVSLH]DV Soldadura por fusión$JUXSDPXFKRVSURFHGLPLHQWRVGH VROGDGXUDHQORVTXH WLHQHOXJDUXQD IXVLyQ HQWUH ORVPHWDOH V DXQLU FRQ RVLQ ODD SRUWDFLyQ GH XQPHWDOSRUORJHQ HUDO VLQ DSOLFDU SUHVLyQ \DWHPSHUDWXUDVVXSHULRU HV DODVTXHVHWUDEDMDHQODVVROGDGXUDVRUGLQDULDV+D\ PXFKRVSURFHGLPLHQWRVHQWUHORVTXHGHVWDFDQ ODVROGDGXUDSRUJDVODVROGDGXUD SRUDUFR\O D DOXPLQRWpUPLFD2WUDVPiVHVSHFtILFDVVRQODVROGDGXUDSRUKD]GHSDUWtFXODVTXHVHUHDOL]DHQ HOYDFtRPHGLDQWHXQKD]GHHOHFWURQHVRGHLRQHV\ODV ROGDGXUDSRUKD]OXPLQRVRTXHVXHOH HPSOHDUXQUD\ROiVHUFRPRIXHQWHGHHQHUJtD Soldadura por gas/DVROGDGXUD SRUJDVRFRQVRSOHWH XWLOL]DHOFDORUGHODFR PEXVWLyQGHXQ JDVRXQDPH]FODJDVHRVDTXHVHDSOLFDDODVVXSHUILFLHVGHODVSLH]DV\DODYDULOODGHPHWDOGH DSRUWDFLyQ (VWH VLVWHPD WLHQHODY HQWDMD GHVHUSRUWiWLO\DTXHQRQ HFHVLWD FRQHFWDUVH DOD FRUULHQWHHOpFWULFD6HJ~QODPH]FODJDVHRVDXWLOL]DGDVHGLVWLQJXHHQWUHVROGDGXUDR[LDFHWLOpQLFD R[tJHQRDFHWLOHQR \R[KtGULFD R[tJHQRKLGUyJHQR HQWUHRWUDV Soldadura por arco /RVSURFHGLPLHQWRVGHVROGDGXUDS RU DUFRVRQ ORVPiVXWLOL]DGRV VREUH WRGRSDUDVROGDUDFHUR\UHTXLHUHQFRUULHQWHHOpFWULFD(VWDFRUULHQWHVHXWLOL]DSDUDFUHDUXQDUFR HOpFWULFRHQWUHXQRRYDULRVHOHFWURGRVDSOLFDGRVDODSLH]DORTXHJHQHUDHOFDORUVX ILFLHQWHSDUD IXQGLUHOPHWDO\FUHDUODXQLyQ/DVROGDGXUDSRUDUFRWLHQHFLHUWDVYHQWDMDVFRQUHVSHFWRDRWURV PpWRGRV (VPiVUiSLG D GHELGRD OD DOWD FRQFHQWUDFLyQG H FDORU TXH VHJHQHUD \ SRUORWDQ WR SURGXFHPHQRVGLVWRUVLyQHQODX QLyQ(QDOJXQRVFDVRVVHXWLOL]DQHOHFWURGRVIX VLEOHVTXHVRQ ORV PHWDOHVGHDSRUWDFL yQ HQIRUPDGHYDULOOD V UHFXELHUWDV GHIXQGHQ WH RGHVQXG DV HQRWURV FDVRVVH XWLOL]DXQH OHFWURGR UHIUDFWDULR GHYROIUDPLR\HOPHWDOGHDSRU WDFLyQ VH DxDGH DSDUWH /RV SURFHGLPLHQWRV PiVLPSRUWDQW HV GH VROGDGXUD SRUDU FR VRQ FRQ HOHFWURGR UHFXELHUWR FRQ SURWHFFLyQJDVHRVD\FRQIXQGHQWHHQSROYR
Soldadura por arco con electrodo recubierto(QHVWHWLSRGHVROGDGXUDHOHOHFWURGRPHWiOLFR TXH HVFRQGXFWRUGHHOHFWULFLGDG HVWiUHFXELHUWRGHIXQGHQWH\F RQHFWDGR DODIXHQWHGH FRUULHQWH (OPHWDODVROGDUHVWiFR QHFWDGR DO RWUR ERUQHGHODIXHQWH HOpFWULFD$ O WRFDUFRQOD SXQWDGHOHOHFWURGRODS LH]DGHPHWDOVHIRUPDHODUFRHOpFW ULFR(OLQWHQVRFDORUGHODUFRIXQGH ODV GRVSDU WHV DXQ LU \ ODSXQWD GHO HOHFWURGR TXHFRQ VWLWX\H HOPHWDOGHDSR UWDFLyQ (VWH SURFHGLPLHQWRGHVDUUROODGRDSULQFLSLRVGHOVLJOR;;VHXWLOL]DVREUHWRGRSDUDVROGDUDFHUR Soldadura por arco con protección gaseosa (QHVWH SURFHVR OD XQLyQ VH ORJUD SRUHOFDORU JHQHUDGRSRUXQDUFRH OpFWULFRTXHVHJHQHUDHQWUHXQHOHFWURGR\ODV SLH]DVSHURHOHOHFWURGR VH HQFXHQWUD SURWHJLGR SRU XQDFRS D SRUODTX H VHLQ\HFW D XQJDVLQ HUWH FRPRDUJyQKHOLRR &2 &RQ OR DQWHULRUVHJHQHUDXQ DUFR SURWHJLGRFRQWUDODR[LGDFLyQ\DGHPiVSH UIHFWDPHQWH FRQWURODGR ([LVWHQ GRVWLSRVG H VROGDGXUDSR U DUFRSURWH JLGR 7,*\0,*/DVROGDGXUD7,* WXQJVWHLQLQHUWJDV figura 21HVDTXHOODHQODTXHHOHOHFWURGRGHODPiTXLQDHVGHWXQJVWHQR SRUORTXHH OPHWDOGHDSRUWHVHGH EHDxDGLUSRUVHSDUDGR/DVROGDGXUD0,* PHWDOLQHUWJD V figura 22HVODTXHHOHOHFWURGRHVGHXQPHWD OFRQVXPLEOHTXHYDVLHQGRXWLOL]D GRFRPRPHWDO GHDSRUWHSRUORTXHHVWHVLVWHPDHVFRQVLGHUDGRFRPRGHVROGDGXUDFRQWLQXD
Figura 21. Soldadura TIG.
Figura 22. Soldadura MIG.
Soldadura por arco con fundente en polvo(VWHSURFHGLPLHQWRHQYH]GHXWLOL]DUXQJDVRHO UHFXEULPLHQWR IXQGHQWHGHOHOHFWURG R SDUDSURWHJHUODXQLy Q GHODLUHXVDXQEDxRGHPDWHULDO IXQGHQWHHQSROYRGRQGHVHVXPHUJHQODVSLH]D VDVROGDU6HSXHGHQHPSOHDUYDULRVHOHFWURGRV GHDODPEUHGHVQXGR\HOSROYRVREUDQWHVHXWLOL]DGHQXHYRSRUORTXHHVXQSURFH GLPLHQWRPX\ HILFD] Soldadura aluminotérmica (OFDORUQHFHVDULRSDUDHVWHWLSRGHVROGDGXUDVHREWLHQHGHOD UHDFFLyQTXtPLFDGHXQDPH]FODGHy[LGRGHKLHUURFRQSDUWtFXODVGHDOXPLQLRPX\ILQDV(OPHWDO OtTXLGR UHVXOWDQWH FRQVWLWX\H HOPHWD O GHDSRUWDFLyQ6HHPSOHDSDUDVROGDUURWXUDV \ FRUWHVHQ SLH]DV SHVDGDV GHKLHUU R \DFHURHVHOPpWRGRXWLOL]DGR SDUD VROGDU ORV UDtOHVR ULHOHV GHOR V WUHQHV Soldadura por presión $JUXSDW RGRV ORVSURFHVRVGHVROGDGXUDHQORVTXHVH DSOLFD SUHVLyQ VLQ DSRUWDFLyQGHPHWDOHVSDUDUHDOL]DUOD XQLyQ $OJXQRVPpWRGRV FRLQFLGHQFR Q ORVGHIX VLyQ FRPR ODVROGDGXUDFRQ JDVHVSRU SUHVLyQ GRQGH VH FDOLHQWDQ ODVSLH]DVFRQX QD OODPDS HUR GLILHUHQ HQ TXH ODXQLy Q VHKDFH SRU SUHVLyQ \ VLQDxDGLU QLQJ~QPHWDO(OSURFH GLPLHQWR PiV XWLOL]DGRHVHOGHVROGDGXUDSRUUH VLVWHQFLD RWURVVRQODVROGDGXUDSRUIULFFLyQ\ RWURVPpWRGRV PiVUHFLHQWHVFRPRODVROGDGXUDSRUXOWUDVRQLGRV
Soldadura por resistencia 6HUH DOL]D SRU HOFDOHQWDPLH QWR TXHH[SHULPHQWDQORVPHWDOHV GHELGRDVXUHVLVWHQFLDDOIOXMRGHXQDFRUULHQWHHOpFWULFD HIHFWR-RXOH /RVHOHFWURGRVVHDSOLFDQ D ORVH[WUHPRVGHODV SLH]DV VH FRORFDQMXQWDV DSUHVLyQ\ VHKDFH SDVDU SRUHOODV XQD IXHUWH FRUULHQWH HOpFWULFDGXUD QWH XQLQVWD QWH /D]RQDGHXQLyQGHODVGRV SLH]DV FRPR HVODTXH PD\RUUHVLVWHQFLDHOpFWULFDRIUHFHVHFDOLHQWD\ IXQGHORVPHWDOHV(VWH SURFHGLPLHQWRVHXWLOL]D PXFKRHQODLQGXVWULDSDUDODIDEULFDFLyQGHOiPLQDV\DODPEUHVGHPHWDO\VHDGDSWDPX\ELHQD ODDXWRPDWL]DFLyQ Soldadura por fricción. (QHVWHSURFHVROD XQLyQ VH ORJUD SRUHOFDORUTXHVHJHQHUDDOJLUDUXQDGHOD V SLH]DV DXQLUHQFRQWUDGHODRWUD TXH VHHQFXHQWUD ILMD XQDYH]DOFDQ]DGD ODWHPSHUDWXUDDGHFXD GD VH HMHUFH SUHVLyQHQOD V GRV SLH]DV\ FRQH OOR TXHGDQ XQLGDV(QODfigura 23VHSXHGHREVHUYDUXQSURFHVR TXH HPSOHDFDORUJHQHUDGRSRUIULFFLyQSDUDSURGXFLU XQDVROGDGXUD Figura 23. Soldadura por fricción. Soldadura de arco /DVROGDGXUD GHDUFRD SURYHFKD HOLQWHQVRFDORUTXHSURGXFHXQDUFR YROWDLFR (ODUFRVHI RUPD FXDQGRIOX\HXQDFRUULHQWH HQWUHGRVHOHFWURGRVVHSDUDGRV /D FRUULHQWH DWUDYLHVD HODLUHXRWURJDVVLWXDGR HQWUH ORVHOHFWURGRV\SURGXFHOX]\FDORU8QD SDQWDOODSURWHFWRUDSHUPLWHDOVROGDGRUREVHUYDUHOSURFHVRVLQVXIULUGDxRVHQODYLVWD
4. Metrología &XDQGRVHUHDOL]DXQDPHGLGDVHHVWiFRPSDUDQGRXQDPD JQLWXGFRQRWUDTXHSUHYLDPHQWHK D VLGRGHILQLGD&RQODFRPSDUDFLyQHQWUHODPDJQLWXG\ODXQLGDGVHHVWD EOHFHODPHGLGDHVGHFLU HOQ~PHURGHYHFHVTXHDTXHOODFRQWLHQHDpVWD 6HGHILQHODPHWURORJtDFRPRODFLH QFLDTXHWUDWDODPHGLFLyQGHODV GLIHUHQWHVPDJQLWXGHVORV VLVWHPDVGHXQLGDGHV\HVWDEOHFHUHTXLVLWRVHQODIDEULFDFLyQGHORVLQVWUXPHQWRVGHPHGLGD
4.1. Sistema de unidades 0HGLUHVOD RSHUDFLyQSRUODTXHH VWDEOHFHPRVFXiQWDVYHFHVXQDPDJQLWXGHVPD \RURPHQRU TXH RWUDWRPDGDFRPR XQLGDG(QHOWDOOHUPHFiQLFROD XQLGDG GHPHGLGDHPSOHDGDHVHO PLOtPHWUR PP \ORVVXEP~OWLSORVGHpVWHVRQ ODGpFLPDFHQWpVLPD\ PLOpVLPD RPLFUDG H PLOtPHWUR Sistema Internacional Sistema Inglés PP PP SXOJDGD PP GpFLPD PP GpFLPDGHSXOJDGD PP FHQWpVLPD PP FHQWpVLPDGHSXOJDGD PP PLOpVLPD PP PLOpVLPDGHSXOJDGD PP Tabla II. Submúltiplos del milímetro y la pulgada. (Q HOVLVWHPDLQJOpVVHHPSOHDF RPR XQLGDG GH PHGLGD ODSXOJDGD VHH[SUHV D FRQ³ T XH HTXLYDOH D PP \ ORVVXEP~OWLSORVGHOD SXOJDGDH[SUHVDGRVHQIUDFFLyQ GHFLPDOVRQ GpFLPDFHQWpVLPD\PLOpVLPDGHSXOJDGD WDEOD,,
$ FRQWLQXDFLyQ VH IDFLOLWD XQDW DEOD tabla III GHP~OWLSORV\VXEP~OWLSORVGHO6LVWH ,QWHUQDFLRQDOFRQHOILQGHIDFLOLWDUDODOXPQRHOFDPELRGHXQLGDGHV
MÚLTIPLOS
PD
SUBMÚLTIPLOS
Prefijo
Símbolo
Factor
Prefijo
Símbolo
Factor
'HFD +HFWR .LOR 0HJD *LJD 7HUD 3HWD ([D =HWWD
'D + . 0 * 7 3 ( = <
'HFL &HQWL 0LOL 0LFUR 1DQR 3LFR )HPWR $WWR =HSWR
G F P P Q S I D ] \
Tabla III. Múltiplos y submúltiplos en el Sistema Internacional.
4.2. Tipos de errores (OREMHWLYRIXQGDPHQWDOGHODPHWURORJtDHVODREWHQFLyQGHPHGLGDVORPiVH[DFWDVSRVLEOHV6LQ HPEDUJR H[LVWHQIDFWRUHVTXH SURYRFDQH UURUHV HLQH[DFWLWX GHV HQOD V PHGLFLRQHV 'LVWLQJXLUHPRVGRVWLSRVGHHUURUHV DEVROXWRV\UHODWLYRV (UURU DEVROXWR ( D VH GHILQH FRPRODGLIHUHQFLDHQWUHHO YDORU REWHQLGRHQOD PHGLGD ;L \ HO YDORUUHDORFRQYHQFLRQDOGHODPDJQLWXG ; HQYDORUDEVROXWR (D ;L±; (UURU UHODWLYR ( U HVHOFRFLHQWH HQWUHHOHUURUDEVROXWR (D \HO YDORU FRQYHQFLRQDO GH OD PDJQLWXG ; (D (U ——— ; Ejemplo 1 Se conectan en derivación dos voltímetros, Vp (patrón) y Vx (prueba), a una red y se lee en ellos 220 y 235 V respectivamente. Calcular el error absoluto de la medición Solución Ea = Xi – X0 = 235 – 220 = 15 V El error absoluto de la medición será de 15 V
Ejemplo 2 Se efectúan 10 mediciones de una longitud y se obtienen los siguientes resultados:
2,325 2,320
2,321 2,326
2,326 2,321
2,323 2,323
2,322 2,322
Calcular el error absoluto y el relativo. Solución 2,325 + 2,320 + 2,321 + 2,326 + 2,326 + 2,321 + 2,323 + 2,323 + 2,322 + 2,322 X = ———————————————————————————————————— = 2,3229 10 Ea = Xi – X0 = 2,325 – 2,3229 = - 0,0021 Ea 0,0021 Er = —— = ——— = 0,00090404 X0 2,3229 Y así, con cada una de las 10 mediciones, hasta obtener la tabla siguiente: Mediciones 2,325 2,320 2,321 2,326 2,326 2,321 2,323 2,323 2,322 2,322
Ea 0,0021 0,0029 0,0019 0,0031 0,0031 0,0019 0,0001 0,0001 0,0009 0,0009
Er 0,00090404 0,00012484 0,00081794 0,00133453 0,00133453 0,00081794 0,00004305 0,00004305 0,00038744 0,00038744
La máxima diferencia aparece con 2,326 cuyo error absoluto es Ea=0,0031, por lo que el resultado final debe expresarse como: m = 2,323 r 0,003
4.3. Instrumentos de medida 6RQDTXHOORVLQVWUXPHQWRVFDSDFHV GHREWHQHUODPHGLGDV REUHXQDHVFDODJUDGXDGD/RVPi V FRPXQHVVRQODVUHJODVJUDGXDGDVHOSLHGHUH\\HOWUDQVSRUWDGRUXQLYHUVDO 5HJODV JUDGXDGDV6RQLQVWUXPHQWRVGHPHGLGDGHIRUPDUHFWDQJXODUELVHODGD V RQR\FX\D HVFDODJUDGXDGDSXHGHHVWDUJUDEDGDHQXQRRHQORVGRVERUGHVGHODPLVPD(VW iQIDEULFDGDV GH PDWHULDOHVUtJLGR V R IOH[LEOHV UHVLVWHQWHV DO GHVJDVWH \ GHEDMDG LODWDFLyQ WpUPLFD 3XHGHQ WHQHUORQJLWXGHVGHKDVWDPP\GHEHQSUHVHQWDUHUURUHVLQIHULRUHVDrPPSRUPHWUR 3LH GHUH\(VHOLQ VWUXPHQWR GHPHGLGDGLUHFWDPiVXWLOL]DGRHQH O WDOOHUQR VyOR SRUVX SUHFLVLyQ VLQRWDPELp Q SRUVX FDSDFLGDG SDUD GDU PHGLGDV H[WHULRUHVLQW HULRUHV \ GH SURIXQGLGDG (VWiIRUPD GR SRUXQDUHJODJUDGXDGDGRQGHXQRGHVXV H[WUHPRV WLHQH IRUPDGH SDWD SDWDILMD \VREUHODPLVPDYDPRQWDGDHOFXUVRURSDWDPyYLOFRQJUDGXDFLyQLQGHSHQGLHQWH QRQLXV YHU figura 24
Figura 24. Pie de rey.
/D PHGLFLyQGHH[WHULRUHVLQWHULRUH V RSURIXQGLGDGHVVHUH DOL]D VLWXDQGR ODSLH]D D PHGLUWDO \ FRPRVHLQGLFDHQODfigura 25
Figura 25. Diferentes medidas que pueden realizarse con el pie de rey.
7UDQVSRUWDGRUXQLYHUVDO3DUDODPH GLFLyQGHiQJXORVHVWiIRUPDGRSRUXQFXHUSR SULQFLSDOFRQ IRUPD GHHVFXDGUDXQLG R DXQOLPE R FLUFXOR JUDGXDGR \GLYLGLGRHQ FXDGUDQWHV\/D PHGLFLyQGHOiQJXORVHUHDOL]DGHIRUPDTXHHOODGRGHODUHJOD\HOGHODHVFXDGUDFR LQFLGDQFRQ ORV ODGRV TXH GHILQHQ HO iQJXOR /DV OHFWXUDV VHWRPDQ GLUHFWDPHQWHFRQSUHFLVLRQHVGH PLQXWRVHQORVVLVWHPDVPDQXDOHV
5. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
/DSODWDHVPHMRUFRQGXFWRUTXHHOFREUHSHURQRVHXWLOL]DSRUVXHOHYDGRSUHFLR /RVWRUQLOORVSDUDOHORVFRQVWDQGHXQDPDQGtEXODILMD\GHRWUDPyYLO /DWHUUDMDHVXQDKHUUDPLHQWDGHDFHURTXHVLUYHSDUDURVFDUWXHUFDV ([LVWHQGRVWLSRVIXQGDPHQWDOHVGHURVFDVODPpWULFD\ODZKLWZRUWK (OUHPDFKDGRHVXQDWpFQLFDGHVROGDGXUDEODQGD /RVHVSiUUDJRVVRQWRUQLOORVFRQFDEH]DTXHYDQURVFDGRVHQVXVGRVH[WUHPRV /DVROGDGXUDGXUDHVODPiVXWLOL]DGDHQIRQWDQHUtDHOHFWULFLGDG\HOHFWUyQLFD /DPHWURORJtDHVODFLHQFLDTXHHVWXGLDODPHGLFLyQGHODVGLIHUHQWHVPDJQLWXGHV 3LHGHUH\HVHOLQVWUXPHQWRGHPHGLGDPDVXWLOL]DGRSDUDPHGLUiQJXORV (OHUURUDEVROXWRHVODGLIHUHQFLDHQWUHHOYDORUREWHQLGRHQODPHGLGD\HOYDORUUHDO RFRQYHQFLRQDOGHODPDJQLWXGHQYDORUDEVROXWR
9 9 9 9 9 9 9 9 9
) ) ) ) ) ) ) ) )
9 )
6. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 Se conectan en serie dos amperímetros, Ap (patrón) y Ax (prueba), señalando 7 y 6 amperios respectivamente. Calcular: el error absoluto de la medición
Ejercicio 2 La medida nominal de un eje según planos es de IN=55,4 mm. Se realizan 5 mediciones con pie de rey y se obtienen los siguientes valores: 55,3
55,5
55,3
55,5
55,2
Calcular: el error absoluto y el relativo
Ejercicio 3 Se efectúan 10 mediciones de una intensidad y se obtienen los siguientes resultados: 5,32 5,33
5,33 5,34
Calcular: el error absoluto y el relativo.
5,35 5,31
5,32 2,31
5,34 5,33
Ejercicio 4 Se conectan en derivación o paralelo dos voltímetros, Vp (patrón) y Vx (prueba), a una red y se lee en ellos 380 y 370 V respectivamente. Calcular: el error absoluto de la medición.
7HPD &XDGURVHOpFWULFRV
Índice
Objetivos Ź&RQRFHUORVGLIHUHQWHVWLSRVGHFXDGURV\DUPDULRVHOpFWULFRV Ź,GHQWLILFDUODHOHFFLyQGHXQFXDGURVHJ~QHOJUDGRGHSURWHFFLyQGHODLQVWDODFLyQ Ź'LIHUHQFLDUORVPDWHULDOHVHPSOHDGRVHQODIDEULFDFLyQGHFXDGURV Ź5HDOL]DUODVFRPSUREDFLRQHVGHYHULILFDFLyQ\GHPDQWHQLPLHQWR
Contenidos 1. Introducción
2. Cuadros eléctricos 2.1. Tipos de cuadros 2.1.1. Envolvente 2.1.2. Material 2.1.3. Aplicación 3. Elementos auxiliares 3.1. Elementos auxiliares de montaje 3.1.1. Placas de montaje 3.1.2. Carriles para soporte de dispositivos 3.2. Elementos auxiliares de conexión 3.2.1. Canaletas perforadas 3.2.2. Terminales y bornes de conexión 4. Normativa 5. Elección del cuadro eléctrico 5.1. Aspecto ambiental 5.2. Aspecto eléctrico 5.3. Aspecto mecánico 6. Comprobación de un cuadro eléctrico 7. Puesta en marcha y mantenimiento 7.1. Puesta en marcha 7.2. Mantenimiento 8. Gestión térmica 9. Cuestionario
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción
8QRGHORVFRPSRQHQWHVPiVLPSRUWDQWHVGHWRGDLQVWDODFLyQHOpFWULFDHVHOFXDGURHOpFWULFR (OFXDGURHOpFWULFRHQWHQGLGRFRPRWDOVHGHILQHHQXQFRQMXQWRVHJ~QODQRUPD81((1 FRPR ³FRPELQDFLyQ GH XQR R PiV DSDUDWRV GHFRQ H[LyQ EDMR WHQVLyQ FRQ ORV PDWHULDOHV DVRFLDGRVGHPDQGRPHGLGDVHxDOL]DFLyQSURWHFFLyQUHJXODFLyQHWFFRPSOHWDPHQWHPRQWDGRV EDMRODUHVSRQVDELOLGDGGHOFRQVWUXFWRUFRQWRGDVVXVFRQH[LRQHVLQWHUQDVPHFiQLFDV\HOpFWULFDV \VXVHOHPHQWRVHVWUXFWXUDOHV´
2. Cuadros eléctricos 8Q FXDGURHOpFWULFRHVXQDUPDUL R SURWHFWRUGRQGHVHFRORFD\VHILMDWRGR HODSDUHOODMH SHUWHQHFLHQWH DXQ FLUFXLWR HOpFWULFR3UiFWLFD PHQWH XQFXDGURHOpFWU LFR HVWRGD ODHQYROYHQWH TXHFXEUHFXDOTXLHUWLSR\WDPDxRGHLQVWDODFLyQHOpFWULFDSURWHJLHQGRWRGRVVXVHOHPHQWRVGHOD DFFLyQ GHOWLHPSR \ GH ORV DJHQWHVDWPRVIpULFRV(QUHVXPHQHVHO FRQMXQWR TXH FRPSUHQGH WRGRVORVDSDUDWRV\DFFHVRULRVQHFHVDULRVSDUDODFRQH[LyQ\FRQWUROGHORVFLUFXLWRVHOpFWULFRV (O WDPDxR\ODIRUPDGHXQFXDG UR HOpFWULFR SXHGHQYDULDUQRWDEOH PHQWH GHSHQGLHQGRGHO Q~PHURGHDSDUDWRVTXHGHEDOOHYDUGHODGLVWULEXFLyQGHVXVHOHPHQWRVGHOWLSRGHORFDOGRQGH VHXELFDUiHOSURSLRFXDGURHWF
2.1. Tipos de cuadros /RV GLIHUHQWHV FXDGURV TXH H[LVWHQ HQ HOPHUFDGRFXEUHQWRGDVODVQHFHVLGDGH V TXHSXHGHQ SUHVHQWDUVHSDUDODSURWHFFLyQGHORVHTXLSRV\WDPELpQFXPSOHQODVQRUPDVHVWDEOHFLGDVSDUDHO WLSR GHFLU FXQVWDQFLDV DOTXHVHGHVWLQDQ $FRQWLQX DFLyQ VHU HDOL]DUi XQD FODVLILFDFLyQ GHSHQGLHQGRGHVXHQYROYHQWHHOPDWHULDO\ODDSOLFDFLyQDXWLOL]DU
2.1.1. Envolvente 6HJ~QODHQYROYHQWHXWLOL]DGDHQODH ODERUDFLyQGHOFXDGURpVWRVVHSXHGHQGLYLGLUHQ DUPDULRV SXSLWUHV\FDMDV figura 1 Armario
Pupitre
Cajas
Figura 1. Clasificación según la envolvente.
7DPELpQ H[LVWHQHTXLS RV TXHVH PRQWDQVLQFDMDSURW HFWRUD figura 2 HVG HFLU FXDGURV HOpFWULFRVLQVWDODGRVDODLUHHQORVTXHQRVHLPSLGHHOFR QWDFWRFRQORVHOHPHQWRVFXDQGRpVWRV VHHQFXHQWUDQEDMRWHQVLyQ 'HEHQGHHVWDUXELFDGR VHQOXJDUHVGHDFFHVRSHUPLWLGR~QLFDPHQWHDOSHUVRQDOH QFDUJDGRGH VXUHYLVLyQ\PDQWHQLPLHQWRFRQORTXHVHHYLWDHOULHVJRGHFRQWDFWRVDFFLGHQWDOHV(QHVWHWLSR GH FXDGURVH[LVWHOD SRVLELOLGDG GH DFXPXODFLyQGH VXFLHGDG SROYR DJXD\FXDOTXLHU RWUR HOHPHQWRTXHSXGLHUDH VWURSHDUORVSRUORTXHG HEHQLQVWDODUVHHQOXJDUHV\EDMRFLU FXQVWDQFLDV HQODVTXHSXHGDQHYLWDUVHWRGRVORVHIHFWRVDQWHULRUPHQWHFLWDGRV
Figura 2. Cuadro eléctrico sin caja protectora.
2.1.2. Material $WHQGLHQGR DOPDWHULDOHPSOHDGRHQODIDEULFD FLyQ GHORV FXDGURV HOpFWULFRV pVWRV VHSXHGHQ GLYLGLUHQWUHV PHWiOLFRVWHUPRSOiVWLFRV\GHSROLpVWHU Metálicos 1RUPDOPHQWH HVWiQIDEULFDGRVH Q FKDSDGHDFHURFRQHOHPHQW RV TXHUHIXHU]DQVX HVWDQTXHLGDGHQIXQFLyQGHODVQHFHVLGDGHVTXHDFWXDOPHQWHH[LJHODLQGXVWULD\WD PELpQHVWiQ SHQVDGRV SDUD UHVROYHUDTXHOORVPRQWDMHV TXH UHTXLHUDQ ODLQVWD ODFLyQ GH DSDUHOODMH \ GLVSRVLWLYRVSHVDGRV ([LVWHQGRVWtSLFRVPRGHORVELHQGLIHUHQFLDGRV GHSHQGLHQGRGHVLVXLQVWDODFLyQ HVPXUDO ORV TXHVHVXMHWDQDODSDUHG WDPELpQOODPDGRVFRIUHV\ORVTXHVHLQVWDODQVREUHHOVXHORTXHVRQ GHPD\RUWDPDxR\PiVSHVDGRVTXHORVDQWHULRUHV /RV FXDGURV GHLQVW DODFLyQ PXUDO figura 3 VHVXMHWDQD ODSDUHG PHGLDQWH HVSiUUDJRVORV DUPDULRVTXHVHLQVWDODQVREUHHOVXHOR figura 4 SXHGHQOOHJDUDWHQHUGLPHQVLRQHVWDQJUDQGHV TXH SHUPLWDQHODFFH VR DVXLQ WHULRU GHOS HUVRQDO TXH UHDOL]DOD LQVWDODFLyQ GH WRGRVOR V HOHPHQWRV ODUHYLVLyQ\YHULILFDFLyQ GHWRGRVORVDSDUDWRVTXHORFRQVWLWX\HQDVtFRPRGHODV WDUHDVGHUHSDUDFLyQ\PDQWHQLPLHQWRTXHGHEDQUHDOL]DUVH 6H XWLOL]DQJHQHUDOPHQWHHQLQVWDOD FLRQHV LQGXVWULDOHV \VXHOHQOOHYDUXQDSXHUWDDYHFHVFRQ FHUUDGXUD SDUDLPSHGLUHODFFHVR DWRGDSHUVRQDDMH QD DODVODERUHVGHLQVWDODFLyQ R PDQWHQLPLHQWRGHORVD UPDULRVHOpFWULFRV(VWRVSXHGHQYHQLU\DHQVDPEODGRVSRUHOIDEULFDQ WH DXQTXHHOWpFQLFRHOHFWULFLVWDQRWHQGUiQLQJ~QSUREOHPDHQUHDOL]DUHOPRQWDMHPHFiQLFRVLpVWH IXHUDQHFHVDULR
Figura 3. Cuadro metálico mural o cofre.
Figura 4. Armario metálico de instalación sobre suelo.
2WURWLSRGHDUPDULRVPHWiOLFRV TXHWDPELpQVHLQVWDODQVREUHHOVXHORVRQORVOODPDGRVSXSLWUHV GHPDQGRTXHVHSXHGHQREVHUYDUHQODfigura 5
Figura 5. Diferentes tipos de pupitres de mando.
(Q WRGRVORVPRGHORVGHDUPDULRVPHWiOLFR V HVREOLJD WRULD ODSUR WHFFLyQ GH ORV RSHUDULRV PHGLDQWH ORTXHVHFRQRFHFRPR continuidad de las masas (VGHFLUODFRQ H[LyQ R PHMRU VHUtDGHFLULQWHUFRQH[LyQGHWRGRVORVHOHPHQWRVPHWiOLFRVDWLHUUD figura 6 'H HVWDPDQHUDVH FRQVLJXH XQD FRQH[LyQHTXLSRWHQFLDO HV GHFLUWRG RV ORV HOHPHQWRV GH OD LQVWDODFLyQHVWiQDOPLVPRSRWHQFLDORWHQVLyQFRQUHVSHFWRDPDVDRWLH UUD/DHTXLSRWHQFLDOLGDG FRQVWLWX\HXQPHGLRPX\LPSRUWDQWHSDUDUHGXFLUHOULHVJRGHLQFHQGLRGHH[SORVLyQ\ORVULHVJRV GHPXHUWHSRUHOFKRTXHHOpFWULFRSURGXFLGRHQHOHVSDFLRDSURWHJHU
Figura 6. Diferentes tipos de protección de continuidad de masas.
([LVWHQ GLIHUHQWHVWLSRVGHDUPDULRVPHWiOLFRV GHSHQGLHQGR GHODH VWDQTXHLGDG TXH SUHVHQWHQ ORV PLVPRV/RVKD\ cerrados TXH HVWiQIDEULFDGRVHQFKDSDGHDFHUR\UHFXELHUWRVGHXQD FKDSDSURWHFWRUDDQWLR[LGDQWH\GH SLQWXUDRHVPDOWHGHVHFDGRDOKRUQR ORVKD\ estancosTXH DGHPiV GHWRGRORDQWHULRULPSLGHQSRUFRPSOHWRODHQW UDGD GHSROYR\GHDJ XD HQQLQJ~Q VHQWLGR\ORVKD\ blindadosTXHVXFRQVWUXFFLyQVHUHDOL]DHQIXQGLFLyQ\HVWiQ SURWHJLGRVFRQ SLQWXUD HVWRV~OWLPRVVHXWLOL]DQFX DQGRKDQGHLQVWDODUVHHQDPELHQWHVR[LGDQWHVRiFLGRV \D TXHHVWiQIDEULFDGRVFRQPDWHULDOHVDORVTXHVHOHVDSOLFDXQWUDWDPLHQWRDQWLFRUURVLYRFDSD]GH VRSRUWDUODDFFLyQGHHVDVDWPyVIHUDV 3RU ~OWLPRFLWDUORVDU PDULRV RFXDGURV antideflagrantes TXHSURWHJHQFRQWUD OD H[SORVLyQ FRQWUDODSUHVLyQ\FRQWUDJDVHVFX\DWHPSHUDWXUDGHLQIODPDFLyQVHDVXSHULRUD& Termoplásticos (O iPELWR GHDSOLFDFLyQGH ORVFXDGURV WHUPRSOiVWLFRV figura 7 FXEUHGH VGH ODVLPSOH GHULYDFLyQ GH FDEOHVKDVWDOD SURWHFFLyQ GH FRPSRQHQWHVHOHFWUyQLFRV([LVWHQHQHOPHUFDGR XQD JUDQFDQWLGDGGH PRGHORV FRQ GLPHQVLRQHV SHUIHFWDPHQWH HVWXGLDGDV \GLIHUHQWHVYHUVLRQH V FRQ WDSDVRSXHUWDVWUDQVSDUHQWHV IRQGRVFRQ\ VLQ VHPLWURTXHODGRV SDUD HOSD VR GHFDE OHV GLVSRVLWLYRVSDUDODILMDFLyQGHPDWHULDOHWF Figura 7. Diferentes tipos de cajas termoplásticas. Poliéster $OLJXDOTXHORVPHWiOLFRVVXHOHQVHUHVWDQFRVHQPD\RURPHQRUSURSRUFLyQ\HVWiQIDEULFDGRV FRQ PDWHULDOHVSOi VWLFRV FRPRHV HO SROLpVWHU HLQFOXVR DOJXQRV GH HOORV YDQUH IRU]DGRV FRQ ILEUDV TXHORVKDFHQPiVUHVLVWHQW HV figura 8 6RQORVFXDGURVPiVLQGLFDGRV SDUD WLSRVGH DPELHQWHV PX\FRQFUH WRV SHURVREUHWRGRFXDQGRHQODDWPyVIHUDKD\SUHVHQWHVJDVH V KXPHGDGHV XRWURVHOHPHQWRVTXHSRGUtDQHVWURSHDUOR V GLVSRVLWLYRVGHODLQ VWDODFLyQ /D FRORFDFLyQYLHQHDVHUVLPLODUDODGHORVFXDGURVPHWiOLFRV
Figura 8. Diferentes tipos de armarios aislantes de poliéster.
2.1.3. Aplicación 'HSHQGLHQGR GHVXDSOLFDFLyQ\GHVXXWLOL]D FLyQ ORVFXDG URV H[LVWHQWHVHQHOPHUFDGRHVW iQ SHQVDGRVSDUDUHVROYHUODVVLJXLHQWHVIXQFLRQHV - 'LVWULEXFLyQHOpFWULFD - 3URWHFFLyQ\PHGLGD - $OXPEUDGRSXEOLFR - &DMDJHQHUDOGHSURWHFFLyQ - $UPDULRVSDUDFRQWDGRUHVGHDJXD - $UPDULRVSDUDFRQWDGRUHVGHJDV - $XWRPDWLVPRV - &HQWUDOL]DFLyQGHFRQWDGRUHV - (OHFWUyQLFDYR]\GDWRV - &RQWURO\PDQGR - $FFHVRULRVSDUDLQVWDODFLyQ - &OLPDWL]DFLyQ - 7HOHFRPXQLFDFLRQHV
/yJLFDPHQWH GHWRGRVHVWRV FXDGURV GLVSRQLEOHV HQ HO PHUFDGR ORVTXHDFDS DUDQ QXHVWUD DWHQFLyQHQHVWHOLEURVRQORVPHUDPHQWHHOpFWULFRVFRPRVRQSRUHMHPSORORVGHODfigura 9
Distribución
Protección y medida
Automatismos
Figura 9. Diferentes tipos de cuadros eléctricos según su aplicación.
3. Elementos auxiliares 8QFXDGURHOpFWULFRQRVyORORFRPSRQHODHQYROYHQWHVLQRTXHHVXQFRQMXQWRIRUPDGRSRUWRGRV ORVHOHPHQWRV\GLVSRVLWLYRVTXHORFRQVWLWX\HQ F RQWDFWRUHVUHOpVWHPSRUL]DGRUHVHWF \FX\R IXQFLRQDPLHQWRHVWiFODUDPHQWHLQGLFDGRHQHOHVTXHPDGHODLQVWDODFLyQ $QWHVGHPRQWDUHOHTXLSRVHGHEHUiHOHJLUFDGDXQRGHORVFRPSRQHQWHVTXHORFRQVWLWXLUi QOR TXHLPSOLFDODXWLOL]DFLyQ GHXQRVHO HPHQWRVGHQRPLQDGRVauxiliaresTXHORVFODVLILFDUHPRVHQ GRVWLSRV HOHPHQWRVauxiliares de montaje\HOHPHQWRVauxiliares de conexión
3.1. Elementos auxiliares de montaje 6RQ ORVHQ FDUJDGRV GH IDFLOLWDUHOPRQWDMHPH FiQLFR \H O SRVWHULRU FDEOHDGR HOpFWULFRGH XQ DXWRPDWLVPRHQHOLQWHULRUGHXQFXDGURRDUPD ULRHOpFWULFR'HVWDFDPRVODVplacas de montaje \ORVcarriles para soporte de dispositivos
3.1.1. Placas de montaje ([LVWHQHQHOPHUFDGRXQDJDPDDPSOLDGHSOD FDVTXHSXHGHQLQFRUSRUDUVHGLUHFWDPHQWHDODV ILMDFLRQHVGHODUPDULRRFXDGURHOpFWULFRODVPDVFRPXQHVVRQ YHU figuras 10 y 11 - 3ODFDVmetálicasIDEULFDGDVHQDFHUR - 3ODFDVaislantesHQEDTXHOLWD - 3ODFDVperforadasIDEULFDGDVHQFKDSDGHDFHURJDOYDQL]DGD\SURYLVWDGHWDODGURV - 3ODFDVuniversalesSDUDODILMDFLyQUiSLGDGHODSDUHOODMH
Figura 10. Diseños de placas de montaje del tipo metálica y aislante.
Figura 11. Diseños de placas de montaje del tipo perforada y universal.
3.1.2. Carriles para soporte de dispositivos 6RQHOHPHQWRVDX[LOLDUHVGHOFXDGURHOpFWULFRTXHVXMHWRVPHGLDQWHWRUQLOORVDO SDQHOREDVWLGRU GHO FXDGURVH XWLOL]DQS DUD HOVRSRUWH \ILMDFLyQ GHDSDUHOOD MH HQFXDGURV \DUPDULRVHOpFWU LFRV /RV HOHPHQWRV SRVHHQ XQ ]yFDOR GH ODPLVPD PHGLGD TXHHO FDUULO \HMHUFLHQGR XQD SHTXHxD SUHVLyQ GHOHOHPHQWR VREUH HO FDUULO pVWH VH HQJDQFKD SRU PHGLRGHXQDSHVWDxDTXHVH GHVSOD]DSRUODDFFLyQTXHUHDOL]DXQSHTXHxRPXHOOHDORMDGRHQODEDVHGHOGLVSRVLWLYR ([LVWHQGLIHUHQWHVPRGHORVGH FDUULOHVGHSHQGLHQGRGHODVQHFHVLGDGH VYHU figuras 12, 13, 14, 15 y 16 'HWRGRVHOORVHOPiVXWLOL]DGRHQODSUiFWLFDHVHOWLSR',1 figura 13
Figura 12. Carriles simétricos.
Figura 13. Carriles DIN.
Figura 15. Carril en U.
Figura 14. Carriles asimétricos.
Figura 16. Carril en L.
3.2. Elementos auxiliares de conexión 6RQORVHQFDUJDGRVGH IDFLOLWDUHOPRQWDMHRFDE OHDGRHOpFWULFRGHXQDX WRPDWLVPRHQHOLQWHULRU GHXQFXDGURHOpFWULFR6XIXQFLyQFRQVLVWHHQFDQDOL]DUWRGRVORVFDEOHVTXHVHFRQHFWHQDORV GLVSRVLWLYRV'HVWDFDPRVODVcanaletas perforadas\ORVterminales\bornes de conexión
3.2.1. Canaletas perforadas
Figura 17. Canaleta perforada.
6H XWLOL]DQSDUDUHDOL]D U HOFDEOHDGRGHODLQVWDODFLyQGHORV HTXLSRV WDQWR HQIRUPDYHUWLFDOFRPRHQKRUL]RQWDO(Q HO LQWHULRU GHHVWDVFDQ DOHWDV figura 17 VHLQWURGXFHQ ORV GLVWLQWRV FRQGXFWRUHV TXH IRUPDQODLQVWDODFLy Q 'HVSXpVGH UHDOL]DU HOFRQH[LRQDGRGHORVHTXLSRVODFDQ DOHWD VHWDSD RFXOWDQGRORVFDEOHV([LVWHQGLIHUHQWHVWDPDxRVGHFDQDOHWDV GHSHQGLHQGRGHODFDQWLGDGGHORVFRQGXFWRUHV DDORMDU\GHO D VHFFLyQ GH pVWRV(VWHVLVWHP D IDFLOLWD OD WDUHDGH PDQWHQLPLHQWR\DTXHHORSHUDULRVyORWLHQHTX HUHWLUDUODWDSD GHODFDQDOHWDSDUDUHYLVDUODLQVWDODFLyQ
3.2.2. Terminales y bornes de conexión /RVterminalesRSXQWHUDV figura 18 VRQXQRVHOHPHQWRVGHFRQH[LyQTXHVHFR ORFDQDOILQDO GHOFDEOH&RQVLVWHQHQXQDVSLH]DVPHWiOLFDVFRQ GLIHUHQWHVIRUPDVHQXQH[WUHPR SRUHORWUR
H[WUHPROOHYDQXQRULILFLRTXHHVSR UGRQGHVHLQWURGXFHHO FDEOHRFRQGXFWRUTXHVHVXMHWDDO WHUPLQDOPHGLDQWHSUHVLyQRVROGDGXUD &RPRVXQRPEUHLQGLFDORV bornes de conexiónRUHJOHWDVGHFRQH[LyQ figura 19 VLUYHQSDUD FRQHFWDUORVFRQGXFWRUHVGHOFXDGURDORVGLVSR VLWLYRVLQVWDODGRVHQHO PLVPR6HPRQWDQVREUH FDUULOHVPHWiOLFRV\OOHYDQGRVWRUQLOORVGHFRQH[LyQSDUDLQVHUWDUHOFDEOH
Figura 18. Terminales o punteras.
Figura 19. Bornes o regletas de conexión.
4. Normativa /D QRUPDWLYDH[LVWHQWHHQ(VSDxDSDUDORVFX DGURV HOpFWULFRV GHEDMDWHQVLyQH V OD81((1 ³&RQMXQWRVGH DSDUDPHQWDGHEDMD WHQVLyQ´ 3DUWH 5HTXLVLWRV SDUDORVFRQMXQWRV GH VHULH &6 \ORVFRQMXQWRVGHULYDGRVGHVHULH &'6 ´ /RVOODPDGRV³FRQMXQWRV&6\&'6´SXHGHQHQWHQGHUVHFRPRVLJXH &6 FRQMXQWRGHDSDUDPHQWDGHEDMDWHQVLyQFRQVWUXLGRFRQIRUPHDXQWLSRHQ VD\DGRVHJ~QOD QRUPD &'6 FRQMXQWRGHDSD UDPHQWDGHEDMDWHQVLy QTXHGHULYDGHXQ&6FRPSOHWDPHQ WHHQVD\DGR DXQTXH FRQ SDUWHVPRGLILFDGDVGH ORVHQ VD\RV WLSR SRU H[WUDSRODFLyQ SRUFiOFXOR DXQTXH GHEHQFXPSOLUORVHQVD\RVFRUUHVSRQGLHQWHV 'LVSRQHUSRUWDQWRGH FRQMXQWRVSUREDGRVVHJ~QODQRUPDLPSOLFDSRGHUWUDEDMDUFRQXQDEDVH VHJXUDSDUDHOSRVWHULRUGHVDUUROORGHQXHYDVVROXFLRQHV 'H KHFKRORVDUPDULRVTXHVHXWLOL]DQHQODU HDOLGDG WDQWR HQGLVWULE XFLRQHV JHQHUDOHV FRPR VHFXQGDULDVUHVSRQGHQDOWLSR&'6 (VWRVLJQLILFDTXHHOFR QVWUXFWRUGHOFXDGURDGTXLULHQGROR VGLVWLQWRVFRPSRQHQWHV HQYROYHQWH MXHJRV GH HTXLSDPLHQWR LQWHUUXSWRUHV GHSRWHQFLD GH FRUWH HQFDUJDR MXHJRVGH HPEDUUDGRV SXHGH HIHFWXDU ~QLFDPHQWHODVSU XHEDV WLSR PiV VLPSOHVSXGLHQGR UHDOL]DUD TXpOODV PiV FUtWLFDVGHFRUWRFLUFXLWR\GHVREUHWHPSHUDWXUDGHPRGRLQGLUHFWRSRUH[WUDSRODFLyQRFiOFXOR
5. Elección del cuadro eléctrico (O FXDGURHOpFWULFRHVXQFRPSR QHQWH EiVLFRHQHOFRQMXQWRGHODLQVWDODFLy Q HOpFWULFD /D HOHFFLyQGHVXVFDUDFWHUtVWLFDVUHTXLHUHXQDQiOLVLVPX\GHW DOODGRGHODVFRQGLFLRQHVGHVHUYLFLR
\ GHODILDELOLGDGTXHG HEH DVHJXUDUVH 3DUDHOORGHEHQ WHQHUVHHQ FXHQWDODVLPSRUWDQWHV VROLFLWDFLRQHVPHFiQLFDV\HOpFWULFDVTXHWLHQHQOXJDUHQXQHVSDFLRWDQOLPLWDGR /RV GLYHUVRVDVSHFWRV TXH GHEHQFRQVLGHUDUVH\TXHFR QGLFLRQDQ GH PRGRGHW HUPLQDQWH OD GHILQLFLyQJHRPpWULFDGHOFXDGURVRQGLYHUVRV DPELHQWDOHVHOpFWULFRVWpUPLFRV\PHFiQLFRV
5.1. Aspecto ambiental /D QRUPD 81( (1 GHILQHODVFRQ GLFLRQHV QRUPDOHV GHVHUYLFLRLQGLFDQGRYDORUHV DPELHQWDOHVOtPLWHGHQWURGHORVTXHGHEHDVHJXUDUVHHOFRUUHFWRIXQFLRQDPLHQWR'HEHQWRPDUVH HQFRQVLGHUDFLyQ ODWHPSHUDWXUDDPELHQWHODKXPHGDGUH ODWLYDODDOWLWXGVREUHHOQLYHOGHOPDU \HOJUDGRGHFRQWDPLQDFLyQ /DSDUWHGH ODDSDUDPHQWDGHVWLQDGDDDVHJXUDUODSURWHFFLyQGHOHTXLSDPLHQWRHOpFWULFR FRQWUD ODV LQIOXHQFLDVH[WHUQDV\GHOHQWRUQRUHDOL]D WDPELpQ ODIXQFLyQSULP DULD GHSURW HFFLyQ GH ODV SHUVRQDVFRQWUDFRQWDFWRVGLUHFWRV (O JUDGRGH SURWHFFLyQ TXH ODQRU PD 81( GHVFULEH SDUDDVH JXUDU ODSUR WHFFLyQ GHODV SHUVRQDV FRQWUD ORVFRQWDFWRVG LUHFWRV HV VLPLODU D,3 ; /DSULPHUDFLIUD VH UHILHUH D OD SURWHFFLyQFRQWUDODSHQHWUDFLyQGHFXHUSRVH[WUDxRV\FRQWUDHODFFHVR SRUSDUWHGHODSHUVRQD DODVSDUWHVDFWLYDVFRQWHQLGDVHQHOHQYROYHQWH (OVLJQLILFDGRGHODSULPHUDFLIUDHVWiSXHVHQDVHJXUDUODSURWHFFLyQGHODVSHUVRQDV 'XUDQWH HOIXQFLRQDPLHQWRSXHGHVHULPSRUWDQWHFRQWURODU HO YDORUGHODPDJQLWXGHOpFWULFDHQ MXHJR WHQVLyQFRUULHQWH RUHDOL]DUHOPDQGR PDQXDOGHXQGHWHUPLQDGRDSDUDWRRGLVSRVLWLYRVLQ FRUUHUHOULHVJRGHWRFDUFRPSRQHQWHVHQWHQVLyQ /DVHJXQGDFLIUDVHUHILHUHDODSURW HFFLyQFRQWUDODHQWUDGDGHOtTXLGRV6LHODUPDUL RHVWXYLHUD LQVWDODGRHQHOH[WHULRUHOJUDGRPtQLPRGHSURWHFFLyQUHTXHULGRVHUtDGH ,3; 3DUD DUPDULRVLQVWDODG RV HQLQWHULRUHVDXQTXHVRPHWLGRVDYDULD FLRQHV LPSRUWDQWHVGH WHPSHUDWXUD SURYRFDQGRFRQGHQVDFLyQGHDJXD ODVHJXQGDFLIUDQRGHEHVHULQIHULRUD ,3 ; (QWRGDVODVLQVWDODFLRQ HVSUHYLVWDVDFXELHUWR TXH\DHVWiQSURWHJLGDVGHOH[WHULRUJUDFLDVDOD FRQVWUXFFLyQ QRUPDO SDUHGHVWHFKRV HVVXILFLHQWH UHVSHWDQGRODQRUPD XQJUDGR GH SURWHFFLyQ,3; $Vt ORVFXD GURV GHGLVW ULEXFLyQ XWLOL]DGRVHQFHQWURVUHVLG HQFLDOHV HVFXHODV ELEOLRWHFDV VDODV GHUHXQLyQRFHQWURVFRPHUFLDOHVUHTXLHUHQXQQLYHOGHSURWHFFLyQPtQLPRGH,3 /DWHUFHUDFLIUDVHUHILHUHDODSURWHFFLyQFRQWUDJROSHVRFKRTXHVTXHVHSXGLHUDQHIHFWXDUVREUH ODHQYROYHQWHQRVHKDFHQLQJ~QG HVDUUROORPDVGHODPLVPDSRUTXHQRVHFUHH RSRUWXQRSDUD HVWHWHPD 5HVXOWD VXILFLHQWHPHQWHSURWHJLGDXQDHQYROYHQ WH FRQODVGRVSULPHUDVFLIUDVTXHVRQODVPiV KDELWXDOHV\QRUPDOHVHQODSUiFWLFD $FRQWLQXDFLyQVHSXHGHREVHUYDU XQDWDEOD WDEOD, TXHLGHQWLILFDOR VJUDGRVGHSURWHFFLyQGH XQDHQYROYHQWHGHPDWHULDOHOpFWULFR
Grado de protección de los envolventes de material eléctrico 3ULPHUDFLIUD 3URWHFFLyQFRQWUDVyOLGRV VLQSURWHFFLyQ
6HJXQGDFLIUD 3URWHFFLyQFRQWUDOtTXLGRV VLQSURWHFFLyQ
7HUFHUDFLIUD 3URWHFFLyQ0HFiQLFD VLQSURWHFFLyQ
SURWHJLGRFRQWUDFXHUSRVVyOLGRV VXSHULRUHVDPP HM FRQWDFWRV LQYROXQWDULRVGHODPDQR
SURWHJLGRFRQWUDODFDtGDGH JRWDVYHUWLFDOHVGHDJXD
HQHUJtDGHFKRTXH-
SURWHJLGRFRQWUDFXHUSRVVyOLGRV SURWHJLGRFRQWUDFDtGDVGHDJXD VXSHULRUHVDPP H GHGRVGH KDVWDGHODYHUWLFDO ODPDQR
,3
SURWHJLGRFRQWUDFXHUSRVVyOLGRV VXSHULRUHVDPP HM KHUUDPLHQWDVFDEOHV SURWHJLGRFRQWUDFXHUSRVVyOLGRV VXSHULRUHVDPP HM KHUUDPLHQWDVILQDVSHTXHxRV FDEOHV SURWHJLGRFRQWUDHOSROYR VLQ VHGLPHQWRVSHUMXGLFLDOHV
HQHUJtDGHFKRTXH-
SURWHJLGRFRQWUDHODJXDGHOOXYLD HQHUJtDGHFKRTXH- KDVWDGHODYHUWLFDO SURWHJLGRFRQWUDODVSUR\HFFLRQHV HQHUJtDGHFKRTXH- GHDJXDHQWRGDVGLUHFFLRQHV SURWHJLGRFRQWUDHOODQ]DPLHQWR GHDJXDHQWRGDVGLUHFFLRQHV SURWHJLGRFRQWUDHOODQ]DPLHQWR GHDJXDVLPLODUDORVJROSHVGH PDU SURWHJLGRFRQWUDODLQPHUVLyQ
HQHUJtDGHFKRTXH-
WRWDOPHQWHSURWHJLGRFRQWUDHO SROYR
SURWHJLGRFRQWUDORVHIHFWRV SURORQJDGRVGHODLQPHUVLyQEDMR SUHVLyQ
HQHUJtDGHFKRTXH-
HQHUJtDGHFKRTXH- HQHUJtDGHFKRTXH-
HQHUJtDGHFKRTXH- HQHUJtDGHFKRTXH-
Tabla I. Grado de protección de los envolventes de material eléctrico.
5.2. Aspecto eléctrico (O HVTXHPDHOpFWULFRG H ODLQVWDOD FLyQ HVGHW HUPLQDQWH HQODHOHFFLy Q GHODUPDULRSRUORTXH UHVSHFWDDVXVGLPHQVLRQHV /LPLWiQGRQRV HVWULFWDPHQWH DOFULW HULR GLPHQVLRQDOHOHVSDFLRDSU HYHHU GLPHQVLRQHVG HO DUPDULR VHSXHGHQGHGXFLUPX\IiF LOPHQWHDSDUWLUGHODDPSOLDRIHUWDGLVSRQLEOHHQ HOPHUFDGR \GHODVGLPHQVLRQHVGHODDSDUDPHQWDPRGXODU\QRPRGXODUTXHGHEHFRQWHQHUHOHQYROYHQWH 2WURVDVSHFWRVTXHSXHGHQGHWHUPLQDUODHVWUXFWXUDGHODUPDULRVRQ ODHQWUDGDGHODDOLPHQWDFLyQ SRUODSDUWHVXSHULRURLQIHULRUPHGLDQWHFDEOHVRSOHWLQDV ORVHVSDFLRVVXILFLHQWHVSDUDDVHJXUDUODIDFLOLGDGGHLQVSHFFLyQYHULILFDFLyQ\PDQWHQLPLHQWR /DHOHFFLyQFRPSOHWDGHODUPDULRFRQWHPSODREYLDPHQWHODV FDUDFWHUtVWLFDVHOpFWULFDVUHODWLYDVD ODVHFFLyQGHODLQVWDODFLyQHQODFXDOVHLQVWDODUi8QRVYDORUHVFDUDFWHUtVWLFRVTXHSXHGHQVHUYLU FRPRHMHPSORGHXQDLQVWDODFLyQVRQORVVLJXLHQWHV
WHQVLyQQRPLQDOGHDLVODPLHQWR 9 FRUULHQWHQRPLQDOPi[LPDGHHPSOHR $ FRUULHQWHGHFRUWRFLUFXLWR N$V FRUULHQWHGHFUHVWD N$
5.3. Aspecto mecánico (O DUPDULR GHEH VHUDGHFXDGRSDUDKDFHUIUHQWHDODVVROLFLWDFLRQH V PHFiQLFDVSURGXFWRGHOD FRUULHQWHGHFRUWRFLUFXLWR 7RPDQGR FRPRHMHPSORXQDFKD SD GHXQ JURVRU GH PP pVWDDVHJXUDOD V SUHVWDFLRQHV HOpFWULFDV KDVWD ORVYDORUHVPi[LPRV\DUHODFLRQDGRV7D PELpQ ORVH OHPHQWRV GHXQLyQGHODV SLH]DV HVWiQ DODDOWXUDGHODVLWXDFLyQODVX QLRQHV GHODVSLH]DV\GHODVFHOGDVDVHJXUDQOD SHUSHQGLFXODULGDGGHODVFHOGDVDVtFRPRODULJLGH]PHFiQLFD 6L WRPDPRV FRPRHMH PSOR TXHX WLOL]DPRV HO IRQGRFRPRHVWUXFWXUDEDVHVREUHpVWHLUiQ LQFRUSRUDGRVORVPRQWDQWHVGHILMDFLyQGHORVMXHJRVGHHTXLSDPLHQWRDVtFRPRORVEORTXHV GH ILMDFLyQGHOUHVWRGHODHVWUXFWXUDH[WHUQD ODWHUDOHV\WDSDV VXSHULRUHLQIHULRU R]yFDOR
6. Comprobación de un cuadro eléctrico 3DUDHPSH]DUUHDOL]DUHPRVXQDFRPSUREDFLyQGHWRGDVODVFRQH[LRQHVVREUHWR GRV\FDGDXQR GH ORVHOHPHQWRVGHOFXDGUR\DMX VWDUHPRV ORV DSDUDWRV GH SURWHFFLyQTXHH[LVWDQGHVS XpV HPSH]DUHPRVDUHDOL]DUODYHULILFDFLyQSRUHOVLJXLHQWHRUGHQ Circuito de mando(VWDSUXHEDVHUHDOL]DUiFRQHOFLUFXLW RGHSRWHQFLDGHVFRQHFWDGRHVGHFLU VLQFDUJD/RVHOHPHQWRVGHPDQGRFRPRDFWXDGRUHVVHQVRUHVHWFVHVLPXODUiQPHGLDQWHOD DSHUWXUDRFLHUUHGHXQFRQWDFWR XQ FDEOHTXHXQDORVERUQHVFRUUHVS RQGLHQWHV 6LODVSUXHEDV UHVXOWDQYiOLGDVSDVDUtDPRVDODFRPSUREDFLyQGHOFLUFXLWRGHSRWHQFLD Circuito de potencia(VWDSUXHEDVHUHDOL]D VLQWHQVLyQSDUDORTXHKDEUiTXHGHVFRQHFWDUHO FLUFXLWRGHSRWHQFLDGHODDOLPHQWDFLyQ8WLOL]DUH PRVXQPHGLGRUGHFRQWLQXLGDGSD UDFRPSUREDU FDGD XQRGHORVGLVSRVLWLYRV FRQW DFWRUHV UHOpVWHPSRUL]DGRUHVHWF TXHLUHPRVDFFLRQDQGR PDQXDOPHQWHSDUDYHULILFDUVXEXHQIXQFLRQDPLHQWR Circuito de protección &RQVLVWH HQ FRPSUREDUFDGDXQR GH ORVHOHPHQWRV GHSURWHFFLyQ TXH H[LVWDQHQHOFXDGUR/RVGLIHUHQFLDOHVVHYHULILFDUiQFRQODWHFODGHWHVW HRGHTXHG LVSRQHQORV PDJQHWRWpUPLFRV VHFRPSUREDUiQ UHYLVDQGRHOFDOLEUH\ODFXUYDG H GLVSDURGHFDGDXQRGH HOORV SDUD FRUURERUDU TXHVHKDQ HOHJLGRDS URSLDGDPHQWH \ORVIXVLEOHVVHUHY LVDUiQ SDUD YHULILFDUVXFDOLEUH\VXFODVHGHVHUYLFLR(QFXDQWRDOFRQGXFWRUGHSURWHFFLyQ WRPDGHWLHUUD VH FRPSUREDUiVXFRQWLQXLGDGHQW RGRV ORVH OHPHQWRV PHWiOLFRVGHOFXDGURDVtFRPRHQOD SXHUWDGHOPLVPRVLHVTXHHODUPDULRGLVSRQHGHHOOD 8QD YH]FRPSUREDGRVWRGRV\FDGDXQRVGHORVDSDUW DGRV DQWHULRUHVVHSU RFHGHUi DOD YHULILFDFLyQ ILQDO GHO FXDGUR HVWDYH]FRQWHQ VLyQ \VLPXODQGRHOIXQFLRQDPLHQWRGHWRGRVOR V HOHPHQWRVGHOFXDGUR &RQFOXLGDVHVWDVSUXHEDVVHGDUi SRUWHUPLQDGDODFRPSUREDFLyQ\YHULILFDFLyQG HOFXDGUR\VH SDVDUtDDODSXHVWDHQPDUFKDGHODLQVWDODFLy QTXHVHUiHOGHVDUUROORGHOVLJXLHQWHDSDUWDGRGH HVWHWHPD
7. Puesta en marcha y mantenimiento
7.1. Puesta en marcha 5HDOL]DGD ODFRPSUREDFLyQ\YHULILFDFLyQGH O FXDGURKD\TXHUHDOL]DU ODSXHVWDH Q PDUFKDGHO PLVPRHQVXOXJDUGHHPSOD]DPLHQWRVLJXLHQGRORVSDVRVVLJXLHQWHV &RORFDU\ILMDUHOHTXLSRHQVXOXJDUGHHPSOD]DPLHQWR $OLPHQWDUHOFXDGURFRQVXVFDEOHV\FRQHFWRUHVHOpFWULFRVDGHFXDGRV &RPSUREDUODVFRQH[LRQHVGHDOLPHQWDFLyQGHORVUHFHSWRUHV 9HULILFDUODSUXHEDHQYDFtRGHOFLUFXLWRGHPDQGR 9HULILFDUODSUXHEDHQFDUJDGHOFLUFXLWRGHSRWHQFLD /OHJDGRDHVWHSXQWRVHGDSRUWHUPLQDGDODSXHVWDHQPDUFKDGHOFXDGUR\VHSDVDUiDFRQWURODU HOEXHQIXQFLRQDPLHQWRGHODLQVWDODFLyQDWUDYpVGHODVWDUHDVGHPDQWHQLPLHQWR
7.2. Mantenimiento 3DUD OOHYDU D FDERHOPDQWHQLPLHQWRGHOFXDGURVHKDGHFRQIHFFLRQ DU XQDSODQWLOODROLEURGH PDQWHQLPLHQWR HQHOTXHILJXUHQODIHFKDHQODTXHVHUHDOL]yHOPDQWHQLPLHQWR\ODVSDUWHV HVSHFLILFDVGHFDGDHOHPHQWRD YHULILFDUFRPRVRQFRQWDFWRUHVUHOpVWpUPLFRVWHPSRUL]DGRUHV HOHPHQWRVDX[LOLDUHVGHPDQGRDSDUDWRVGHPHGLGDHWF
8. Gestión térmica /DDSDULFLyQGHQXHYRVHOHPHQWRV\GLVSRVLWLYRVEDVDGRVHQ ODHOHFWUyQLFDGHSRWHQFLDKDFHQGH ODJHVWLyQGHODWHPSHUDWXUDXQDQHFHVLGDGTXHHVSUHFLVRWHQHUHQFRQVLGHUDFLyQFDGDYH]FRQ PD\RU IUHFXHQFLD SDUD ODFRQFHS FLyQ GHORV FXDGURV HOpFWULFRV(OWLHPSRGHYLGDGHORV FRPSRQHQWHVHQIXQFLyQGHODVFRQGLFLRQHVG HWHPSHUDWXUD\GHKXPHGDGHQHODUPDULRKD FH TXH ORVYDOR UHV LGHDOHVVHDQ GH & D&SDUDODWHPSHUDWXUD\GHD SDUDHOG H KXPHGDGUHODWLYD +5 ([LVWHQGLIHUHQWHVVROXFLRQHVGHODVTXHVHSXHGHQGHVWDFDUODVVLJXLHQWHV YHUfigura 20 - 'LVSRVLWLYRVGHYHQWLODFLyQIRU]DGD\QDWXUDO - *UXSRVGHFOLPDWL]DFLyQ - ,QWHUFDPELDGRUHVDLUHDJXDDLUHDLUH - 5HVLVWHQFLDVFDOHIDFWRUDV - 'LVSRVLWLYRVGHFRQWURO WHUPRVWDWRKLJUyPHWURKLJURVWDWR Ventilación
Climatización
Intercambiador
Dispositivos de control
Figura 20. Aparatos de protección térmica.
9. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
6HJ~Q ODH QYROYHQWH XWLOL]DGD HQO D HODERUDFLyQ GHOFXD GUR HOpFWULFR pVWRV VH SXHGHQGLYLGLUHQ DUPDULRVSXSLWUHV\FDMDV /RVDUPDULRVPHWiOLFRVHVWiQIDEULFDGRVGHSROLpVWHU 1R HVREOLJDWRULRHQWRGRVORVPRGHORVGHDUPDULRV PHWiOLFRV ODSURWHFFLy Q PHGLDQWHFRQWLQXLGDGGHODVPDVDV +D\ TXHWHQHUHQFXH QWD DOD KRUD GHUHDOL]DUXQDLQ VWDODFLyQ GH XQ FXDGUR HOpFWULFRHOJUDGRGHSURWHFFLyQGHORVHQYROYHQWHVGHOPDWHULDOHOpFWULFRDXWLOL]DU /RV FDUULOHVVRQHOHPHQWRVDX[LOLDUHVTXHVXMH WRV PHGLDQWHWRUQLOORVD O SDQHOR EDVWLGRUGHOFXDGURVHXWLOL]DQSDUDHOVRSRUWHGHDSDUHOODMHHQFXDGURVHOpFWULFRV /DVFDQDOHWDVVHXWLOL]DQSDUDUHDOL]DUHOFDEOHDGRGHODLQ VWDODFLyQGHORVHTXLSRV WDQWRHQIRUPDYHUWLFDOFRPRHQKRUL]RQWDO /DVFRPSUREDFLRQHV\YHULILFDFLRQHVGHXQFXDGURHOpFWULFRVRORVHUHDOL]DQVREUH HOFLUFXLWRGHPDQGR 3DUD UHDOL]DU ODSXHVWD HQ PDUFKDGHODLQ VWDODFLyQ QRH V QHFHVDULR DOLPHQWDU HO FXDGURFRQVXVFDEOHV\FRQHFWRUHVHOpFWULFRVDGHFXDGRV (VUHFRPHQGDEOHUHDOL]DUXQPDQWHQLPLHQWRGH ORVFXDGURVHOpFWULFRVDQRWDQGROD IHFKDTXHVHUHDOL]RGLFKDDFWLYLGDG\ORVHOHPHQWRVUHYLVDGRV /DJHVWLyQWpUPLFDFRQVLVWHHQUHDOL]DUXQFRQWUROH[FOXVLYRGHODWH PSHUDWXUDGHO FXDGURFRQHOILQGHJDUDQWL]DUHOEXHQIXQFLRQDPLHQWRGHORVGLVSRVLWLYRV
9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 )
7HPD $XWRPDWLVPRVHOpFWULFRV 5HOpV\FRQWDFWRUHV
Índice
Objetivos Ź 'LVHxDUVHQFLOORVFLUFXLWRV GHD XWRPDWLVPRV HOpFWULFRVGH PDQGRPRQWDUORV SUiFWLFDPHQWH \ FRPSUREDUVXIXQFLRQDPLHQWR Ź&RQRFHUODVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRGHOLQVWUXPHQWDOTXHVHHVWXGLDHQHOSUHVHQWHWHPD Ź(QWHQGHUHOSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHORVHOHPHQWRVTXHHQHVWHWHPDVHGHVDUUROODQDVt FRPRVXPDQWHQLPLHQWR Ź/RFDOL]DU\UHSDUDUODVDYHUtDVPDVIUHFXHQWHV
Contenidos 1. Introducción 2. Partes constitutivas de los circuitos de automatismos eléctricos 3. Contactores 3.1. Clasificación 3.1.1. Por el tipo de accionamiento 3.1.2. Por la disposición de los contactos 3.1.3. Por los límites de tensión 3.1.4. Por la clase de corriente 3.2. Partes y conceptos más importantes de los contactores en general 3.3. Simbología y referenciado 3.4. Principio de funcionamiento del contactor electromagnético 3.5. Elección de un contactor electromagnético 4. Relés 4.1. Relés de mando 4.2. Relés temporizadores 5. Elementos de señalización y mando 5.1. Elementos de señalización 5.2. Elementos de mando 6. Localización y reparación de averías 7. Cuestionario 8. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción (VVDELGDODLPSRUWDQFLDGHODDXWRPDWL]DFLyQHOpFWULFD\ODQHFHVLGDGFDGDYH]PiVSDWHQWHGH FRQWURODU FLHUWDV PiTXLQDV\SURFHVRVDGLVWDQ FLD (VORTX H WUDWDQGHUHVROYHUORVFLUFXLWR V GH DXWRPDWLVPRVHOpFWULFRV /RV FLUFXLWRV GHDXWRP DWLVPRV UHTXLHUHQ GH FLHUWRV DSDUDWRV TXHDSU RYHFKDQGR SURSLHGDGHV ItVLFDV VLUYDQ SDUDH VWDV IXQFLRQHV HVSHFtILFDV (QWUH HOORVHVWi Q contactores, relés, temporizadores, y elementos de señalización. (Q HVWH WHPDVHH[SOLFD UiQ VXVW LSRV IXQFLRQHVFyPR\GyQGHXWLOL]DUORVHWF 'DGD ODLPSRUWDQFLDG H ORV FRQWDFWRUHV SXHV VRQ XQR GHORVHOH PHQWRV GHPDQGRPiV XWLOL]DGRVVHH[SRQGUiQHQHVWHWH PDDPRGR GHHMHPSORXQDVHULHG HFLUFXLWRVTXHVHSXHGHQ UHDOL]DU FRQ HOORVFyPRLQWHUSUHWDUORV\FXiOHVVRQORVH OHPHQWRV XWLOL]DGRV HQORVPLVPRV VLHPSUH GHVGHXQDSH UVSHFWLYD JHQHUDO \DT XH XQDYH]LQLFLDGRV HQ HOWHPD VHSXHGHQ HQFRQWUDU P~OWLSOHVDS OLFDFLRQHV GH HVWRV HOHPHQWRV SDUDVROXFLRQDUPXFKRVGHOR V SUREOHPDV GHPDQLREUD\PDQGRGHPRWRUHV
2. Partes constitutivas de los circuitos de automatismos eléctricos %iVLFDPHQWHORVFLUFXLWRVGHDXWRPDWLVPRVHOpFWULFRVHVWiQFRPSXHVWRVSRUWRGD ODDSDUDPHQWD \ ORVFRQGXFWRUHVTXH ODLQWHUFRQH[LRQDQFRQHOREMHWRGHPDQGD U \SURWHJH U EDMRXQDV FRQGLFLRQHVSUHILMDGDVORVUHFHSWRUHVFRPRSRUHMHPSOR PRWRUHVJHQHUDGRUHVWUDQVIRUPDGRUHV LQVWDODFLRQHV GHDOXPE UDGR UHSUHVHQWDQGRGLFKRFLUFX LWR HQXQHVTXHPDHOpFWULFRPHGLDQWH VtPERORVJUiILFRVQRUPDOL]DGRV (OHVTXHPDHOpFWULFRDQWHULRUPHQWHPHQFLRQDGRVHGLYLGHHQ Ŷ Esquema de mando o control: HV OD SDUWH GHFR QWURO GHOD XWRPDWLVPR HQHOTXH VH UHSUHVHQWDUiQORVHOHPHQWRVGHPDQGRUHJXODFLyQPHGLGDVHxDOL]DFLyQHWF Ŷ Esquema de potencia: HV OD SDUWHHQ FDUJDGD GH VXPLQLVWUDU OD HQHUJtD HOpFWULFD D ORV UHFHSWRUHVHOpFWULFRV /D UHSUHVHQWDFLyQGH ORVHVTXH PDV SXHGHVHUGHOWLSR multifilar topográfico TXHHQOD DFWXDOLGDGSUiFWLFDPHQWHQRVHXVDSRUTXHSUHVHQWDORVVLJXLHQWHVLQFRQYHQLHQWHV ,QFRPRGLGDGGHLQWHUSUHWDFLyQ 3UHFLVDQDEXQGDQWHWUDEDMRGHGHOLQHDFLyQ 6HSUHVWDDTXHFRQIDFLOLGDGVHFRPHWDQHUURUHV $FWXDOPHQWHORVHVTXHPDVGHDXWRPDWLVPRVHOpFWULFRVVH VXHOHQUHSUHVHQWDUSRUVHSDUDGR SRU XQDSDUWHHO esquema de potencia \SRURWUDHOGH mando,ORTXHOOHYDFRQVLJR ODVVLJXLHQWHV YHQWDMDV (VIiFLOPHQWHLQWHUSUHWDEOH (VPiVIiFLOVXPRQWDMH\SRUWDQWRVHSUHVWDPHQRVDHUURUHV (OWUDEDMRGHGHOLQHDFLyQHVPHQRUTXHHQHOVLVWHPDGHUHSUHVHQWDFLyQDQWHULRU
9HU HVTXHPD ejemplo 1 GHDPE DV UHSUHVHQWDFLRQHV HOHVTXHPD $ HVXQDU HSUHVHQWDFLyQ PXOWLILODU\HOHVTXHPD%UHSUHVHQWDVHSDUDGDPHQWHHOHVTXHPDGHPDQGR\HOGHSRWHQFLD Ejemplo 1 Diseñar los esquemas para el mando de un motor asíncrono trifásico en forma: multifilar topográfico, esquema A potencia y el de mando por separado, esquema B ELEMENTOS ELÉCTRICOS DEL ESQUEMA Q = Seccionador con fusibles incorporados KM1 = Contactor tripolar que dispone de un contacto auxiliar M = Motor trifásico asíncrono S1 = Pulsador de paro S2 = Pulsador de marcha FUNCIONAMIENTO El motor se podrá poner en funcionamiento si previamente se conecta Q a la red. Al accionar S2 se excita la bobina de KM1 cambiando de posición todos sus contactos, al cerrarse los contactos de potencia el motor empieza su funcionamiento y continuará así aunque dejemos de accionar S2 ya que se autoalimenta mediante el contacto auxiliar del contactor.
Figura 1. Esquema multifilar topográfico.
El motor se parará al accionar S1.
Los elementos del esquema B así como su funcionamiento son idénticos al del esquema A. Se observa respecto al esquema A que tiene las siguientes ventajas: - Se interpreta con más facilidad. - Es más fácil su montaje y por tanto se presta menos a errores. - El trabajo de delineación es menor.
Figura 2. Esquema de potencia y de mando separados.
3. Contactores (OcontactorVHSXHGHGHILQLUFRPRXQDSDUDWRTXHPHGLDQWHXQRVPHFDQLVPRVS XHGHDEULUR FHUUDUXQFLUFXLWRHOpFWULFRDGHWHUPLQDGDGLVWDQFLD(QpOSRGHPRVGLVWLQJXLUORVHVWDGRV Trabajo: HVWDGRHQHO TXH DFW~DQ XQDV IXHU]DV TXHSURYRFDQVXIX QFLRQDPLHQWR HVWH HVWDGRWDPELpQVHGHQRPLQDestado de excitación Reposo:HVHOHVWDGRHQHOTXHODVIXHU]DVGHMDQGHDFWXDU
3.1. Clasificación 6HSXHGHQHVWDEOHFHUGLYHUVDVFODVLILFDFLRQHVGHORVFRQWDFWRUHVVHJ~QODFODVHGHFRUULHQWHTXH ORV DFFLRQD VHJ~QVX SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWRODFR QILJXUDFLyQ GH VXVFRQ WDFWRV \VXV YDORUHVOtPLWHVGHWHQVLy Q6HJXLGDPHQWHYDPRVDHQXPHUDU\HVWXGLDUDOJXQRVD VSHFWRVGHVX IXQFLRQDPLHQWRDVtFRPRYHUHPRVORVWLSRVGLIHUHQFLDGRVHQFDGDFODVLILFDFLyQ
3.1.1. Por el tipo de accionamiento ŶContactores neumáticos: VXSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRHVWiEDVDGRHQODDFFLyQGHJDVHV ŶContactores mecánicos y electromecánicos: HQHVWRVFRQWDFWRUHVVXDFWLYDFLyQVHRULJLQD SRU PHGLRGHSURFHVR V PHFiQLFRV PXHOOHV EDODQFLQHV HWF HQH OORV OD RUGHQ SDUDTXH ORV PHGLRV PHFiQLFRVUH DOLFHQ XQDIX QFLyQ GHWHUPLQDGDVH GD DGLVWDQFLD SRUPHGLRVHOpFWULFRVR HOHFWURPDJQpWLFRVFRPRVRQORVHOHFWURLPDQHV Ŷ Contactores hidráulicos: VRQ FRQWDFWRUHV TXHVH GLIHUHQFLDQ GHORV PHFiQLFRV \ HOHFWURPDJQpWLFRV HQT XH HOVLVWH PD GHDFFLRQDPLHQWRGHOpPERORHVXQOtTXLG R SRUHMHPSOR DFHLWHDJXDHWF/DVLQVWDODFLRQHVDX[LOLDUHVTXHSUHFLVDQVRQFRVWRVDV\GHJUDQHQYHUJDGXUD KDFLpQGRORV DYHFHVDQWLHFRQy PLFRV SDUDORVILQHVTXHVHSUHWHQGHQ'LVSRQHQGH DFFLRQDPLHQWRV SRUHOHFWURYiOYXODVSRUORTXHVHSRGUtDQGHQRPLQDUFRQWDFWRU HV HOHFWURKLGUiXOLFRV Ŷ Contactores electromagnéticos: VRQ DTXHOORVHQORV TXH VXDFFLRQDPLHQWRVHUHDOL]D D WUDYpV GHX Q HOHFWURLPiQ 6RQDFWX DOPHQWH ORVPiVXVDGR V SRUHVW D UD]yQ OHGH GLFDUHPRV XQ DSDUWDGRHQHOTXHVHH[SOLFDUiQWRGRVVXVGHWDOOHVWDQWRFRQVWUXFWLYRVFRPRGHIXQFLRQDPLHQWR
3.1.2. Por la disposición de los contactos ŶContactores al aire:HQHOORVODUXSWXUDVHSURGXFHHQHOVHQRGHODLUH ŶContactores al aceite:HQHVWHFDVRODUXSWXUDVHUHDOL]DGHQWURGHDFHLWH/RVGHEDMDWHQVLyQ \SRWHQFLDHVWiQHQGHVXVRSHURD~QSRGHPRVHQFRQWUDUDOJXQRVUXSWRUHVGHPHGLDWHQVLyQTXH UHDOL]DQODUXSWXUDHQPHGLRVDFHLWRVRV ŶContactores en ambiente gaseoso: ODUXSWXUDHQHVWRVFRQWDFWRUHVVHSURGXFHHQDPELHQWHV JDVHRVRV 6H DFRQVHMDVXHPSOHRSDUDHOHYDGDV WHQVLRQHV VRQXVDGRVPX\IUHFXHQWHPHQW H FRPRVHFFLRQDGRUHV
3.1.3. Por los límites de tensión /RVOtPLWHVGHWHQVLyQVRQORVOtPLWHVTXHSXHGHQDJXDQWDUVXVFRQWDFWRV/RVKD\GHGRVWLSRV ŶContactores de alta tensión: VRQORVTXHVXVFRQWDFWR VVRQFDSDFHVGHVRSRUWDUWHQVLRQH V VXSHULRUHVDORV9 Ŷ Contactores de baja tensión: HQ HVWHFDVR VXVFRQWDF WRV VRQFDS DFHV GHVR SRUWDU FRPR Pi[LPRKDVWDWHQVLRQHVGH9
3.1.4. Por la clase de corriente 6yOR WLHQHQ FDELGD HQ HVWD FODVLILFDFLyQ ORV FRQWDFWRUHV GHO WLSRHOHFWUR PDJQpWLFRV ORVKD\GH GRVFODVHV Ŷ Contactores de corriente alterna: ODERELQDGHOFLUFXLWRPDJQpWLFRHVDOLP HQWDGD FRQ FRUULHQWHDOWHUQD Ŷ Contactores de corriente continua: ODER ELQD GHVX FLUFXLWRP DJQpWLFR VH DOLPHQWDFR Q FRUULHQWHFRQWLQXD
3.2. Partes y conceptos más importantes de los contactores en general Electroimán: HVWiFRQVWLWXLGRSRU XQFLUFXLWRPDJQpWLFRTXHDVXYH]VHFRPSRQHGHXQDERELQD \XQQ~FOHRPDJQpWLFR&XDQGRVHDSOLFDXQDWHQVLyQDODERELQDpVWDFUHDXQFDPSRPDJQpWLFR TXHWUDQVFXUUHDWUDYpVGHOQ~FOHRUHDOL]DQGRDVtXQFLUFXLWRPDJQpWLFRFHUUDGRTXHHVFDSD]GH DWUDHUPDWHULDOHVIHUURPDJQpWLFRV Polo de un aparato: VHGHQRPLQDDVtDO FRQMXQWR GHHOH PHQWRV FX\RILQHV LQWHUFRQHFWDU XQ FRQGXFWRUGHOtQHDRIDVHDXQDSDUDWR Contacto de reposo: DVt VHGHQ RPLQD DOFRQWDFWRDX[LOLDUTXHHQSRVLFLyQGH UHSRVRHVWi FHUUDGR6HOHGHQRPLQDDEUHYLDGDPHQWH1&7DPELpQVHOHVXHOHOODPDUFRQWDFWRGHDSHUWXUD Contacto de trabajo: VHGHQRPLQDDVtDOFR QWDFWR DX[LOLDUTXHHVWiDELHUWRHQSRVLFLyQG H UHSRVR6HOHGHQRPLQDDEUHYLDGDPHQWH1$7DPELpQVHOHOODPDFRQWDFWRGHFLHUUH Contacto auxiliar: VHOHGHQRPLQD WDPELpQ FRQWDFWRVHFX QGDULR QRUPDOPHQWH YD DGRVDGR \ VROLGDULR DO FRQWDFWRU HQ Vt\HVWi GHVWLQDGR D IXQFLRQHV DX[LOLDUHV /RV FRQWDFWRV DX[LOLDUHV VH HVWXGLDUiQ PiVGHWDOODGDPHQWHH Q HODSDUWDGRVLJXLHQW H GHHVWH PLVPR WHPD MXQWRD VX VLPERORJtD\UHIHUHQFLDGR Contacto que se activa temporizadamente:HVHOFRQWDFWRDX[LOLDUFX\RFDPELR GHHVWDGRVH RULJLQD SDVDGRXQFLHU WR WLHPSRDSDUWLUGHT XH VHGDODRUGHQGH HIHFWXDUOR 6HOHVXHOH GHQRPLQDUDYHFHVFRQWDFWRGHDFFLyQGLIHULGDRGHDFFLyQUHWDUGDGD Poder de ruptura: HVHOYDORUG H ODPi[LPDLQWHQVLGD G TXHXQ DSDUDWR SXHGH FRUWDU VLQ GHWHULRUDUVHEDMRXQDVFRQGLFLRQHVGHWUDEDMR Poder de conexión:HVHOYDORUGH ODLQWHQVLGDGPi[LPDFDSD]GHFRQHFWDUVLQGHWHULRUDUVHHQ XQDVFRQGLFLRQHVGHIXQFLRQDPLHQWRGHWHUPLQDGDV
Flujo magnético: HV XQD PDJQLWXGItVLFD FDUDFWHUtVWLFD GH ORVFLU FXLWRV PDJQpWLFRVTXH VH SURGXFHHQHOLQWHULRUG HODVERELQDVDOFRQHFWDUHQVXVERU QHV $\$ DODWHQVLyQQRPLQDO\ FLUFXODUSRUHOODXQDFRUULHQWH(VWDVOtQHDVGHIXHU]DRIOXMRPDJQpWLFRWLHQGHQDFHUUDUVH\SRU WDQWRSURGXFHQXQDIXHU]DGHDWUDFFLyQ Tensión de restablecimiento:HVHOYDORUHILFD]GHODWHQVLyQHQERUQHVGHXQDSDUDWRSRVWHULRU D ODGHVFRQ H[LyQ GHOFLUFXLWR(QHOFDVRGHORVFRQWDFWR UHV HVODGLIHUHQFLDHQW UH ODWHQVLyQ QRPLQDO\ODH[LVWHQWHHQERUQHVMXVWRGHVSXpVGHTXHVHH[WLQJDHODUFR
3.3. Simbología y referenciado /D VLPERORJtD\HOUHIHUHQFLDGR GHORVFRQWDFWRUHV DVtFRPR ODVFRQGLFLRQHVGHVX IXQFLRQDPLHQWRVHUHIOHMDQHQOD1RUPD&(, /RVERUQHVGHFRQH[LyQGHORVFRQW DFWRUHVVHUHIHUHQFLDQPHGLDQWHFyGLJRVGHFLIUDV\OHWUDV R VLPSOHPHQWHFRQFLIUDVORTXHD\X GDDLGHQWLILFDUORV HVWR DVX YH]IDFLOLWDHQJU DQPHGLGDHO FDEOHDGRSRVWHULRUGHORVHVTXHPDV (OUHIHUHQFLDGRGHODVGLIHUHQWHVSDUWHVHVHOTXHDFRQWLQXDFLyQVHLQGLFD Contactos de potencia o principales: 6HUHIHUHQFLDQFRQXQVRORQ~PHURGHODOVHJ~QODfigura 3: SDUDORVERUQHVGHHQWUDGD SDUDORVERUQHVGHVDOLGD
Bobinas: (VWHHOHPHQWRGHOFRQWDFWRUVHUHIHUHQFLDFRQODVOHWUDV$\$
Contactor en general: 6H GHVLJQDHQXQHVTXHPDFRQO DV VLJODV KM, VHJXLGDVGHXQQ~PHURTXH GLIHUHQFLDUODH[LVWHQFLDGHGLIHUHQWHVFRQWDFWRUHVYHUfigura 3
VLUYH SDUD
Bobina Contactos principales
Figura 3. Referenciado de bobina y de los contactos principales de un contactor.
Contactos auxiliares 7LHQHQ XQD FRPELQDFLyQ HQXQD FLIUD GHGRVQ ~PHURV HQ ORV FXDOHV HO SULPHUQ~ PHUR GHO UHIHUHQFLDGR GHOR V FRQWDFWRV DX[LOLDUHVQRVPXHVWUDHOQ~ PHUR GHOFR QWDFWR SXHV SXHGH KDEHUHQXQFRQWDFWRU PiVGHXQFRQWDFWRDX [LOLDU(OVHJXQGRQ~PHURQRVLQGL FDHOWLSRGH FRQWDFWRGHODIRUPDTXHVHLQGLFDHQODfigura 4
\FRQWDFWRQRUPDOPHQWHFHUUDGR 1& \FRQWDFWRQRUPDOPHQWHDELHUWR 1$
La figura 4PXHVWUDORVFRQWDFWRVDX[LOLDUHVGHXQFRQWDFWRUHOUHSUHVHQWDGRHQODL]TXLHUGDHVW i GRWDGRGHXQFRQWDFWRDELHUWR\GRVFHUUDGRV\HOGHODGHUHFKDGHGRVDELHUWRV\GRVFHUUDGRV
Figura 4. Referenciado de contactos auxiliares de dos contactores.
Contactos temporizados 6XVLPERORJtD\UHIHUHQ FLDGRVHHVWXGLDQHQHOSXQWRGHHVWHPLVPRWHPDQR REVWDQWH VHSXHGHQREVHUYDUHQODVfiguras 9 y 11.
3.4. Principio de funcionamiento del contactor electromagnético 8Q FRQWDFWRUORVSRGHPRVGHILQLUFRPRXQLQWH UUXSWRU DXWRPiWLFRJREHUQDGRDGLVWDQFLDSRUOD DFFLyQ GH DOJ~Q PHGLRH[WHULRU JHQHUDOPHQWHSXOVDGRUH V FRPRVHKDGLFKRDQWHULRUPHQWH &RQVWDGHXQFLUFXLWRPDJQpWLFRFRPSXHVWRGHXQDSDUWHILMD Q~FOHR \RWUDPyYLO DUPDGXUD HQ ODILMDVHHQFXHQWUDJHQHUDOPHQWHODERELQDTXHFXDQGRVHOHVXPLQLVWUDWHQVLyQDWUDHDODPyYLO VLHPSUH\FXDQGRODIXHU]DPDJQHWRPRWUL]TXHVHFUHDVHDVXSHULRUDODIXHU]DGHUHSXOVLyQGHO PXHOOH UHVRUWH DQWDJRQLVWDTXHHOFRQWDFWRUOOHYDLQFRUSRUDGR /DSDUWHPyYLOOOHYDVROLGDULRVXQRVFRQWDFWRVFX\RVSRORVVRQORVHQFDUJDGRVGHDEULURFHUUD U FLUFXLWRV&XDQGRHVWDIXHU]DGHDWUDFFLyQFHVDHOUHVRUWHVH HQFDUJDGHOOHYDUODSDUWHPy YLOGHO FRQWDFWRU D SRVLFLyQ GH UHSRVR TXHGDQGR pVWH OLVWR SDUD RWUDPDQLR EUD 6XIXQ FLRQDPLHQWR \ FRQVWLWXFLyQVHSXHGHQDSUHFLDUHQODfigura 5
Figura 5. Constitución de un contactor.
3.5. Elección de un contactor electromagnético 3RGHPRV HVWDEOHFHUPXFKRVFULWHU LRV DODKRU D GHHOHJLU XQ FRQWDFWRU HOHFWURPDJQpWLFRSHUR QRUPDOPHQWH VXHOHFFLyQVHKDUi HQIXQFLyQ GHOD QDWXUDOH]D GH ODWHQVLyQ GH UHGGH ODV FDUDFWHUtVWLFDV GHODFDUJD\GHODVH[LJHQFLDVGHOVHUY LFLR GHVHDGR $XQTXHH[LVWHQRWURV FULWHULRV HV pVWH HOTXH YDPRVDH [SRQHU $p VWH OROODPDUHPRV criterio de utilización HQOD figura 6DSDUHFHQGLIHUHQWHVPRGHORVGHFRQWDFWRUHVHOHFWURPDJQpWLFRV(QUHVXPHQORV SDVRV DVHJXLUVRQORVVLJXLHQWHV
Figura 6. Diferentes modelos de contactores electromagnéticos.
±6HGHWHUPLQDODintensidad nominal (In). ±6HGHGXFHODcategoría de servicioHQIXQFLyQGHODQDWXUDOH]D\XVRGHOUHFHSWRUPHGLDQWH ODWDEODDGMXQWD tabla I Categoría de servicio
Carga
Aplicaciones
$&
&DUJDVSXUDPHQWHUHVLVWLYDV
+RUQRVGHUHVLVWHQFLDVFDOHIDFFLRQHV
$&
0RWRUHVDVtQFURQRVGHDQLOORVFRQLQYHUVLyQHQPDUFKD
&HQWULIXJDGRUHVKRUPLJRQHUDV
$&
0RWRUHVDVtQFURQRVGHMDXODGHDUGLOOD
9HQWLODGRUHVFRPSUHVRUHV
$&
0RWRUHVDVtQFURQRVFRQLQYHUVLyQHQPDUFKD\PDUFKD DLQWHUPLWHQFLDV
0iTXLQDVHOHYDGRUDV
Tabla I. Categoría de servicio de los contactores en función de las aplicaciones.
±8QDYH]GHWHUPLQDGDODFDWHJRUtDGHVHUYLFLR\HOHJLGRFRQWDFWRUHQODtabla IVHGHWHUPLQDOD ,QWHQVLGDGFRUWDGD ,F PHGLDQWHODtabla II Categoría de servicio
Ic / In
$&
$&
$&
$&
Cos. ij
(A)
Tabla II. Cálculo de intensidad cortada.
0HGLDQWHWDEODVIDFLOLWDGDVSRUHOSURSLRIDEULFDQWHGHOFRQWDFWRUVHGHWHUPLQDHOFDOLEUHGHORV PLVPRV HQWUDQGRHQGLFKDVWDEODVFRQHOYDOR U GHOD LQWHQVLGDG FRUWDGD GHGXFLGDHQHOSD VR DQWHULRU 6LHPSUH VH KDGHHOHJLUXQFDOLE UH GHFRQWDFWRUTXHVHDLQPHGLDWRVXSHULRUDOYDORUGHO D LQWHQVLGDGFRUWDGD, (tabla III). AC3
AC2 Calibre AC4 AC1
Tabla III. Calibres de contactores.
±<ILQDOPHQWHVHKDGHGHWHUPLQDUHOFRQWDFWRUHQIXQFLyQGHODWHQVLyQQRPLQDO Ejemplo 2 Elegir el contactor más adecuado para el arranque de un motor asíncrono de una máquina mezcladora de material de las siguientes características: tensión de la red trifásica 400 V, potencia 12 Kw, y factor de potencia 0,65. Solución Empezaremos averiguando la intensidad de corriente nominal: P In = ————————— 3 · 400 · cos M 12.000 In = ————————— = 26,64 A 3 · 400 · 0,65 Al ser el receptor inductivo con un factor de potencia de 0,65 la categoría de servicio que se elige es AC2, según la tabla II. La corriente cortada es: Ic = In · 2,5 = 26,64 · 2,5 = 66,60 A La intensidad nominal del contactor será: 75 A, según la tabla III La tensión nominal 400 V
Ejemplo 3 Elegir el contactor más adecuado para un circuito de calefacción formado por resistencias, de las siguientes características: tensión de la red trifásica 230 V, potencia 17 kW, y factor de potencia 0,97 inductivo. Solución
En primer lugar averiguamos la corriente nominal de la forma: P In = ————————— 3 · 230 · cos M 17.000 In = ———————— = 43,99 A 3 · 230 · 0,97 Al ser el receptor resistivo y su factor de potencia casi nulo la categoría de servicio es AC1 y su tensión 230 V. La corriente cortada es igual a la de servicio por lo que el calibre del contactor a elegir es 50 A, según tabla III.
Ejemplo 4 Diseñar el esquema de mando o control mediante pulsadores de paro y marcha para el mando de un contactor de potencia que a su vez conecta a la red una instalación de alumbrado. Solución
Explicación de su funcionamiento:
Si se acciona el pulsador S1, queda activada la bobina del contactor KM1 cerrándose los contactos de potencia del contactor alimentando por tanto la instalación de alumbrado. Cerrándose también el contacto auxiliar 13-14 y por tanto al dejar de accionar S1 la bobina del contactor sigue activada. Si se acciona el pulsador S0 se corta la tensión de alimentación de la bobina y por tanto los contactos del contactor vuelven a su situación de reposo.
4. Relés 6H WUDWDUiQ HQ HVWH DSDUWDGR H[FOXVLYDPHQWH ORV OODPDGRV relés de mando \ ORV relés temporizados/RVUHOpVGHSURWHFFLyQVHHVWXGLDUiQHQXQWHPDDSDUWHMXQWRFRQRWURVHOHPHQWRV GHSURWHFFLyQ
4.1. Relés de mando 7DPELpQ OODPDGRV contactores auxiliares. /RV UHOpVGHPD QGR HQUHDOLGDGVRQFR QWDFWRUHV GH EDMDSRWHQFLDQRGLVSRQHQGHFiPDUDVDSDJDFKLVSDVQLGHERELQDVGHVRSODGR\VXSULQFLSLRGH IXQFLRQDPLHQWRHVVLPLODUDOGHORVFRQWDFWRUHV /D VLPERORJtD \VXUH IHUHQFLDGR WDPELpQ HV SDUHFLGD D OD GHOR V FRQWDFWRUHV FRQ OD ~QLFD GLIHUHQFLD GH TXHDODVERELQDVGHORVUHOpVG H PDQGRVH ODVGHQRPLQDFRQODVOHWUDV.R.$ VHJXLGDVGHXQQ~PHURGHRUGHQ/ Dfigura 7 y 8FODULILFDQORH[SOLFDGR\VHUHSUHVHQWDQHQHOODV GLYHUVDVSRVLELOLGDGHVGHGLVSRVLFLyQGHFRQWDFWRV
Figura 7. Simbología y referenciado de un relé auxiliar provisto de un contacto abierto y dos contactos normalmente cerrados. (1NA + 2NC).
Figura 8. Simbología y referenciado de un relé auxiliar provisto de dos contactos abiertos y dos contactos normalmente cerrados. (2NA + 2NC).
6HXWLOL]DQGRQGHVHUHTXLHUDFRQWURODUFRUULHQWHVPX\GpELOHVFRPRSRUHMHPSOR HQFLUFXLWRVFRPELQDFLRQDOHV\VHFXHQFLDOHV HQHOWUDWDPLHQWRGHyUGHQHVH[WHULRUHV HQ HOPD QGR GHFDUJD V GHEDMRFRQVX PR FRPR PLFURPRWRUHV VHxDOL]DFLyQ DF~VWLFD\ OXPLQRVD
4.2. Relés temporizadores 6RQXQRVFRPSRQHQWHVTXHVHXWLOL]DQHQORVFLUFXLWRVGHPDQGR\FX\DPLVLyQHVDEULURFHUUDU FRQWDFWRVWUDQVFXUULGRXQWLHPSRGHVGHTXHVRQDFWLYDGRVRGHVDFWLYDGRV /RVWHPSRUL]DGRUHVVHSXHGHQFODVLILFDUSRUVXforma de tratar el tiempo de temporizaciónHQ ƔTemporizados a la conexión, RDOWUDEDMRVRQORVTXHUHWDUGDQHOFLHUUHRODDSHUWXUDGHXQ FRQWDFWR D SDUWLU GHDFW LYDUVH HOWHPSRUL]DGRUSRUXQDVHx DO GHPDQGR WHQVLyQD SOLFDGD D VX ERELQD &XDQGRODERELQDQRVHHQ FXHQWUDDOLPHQWDGDSRUODWHQVLyQOR VFRQWDFWRVYXHOYHQDVX SRVLFLyQ GH UHSRVR YHU HQ OD figura 9 VXVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRHQ OD figura 10 DSDUHFH HO DVSHFWRGHXQWHPSRUL]DGRUHOHFWUyQLFRFRPHUFLDO
Figura 9. Simbología y referenciado de temporizador al trabajo.
Figura 10. Temporizador electrónico comercial.
8QHMHPSORGHXQDSRVLEOHDSOLFDFLyQHVODTXHVHLQGLFDHQHOHVTXHPDGHOejemplo 5. Ejemplo 5 Dibujar el circuito de mando de tal forma que una instalación de alumbrado compuesta por tres lámparas en paralelo se enciendan transcurrido un cierto tiempo desde que se activa la bobina del temporizador.
ƔTemporizados a la desconexión, RDOUHSRVR ORVFRQWDFWRVGHHVWRVWHPSRUL]DGRUHVFDPELDQ OD SRVLFLyQ GH ORV FRQWDFWRV GH IRUPD LQVWDQWiQHD DOD FWLYDU VXyUJDQ R GHPDQGR&XDQGR VH GHVDFWLYD VX yUJDQRG H PDQGRHV FXDQGRHPSLH]DHOSURFHVRGHWHPSRUL]DFLyQ PDQWHQLHQGR ORV FRQWDFWRV DFWLYDGRVKDVWDTXH KD WUDQVFXUULGR HOWLHPS R SURJUDPDGRHQTXH YROYHUiQ GH QXHYRDVXSRVLFLyQG HUHSRVR/DVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRVRQORVT XHVHLQGLFDQHQOD figura 11WDOFRPRVHHVWDEOHFHHQOD&(, Figura 11. Simbología y referenciado de temporizador al trabajo.
(QHOHVTXHPDGHOejemplo 6VHLQGLFDXQDSRVLEOHDSOLFDFLyQGHHVWHWLSRGHWHPSRUL]DGRUHV Ejemplo 6 Dibujar el circuito de mando de tal forma que una instalación de alumbrado compuesta por tres lámparas en paralelo se enciendan inmediatamente al accionar cualquiera de dos pulsadores y que se apaguen transcurrido un cierto tiempo desde que se desactiva la bobina del temporizador.
ƔTemporizados a la conexión y desconexión:VRQORVT XHUHWDUGDQHOFLHUUHR ODDSHUWXUDGH VXV FRQWDFWRV DSDUWLUGHXQWLHPSRGHVGHTXHVHDFWLYHHOWHPSRUL]DGRUPDQWHQLHQGRHVD SRVLFLyQXQWLHPSRGHVSXpVGHODGHVDFWLYDFLyQGHOPLVPR ƔTemporizadores especiales: HQ OD figura 12 DSDUHFH XQ PyGXOR TXH GLVSRQH HQWUHRWU DV IXQFLRQHVODVGHWHPSRUL]DGRUDODFRQH[LyQD ODGHVFRQH[LyQ\DODF RQH[LyQGHVFRQH[LyQ6H XWLOL]D HQWD UHDV GH FRQWURO 'LVSRQH GHLQG LFDGRU GHWH[WRHQSDQWDO OD UHORMSUR JUDPDGRU \VH SXHGHSURJUDPDUGHVGHHOPLVPRDSDUDWRRDWU DYpVGHXQ3&3RGUtDFODVLILFDUVHGHQWURGHORV SHTXHxRVDXWyPDWDVSURJUDPDEOHV
Figura 12. Módulo con funciones de temporizador.
2WUDSRVLEOHFODVLILFDFLyQHVSRUVXSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRSRUHMHPSOR Ɣ7HPSRUL]DGRUHV térmicos, HOSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHHVWRVUHOp VVHEDVDHQORVHIHFWRV WpUPLFRVGHODFRUULHQWH Ɣ7HPSRUL]DGRUHVelectrónicos,VHEDVDQHQFLUFXLWRVFRQFRPSRQHQWHVHOHFWUyQLFRV Ɣ7HPSRUL]DGRUHV neumáticos, GLVSRQHQGHXQRULILFLR FRQ ILOWURS RU GRQGHSHQHWUDHODLUH FRPSULPLGRXQYiVWDJRGHODWyQ HQIRUPDGHFRQRTXHGL VSRQHGHXQ WRUQLOORGHUHJXODFLyQGH SDVR GHODLU H XQIXHOOH GH JRPD\XQUHVRUWH DQWDJRQLVWD VLWXDGR HQ HO LQWHULRU GHO IXHOOH 8QD PHPEUDQDSURYRFDTXHORVFRQWDFWRVVHDFWLYHQWUDQVFXUULGRHOWLHPSRGHUHJXODFLyQ/DVJDPDV GHUHJXODFLyQGHWLHPSRYDQGHVGHVHJXQGRVDKRUD
5. Elementos de señalización y mando
5.1. Elementos de señalización 6HXWLOL]DQSDUDLQGLFDUFXDOTXLHUHVWDGRHQTXHVHHQFXHQWUDQORVHOHPHQWRVGHPDQGR\FRQWURO UHFXUULpQGRVHQRUPDOPHQWHDORVGLVSRVLWLYRVGHVHxDOL]DFLyQVLJXLHQWHV - Señalización luminosa:ORVVLVWHPDVHPSOHDGRVVXHOHQVHU YHUfigura 13): /iPSDUDVGHLQFDQGHVFHQFLD /iPSDUDVGHLQFDQGHVFHQFLDPRQWDGDHQVHULHFRQXQDUHVLVWHQFLD /iPSDUDGHLQFDQGHVFHQFLDRGHJDVDOLPHQWDGDSRUXQWUDQVIRUPDGRU
Figura 13. Diferentes modelos de pilotos para señalizaciones luminosas.
Señalizaciones acústicas: ODVPiVXVXDOHVVRQSRUPHGLRGHWLPEUHVVLUHQDV]XPEDGRUHV 6XHOHQLQGLFDUVLWXDFLRQHVGHIXQFLRQDPLHQWRSHOLJURVDVYHUfigura 14.
Figura 14. Símbolos de indicación acústica, por sirena (a) y por zumbador (b).
Señalizaciones ópticas: QRUPDOPHQWH VRQDG KHVLYRV FRQ GLIHUHQWHV FRORUHV \ PDUFDV RSODFDV LQGLFDGRUDV VLWXDGDV DOUHGHGRU GHOERWyQ SXOVDGRU (Q OD figura 15 VH REVHUYDQDOJXQRVGHHOORV
Figura 15. Diferentes formas de señalización óptica.
5.2. Elementos de mando 6RQLQVWUXPHQWRVTXH VHHQFDUJDQGHDVHJXUDUHOGLiORJR KRPEUHPiTXLQDHQPLVLRQHV FRPR DUUDQFDUSDUDUHWFODVPiTXLQDV /RVSRGHPRVGLYLGLUHQmanuales \ detectores automáticos Ɣ Manuales, ORVPiVFRUULHQWHVVRQ - Pulsadores: ORVPi V XVXDOHV VRQ ORV TXHFRQHFWDQ\GHVFRQHFWDQPHGLDQWHXQ LPSXOVR \SRVWHULRUPHQWHYXHOYHQDVX SRVLFLyQLQLFLDO - Conmutadores: VXHOHQ VHUERWRQHVR SDODQFDV JLUDWRULDVTXH DEUHQRFLHUUDQ FLUFXLWRVPHGLDQWHOHYDV6HXWLOL]DQ HQOD VHOHFFLyQGHORVGLIHUHQWHVFLUFXLWRVHQOD figura 16DSDUHFHQGLIHUHQWHVPRGHORV
Figura 16. Diferentes modelos de conmutadores de levas.
Ɣ Detectores automáticos: VHUH FXUUH DVLVW HPDV GHPDQGRDXWRPiWLFRV FRQ HO ILQG H HYLWDU SUHRFXSDFLRQHVDOXVXDULR(VLPSUHVFLQGLE OHTXHHOPDQG RDXWRPiWLFRVHDVREUHWRGRVHJXUR VHQFLOOR\ILDEOH(QWUHORVPiVFRUULHQWHVVHHQFXHQWUDQ Finales de carrera: TXH WLHQHQFRPR IXQFLyQ FRQWURODU ODSRVLFLyQGHFLHU WRV yUJDQRV PyYLOHVGHODVPiTXLQDV\ SHUPLWLU ODSXHVWD HQ PDUFKDOD GLVPLQXFLyQ GHYHORFLGD G ODSDUDGD HQ XQGHWHUPLQDGROXJDURPDQGDUFLFORV GH IXQFLRQDPLHQWR DXWRPiWLFRV (figura 17). Presostatos: VHHPSOHDQSDUDUHJXODU R FRQWURODU ODSUHVLyQ HQFLU FXLWRV GH WLSR KLGUiXOLFRV\QHXPiWLFRV(QHO Figura 17. Diferentes modelos de finales de carrera. PRPHQWRHQTXHODSUHVLyQRGHSUH VLyQ WRPD XQ YDORU SUHILMDGRHOFRQWDFWRGH FLHUUH R GH DSHUWXUDSHUPXWDVX SRVLFLyQ(figura 18).
Termostatos: VH HPSOHDQ SDUD FRQWURODUODWHPSHUDWXUDGHVHDGDHQXQ VLVWHPD FHUUDGR8QVHQVRU GH WHPSHUDWXUD HVHOHOH PHQWR TXHVH HQFDUJD GH FDPELDUORVFRQWDFWR V TXH GLVSRQH ORV DELHUWRVDFHUUDGR\ORV FHUUDGRVDDELHUWR
Figura 18. Diferentes modelos de presostatos.
Detectores de nivel de líquidos: VHXVDQSDUDHOPDQGRDXWRPiWLFRGHHVWDFLRQH V GH ERPEHR FRQWURODQGR ODDOWXUDPi [LPD \PtQ LPD GHOOtT XLGR FX\R QLYHO VHSUHWHQGH FRQWURODU
Detectores fotoeléctricos: ORVGHWHFWRUHVIRWRHOpFWULFRVSHUPLWHQGHWHFWDUODSUHVHQFLDR PRYLPLHQWRGHREMHWRVDOFRUWDUXQKD]OXPLQRVR(QODfigura 19TXHVHDGMXQWDVHLQGLFD XQGHWHFWRUIRWRHOpFWULFR\GLYHUVRVDFFHVRULRVGHORVTXHSUHFLVDSDUDVXXWLOL]DFLyQ
Figura 19. Detector fotoeléctrico y accesorios.
6. Localización y reparación de averías 'HORVHOHPHQWRVWUDWDGRVHQHOSUHVHQWHWHPD~QLFDPHQWHPHUHFHODSHQDFRQVLGHUDUDHIHFWRV GHPDQWHQLPLHQWR\SRUWDQWRHQSUHYLVLyQGHSRVLEOHVDYHUtDVHOFRQWDFWRU /DVDFWXDFLRQHVPiVFRUULHQWHVVRQODVVLJXLHQWHV En el electroimán del contactor 6LHOFLUFXLWRPDJQpWLFRKDFHUXLGRFRPSUREDU /D WHQVLyQ GH ODUHG GH DOLPHQWDFLyQ8QHOHFWURLPiQYLEUDFXDQGRH VWi DOLPHQWDGR SRU XQDWHQVLyQDOWHUQDLQIHULRUTXHDTXHOODSDUDODTXHKDVLGRGLVHxDGR 4XHQRVH KDLQWURGXFLGRQLQJ~Q FXHUSRH[WUDxRHQWUHODVSDUWHVILMD\PyYLOGHOFLUFXLWR PDJQpWLFR /DOLPSLH]DGHODVVXSHUILFLHVUHFWLILFDGDV QXQFDVHGHEHQSLQWDUUDVFDUROLPDU 6LHVWiQPX\VXFLDVOLPSLDUODVFRQJDVROLQDRWULFORUHWLOHQR En la bobina del contactor 6LIXHUDQHFHVDULRFDPELDUXQDERELQD SRUHMHPSORHQFDVRGHFDPELR GHODWHQVLyQGHOFLUFXLWR GHFRQWURO /DQXHYDERELQDVHGHI LQLUiHQIXQFLyQGHODWHQ VLyQUHDOGHDOLPHQWDFLyQGHOFLUFXLWR GHFRQWURO (OGHWHULRURGHODERELQDSXHGHVHUFDXVDGRSRU (OFLHUUHLQFRPSOHWRGHOFLUFXLWRPDJQpWLFRWUDVXQLQFLGHQW HPHFiQLFRRXQDWHQVLyQGHO FLUFXLWRGHFRQWUROLQIHULRUDOGHOYDORUQRPLQDO 8QFLUFXLWRGHFRQWUROPDODGDSWDGR 8QDWHQVLyQGHDOLPHQWDFLyQVXSHULRUDOGHOYDORUQRPLQDO En los polos del contactor /RV SRORV GH XQFRQWDFWRUQRUHTXLHUHQPDQWHQLPLHQWRÒQLFDPHQWHVXVWLWXLU ORV FXDQGRK DQ VXSHUDGRODYLGD~WLO &XDQGRORVFRQWDFWRVOOHYDQHIHFWXDGRVPXFKRVFRUWHVSXHGHQGDUVHQVDFLyQGHGHVJDVWH /D~QLFDIRUPDGHHYDOXDUHOJUDGRGHGHVJDVWHHVFRPSUREDUSHULyGLFDPHQWHODFRWDGHSUHVLyQ RYLJLODUHQGHWHUPLQDGRVFDOLEUHVHOLQGLFDGRUGHGHVJDVWHJHQHUDO 'XUDQWHHOSHUtRGRGHXWLOL]DFLyQQXQFDVHGHEHQKDFHUUHJODMHVGHODFRWDGHSU HVLyQ&XDQGR pVWDVHHQFXHQWUDHQWUHXQ\XQGHODFRWDLQLFLDOKD\TXHFDPELDUORVFRQWDFWRV Contactos auxiliares del contactor 1R UHTXLHUHQQLQJ~QPDQWHQLPLHQWRQLUHJODMH H[FHSWRODGXUDFLyQGH ODWHPSRUL]DFLyQHQOR V FRQWDFWRVDX[LOLDUHVWHPSRUL]DGRVVLORVSRVHH Ŷ Lo que nunca hay que hacer OLPDURHQJUDVDUORVFRQWDFWRV PRGLILFDUXQDSLH]DRVXVWLWXLUODSRUXQDSLH]DGHUHFDPELRLQDGHFXDGD
7. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
/RV UHOpVD X[LOLDUHV HQ UHDOLGDG VRQ FRQWDFWRUHV GHEDMD SRWHQFLD TXH QR GLVSRQHQGHFiPDUDVDSDJDFKLVSDVQLGHERELQDVGHVRSODGR (QORVFRQWDFWRUHVQHXPiWLFRVVXVLVWHPDGHDFFLRQDPLHQWRHVSRUPHGLRGHXQ OtTXLGR /RV FRQWDFWRUHV QHFHVLWDQ SDUD VXFRUUHF WR IXQFLRQDPLHQWR TXHOD DOLPHQWDFLyQ GHODERELQDVHUHDOLFHHQFRUULHQWHDOWHUQD /RVFRQWDFWRVGHSRWHQFLDGHXQFRQWDFWRUVHUHIHUHQFLDQFRQXQVyORQ~PHURGHO DO SDUDORVGHHQWUDGD\SDUDORVGHVDOLGD /D ERELQD GH XQ FRQWDFWRU HV OD SDUWH TXH SURGXFH HO IOXMR PDJQpWLFR FDSD] GH LPDQWDUXQQ~FOHR (Q ORVSRORVGHOFRQWD FWRU GXUDQWHHOSHUtRGRGHXWLOL]DFL yQ QXQFDVHGHEHQ KDFHUUHJODMHVGHODFRW DGHSUHVLyQ\FXDQGR pVWDVHHQFXHQWUDHQWUHXQ\ XQGHODFRWDLQLFLDOKD\TXHFDPELDUORVFRQWDFWRV
/RVWHPSRUL]DGRUHVDODFRQH[LyQ UHWDUGDQHMHFXWDUHOFLHUUHRODDSHUWXUDGH XQFRQWDFWRDSDUWLUGHGHVDFWLYDUVHHOWHPSRUL]DGRU 8Q ILQDOGHFDUUHUDQRWLHQHODIXQFLyQGHPDQGDUFLFORVGHIXQFLRQDPLHQWR DXWRPiWLFRV /DVDYHUtDVHQORVSRORVSXHGHQHVWDUSURGXFLGDVSRUXQDFDtGDGHWHQVLyQHQOD UHG\SRUYLEUDFLRQHVGHORVFRQWDFWRVGHHQFODYDPLHQWR 1RH[LVWHQWHPSRUL]DGRUHVTXHVHDQDODYH]DODFRQH[LyQ\DODGHVFRQH[LyQ
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
8. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 Un ejemplo de temporización a la conexión es la instalación de un equipo de luces mandada por un automático de escalera. Deducir el correspondiente esquema de mando para un edificio de tres plantas y una lámpara por planta.
Ejercicio 2 Diseñar el esquema de mando y el esquema de potencia para que una cinta transportadora realice la siguiente función: a) Al depositar un objeto sobre la cinta se acciona un final de carrera y se pone en marcha. b) Al llegar el objeto al final del recorrido, se acciona otro final de carrera y se detiene. c) Al retirar el objeto de la cinta, ésta continúa detenida. d) El circuito deberá llevar dos pulsadores de emergencia, uno para interrumpir el funcionamiento y otro para iniciar la marcha independientemente de que se depositen o no objetos en la cinta transportadora.
Ejercicio 3 Diseñar el esquema de control para el mando con pulsadores de paro y marcha de una hormigonera que pueda ser gobernada de la siguiente forma: - Posibilidad A: funciona indefinidamente al accionar un pulsador de marcha. - Posibilidad B: funcionamiento a impulsos únicamente mientras se está accionando otro pulsador de marcha - La selección se realizará mediante un selector conmutador.
Ejercicio 4 Elegir el contactor más adecuado para un circuito formado por resistencias débilmente inductivas; las características de la red son: tensión trifásica 230 V y de la carga: potencia 18 kW y factor de potencia 0,98.
Ejercicio 5 Elegir el contactor más adecuado para el mando de un motor asíncrono de una máquina mezcladora, de características de red: tensión trifásica 400 V, de la carga: potencia 11 kW y factor de potencia 0,65.
7HPD 6LVWHPDVGHSURWHFFLyQ Índice
Objetivos Ź 'LVHxDUFLUFXLWRV GH DXWRPDWLVPRV HOpFWULFRV LQFRUSRUDQGR ORVGLYHUVRV HOHPHQWRV GH SURWHFFLyQPRQWDUORVSUiFWLFDPHQWH\FRPSUREDUVXIXQFLRQDPLHQWR Ź&RQRFHUODVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRGHOLQVWUXPHQWDOGHSURWHFFLyQPiVXVXDO Ź(QWHQGHUHOSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHORVHOHPHQWRVTXHHQHVWHWHPDVHGHVDUUROODQDVt FRPRVXPDQWHQLPLHQWR Ź6HUFDSDFHVGHHOHJLUHOVLVWHPDGHSURWHFFLyQPiVDGHFXDGRSDUDFDGDFDVR Ź&RQRFHUODUHJODPHQWDFLyQYLJHQWHUHVSHFWRDODVSURWHFFLRQHV
Contenidos 1. Introducción 2. Aspectos generales, clasificación de los sistemas de protección 3. Cortacircuitos fusible: clasificación y elección 3.1. Clasificación por su construcción 3.2. Clasificación según servicio 3.3. Clasificación según su categoría 3.4. Clasificación según sus aplicaciones 3.5. Elección del tipo y clase de fusible 4. Relé térmico 5. Interruptor magnetotérmico 6. Interruptor diferencial 7. Instalaciones de puesta a tierra 7.1. Reglamentación vigente 7.2. Coordinación de protecciones 7.2.1. Dispositivo interruptor magnetotérmico y puesta a tierra 7.2.2. Dispositivo diferencial con magnetotérmico y puesta a tierra 8. Relés electromagnéticos de máxima corriente 9. Seccionadores 10. Cuestionario 11. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción 7DO FRPR HVSHFLILFD HO Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, Ministerio de Ciencia y Tecnología Baja Tensión en el Artículo 16. p.3 HQORVXFHVLYRRBT ITC... o Art. ... p. .. ORV VLVWHPDVGHSURWHFFLyQSDUDODVLQVWDODFLRQHVLQWHULRUHVRUHFHSWRUDVSDUDEDMDWHQVLyQLPSHGLUiQORV HIHFWRV GHO DV VREUHLQWHQVLGDGHV \ VREUHWHQVLRQHV TXH SRU GLVWLQWD FDXVD FDEH SUHYHU HQ ODV PLVPDV \ UHVJXDUGDUiQ DVXV PDWHULDOHV \ HTXLSRV GHO DV DFFLRQHV \ HIHFWRV GH ORVD JHQWHV H[WHUQRV(QHOPLVPRUHJODPHQWRVHHVSHFLILFDTXHVHDGRSWDUiQPHGLGDVGHVHJXULGDGWDQWRSDUD ODSURWHFFLyQGHORVXVXDULRVFRPRSDUDODVUHGHVTXHUHVXOWHQSURSRUFLRQDGDVDODVFDUDFWHUtVWLFDV \SRWHQFLDGHORVDSDUDWRVUHFHSWRUHVXWLOL]DGRVHQODVPLVPDV 'HWDOIRUPDTXHHQJHQHUDOORVFLUFXLWRV\ORVFRQGXFWRUHVHOpFWULFRVGHEHQSURWHJHUVHFRQWUDORV FRUWRFLUFXLWRV \ ODV VREUHFDUJDV ELHQ VHD SRU HO VLVWHPD PiV VHQFLOOR TXH HV LQWHUFDODU HQWUH HO FLUFXLWR DSURWH JHU \ ODO tQHD XQ PDWHULDO IiFLOPHQWH IXVLEOH TXH IXQGH DO SDVDU XQD LQWHQVLGDG QR GHVHDGDVXSHULRUDODGHOFDOLEUHGHOIXVLEOH\TXHVHGHQRPLQDFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHRLQWHUFDODUHQ ORVFLUFXLWRVPDJQHWRWpUPLFRVGLIHUHQFLDOHVGLVSRVLWLYRVTXHVHHVWXGLDUiQVHJXLGDPHQWH (OREMHWLYRHVUHGXFLURHYLWDUIDOORVHQVXIXQFLRQDPLHQWRDVtFRPRODVSRVLEOHVDYHUtDV
2. Aspectos generales, clasificación de los sistemas de protección /DV DYHUtDVTXHPiVFRUULHQWHPHQWHVXHOHQ RFXUULU \SRU WDQWR VH KD GHSUHYHU HO VLVWHPD GH SURWHFFLyQPiVLGyQHRVRQ Ŷ 3RU Cortocircuito:XQFRUWRFLUFXLWRHVODFRQH[LyQGHGRVRPiVSXQWRVGHOFLUFXLWRDFWLYRDWUDYpV GHXQDLPSHGDQFLDGHYDORUGHVSUHFLDEOHVREUHSDVDQGRQRWDEOHPHQWHODLQWHQVLGDGQRPLQDO YDULDV YHFHV OD LQWHQVLGDG QRPLQDO (VWH WLSRG H DYHUtDV VHK D HOLPLQDU HQ XQWLH PSR LQIHULRU DO RV VHJXQGRV /RVVLVWHPDVGHSURWHFFLyQXWLOL]DGRVVRQ )XVLEOHVGHFDUDFWHUtVWLFDV\FDOLEUHDGHFXDGRV ,QWHUUXSWRUHVDXWRPiWLFRVFRQVLVWHPDGHGLVSDURHOHFWURPDJQpWLFR 6HFFLRQDGRUHVSRUWDIXVLEOHV Ŷ 3RU Sobreintensidad: XQD VREUHLQWHQVLGDG HV XQDL QWHQVLGDG VXSHULRU DO D QRPLQDO \ SXHGH SURGXFLUDVXYH]XQDsobrecarga o un cortocircuito. 6HHQWLHQGHSRUsobrecargaXQDXPHQWRGH FRUULHQWHTXHVREUHSDVDODFRUULHQWHQRPLQDO6LGLFKDsobrecarga es permanenteVHFRQVLGHUDUi no admisible\VHKDGHDQXODU6LODsobrecarga es de corta duración FRPRSRUHMHPSORHQHO FDVRGHDUUDQTXHVGHPRWRUHV VHFRQVLGHUDUiFRPRXQDVREUHLQWHQVLGDGadmisible\QRUHVXOWD QHFHVDULRHOLPLQDUOD /RVVLVWHPDVGHSURWHFFLyQPiVDGHFXDGRVVRQ )XVLEOHVGHFDUDFWHUtVWLFDV\FDOLEUHDGHFXDGRV ,QWHUUXSWRUHVDXWRPiWLFRV
Ŷ 3RU Contacto directo: XQFRQWDFWRGLUHFWRHVHOFRQWDFWR TXHWLHQHOXJDUHQWUHSHUVRQDV\SDUWHV DFWLYDVGHORVPDWHULDOHVGHODVLQVWDODFLRQHV 6HXWLOL]DQORVVLJXLHQWHVVLVWHPDVGHprotección ,PSHGLPHQWRGHOR VFRQWDFWRV \WRTXHVIRUWXLWRVGHSD UWHVDFWLYDVGHO DLQVWDODFLyQSRU GLVWDQFLDGHVHJXULGDGRPHGLDQWHREVWiFXORV $LVODQGRODVSDUWHVDFWLYDVGHODLQVWDODFLyQ Ŷ 3RU Contacto indirecto: VHHQW LHQGH HO FRQWDFWR GHSH UVRQDV FRQ PDVDV SXHVWDV DFFLGHQWDOPHQWH EDMR WHQVLyQ FRPR SRU HMHPSOR VXHOH RFXUULU FRQ ODV FDUFDVDV GH ODV PiTXLQDV HOpFWULFDV /RVVLVWHPDVGHSURWHFFLyQPiVXWLOL]DGRVVRQ 6HSDUDUORVFLUFXLWRVDWUDYpVGHWUDQVIRUPDGRUHVRJUXSRVFRQYHUWLGRUHV 8VRGHSHTXHxDVWHQVLRQHVGHVHJXULGDG 9VLORVORFDOHVVRQK~PHGRV\9VLVH WUDWDGHORFDOHVVHFRV 5HFXEULPLHQWRGHODVPDVDVFRQDLVODPLHQWRV &RQH[LRQHV HTXLSRWHQFLDOHV 6HW UDWD GH XQLU HOpFWULFDPHQWH WRGDV ODV PDVDV GH OD LQVWDODFLyQ 6HSDUDFLyQGHODVPDVDVDFFHVLEOHV\ODVSDUWHVDFWLYDVPHGLDQWHDLVODPLHQWRV 3XHVWDWLHUUDGHODVPDVDV\GLVSRVLWLYRVGHFRUWHSRULQWHQVLGDGGHGHIHFWR 3XHVWDDWLHUUDGHODVPDVDVDGHPiVGHGLVSRVLWLYRVGHFRUWHSRUWHQVLyQGHGHIHFWR /D SURWHFFLyQ FRQWUD FRQWDFWRV LQGLUHFWRV PiV XVDGD HV OD TXH FRPELQD OD puesta tierra de las masas,FRQXQG LVSRVLWLYRGHFRUWH SRULQWHQVLGDGGHGHIHFWRDOFXiOVHOHG HQRPLQD interruptor diferencial. Ŷ 3RU PerturbacionesFRPR Sobretensiones: VX SURWHFFLyQ FRQVLVWH HQ LQVWDODU XQD SURWHFFLyQ PHGLDQWH relé GH SURWHFFLyQFRQWUDsobretensiones Subtensiones:VHLQWHUFDODQHQODVLQVWDODFLRQHVrelés GHSURWHFFLyQFRQWUDsubtensiones. Fallo de faseHQORVPRWRUHVHOpFWULFRV VXSURWHFFLyQVHUHDOL]DPHGLDQWHODLQVWDODFLyQGH relésGHSURWHFFLyQFRQWUDinterrupción de fases. (QODtabla ITXHVHDGMXQWDHQODSiJLQDVLJXLHQWHVHLQGLFDQODVSHUWXUEDFLRQHVPiVIUHFXHQWHV\ HOGLVSRVLWLYRGHSURWHFFLyQPiVDGHFXDGRTXHOHFRUUHVSRQGH(QGLFKDWDEODSRGHPRVREVHUYDU TXHKD\SHUWXUEDFLRQHVTXHWLHQHQPDVGHXQVLVWHPDGHSURWHFFLyQ\VHUtDFXHVWLyQGHHOHJLUFXiO GH ORV VLVWHPDV HV HO PiV DGHFXDGR GHSHQGLHQGR GH ODV FDUDFWHUtVWLFDV GH FDGD WLSR GH SHUWXUEDFLyQ
PERTURBACIONES Y DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
PERTURBACIÓN
SISTEMA DE PROTECCIÓN
&RUWRFLUFXLWR
)XVLEOH 6HFFLRQDGRU ,QWHUUXSWRUHOHFWURPDJQpWLFR
6REUHFDUJD
5HOpWpUPLFR ,QWHUUXSWRUHOHFWURPDJQpWLFR ,QWHUUXSWRUPDJQHWRWpUPLFR
&RQWDFWRLQGLUHFWR
3XHVWDDWLHUUDGHODPDVDFRQLQWHUUXSWRUPDJQHWRWpUPLFR 3XHVWDDWLHUUDGHODVPDVDVFRQLQWHUUXSWRUGLIHUHQFLDO 6HFFLRQDGRU
)DOORGHIDVH
5HOpGHIDOORGHIDVH
6REUHWHQVLyQ
5HOpGHPi[LPDWHQVLyQ
6XEWHQVLyQ
5HOpGHPtQLPDWHQVLyQ
Tabla I. Perturbaciones más frecuentes y dispositivo de protección más adecuado
3. Cortacircuitos fusible: clasificación y elección (O fusibleHVODSDUWHGHXQFRUWDFLUFXLWRTXHVHfundeDOSDVDUXQDLQWHQVLGDGVXSHULRUDODQRPLQDO SDUDHOTXHHVWiFRQVWUXLGR (QRFDVLRQHVVHFRQIXQGHfusibleFRQHOcortacircuitos fusible(OIXVLEOHHVVyORODOiPLQDRKLOR FRQGXFWRUGHVWLQDGRDIXQGLUVH\SRUWDQWRDFRUWDUHOFLUFXLWRPLHQWUDVTXHHOFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOH FRPSUHQGHDGHPiVODFDUFDVDORVPDWHULDOHVGHVRSRUWHHWF (QUHVXPHQHOFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHHVHOFRQMXQWRGHOGLVSRVLWLYRGHSURWHFFLyQ
3.1. Clasificación por su construcción Ŷ Cortacircuitos fusibles de rosca $FWXDOPHQWHHVWHWLSRGHFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHHVWiFD\HQGRHQGHVXVR/DIRUPDGHLQVWDODUORVHV HQURVFiQGRORV 3UHVHQWDQ OD YHQWDMD GH TXH QR VH SXHGHQ FRQIXQGLU QL OD WHQVLyQ GH WUDEDMR QL OD LQWHQVLGDG QRPLQDO SRU OR TXH VRQ DSURSLDGRV SDUD VX PDQLSXODFLyQ SRU SHUVRQDO TXH FDUHFH GH H[SHULHQFLD 6HI DEULFDQ GHOR V WLSRV ' GH KDVWD $ GH LQWHQVLGDG QRPLQDO ' KDVWD $ \ 'KDVWD$ (Q OD tabla II VH HVSHFLILFDQ ORV FDOLEUHV VHJ~Q WLSR GH IXVLEOH GLFKD WDEOD HV IDFLOLWDGD SRU ORV IDEULFDQWHVGHIXVLEOHV Tipo
D01
D02
D03
&DOLEUH $
Tabla II. Calibres normalizados de fusibles de rosca.
Ŷ Cortacircuitos fusibles cilíndricos (VWHWLSRGHFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHVVRQORVPiVXWLOL]DGRV 'LVSRQHQ GH XQ FXHUSR GH PDWHULDO DLVODQWH JHQHUDOPHQWH SRUFHODQD FRQ WDSDV GH PDWHULDO FRQGXFWRU TXH SXHGHQ VHU FREUH HVWDxDGR R WUDWDGR FRQ DOJ~Q DQWLR[LGDQWH HQ IRUPD GH FDVTXLOORLQVHUWDGDVHQHOFXHUSRDLVODQWH /RVYDORUHVGHLQWHQVLGDGQRPLQDOYROWDMH\WLSRGHIXVLEOH\RWUDV FDUDFWHUtVWLFDV YDQ FODUDPHQWH LPSUHVDV HQ HO FXHUSR $ YHFHV WLHQHQGLVSRVLWLYRVOXPLQRVRVSDUDODVHxDOL]DFLyQGHIXVLyQ (QWUH ORV FDVTXLOORV YD LQVWDODGR HO HOHPHQWR IXVLEOH SRU OD SDUWH LQWHULRUGHOFXHUSR(QODfigura 1VHDSUHFLDODIRUPDGHXQIXVLEOH FLOtQGULFR 8Q HMHPSOR GHWDO ODV FRQ ORVF DOLEUHV \ GLPHQVLRQHV TXH VH IDEULFDQODVSRGHPRVREVHUYDUHQODTabla III
Figura 1. Fusible cilíndrico.
CORTACIRCUITOS FUSIBLES CILÍNDRICOS DIMENSIONES (mm)
TIPO
TALLA Diámetro
Longitud
gL INTENSIDADES (A)
aM INTENSIDADES (A)
Tabla III. Dimensiones y calibres de cortacircuitos fusibles cilíndricos.
Ŷ Cortacircuitos fusibles de cuchillas (VWRV FRUWDFLUFXLWRV IXVLEOHV VRQ ORV PiV DSURSLDGRV SDUD LQWHQVLGDGHV TXH VREUHSDVHQ ORV $ DXQTXH WDPELpQ VH IDEULFDQSDUDLQWHQVLGDGHVQRWDEOHPHQWHLQIHULRUHV 'LVSRQHQ GH XQ FXHUSR HQ IRUPD GH SULVPD UHFWDQJXODU VXV GLPHQVLRQHVYDQHQIXQFLyQGHVXWDOOD\VRQGHPDWHULDODLVODQWH QRUPDOPHQWH PDWHULDO SOiVWLFR R SRUFHODQD &HQWUDGD HQ ODV EDVHV GHO SULVPD VREUHVDOH XQD EDUUD GH PDWHULDO FRQGXFWRU VX SDUWHLQWHULRUWLHQHIRUPDGHFXFKLOODSDUDODFyPRGDLQVHUFLyQHQOD EDVH 6ROLGDULDV D ODVE DVHV TXH WLHQH HO FXHUSR \ HQ VX SDUWH DQWHULRUHVWiQSUHYLVWDVXQDVOHQJHWDVSDUDIDFLOLWDUHODQFODMHGH ODV HPSXxDGXUDV HVSHFLDOHV TXH VRQ QHFHVDULDV SDUD PDQLSXODU HVWRVFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHV9HUODfigura 2.
Figura 2. Fusible de cuchilla.
(QODtabla IVVHLQGLFDXQHMHPSORGHORVGLVWLQWRVFDOLEUHVTXHVHIDEULFDQ. CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE CUCHILLA
TALLA
gL
aM
INTENSIDADES (A)
Tabla IV. Dimensiones y calibres de cortacircuitos fusibles de cuchilla.
/DVEDVHVGHHVWRVSRUWDIXVLEOHVVHJ~QVHSXHGHDSUHFLDUHQOD(Figura 2) VRQHVSHFLDOHVGLVSRQHQ GHXQVRSRUWHDLVODQWHQRUPDOPHQWHGHSRUFHODQDTXHVLUYHFRPRVRSRUWHDODEDVH
3.2. Clasificación según servicio 6HGLYLGHQHQFXDWURJUDQGHVJUXSRVTXHVHSXHGHQREVHUYDUHQODtabla V. TIPO
SERVICIO
/
&DEOHV\FRQGXFWRUHVHOpFWULFRV
0
$SDUDWRVGHPDQLREUD FRQWDFWRUHVUHOpVHWF
5
6HPLFRQGXFWRUHV GLRGRVWLULVWRUHVHWF
7U
7UDQVIRUPDGRUHV Tabla V. Tipos de fusibles según su servicio.
3.3. Clasificación según su categoría 3RUVXFDWHJRUtDORVIXVLEOHVVHSXHGHQFODVLILFDUHQ Ŷ categoría a 7DPELpQ OODPDGRV FRUULHQWHPHQWH fusibles lentos o de acompañamiento 6RQ UHFRPHQGDGRV SDUD SURWHJHU FRQWUD VREUHLQWHQVLGDGHV \ FRUWRFLUFXLWRV D ORV UHFHSWRUHV FRQ VREUHLQWHQVLGDGHV WUDQVLWRULDVGXUDQWHHOIXQFLRQDPLHQWR6RQLGyQHRVSDUDPRWRUHVFDUJDVLQGXFWLYDVHWF6XSRGHU GHFRUWHHVLQIHULRUDVHJXQGRGHWLHPSRSDUDXQDFLUFXODFLyQGHYHFHVODLQWHQVLGDGQRPLQDO (VWRV IXVLEOHV VLHPSUH GHEHQ LU DFRPSDxDGRV GH XQD SURWHFFLyQ VXSOHPHQWDULD SDUD VREUHLQWHQVLGDGHVFRPRSRUHMHPSORXQUHOpWpUPLFRRGLVSRVLWLYRVLPLODU Ŷ categoría g 7DPELpQGHQRPLQDGRV fusibles rápidos6RQGHXVRJHQHUDOHQFLUFXLWRVTXHQRWHQJDQPXFKDV VREUHLQWHQVLGDGHVWUDQVLWRULDVGXUDQWHHOIXQFLRQDPLHQWR6XSRGHUGHFRUWHGHEHVHULQIHULRUD VHJXQGRVFXDQGRSDVHXQDLQWHQVLGDGYHFHVVXSHULRUDODQRPLQDODSUR[LPDGDPHQWH
3.4. Clasificación según sus aplicaciones /DVFODVHVGHIXVLEOHVPiVXWLOL]DGRVVHLQGLFDQHQODtabla VIHQIXQFLyQGHOWLSRGHUHFHSWRU Clase de fusible
gL
GR
gTr
aM
aR
$SOLFDFLyQ
&DEOHV\ FRQGXFWRUHV HOpFWULFRV
6LVWHPDV HOHFWUyQLFRV HQJHQHUDO
7UDQVIRUPDGRUHV
$SDUDWRVGH PDQLREUD&RPR DFRPSDxDPLHQWR
6LVWHPDVHOHFWUyQLFRV FRQDFRPSDxDPLHQWRGH RWURGLVSRVLWLYR
Tabla VI. Tipos de fusibles según su aplicación.
3.5.Elección del tipo y clase de fusible 3URFHVRDVHJXLU $QDOL]DU HO tipo de aparamentaDSURWHJHU 'HFLGLUFyPRVHKDGHSURWHJHUHQWUHIXVLEOHrápidoRlentoDFRPSDxDGRGHRWURVGLVSRVLWLYRVGH SURWHFFLyQ (OHJLU HO calibre R corriente nominal HQ ODVWD EODV TXH VH KDQ LQGLFDGR DQWHULRUPHQWH FRQVLGHUDQGRTXHORVIXVLEOHVVLVRQGH ŶCategoría “ g³VHHOHJLUiXQFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHGHFDOLEUHRLQWHQVLGDGQRPLQDOQRVXSHULRUDOD FRUULHQWHGHVHUYLFLRGHOUHFHSWRUROtQHDDSURWHJHU Ŷ Categoría “ a ³VHHO HJLUi XQ FRUWDFLUFXLWRV IXVLEOH GHX Q FDOLEUH LQPHGLDWDPHQWH VXSHULRU DO D LQWHQVLGDGQRPLQDOGHOGLVSRVLWLYRGHSURWHFFLyQDGLFLRQDOTXHUHTXLHUHQHVWRVFRUWDFLUFXLWRVIXVLEOHV Ejemplo 1 Se ha de proteger una carga compuesta por 60 equipos de alumbrado fluorescente de 58 W cada uno, con cos ij 0,6, red de energía eléctrica trifásica con neutro de una tensión 230 V entre fases y 50 Hz. Dicha carga será gobernada mediante un contactor. Calcular: El cortacircuitos fusible más idóneo. Solución Cálculos de Intensidad nominal o corriente de servicio. (Is) P 60 · 58 Is = ——————— = ——————— = 14,55 A ¥3 · V · cos ij ¥3 · 230 · 0,6 Se selecciona un fusible cilíndrico, podría ser de rosca pero es menos habitual. Según la tabla III se elige de talla 00 ó 1 y de un calibre de 16A. Según la tabla VI del tipo aM.
4. Relé térmico 6HOHGHILQHFRPRXQGLVSRVLWLYRGHSURWHFFLyQTXHWLHQHODFDSDFLGDGSDUDGHWHFWDUODVLQWHQVLGDGHV QRDGPLVLEOHVVLQDFWXDUFXDQGRpVWDVHDDGPLVLEOH3RUVtVRORQRHVFDSD]GHHOLPLQDUODDYHUtD VLQR TXH QHFHVLWD GH RWUR HOHPHQWR TXH UHDOLFH OD GHVFRQH[LyQ GH ORV UHFHSWRUHV VXSXHVWDPHQWH FDXVDQWHVGHODDYHUtD HOFRQWDFWRU 9HUHODVSHFWRGHXQUHOpWpUPLFRFRPHUFLDOHQODfigura 3. (OSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHXQUHOpWpUPLFRVHEDVD HQODGLODWDFLyQTXHH[SHULPHQWDXQELPHWDODOFXUYDUVH\ GHVSOD]DUXQDUHJOLOODQRUPDOPHQWHGHEDTXHOLWD\pVWDD VX YH] XQRVFRQWDFWRVDELH UWRV \ FHUUDGRV SDUD FDPELDUORV GH VX HVWDGR GH UHSRVR HO FRQWDFWR FHUUDGR VH HQFDUJDUi GH FRUWDU HO FLUFXLWR \ HO FRQWDFWR QRUPDOPHQWHDELHUWRFHUUDUiRWURFLUFXLWR6XHOHXWLOL]DUVH SDUDFHUUDUHOFLUFXLWRGHXQDOiPSDUDGHVHxDOL]DFLyQOD FXDOLQGLFDUiTXHHOUHOpWpUPLFRKDDFWXDGRGHELGRDXQD VREUHLQWHQVLGDGQRDGPLVLEOH 0HGLDQWH XQ WRUQLOOR VH SXHGH UHJXODU OD SRVLFLyQ GHO D UHJOLOOD GHEDTXHOLW D \ SRU WDQWR LQGLUHFWDPHQWHO D VREUHLQWHQVLGDGDGPLVLEOH Figura 3. Relé térmico tripolar. %iVLFDPHQWHVHcomponeGH YHUfigura 4
Figura 4. Constitución de un relé térmico.
Ŷ Clasificación: - TripolaresVRQORVXWLOL]DGRVHQODSURWHFFLyQGHUHFHSWRUHVWULIiVLFRV - Tripolares diferenciales VRQ FDSDFHV DGHPiV GHS URWHJHU FRPR ODV PLVPDV FDUDFWHUtVWLFDV TXHORVDQWHULRUHVSHURDGHPiVVRQFDSDFHVGHGHWHFWDUHOIDOORGHXQDIDVH
Ŷ Simbología y referenciado:
-
/RV FRQWDFWRV SULQFLSDOHV ELPHWDOHV VH UHIHUHQFLDQ FRQ XQD VROD FLIUD GHO DO HQWUDGDV LPSDUHV VDOLGDVSDUHV /RV FRQWDFWRV DX[LOLDUHV QRUPDOPHQWH DELHUWRV 1$ FRQ \ ORVQRUPDOPHQWHFHUUDGRV 1& FRQ \
Figura 5. Simbología y referenciado de los relés térmicos.
Ŷ Elección de un relé térmico: (OSURFHVRDVHJXLUHVHOVLJXLHQWH 6HGHWHUPLQDODclase de disparoPiVLGyQHDVHJ~QHOUHFHSWRUDSURWHJHU(tabla VII). 3RVWHULRUPHQWH VH FDOFXOD ODL QWHQVLGDG QRPLQDO \VHH OLJH HO PDUJHQ GH UHJXODFLyQ GHOD LQWHQVLGDGGHOWpUPLFR ,V SDUDODLQWHQVLGDGQRPLQDOFDOFXODGD(tabla VIII). /RV IDEULFDQWHV VXHOHQ DGMXQWDU XQD LQIRUPDFLyQ WpFQLFD HQ OD TXH VHUH SUHVHQWD OD FRUULHQWH GHO WpUPLFR,UHQIXQFLyQGHOWLHPSRW (VLPSUHVFLQGLEOHFRQRFHUSUHYLDPHQWHORVVLJXLHQWHVGDWRVGHOUHFHSWRU Tiempo máximo TXH SXHGH VRSRUWDU XQD VREUHLQWHQVLGDG QR DGPLVLEOH VLQ TXHGDU IXHUD GH VHUYLFLRORTXHLPSOLFDHOHJLUODclase de disparoGHOUHOpWpUPLFR ODFODVHGHGLVSDURHVWDEOHFHHO WLHPSRPi[LPRGHLQWHUYHQFLyQGHOUHOpWpUPLFRHQIXQFLyQGHODFRUULHQWHTXHORDWUDYLHVD(tabla VII). $VtSRUHMHPSORXQUHOpWpUPLFRGHFODVH UiSLGR \GH,VVHJ~Q tabla VIILQGLFDTXHFXDQGRHO UHOp WpUPLFR VHDDW UDYHVDGR SRU XQD LQWHQVLGDG GH YDORU YHFHV OD FRUULHQWH FRQ ODTXHVH KD FDOLEUDGRHOUHOpWpUPLFRVHFRQVLGHUDLQWHQVLGDGQRDGPLVLEOH\KDGHDFWLYDUVXVFRQWDFWRVHQXQ WLHPSRLQIHULRUDPLQXWRV\VLHVGHFODVH OHQWR HOWLHPSRKDGHVHULQIHULRUDPLQXWRV TIEMPO DE DISPARO Clase
,V
,V
UiSLGR
PLQ
±V
OHQWR
PLQ
±V
PLQ
±V
PLQ
±V
Tabla VII. Clases de relés térmicos y tiempos de disparo.
Corriente de servicio (Is), HVODTXHDWUDYLHVDHOWpUPLFRHQFRQGLFLRQHVQRPLQDOHV3DUDSRGHU HOHJLUODFRUULHQWHGHOWpUPLFR ,V ODFRUULHQWHGHVHUYLFLRGHEHHVWDULQFOXLGDGHQWURGHXQPDUJHQWDO FRPRVHLQGLFDHQtabla VIII Clase
10 A
0DUJHQ ,V
D
D
D
D
Clase 0DUJHQ ,V
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
20 A D
D
D
D
D
Tabla VIII. Corriente del térmico.
Ejemplo 2 Seleccionar el relé térmico más apropiado para proteger la instalación del ejemplo 1 si el tiempo máximo de sobreintensidad es de 7,2 Is. Solución Considerando el tiempo máximo de sobreintensidad y mediante la tabla VII se selecciona un relé térmico de clase 20 A., y su margen de regulación según tabla VIII de 10 a 16 A.
5. Interruptor magnetotérmico
Figura 6. Símbolo de un interruptor magnetotérmico tripolar.
/D SURWHFFLyQ FRQWUD VREUHLQWHQVLGDGHV VH UHJODPHQWD HQ HO RBT ITC 17 punt. 1.3 GRQGH VH HVSHFLILFD TXH WRGR FLUFXLWR HVWDUi SURWHJLGR FRQWUD ORV HIHFWRV GH ODV VREUHLQWHQVLGDGHV TXH SXHGDQ SUHVHQWDUVH HQ HO PLVPR SDUD ORFX DO OD LQWHUUXSFLyQ GH HVWH FLUFXLWR VH UHDOL]DUi HQXQWLH PSR FRQYHQLHQWH RHV WDUi GLPHQVLRQDGR SDUD ODV VREUHLQWHQVLGDGHVSUHYLVLEOHV (Q OD PLVPD LQVWUXFFLyQ VHL QGLFD TXH WDQWR SDUD HO FDVR GH VREUHFDUJDV FRPR HQ HO FDVR GH FRUWRFLUFXLWRV VH DGPLWHQ FRPRGLVSRVLWLYRVGHSURWHFFLyQORVLQWHUUXSWRUHVDXWRPiWLFRV GHFRUWHRPQLSRODU\WHQGUiHOSRGHUGHFRUWHVXILFLHQWHSDUD ODLQWHQVLGDGGHFRUWRFLUFXLWRTXHSXHGDSURGXFLUVHHQHOSXQWR GHVXLQVWDODFLyQGH$FRPRPtQLPR (VWRV GLVSRVLWLYRV WDPELpQ OODPDGRV interruptores magnetotérmicos WLHQHQ OD FDSDFLGDG GH FRUWDU SULPHUR GHWHFWDQ\SRVWHULRUPHQWHHOLPLQDQ ODVVREUHLQWHQVLGDGHVQR DGPLVLEOHV\FRUWRFLUFXLWRV 6L HVH O FDVR GHX QD VREUHLQWHQVLGDG DGPLVLEOH QR FRUWDQ HO FLUFXLWRDVtRFXUUHSRUHMHPSORHQHODUUDQTXHGHORVPRWRUHV VX VtPEROR \UHI HUHQFLDGR HVH Q HVWH FDVR GH XQ LQWHUUXSWRU PDJQHWRWpUPLFRWULSRODUHOTXHVHLQGLFDHQODfigura 6.
6X IXQFLRQDPLHQWR \ FRQVWLWXFLyQ VH SXHGH DSUHFLDU FRQ GHWDOOH HQ OD figura 7 \ VH GHILQH D FRQWLQXDFLyQ - Desconexión por cortocircuito DFW~D SRU SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR PDJQpWLFR 8QD ERELQD PDJQpWLFD (B en la figura 7 F UHD XQD IXHU]D GH VHQWLGR pVWD SRU XQVLV WHPD GHS DODQFDV WUDQVPLWH XQD IXHU]D VXFHVLYDPHQWH GH VHQWLGR \ ILQDOPHQWH HVWD ~OWLPD I XHU]D VH HQFDUJDGHDEULUHOFRQWDFWRPyYLO HQWUDGDGHFRUULHQWH 6LODFRUULHQWHTXHDWUDYLHVDHOLQWHUUXSWRUDXWRPiWLFRVXSHUDODLQWHQVLGDGQRPLQDOYDULDVYHFHVVX DEHUWXUDWLHQHOXJDUHQXQWLHPSRLQIHULRUDPVHJ
Figura 7. Constitución de un interruptor magnetotérmico.
Desconexión por sobrecarga (Q HVWH FDVR DFW~D SRU SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR WpUPLFR 8QEL PHWDO GHODI RUPD LQGLFDGD HQ ODILJX UD DO FXUYDUVH FXDQGR HVD WUDYHVDGR SRU XQD VREUHLQWHQVLGDG QR DGPLVLEOH RULJLQD XQD IXHU]D GH VHQWLGR \ pVWD WUDQVPLWH LJXDOPHQWH PHGLDQWH XQ VLVWHPD GH SDODQFDV XQDV IXHU]DV VXFHVLYDV \ ILQDOPHQWH GHVFRQHFWDQGR HOFR QWDFWR PyYLO (O WLHPSR GH DSHUWXUD GHO FRQWDFWRVHUiHQIXQFLyQGHODFRUULHQWHTXHORDWUDYLHVD /DV GRV IRUPDV GHI XQFLRQDPLHQWR GHORV PDJQHWRWpUPLFRV GDQOXJDUDXQDFXUYDGHGLVSDURTXHVHLQGLFDHQODfigura 8 (QODfigura 9VHDSUHFLDHODVSHFWRGHGLYHUVRVLQWHUUXSWRUHV PDJQHWRWpUPLFRVSDUDHOHYDGDVSRWHQFLDV\HQODfigura 10VH DSUHFLDQ GLYHUVRV PRGHORV SDUD EDMDV SRWHQFLDV GHSR OR Figura 8. Curva de disparo de un PiVQHXWURSRORV\WUHVSRORVPiVQHXWURUHVSHFWLYDPHQWH interruptor automático magnetotérmico. +DVWDXQDLQWHQVLGDGGHDSUR[LPDGDPHQWHYHFHVODLQWHQVLGDGQRPLQDOHOGLVSRVLWLYRDFW~DSRU VREUHFDUJD$SDUWLUGHHVDLQWHQVLGDGODDFWXDFLyQVHSURGXFHSRUFRUWRFLUFXLWR
Figura 9. Diversos modelos de interruptores magnetotérmicos para elevadas potencias.
Figura 10. Modelos de interruptores magnetotérmicos para bajas potencias.
6HFODVLILFDQSRUVXFXUYDGHGLVSDUR\DSOLFDFLyQHQ Curva de disparo
Aplicación
%
3URWHFFLyQJHQHUDOGHSHUVRQDVJUDQGHVORQJLWXGHVGHFDEOH\JHQHUDGRUHV
&
3URWHFFLyQGHFDEOHVDOLPHQWDQGRUHFHSWRUHVFOiVLFRVHQJHQHUDO
'
3URWHJHQORVUHFHSWRUHVTXHWLHQHQHOHYDGDVLQWHQVLGDGHVGHDUUDQTXH
0$
3URWHFFLyQGHDUUDQTXHGHPRWRUHV
=
3URWHJHQGHFLUFXLWRVHOHFWUyQLFRVHQJHQHUDO
,&30
,QWHUUXSWRUHVTXHVHXVDQHQODVYLYLHQGDVSDUDFRQWURODUODSRWHQFLD
Tabla IX. Clasificación de los interruptores magnetotérmicos por su aplicación y curva de disparo.
<DVXYH]SRUVXFXUYDGHGLVSDUR\FRUULHQWHGHOPDJQHWRWpUPLFRVHIDEULFDQGHORVFDOLEUHV In del magnetotérmico Curva de Im = Veces Im En general (ver tablas de fabricantes) disparo la In media % 'HD & 'HD ' 'HD 0$ 'H D = 'HD ,&30 'HD Tabla X. Calibres de magnetotérmicos. Elección de un interruptor magnetotérmico - (QSULPHUOXJDUPHGLDQWHODtabla IXVHHOLJHODFXUYDGHGLVSDURVHJ~QHOWLSRGHUHFHSWRUTXHVH KD\DGHSURWHJHU - 3RVWHULRUPHQWH VH VHOHFFLRQD OD LQWHQVLGDG QRPLQDO GHO WpUPLFR VX YDORU KD GH VHU LJXDO R LQIHULRUDODLQWHQVLGDGQRPLQDOVHJ~Qtabla X
Ejemplo 3 Un motor trifásico absorbe de la red eléctrica 20 A de intensidad nominal, se considera admisible una sobreintensidad en el arranque de 8 veces la intensidad nominal. Calcular:
Cuál es el interruptor magnetotérmico más idóneo para la protección del motor. Solución Según tabla IX se elige un interruptor magnetotérmico de tipo de curva MA pues la intensidad del magnetotérmico es: Im = 20 · 12 = 240 A;
superior a la intensidad de arranque cuyo valor es: Ia = 8 · 20 = 160 A
El calibre será de 20 A
6. Interruptor diferencial (V XQG LVSRVLWLYR GH SURWHFFLyQ FRQ FDSDFLGDG GHGHW HFWDU \HO LPLQDU SRUVtVR OR GHIHFWRV GH DLVODPLHQWRDODFXVDUcorrientes de defecto(QHORBT ITC 01 GHILQHDODcorriente de defecto FRPR corriente que circula debido a un defecto de aislamiento 8QD corriente de defecto WLHQH OXJDUDOSURGXFLUVHXQIDOORHQHODLVODPLHQWRHQWUHODVSDUWHVactivasGHODLQVWDODFLyQ FRQGXFWRUHV \ ODV no activas FDUFDVDV GHORVUHFH SWRUHV DO XQLUODV DX QD puesta a tierra. 6H HQWLHQGH SRU SXHVWDDWLHUUD RBT ITC 18 punt. 2ODXQLyQHOpFWULFDGLUHFWDVLQIXVLEOHVQLSURWHFFLyQDOJXQDGH XQDSDUWHGHOFLUFXLWRHOpFWULFRRGHXQDSDUWHFRQGXFWRUDQRSHUWHQHFLHQWHDOPLVPRPHGLDQWHXQD WRPD GH WLHUUD FRQ XQ HOHFWURGR R JUXSRV GH HOHFWURGRV HQWHUUDGRV HQ HO VXHOR (O YDORU GH OD UHVLVWHQFLDGHSXHVWDDWLHUUDVHUHFRPLHQGDTXHVHDLQIHULRUD 6X FRQVWLWXFLyQ \ SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR VH SXHGH REVHUYDU HQ OD figura 11 %iVLFDPHQWHV X IXQFLRQDPLHQWRHVHOVLJXLHQWH HQVLWXDFLyQGHQRUPDOLGDGRVHDFXDQGRQRKD\QLQJ~QGHIHFWRGH DLVODPLHQWR HQOD LQVWDODFLyQ OD FRUULHQWH TXH HQWUD D XQ UHFHSWRU HV LJXDO DO D TXH VDOH SRU WDQWR OD VXPD YHFWRULDOGHODVFRUULHQWHVGHFDGDOtQHD UHVXOWD GH YDORU FHUR \ ORV IOXMRV PDJQpWLFRV TXHV H JHQHUDQ HQ HO WRUR 7 GHORVGHYDQDGRVFRUUHVSRQGLHQWHV DORVFRQGXFWRUHVDFWLYRVVRQLJXDOHV (Q HO FDVR GH TXH H[LVWD XQ IDOOR GH DLVODPLHQWR KDEUi XQD GHULYDFLyQ D PDVD \ VH SURGXFLUi XQ GHVHTXLOLEULR HQWUH ODV FRUULHQWHV HQ HVWH FDVR OD VXPD GH ODV FRUULHQWHVQRVHUiF HUR \ ORV IOXMRV PDJQpWLFRV TXH VH JHQHUDQ Figura 11. Constitución de un interruptor diferencial. FRUUHVSRQGLHQWHV D ORV FRQGXFWRUHV DFWLYRVVHUiQGLIHUHQWHVGDQGROXJDUDXQIOXMRUHVXOWDQWHpVWHLQGXFLUiXQDIXHU]DHOHFWURPRWUL]HQ HOGHYDQDGR'ODFXDOH[FLWDUiDXQDERELQD%TXHPDQGDHOGLVSRVLWLYRGHDSHUWXUDGHOLQWHUUXSWRU /R PLVPR RFXUUH VL XQD SHUVRQD WRFD LQYROXQWDULDPHQWH DOJXQD SDUWH EDMR WHQVLyQ (Q FXDOTXLHU FDVRHOLQWHUUXSWRUFRQGLVSRVLWLYRGLIHUHQFLDODFWXDUiDEULHQGRHOFLUFXLWR
(OLQWHUUXSWRUFRQGLVSRVLWLYRGLIHUHQFLDOHVWitQWLPDPHQWHUHODFLRQDGRFRQODLQVWDODFLyQGHSXHVWDD WLHUUD SXGLpQGRVH DGRSWDU YDORUHV GHUHVLV WHQFLD D WLHUUD PiVH OHYDGRV JUDFLDV DOXV R GH LQWHUUXSWRUHVGLIHUHQFLDOHV 6HGHEHQGLVWLQJXLUHQWUHLQWHUUXSWRUHVGLIHUHQFLDOHVGHDOWDVHQVLELOLGDGTXHVRQORVTXHLQWHUYLHQHQ FRQXQDLQWHQVLGDGGHGHIHFWRLJXDORLQIHULRUDP$\GHE DMDVHQVLELOLGDGTXHVHIDEULFDQGHODV VHQVLELOLGDGHV $(Qla figura 12VHSXHGHQDSUHFLDUGRVGLIHUHQFLDOHVGHGRV\GH FXDWURSRORVUHVSHFWLYDPHQWH
Figura 12. Aspecto exterior de dos diferenciales.
Elección de un interruptor diferencial 6HSDUWHGHOKHFKRGHTXHODLQVWDODFLyQGLVSRQHGHSXHVWDDWLHUUDGHXQYDORUUHVLVWHQFLDFRQRFLGD 6HFDOFXODHOYDORULQWHQVLGDGGHFRUULHQWHGHGHIHFWRTXHVHGHULYDDWLHUUDDSOLFDQGRODIyUPXOD 9 ,G ²²² >@ 5W 'RQGH9HVODWHQVLyQGHVHJXULGDGTXHVHJ~QHORBT ITC 18 punt. 9VHUiGH - 9HQORFDOHVRHPSOD]DPLHQWRVFRQGXFWRUHV - 9HQORVGHPiVFDVRV $ FRQWLQXDFLyQFRQOD tabla XI VH SXHGH REWHQHU OD VHQVLELOLGDG GHO GLIHUHQFLDO HQ IXQFLyQ GHO WLHPSRGHLQWHUYHQFLyQ 3RUHMHPSORVLHOWLHPSRGHLQWHUYHQFLyQHVGHPVVHREWLHQHXQDUHODFLyQGHLGLV FRQOD LQWHQVLGDG GH GHIHFWR ,G \D FDOFXODGD VH SXHGH GHVSHMDU OD LQWHQVLGDGGHVHQVLELOLGDG ,V GHOLQWHUUXSWRUGLIHUHQFLDO 6XVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRHVHOTXHVHLQGLFDHQODfigura 13. Id/Is Tiempo de intervención en (mseg)
Tabla XI. Tiempo de intervención de los diferenciales.
Figura 13. Simbología y referenciado de un interruptor diferencial tripolar.
Ejemplo 4 Seleccionar el interruptor diferencial mas apropiado para proteger la instalación del ejemplo 1 si: -
La resistencia de puesta tierra es de 18 ohmios.
El tiempo máximo de intervención del relé diferencial es de 30 ms. El emplazamiento se considera seco.
Solución La corriente de defecto aplicando la expresión (1) será: 50 Id = ——— = 2,78 A 18
Según Tabla XI:
Id ——— = 10 Is
; por tanto:
La sensibilidad será: 2,78 Is = ——— = 0,278 10 De donde se deduce que se debería de elegir un diferencial de alta sensibilidad de 30 mA.
7. Instalaciones de puesta a tierra
7.1. Reglamentación vigente (ORBT MCT BT GHGLFDHQVXWRWDOLGDGODLQVWUXFFLyQD UHJODPHQWDUHVWHWLSRGHLQVWDODFLRQHV 6RQODVLQVWDODFLRQHVSUHSDUDGDVSDUDGUHQDUKDFLDWLHUUDODVFRUULHQWHVGHGHIHFWRSHOLJURVDVSDUD OD LQWHJULGDG ItVLFD GH ODV SHUVRQDV &RQVLVWH HQ OD SXHVWD D WLHUUD GH ODV PDVDV DVRFLDGD D XQ GLVSRVLWLYRGHFRUWHDXWRPiWLFRVHQVLEOHDODLQWHQVLGDGGHGHIHFWRTXHRULJLQHODGHVFRQH[LyQGHOD LQVWDODFLyQGHIHFWXRVD 'LFKDVLQVWDODFLRQHVKDQGHFXPSOLUODVVLJXLHQWHVFRQGLFLRQHV - /DLQWHQVLGDGDWLHUUDSURGXFLGDSRUXQGHIHFWRIUDQFRGHEHKDFHUDFWXDUHOGLVSRVLWLYRGHFRUWH HQXQWLHPSRQRVXSHULRUDFLQFRVHJXQGRV - 8QD PDVD FXDOTXLHUD QR SXHGH SHUPDQHFHU HQ UHODFLyQ D XQD WRPD GH WLHUUDHO pFWULFDPHQWH GLVWLQWDDXQSRWHQFLDOVXSHULRUDODVWHQVLRQHVGHVHJXULGDGTXHVHKDQLQGLFDGRDQWHULRUPHQWH HVGHFLU9HQORFDOHVRHPSOD]DPLHQWRVFRQGXFWRUHV\9HQORVGHPiVFDVRV - 7RGDVODVPDVDVGHXQDPLVPDLQVWDODFLyQKDQGHHVWDUXQLGDVDODPLVPDWRPDGHWLHUUD /DVHFFLyQGHORVFRQG XFWRUHVGHSURWHFFLyQWDOFRPRVHHVSHFLILFDHQHORBT ITC 18 punt. 3.4, VHUiODTXHVHLQGLFDHQODtabla XIIRVHREWHQGUiSRUFiOFXORWDOFRPRVHLQGLFDHQODNorma UNE 20.460-5-54 apartado 543.1.1.
Sección de los conductores de fase de la instalación S (mm2)
Sección mínima de los conductores de protección
6 6 6!
6S 6 6S 6S 6
Tabla XII. Secciones del conductor de protección.
(Q WRGRV ORV FDVRV ORV FRQGXFWRUHV GH SURWHFFLyQ TXH QR IRUPHQ SDUWH GH OD FDQDOL]DFLyQ GH DOLPHQWDFLyQVHUiQGHFREUHFRQXQDVHFFLyQDOPHQRVGH - PPVLORVFRQGXFWRUHVGHSURWHFFLyQGLVSRQHQGHXQDSURWHFFLyQPHFiQLFD - PPVLORVFRQGXFWRUHVGHSURWHFFLyQQRGLVSRQHQGHXQDSURWHFFLyQPHFiQLFD
7.2. Coordinación de protecciones
7.2.1. Dispositivo interruptor magnetotérmico y puesta a tierra 5HTXLHUH OD FRORFDFLyQ GH XQDL QVWDODFLyQ D WLHUUD FRRUGLQDGD FRQOD SURWHFFLyQ GH OD LQVWDODFLyQ UHFHSWRUDGHWDOPRGRTXHVDWLVIDJD 57²² y 57²² >@ ,V,V 6LHQGR ,V HQWUH \ YHFHV OD ,Q VL QR VH GLVSRQH GH GDWRV PiVSUHFLVRV IDFLOLWDGRV SRU HO IDEULFDQWH HO YDORU Pi[LPR GHO D LQWHQVLGDG TXH HQX Q WLHPSR LQIHULRU DVH JXQGRV SURYRFD OD LQWHUYHQFLyQGHORVGLV SRVLWLYRVGHPi[LPDFRUULHQWH LQWHUUXSWRUHVDXWRPiWLFRVRIXVLEOHV 6HJ~Q WDEODVGHGLVSDURGHORVLQWHUUXSWRUHVDXWRPiWLFRVIDFLOLWDGDVSRUHOIDEULFDQWH Ejemplo 5 Una instalación está protegida con un Interruptor Magnetotérmico de 20A de intensidad nominal. Calcular: El valor de la resistencia de puesta tierra para un establecimiento seco. Solución Tal como se ha dicho, por construcción, los Interruptores magnetotérmicos desconectan en 5 segundos cuando se produzca una intensidad de 4 a 6 veces la intensidad nominal. Is = de 80 a 120 A, aproximadamente 100 A. Por tanto aplicando la expresión [2] para establecimientos secos: 50 RT = —— = 0,5 100
7.2.2. Dispositivo diferencial con magnetotérmico y puesta a tierra $OLQVWDODUXQLQWHUUXSWRUGLIHUHQFLDODGHPiVGHOLQWHUUXSWRUDXWRPiWLFRVHFRQVLJXHTXHHOYDORUGH ODUHVLVWHQFLDDWLHUUD57SXHGDWHQHUYDORUHVPiVHOHYDGRVGHORVTXHWHQGUtDVLVyORVHLQVWDODVH XQLQWHUUXSWRUDXWRPiWLFR 6XUHVLVWHQFLDVHSXHGHFDOFXODUDKRUDGHODIRUPD 57²² y 57²² >@ ,V,V 6LHQGR,GHOYDORUPiVHOHYDGRHQDPSHULRVGHHQWUHORVYDORUHVGHFRUULHQWHPtQLPDGHGLVSDURGH ORVLQWHUUXSWRUHVGLIHUHQFLDOHVFRORFDGRVFRPRSURWHFFLyQ Ejemplo 6 Una instalación está protegida por un interruptor diferencial de alta sensibilidad intervención es Id = 0,030 A.
cuya corriente de
Calcular:
1º La resistencia a tierra que tendrá que tener como máximo la instalación si el establecimiento se clasifica como emplazamiento conductor. 2º Analizar el posible efecto en las personas el hecho de estar sometido el cuerpo humano a una tensión de 24 V en dicha instalación. Solución 1º. La resistencia a tierra aplicando la expresión [2]: 24 24 Rt —— ———— = 800 : Id 0,030 No obstante se recomienda no superar los 37 :. 2º. Análisis de los efectos en las personas: En la citada instalación el cuerpo de una persona, queda sometido a 24 V, y por lo tanto tomando como resistencia media del cuerpo humano 3.000:, pasará una intensidad de: 24 Ic = ——— = 0,008 A 3000 Y por tanto la intensidad nominal estará incrementada en 0,030 + 0,008 = 0,038 amperios lo cual provocaría el disparo inmediato del interruptor diferencial.
8. Relés electromagnéticos de máxima corriente /RV UHOpVHOHFWURPDJQpWLFRVGHPi[LPDFRUUL HQWH VHXWLOL]DQSDUD SURWHJHU ODVLQVWDOD FLRQHV VRPHWLGDV DSLFR V GH FRUULHQWH IUHFXHQWHV SRUHMHPSORDUUDQTXHGHPRWRUHVGHDQLOORVUR ]DQWHVHQDSDUDWRVGH FRQWUD ODVVREUHFDUJDV LPSRUWDQWHV HQORVFDVRVHQOR V HOHYDFLyQ TXHDFDXVDGHDUUDQTXHVGHPDVLDGRIUHFXHQWHVYDULDFLRQHVEUXVFDV GHOSDURULHVJRVGHFDODGRUHVXOWHLPSRVLEOHXWLOL]DUUHOpVW pUPLFRVGH ELOiPLQDV6XVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRVHLQGLFDHQODfigura 14. Figura 14. Relé Principio de funcionamiento electromagnético de máxima corriente. /RVSULQFLSDOHVHOHPHQWRVGHORVUHOpVVRQ – XQcircuito magnéticoIRUPDGRSRUXQDSDUWHILMDXQDDUPDGXUDPyYLO\XQDERELQD – XQmecanismo de disparoDFFLRQDGRDWUDYpV GHODDUPDGXUDPyYLO\TXHDFW~D VREUH FRQWDFWRVDX[LOLDUHV1&1$ /DFRUULHQWHTXHVHGHVHDFRQWURODU DWUDYLHVDODERELQDFRQHFWDGDHQVHULHDXQD GHODVIDVHV GHOUHFHSWRU&XDQGRGLFKDFRUULHQW HUHEDVDHO YDORUGHUHJODMHHOFDP SRPDJQpWLFRTXHJHQHUD ODERELQDHVVXILFLHQWHSDUDDWUDHUODDUPDGXUDPyYLO\FDPELDUHOHVWDGRGHORVFRQWDFWRV (OFRQWDFWRGHDSHUWXUDVHHQFXHQWUDHQHOFLUFXLWRGHODERELQDGHOFRQWDFWRUSULQFLSDOSRUORTXH pVWHVHDEUH
9. Seccionadores 6HHQWLHQGHSRUVHFFLRQ DPLHQWRHOKHFKRGHDLVODUHOpFWULFDPHQWHXQD LQVWDODFLyQGHVXUHGGH DOLPHQWDFLyQVHJ~QORVFULWHULRVGHVHJXULGDGTXHHVWDEOHFHQODVQRUPDV
/DIXQFLyQGHVHFFLRQDPLHQWRVHUHDOL]DFRQ
– seccionadores – interruptores seccionadores – disyuntores y contactores disyuntores VLHPSUH TXHHOIDEULFDQWH FHUWLILTXH TXH VRQ DSWRVSDUDGLFKDIXQFLyQ
(O VHFFLRQDGRU HVXQ DSDUDWR PHFiQLFR GHFRQH[LyQTXHHQSRVLFLyQDELHUWD FXPSOHOD V SUHVFULSFLRQHV HVSHFLILFDGDV SDUD ODIXQFLyQ GHVHFFLR QDPLHQWR QRUPD,(& 6X V SULQFLSDOHV HOHPHQWRV VRQXQEORTX H WULSRODUR WHWUDSRODU FRQWDFWRVDX [LOLDUHV GHS UHFRUWH \XQ GLVSRVLWLYRGHPDQGRODWHUDORIURQWDOTXHSHUPLWHFHUUDU\DEULUORVSRORVPDQXDOPHQWH3RUWDQWR HO VHFFLRQDGRU HV XQ DSDUDWR GH³UXSWXUDOHQWD´ TXH QXQFD GHEH XWLOL]DUVH FRQFDUJD/DFRUULHQWHGHO FLUFXLWR GHEH FRUWDUVH SUHYLDPHQWH FRQ XQ DSDUDWR GHFRQPXWDFLyQ SUHYLVWR DWDOHIHFWR Interruptor XVXDOPHQWHXQFRQWDFWRU Con fusibles Sin fusibles seccionador 9HU HQO D figura 15 Figura 15. Diversos símbolos de seccionadores. GLYHUVRV VtPERORV GH VHFFLRQDGRUHV
(OFRQWDFWRDX[LOLDUGHSUHFRUWHVHFRQHFWDHQVHULHFRQOD ERELQDGHOFRQWDFWRU6HDEUHDQWHV\ VHFLHUUDGHVSXpVTXHORVSRORVGHOVHFFLRQDGRUSRUORTXHHQFDVRGHPDQLSXODFLyQDFFLGHQWDO FRQFDUJDLQWHUUXPSHODDOLPHQWDFLyQGHODER ELQDGHOFRQWDFWRUDQWHVGHTXHVHDEUDQORVSRORV GHOVHFFLRQDGRU
10. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO &XDOTXLHUVREUHFDUJDVHFRQVLGHUDQRDGPLVLEOH 9 )
3RU FRQWDFWR LQGLUHFWR VH HQWLHQGH WRGR FRQWDFWR GHSH UVRQDV FRQ PDVDV SXHVWDV 9 ) DFFLGHQWDOPHQWHEDMRWHQVLyQ
/RVFRUWDFLUFXLWRVGHURVFDVRQORVIXVLEOHVPHQRVXWLOL]DGRV\VXIRUPDGHLQVWDODUORV 9 ) HVHQURVFiQGRORV
/DSURWHFFLyQSRUVREUHFDUJDGHORVLQWHUUXSWRUHVGLIHUHQFLDOHVHVPiVUiSLGDTXHOD 9 ) SURWHFFLyQSRUFRUWRFLUFXLWR
/RV LQWHUUXSWRUHV PDJQHWRWpUPLFRVGHVFRQ HFWDQ XQFLUFXLWRHQ FDVRGH 9 ) FRUWRFLUFXLWRSHURQRHQFDVRGHVREUHFDUJD
/RV FRUWDFLUFXLWRV IXVLEOHV GHFX FKLOOD VRQ ORV PiV LQGLFDGRV SDUD LQWHQVLGDGHV 9 ) VXSHULRUHVD$
$ ORVF RUWDFLUFXLWRV IXVLEOHV TXH WLHQHQ FDWHJRUtD JVHO HV OODPD WDPELpQ IXVLEOHV 9 ) OHQWRV
/RVIXVLEOHVGHOWLSRJ7UVHXWLOL]DQFRPRSURWHFFLyQJHQHUDOGHWUDQVIRUPDGRUHV 9 )
6H GHILQH VHQVLELOLGDG GH XQ LQWHUUXSWRU GLIHUHQFLDO FRPR HO YDORU PtQLPR GH OD 9 ) FRUULHQWHGHGHIHFWRDSDUWLUGHODFXDOGHEHDEULULQPHGLDWDPHQWHHOFLUFXLWR
8QDLQVWDODFLyQGHSXHVWDDWLHUUDK DGHLUVLHPSUHDFRPSDxDGDGHXQ LQWHUUXSWRU 9 ) PDJQHWRWpUPLFR\XQRGLIHUHQFLDO
11. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 Las características de una cinta transportadora son las siguientes: - Carga: compuesta por un motor asíncrono trifásico de 4 CV, cos ij 0,75, rendimiento (Ș) 80 %. - Red de energía eléctrica trifásica con neutro de una tensión 400 V entre fases y 50 Hz. Seleccionar: - Los siguientes elementos de protección: cortacircuitos fusibles, relé térmico de tiempo máximo de sobreintensidad 7,2 Is y seccionador.
Ejercicio 2 Si en el ejercicio 1 la resistencia de puesta a tierra es de 16 . - Tiempo máximo de intervención del relé diferencial 30 ms. - Establecimiento conductor. Seleccionar: El interruptor diferencial más adecuado.
Ejercicio 3 El mando y control de la instalación de los ejercicios anteriores se realizará mediante un contactor que se activará al accionar un pulsador de marcha o un final de carrera. Realizar: Esquemas de potencia, mando o control con toda la aparamenta de protección antes seleccionada.
Ejercicio 4 Una instalación está protegida con Interruptor Magnetotérmico de 10A de intensidad nominal. Calcular: El valor de la resistencia de puesta tierra para un establecimiento seco.
7HPD 0HGLGDVHOpFWULFDV
Índice
Objetivos Ź&RQRFHUGLYHUVRVSULQFLSLRVGHIXQFLRQDPLHQWRGHORVLQVWUXPHQWRVGHPHGLGD Ź6DEHUFRQH[LRQDUORVLQVWUXPHQWRVGHPHGLGDPiVFRUULHQWHV Ź&RQRFHUODVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRGHORVLQVWUXPHQWRVGHPHGLGD Ź6DEHUFDOFXODUORVHUURUHVTXHVHFRPHQWHQHQODVPHGLFLRQHVHOpFWULFDV Ź&RQRFHUHOVLJQLILFDGRGHGLYHUVRVFRQFHSWRVTXHLQWHUYLHQHQHQODVPHGLFLRQHVHOpFWULFDV
Contenidos 1. Introducción 2. Errores de medida 2.1. Clasificación de los errores 2.2. Errores absoluto y relativo 3. Clasificación de los dispositivos de medida 3.1. Por su construcción 3.2. Por la magnitud eléctrica a medir 3.3. Por la clase de corriente a medir 3.4. Por la precisión de la medida 3.5. Por el tratamiento que recibe la magnitud medida 4. Simbología 5. Medidas de intensidad 6. Medidas de tensión 7. Medidas de resistencia 8. Medidas de potencia 9. Medidas de energía 10. Medida de velocidad de motores 11. Cuestionario 12. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción (O DQiOLVLV GH ORV IHQyPHQRV HOpFWULFRV VX FRQWURO HQ DVSHFWRV WDOHV FRPR OD SURGXFFLyQ GLVWULEXFLyQ \DSO LFDFLRQHV GH OD HQHUJtD HOpFWULFD UHTXLHUHQ OD PHGLFLyQ GHODV PDJQLWXGHV HOpFWULFDVTXHLQWHUYLHQHQHQGLFKRVSURFHVRV 6LORTXHVHSUHWHQGHHVWHQHUXQFRQRFLPLHQWRFDGDYH]PiVSUHFLVRGHODVPDJQLWXGHVHOpFWULFDV VHKDGHUHFXUULUDOXVRGHLQVWUXPHQWRVGHPHGLGD /DV SURSLHGDGHV TXH FDUDFWHUL]DQ D ORV FXHUSRV \ IHQyPHQRV QDWXUDOHV TXH VRQ VXVFHSWLEOHV GH PHGLU VHG HQRPLQDQ magnitudes físicas; OD SDODEUD PHGLGD LQGLFD FRPSDUDFLyQ HQWUH GRV FDQWLGDGHVGHODPLVPDPDJQLWXGXQDGHVFRQRFLGD\ODRWUDFRQRFLGDGHQRPLQDGDSDWUyQ /D WpFQLFD GHODPH GLFLyQ HOpFWULFD FRPSUHQGH HO HVWXGLR GHOR V LQVWUXPHQWRV \ GHO RV SURFHGLPLHQWRVGHPHGLGDTXHVHHPSOHDQHQODGHWHUPLQDFLyQGHODVPDJQLWXGHV /DPHGLFLyQGHODVPDJQLWXGHVVHSXHGHUHDOL]DUGHODVIRUPDVVLJXLHQWHV - 0HGLDQWHGLVSRVLWLYRVTXHGDQGLUHFWDPHQWHHOYDORUGHODVPDJQLWXGHVDPHGLUHVGHFLUORV instrumentos de medida. -
<SRUPHGLRVLQGLUHFWRVPHGLDQWHHOinterconexionando de aparatos.
+DFHPRV OD REVHUYDFLyQ GH TXH HO FDPSR GH PHGLFLRQHV HOpFWULFDV HV LQPHQVR \ HQ HVWH WHPD ~QLFDPHQWH VH WUDWD GHGDU XQD YLVLyQ GHUDV JRV PX\ JHQHUDOHV HV HQ RWURV FUpGLWRV GHO FLFOR Equipos e Instalaciones Electrotécnicas GRQGH VH HVWXGLDQ ODV PHGLGDV HOpFWULFDV FRQ OD SURIXQGLGDGDGHFXDGD
2. Errores de medida 6HGHILQHSRU Error;XQUHVXOWDGRHTXLYRFDGR Precisión;ODYDORUDFLyQGHOHUURU\SRUWDQWRDSUHFLDFLyQGHOLQVWUXPHQWRGHPHGLGD Exactitud;ODSUR[LPLGDGDOYDORUUHDO
2.1. Clasificación de los errores Ŷ Aleatorios o accidentales. 6RQORVHUURUHVTXHVHFRPHQWHQDOD]DU/DVFDXVDVPiVIUHFXHQWHV VRQ GHIHFWRVGHDLVODPLHQWR IDWLJDGHORS HUDGRU YDULDFLRQHVQRSUHYLVWDVGHODI HP6XHOHQVHU SRFRUHSUHVHQWDWLYRVHQODVPHGLGDVHOpFWULFDV Ŷ Sistemáticos. 6RQ ORV TXH SHUPDQHFHQ LQYDULDEOHV HQ WRGDV ODV PHGLGDV RULJLQDGRV JHQHUDOPHQWHSRUODVFDUDFWHUtVWLFDVSDUWLFXODUHVGHOLQVWUXPHQWRRSRUHOREVHUYDGRU1RUPDOPHQWH SXHGHQUHGXFLUVHHLQFOXVRHYLWDU<VXHOHQVHUGHODVLJXLHQWHWLSRORJtD Errores del operario GHELGRVDODSRFDGHVWUH]DGHORSHUDGRUDOHIHFWXDUXQDPHGLGDFRPRSRU HMHPSOR ODLQFRUUHFWDOHFWXUDGHORVLQVWUXPHQWRVDMXVWHVLQFRUUHFWRVGHORVDSDUDWRVHWF
Errores ambientales VRQGHELGRVDODLQIOXHQFLDGHODSUHVLyQWHPSHUDWXUDKXPHGDGHWFVREUH ORVLQVWUXPHQWRVGHPHGLGD Errores metodológicos 6HGHEHQ D OD XWLOL]DFLyQ GH VLVWHPDV GH PHGLGD QRDGHFXDGRV FRPR VXFHGHFXDQGRSRUHMHPSORVHDSOLFDQLQFRUUHFWDPHQWHODVOH\HVItVLFDV
2.2. Errores absoluto y relativo (Oerror absolutoHVODGLIHUHQFLDH[LVWHQWHHQWUHHOYDORUOHtGR\HOYDORUUHDO /D PHGLGDGHO YDORU UHDOVH FRQVLGHUD PHGLGD H[DFWD \VHUH DOL]DUi PHGLDQWH XQDS DUDWR GHJ UDQ SUHFLVLyQDOTXHVHOHGHQRPLQDSDWUyQ 2EWHQLpQGRVHSRUWDQWR ($ 9/95 (QGRQGH ($HVHOHUURUDEVROXWR 9/HVHOYDORUOHtGR 95HVHOYDORUUHDO (OError relativoVHGHILQHFRPRHOHUURUFRPHWLGRSRUXQLGDGGHPHGLGD6XFiOFXORHQSRUFHQWDMH VHREWLHQHPXOWLSOLFDQGRSRUFLHQHOFRFLHQWHUHVXOWDQWHGHGLYLGLUHOHUURUDEVROXWRHQWUHHOYDORUUHDO 3RUORTXH ($ (5 ²² 95 (OHUURUUHODWLYRHVXQLQGLFDWLYRGHOJUDGRGHSUHFLVLyQGHXQDPHGLGDDPHQRUHUURUUHODWLYRPD\RU SUHFLVLyQGHODPHGLGDHIHFWXDGD\OyJLFDPHQWHDPD\RUHUURUUHODWLYRPHQRUSUHFLVLyQGHODPHGLGD TXHUHDOLFHPRV Ejemplo 1 Calcular: El error absoluto de una medición de voltaje donde la lectura del voltímetro patrón es de 120 V y con el voltímetro de prueba es de 132 V. Solución Según se ha explicado el error absoluto es la diferencia entre el valor leído y el valor real, por lo tanto, en nuestro caso, quedará: EA = VL - VR = 132 - 120 = 12 V
Ejemplo 2 Una medida efectuada con un voltímetro de bobina móvil de clase 1 y de fondo escala 300 V. ¿Cuál es el máximo error absoluto posible?. Solución
Los aparatos de medida de clase 1 pueden cometer un máximo de un 1 % de error por tanto: 300 EA = 1 ——— = 3 V 100
3. Clasificación de los dispositivos de medida
3.1. Por su construcción 3RUVXFRQVWUXFFLyQRSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRORVDSDUDWRVGHPHGLGDORVSRGHPRVFODVLILFDUHQ Ŷ Electrodinámicos (VWiQ FRQVWLWXLGRV ver fig. 1 GH XQD ERELQD ILMD FX\R Q~FOHR HV HO DLUH FRQ HQUROODPLHQWR GH XQD FLQWD RGHX Q KLOR PX\ JUXHVR \ XQD ERELQD PyYLO GHPXFKDVHVSLUDV\GHKLORPX\ILQR $ ODV GRV ERELQDV VH OHV KDFH FLUFXODU OD FRUULHQWH HOpFWULFDTXHVHSUHWHQGHPHGLUFUHiQGRVHHQFDGD XQD XQ FDPSR PDJQpWLFR GHO PLVPR VHQWLGR HVWR SURYRFDUi TXH OD ERELQD PyYLO UHDFFLRQH \ VH PXHYDSDUDHQFDUDUVXSROR6FRQHOSROR1FUHDGR SRU OD ERELQD ILMD \ SRU WDQWR DUUDVWUDQGR HQ VX PRYLPLHQWRDODDJXMDLQGLFDGRUD 8Q LQVWUXPHQWR FRQ SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR HOHFWURGLQiPLFR SXHGH IXQFLRQDU HQF RUULHQWH Figura 1. Sección de un instrumento electrodinámico. FRQWLQXD \H QFRUULHQWH DOWHUQD \SX HGH HPSOHDUVH FRPRDPSHUtPHWURYROWtPHWUR\YDWtPHWUR Ŷ Electromagnéticos de bobina móvil 6X IXQFLRQDPLHQWR VH EDVD HQ OD LQWHUDFFLyQGHGRVFDPSRVPDJQpWLFRVXQR JHQHUDGRSRUXQLPiQSHUPDQHQWH\HORWUR JHQHUDGR SRU XQD ERELQD DOVH U UHFRUULGD SRUXQDFRUULHQWHHOpFWULFD 'LVSRQH GH XQD SDUWH ILMD \RW UD PyYLO (fig. 2)./DILMDHVXQLPiQSHUPDQHQWHGHDFHUR DOHDGR WHUPLQDGR HQ GRVH [SDQVLRQHV SRODUHV GH VHFFLyQ FLOtQGULFD HQIR UPD GH Figura 2. Instrumento electromagnético de bobina móvil. KHUUDGXUD
(OyUJDQRPyYLOHVWiIRUPDGRSRUXQFLOLQGURGHKLHUURGXOFHDOTXHVHOHKDHQUROODGRXQDERELQDGH KLORGHFREUHGHEDMDVHFFLyQ\XQtQGLFH DJXMD ,QFRQYHQLHQWH VyORSXHGHQXWLOL]DUVHHQFRUULHQWHFRQWLQXD 9HQWDMD VXFRQVXPRHVPX\UHGXFLGR\VRQEDVWDQWHSUHFLVRV (VWH SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR VHDSOL FD QRUPDOPHQWH HQ ODFRQV WUXFFLyQ GH DPSHUtPHWURV YROWtPHWURV\yKPHWURV Ŷ Electromagnéticos de hierro móvil (VWiQ EDVDGRV HQO D UHSXOVLyQ TXH VH SURGXFH HQWUH GRV OiPLQDV GHKL HUUR GXOFH FXDQGR VH ODV VRPHWHDXQFDPSRPDJQpWLFRGHOPLVPRVHQWLGR (O FDPSR PDJQpWLFR ORFUH D XQD ERELQD ILMD (fig. 3 SRU OD TXH FLUFXOD JHQHUDOPHQWH OD PLVPD LQWHQVLGDG TXH VH GHVHD PHGLU (Q VX LQWHULRU VHKD DORMDGR XQD OiPLQD ILMD VROGDGD FXUYDGD GH KLHUURGXOFH\FRQFpQWULFD FRQ pVWD VHK D FRORFDGR XQDVHJXQGDOiPLQDPyYLO GH KLHUUR GXOFH TXHYD XQLGDDXQHMHGHDFHUR\ DOtQGLFH ƒ 7LHQH ODV YHQWDMDV VLJXLHQWHV - 3XHGH XVDUVH HQ FRUULHQWH FRQWLQXD \ HQ FRUULHQWH DOWHUQD - 3HUPLWH OD Figura 3. Instrumento electromagnético de hierro móvil. PHGLFLyQ GH HOHYDGDVLQWHQVLGDGHVGHFRUULHQWH - 6HSXHGHHPSOHDUFRPRYROWtPHWUR\FRPRDPSHUtPHWUR - (V GH FRQVWUXFFLyQ UREXVWD PX\ HFRQyPLFR UHVXOWDQGR PX\ DSURSLDGR SDUD FXDGURV GH PHGLGDHQPRQWDMHILMR ƒ7LHQHHOLQFRQYHQLHQWHGHQRVHUPX\SUHFLVR 7DPELpQ H[LVWHQ HQ HO PHUFDGR DSDUDWRV GH PHGLGD FRQ RWURV SULQFLSLRV \ FDUDFWHUtVWLFDV GH IXQFLRQDPLHQWR DXQTXH VXXV R HV PHQRV H[WHQGLGR FRPR HVH O FDVR GHO RV LQVWUXPHQWRV GH PHGLGD de inducción y térmicos TXH DV X YH]SX HGHQ VHU G H alambre, bimetálicos \ GH termopar
3.2. Por la magnitud eléctrica a medir (QODWDEODVLJXLHQWH tabla I VHUHIOHMDQODVSULQFLSDOHVPDJQLWXGHVHOpFWULFDVVXXQLGDG\HOQRPEUH GHLQVWUXPHQWRGHPHGLGD
MAGNITUD ELÉCTRICA
UNIDAD
APARATO DE MEDIDA
7HQVLyQHOpFWULFD 5HVLVWHQFLDHOpFWULFD ,QWHQVLGDGGHFRUULHQWH 3RWHQFLDHOpFWULFDDFWLYD 3RWHQFLDHOpFWULFDUHDFWLYD (QHUJtDHOpFWULFD )DFWRUGHSRWHQFLD )UHFXHQFLD
9ROWLR 2KPLR $PSHULR 9DWLR 9ROWDPSHULRUHDFWLYR .LORYDWLRVKRUD &RVM +HUW]LRV
9ROWtPHWUR ÏKPHWUR $PSHUtPHWUR 9DWtPHWUR 9iUPHWUR &RQWDGRUGHHQHUJtD )DVtPHWUR )UHFXHQFtPHWUR
Tabla I. Magnitud, unidad y aparato de medición.
3.3. Por la clase de corriente a medir -
,QVWUXPHQWRVGHPHGLGDXWLOL]DEOHVH[FOXVLYDPHQWHHQcorriente alterna.
-
,QVWUXPHQWRVGHPHGLGDSDUDcorriente continua
-
,QVWUXPHQWRVDSWRVSDUDcorriente continua y corriente alterna.
3.4. Por la precisión de la medida (O HUURU UHODWLYR Pi[LPR TXH SXHGH FRPHWHU XQ DSDUDWR GH PHGLGD QRV LQGLFDUi OD clase GHO LQVWUXPHQWR(QJHQHUDOVHFODVLILFDQVHJ~QHVWHFRQFHSWRGHODIRUPDTXHVHH[SRQHHQODtabla II CLASE DE INSTRUMENTO
ERROR RELATIVO (%)
APLICACIÓN
,QVWUXPHQWRVGHHOHYDGDSUHFLVLyQGHODERUDWRULR ,QVWUXPHQWRVGHSUHFLVLyQGHODERUDWRULR ,QVWUXPHQWRVSRUWiWLOHVGHFRQWURO ,QVWUXPHQWRVGHFXDGUR\SRUWiWLOHV ,QVWUXPHQWRVGHFXDGUR ,QVWUXPHQWRVGHFXDGUR
Tabla II. Clasificación de los instrumentos de medida según su clase.
3.5. Por el tratamiento que recibe la magnitud medida -
Analógicos, VRQORVTXHODOHFWXUDVHUHDOL]D JHQHUDOPHQWH SRUHOGHVSOD]DPLH QWR GH XQDDJXMD
-
DigitalesVRQORVTXHODPDJQLWXGPHGLGDVHWUDQVIRUPDHQXQDVHxDOGLJLWDO
4. Simbología (Q WRGRV ORV DSDUDWRV GH PHGLGD DSDUHFHQ XQDV HULH GHVt PERORV TXH QRV LQGLFDQ ODV FDUDFWHUtVWLFDV GHO LQVWUXPHQWR VXV SUHVWDFLRQHV \ HO XVR TXH GHEH GDUVH DO PLVPR /RV PiV XVXDOHVVRQORVLQGLFDGRVHQODtabla III. Símbolo por sistemas de funcionamiento de los aparatos de medida Símbolo
Instrumento
0DJQHWRHOpFWULFR GHERELQDPyYLO
Símbolo
Instrumento
(OHFWURPDJQpWLFR RGHKLHUURPyYLO
0DJQHWRHOpFWULFR GHLPiQPyYLO
Símbolo
(OHFWURGLQiPLFR FRQKLHUURR IHUURGLQiPLFR
Instrumento
(OHFWURGLQiPLFR VLQKLHUUR
Símbolo por tipo de corriente
&RUULHQWHFRQWLQXD
FRUULHQWHFRQWLQXD \FRUULHQWHDOWHUQD
&RUULHQWHDOWHUQD
Símbolos por posición de trabajo 9HUWLFDO
+RUL]RQWDO
,QFOLQDGD3RU HMHPSOR
Símbolos de tensión de prueba de aislamiento (OQ~PHURLQGLFD ODWHQVLyQHQN9 HMHPSORN9
(OFHURLQGLFDTXH QRVHKD VRPHWLGRD WHQVLyQGHSUXHED
6LQQ~PHUR9
Símbolos de magnitud a medir
$PSHUtPHWUR
9DWtPHWUR
&RQWDGRUGH HQHUJtDDFWLYD
9ROWtPHWUR
3RWHQFLDUHDFWLYD
&RQWDGRUGH HQHUJtDUHDFWLYD
Tabla III. Símbolos utilizados en los aparatos de medida.
2KPtPHWUR
0HGLGRUGH UHYROXFLRQHV )UHFXHQFtPHWUR
5. Medidas de intensidad
Figura 4. Esquema de conexión del amperímetro.
(O DPSHUtPHWUR HVHOL QVWUXPHQWR TXH VLUYH SDUD PHGLU LQWHQVLGDGHV GHF RUULHQWH SRU HVWHKHFKRVHKDGHFRQH[LRQDUHQVHULH fig. 4 FRQ OD FDUJD HOpFWULFD FRQ HO REMHWR GH HYDOXDU OD FDQWLGDG GH DPSHULRV TXH DWUDYLHVD GLFKD FDUJD SRU HVWD UD]yQ OD UHVLVWHQFLDLQWHUQDRVHDODUHVLVWHQFLDSURSLD GHO DSDUDWR GHEH VHU PX\ UHGXFLGD HQ FRPSDUDFLyQ FRQO D FDUJD FX\D LQWHQVLGDG TXH OD DWUDYLHVD VH SUHWHQGH PHGLU (O FRQVXPR GH ORVDPSH UtPHWURV HV PX\ UHGXFLGR
6. Medidas de tensión &RPRORVYROWtPHWURVKDQGHPHGLUODWHQVLyQ YROWDMH VHKDQGHFRQH[LRQDUHQGHULYDFLyQ (fig. 5) FRQODFDUJDHOpFWULFDFX\DWHQVLyQVHSUHWHQGHPHGLU SRUHVWDUD]yQODUHVLVWHQFLDLQWHUQDRVHDOD UHVLVWHQFLDSURSLDGHODSDUDWRGHEHVHUPX\HOHYDGDHQFRPSDUDFLyQFRQODUHVLVWHQFLDGHODFDUJD FX\DWHQVLyQVHSUHWHQGHPHGLU
Figura 5. Esquema de conexión del voltímetro.
Figura 6. Medida de tensiones entre fases y neutro mediante un selector de tres posiciones.
(Q OD figura 6 VH LQGLFD FRPR PHGLU OD WHQVLyQ HQWUH IDVHV \QH XWUR PHGLDQWH XQ VHOHFWRU GHWUH V SRVLFLRQHV
7. Medidas de resistencia /D PHGLFLyQ GHUHVLV WHQFLDV VH UHDOL]D PHGLDQWH GLVWLQWRV SURFHGLPLHQWRV VHJ~Q VHWUDW H GH PHGLFLRQHVGHJUDQGHVPHGLDQDVRSHTXHxDVUHVLVWHQFLDV&DVLWRGRVORVPpWRGRVVHEDVDQHQOD FRPSDUDFLyQGHODUHVLVWHQFLDDPHGLU GHYDORUGHVFRQRFLGR FRQXQDUHVLVWHQFLD\DFRQRFLGDGH DQWHPDQR 'HWRGRVPRGRVFXDOTXLHUPpWRGRTXHVHXVHHVWDUiEDVDGRHQODDSOLFDFLyQGHXQDWHQVLyQTXH SHUPLWDREWHQHUXQDLQWHQVLGDGGHFLUFXODFLyQ DOPHGLUODWHQVLyQ\ODFRUULHQWHVHOOHJDDGHGXFLU GLUHFWDRLQGLUHFWDPHQWHSRUFiOFXORHOYDORUGHODUHVLVWHQFLD
%iVLFDPHQWHODUHVLVWHQFLDVHREWHQGUiGHODIRUPD 9 , ²² 5 (O VLVWHPD PiV FRP~Q SDUD PHGLU UHVLVWHQFLDV HV PHGLDQWH óhmetros. /RV yKPHWURV VRQ LQVWUXPHQWRV SRUWiWLOHV SDUD ODPHG LFLyQ GHUHVL VWHQFLDV PX\ HOHYDGDV 8Q tQGLFH VXHOH LQGLFDU OD PDJQLWXGGHODPHGLGDGHIRUPDGLUHFWD(OPiVFRQ RFLGRHVHOóhmetro de bobinas cruzadas o electromagnético(fig. 7). (VWi FRQVWLWXLGR SRU XQ LPiQ SHUPDQHQWH HQ FX\R HQWUHKLHUURSXHGHJLUDUHOyUJDQRPyYLOTXHDVXYH]HVWi IRUPDGR SRU GRV ERELQDV XQLGDV IXHUWHPHQWH IRUPDQGR XQiQJXORGH 8QDGHODVGRVERELQDVHVWiFRQHFWDGDHQVHULHFRQXQD UHVLVWHQFLD5FRQRFLGDGHJUDQYDORU\TXHIR UPDSDUWH GHOPLVPRDSDUDWR\ODRWUDHVWiFRQHFWDGDHQVHULHFRQ ODUHVLVWHQFLDGHVFRQRFLGD5; 8QD PDJQHWR JHQHUDGRU GH PDQLYHOD VH HQFDUJD JHQHUDOPHQWH GHVX PLQLVWUDU OD WHQVLyQ QHFHVDULD $XQTXH ~OWLPDPHQWH HVWRV LQVWUXPHQWRV VH FRQHFWDQ GLUHFWDPHQWH D OD UHG GHF D UHFWLILFiQGROD SRVWHULRUPHQWHSDUDREWHQHUODIXHQWHGHWHQVLyQHQFF (O tQGLFH TXH VH HQFXHQWUD ILMR FRQ HOyUJD QR PyYLO UHFRUUHUiXQFLHUWRiQJXORVREUHXQDHVFDODJUDGXDGDHQ IXQFLyQ GHOD UHVLVWHQFLD GHVFRQRFLGD /DH VFDOD QRUPDOPHQWHGLVSRQHGHODODGHUHFKD\HOLQILQLWRHQOD Figura 7. Óhmetro de bobinas cruzadas. SDUWHL]TXLHUGD
8. Medidas de potencia 1RUPDOPHQWH SDUD PHGLU SRWHQFLDV VH UHFXUUH D ORV vatímetros. 6XHOHQ HVWDU IRUPDGRV SRU XQ FLUFXLWRYROWLPpWULFRTXHVHFRQHFWDUiHQGHULYDFLyQFRQODFDUJD\XQFLUFXLWRDPSHULPpWULFRTXHVH FRQHFWDHQVHULH (Q ORVYD WtPHWURV HVQHF HVDULR DQWHV GH HIHFWXDU XQD PHGLGD DYHULJXDU HO IRQGR HVFDOD GHO YDWtPHWUR Pi[LPD PHGLGD FDSD] GHUH DOL]DU VHGHW HUPLQD PXOWLSOLFDQGR HO DOFDQFH GHO FLUFXLWR YROWLPpWULFRSRUHODOFDQFHGHOFLUFXLWRDPSHULPpWULFR (VFRUULHQWHHQFRQWUDUQRVFRQYDWtPHWURVTXHGLVSRQJDQGHGLIHUHQWHVIRQGRVGHHVFDOD /DFRQVWDQWHGHODSDUDWRHVHOYDORUGHFDGDGLYLVLyQ\VHGHWHUPLQDGLYLGLHQGRHOIRQGRHVFDODHQWUH HOQ~PHURGHGLYLVLRQHVWRWDOHV )H . ²² QG
(QGRQGH )H IRQGRHVFDOD . FRQVWDQWHGHODSDUDWR QG Q~PHURGHGLYLVLRQHVOHtGDV 8QDOHFWXUDFXDOTXLHUDVHJ~QORH[SOLFDGRVHFDOFXODUiGHODIRUPD / .āQG (QODTXH / OHFWXUDWRWDO 6HJ~Q HO SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR SRU HOTX H HVWiQ FRQVWUXLGRV VHUiQ YDOLGRV SDUDUH DOL]DU PHGLFLRQHV HQ FRUULHQWH continua o alterna o ambas < HQ alterna D VX YH] VH IDEULFDQ SDUD PHGLFLRQHVHQUHGHVPRQRIiVLFDV\WULIiVLFDV Esquemas de conexionado mas corrientes: 6H SXHGHXWLOL]DU SRUHMHPSOR HOHVTXHPD TXH VHLQGLFDHQODV figura 8SDUD PHGLU SRWHQFLDV HQ FLUFXLWRVPRQRIiVLFRV6LSRUHOFLUFXLWRKDGHSDVDUXQDFRUULHQWHPX\HOHYDGDVHSXHGHFRQHFWDU ODERELQDDPSHULPpWULFDGHOYDWtPHWURDWUDYpVGHXQWUDQVIRUPDGRUGHLQWHQVLGDGWDOFRPRVHLQGLFD HQHOHVTXHPDGHODfigura 9.
Figura 9. Medición de potencia con un vatímetro conectando la bobina amperímétrica a través de un transformador de intensidad.
Figura 8. Medición de potencia con vatímetro.
2WUR VLVWHPD SDUD GHWHUPLQDU ODS RWHQFLD TXH FRQVXPH XQD FDUJD HVD EDVH GHD SOLFDU métodos indirectos,SRUHMHPSORPHGLDQWHHOSURGXFWRGHORVYDORUHVGHODWHQVLyQGHODUHGPHGLGDpVWDSRU XQYROWtPHWUR\GHODLQWHQVLGDGGHFRUULHQWHPHGLGDpVWDFRQXQDPSHUtPHWUR(fig. 10). 3 9ā,
Figura 10. Medida de potencia con
amperímetro y voltímetro.
Ejercicio 3
En la carátula de un vatímetro se indica V: 300 V y A: 5 A, 10 A. Calcular la máxima medida capaz de medir el vatímetro. Solución
Indirectamente lo que se pide es determinar el fondo escala, por tanto el aparato dispondrá de dos fondos escala: F.e. = V · I F.e.1 = 300 · 5 = 1.500 W F.e.2 = 300 · 10 = 3.000 W
Ejercicio 4 Averiguar la potencia consumida por una carga, si al realizar la lectura con un vatímetro de características: A = 5 A, V = 250 V y número de divisiones totales 100, se leyeron 72 divisiones. Solución En primer lugar averiguaremos el fondo escala: F.e. = V · I F.e. = 250 · 5 = 1.250 W Seguidamente calcularemos la constante del aparato de la forma: F.e. 1.250 K = —— = ———— = 12,5 n.d. 100 Y finalmente calcularemos la potencia consumida multiplicando la constante del aparato por las divisiones leídas: P = K ·n. d. = 12,5 · 72 = 900 W
9. Medidas de energía /D HQHUJtD HOpFWULFD VH PLGH FRQ contadores de energía HOORVV H HQFDUJDQ GH UHDOL]DU HOFy PSXWR GH OD HQHUJtD FRQVXPLGD HQ XQD LQVWDODFLyQ SRU XQ XVXDULR/RVFRQWDGRUHVGHHOHFWULFLGDGVRQ LQVWUXPHQWRV LQWHJUDGRUHV TXH GXUDQWH XQ WLHPSR GHWHUPLQDGR LQGLFDQ HO FRQVXPR WRWDO GH HQHUJtD 6XV LQGLFDFLRQHV VRQ IXQFLyQ QRV RODPHQWH GH ODWHQVL yQ \ GH OD LQWHQVLGDGVLQRWDPELpQGHOWLHPSRTXHXQD LQVWDODFLyQHVWiFRQHFWDGDDODUHGHOpFWULFD \ SRU WDQWR FRQVXPLHQGR XQD HQHUJtD HOpFWULFD
Figura 11. Esquema de conexionado de contador monofásico.
6HJ~QHOWLSRUHGTXHVXPLQLVWUDOD HQHUJtDH[LVWHQFRQWDGRUHVSDUDOD PHGLFLyQ GH energía activa HQ FLUFXLWRV GH FRUULHQWH DOWHUQD PRQRIiVLFRV HQ OD figura 11 VH SXHGH YHU XQ HVTXHPD GH FRQH[LRQDGR3DUDO D PHGLFLyQ GH OD HQHUJtD DFWLYD HQ FRUULHQWH DOWHUQD WULIiVLFDV H XWLOL]D SRU HMHPSOR HOHVT XHPD GH FRQH[LRQDGR GH OD figura 12. ([LVWHQ LJXDOPHQWH FRQWDGRUHV GH HQHUJtDUHDFWLYDORVHVTXHPDVGH FRQH[LRQDGR VRQ LGpQWLFRV DORV HVTXHPDV XWLOL]DGRV SDUD OD Figura 12. Esquema de conexionado de un contador trifásico. PHGLFLyQGHHQHUJtDDFWLYD 'HFXDOTXLHUIRUPDVXIXQGDPHQWRWHyULFRVHEDVDHQODVVLJXLHQWHVGHGXFFLRQHV 6HJ~QVDEHPRVODSRWHQFLDFRQVXPLGDHQFRUULHQWHFRQWLQXDVHGHWHUPLQDGHODIRUPD 3 9ā,
0LHQWUDVTXHHQFRUULHQWHDOWHUQD 3 9ā,āFRVM /DHQHUJtDVHGHWHUPLQDPXOWLSOLFDQGRODSRWHQFLDSRUHOWLHPSR3RUWDQWRODHQHUJtDHQFRUULHQWH FRQWLQXDVHFDOFXODUiPHGLDQWHODH[SUHVLyQ ( 3āW 9ā,āW <HQFRUULHQWHDOWHUQDVLHVPRQRIiVLFD ( 3āW 9ā,āFRVMāW 3HURVLODFRUULHQWHDOWHUQDHVWULIiVLFD ( 3āW ā9ā,āFRVMāW 'RQGH ( HQHUJtDFRQVXPLGDHQ:KRN:K 3 SRWHQFLDHQ:RN: W WLHPSRHQKRUDV 9 WHQVLyQHQYROWLRV , LQWHQVLGDGGHFRUULHQWHHQDPSHULRV
FRVM IDFWRUGHSRWHQFLD
Ejemplo 5 Por un circuito eléctrico trifásico a 230 V, circula una intensidad de corriente de 48 A, su factor de potencia es 0,75. Calcular la lectura que indicaría un contador de energía en un tiempo de 10 horas.
Solución El contador de energía señalaría una lectura de:
E = P · t = 3 · V · I · cos M · t E = 3 · 230 · 48 · 0,75 · 10 = 143.413,80 Wh ó en kWh
143.413,80 —————— = 143,41 kWh 1.000
10. Medida de velocidad de motores /DYHORFLGDGGHORVPRWRUHVVHVXHOHPHGLUFRQXQDdínamo taquimétrica %iVLFDPHQWH HVXQDPiTXLQDHOpFW ULFD XVDGD HQ IXQFLRQHV GHUHJXODFLyQHVWiFRQVWLWXLGDS RU XQD GtQDPRGHH[FLWDFLyQSHUPDQHQWH\VXHMHHVPRYLGRSRUWUD QVPLVLyQ GH PRYLPLHQWR PHGLDQWHODXQLyQPHFiQLFDGHORV HMHVGHODGtQDPRWDTXLPpWULFD\GHOPRWRUFX\DYHORFLGDGVH SUHWHQGHPHGLU(figura 13). /D GtQDPRW DTXLPpWULFD HVXQWUDQVGXFWRUHVG HFLU FRQYLHUWH XQDPDJQ LWXG ItVLFD FRPRHVHQ HVWHFDVRODYHORFLGDGHQWHQVLyQ (Q ERUQHVGHODGtQDPRVHJHQHUDUiXQDWHQVLyQ 9 YROWLRVSURSRUFLRQDOD OD YHORFLGDG GH URWDFLyQGHVXHMH Q HQUSPSRUORTXHHOYROWDMHJHQHUDGRVHUi 9 .'āQ 6LHQGR.'XQDFRQVWDQWHFDUDFWHUtVWLFDGHODGtQDPRWDTXLPpWULFD\VHPLGHHQ 9 .' ²² 9USP Q 8Q YROWtPHWUR FX\DHVFDODVHKDJUDGXDGRSUHYLDPHQWHH Q USPDSUH FLD ORVYROWLRVJHQHUDGRV GDQGRGLUHFWDPHQWHODYHORFLGDGGHURWDFLyQGHODPiTXLQD /D GtQDPRWDTXLPpWULFDVXHOHXWLOL]D UVH GRQGHVH SUHFLVH FRQRFHUFRQVWDQWHPHQWHODYHORFLGDG GHURWDFLyQGHORVPRWRUHVHOpFWULFRV
Figura 13. Dínamo taquimétrica acoplada a un motor eléctrico.
Ejemplo 6 La aguja de un instrumento de medida indicador de las rpm señala 2.920 rpm. La KD de la dínamo taquimétrica es 0,03V/rpm. Calcular: La tensión que está generando la dinamo taquimétrica Solución Aplicada la expresión:
9 .'āQ Quedará: V = 0,03 · 2.920 = 87,6V
Figura 14. Medida de la velocidad de rotación de un motor mediante taquímetro analógico.
Taquímetros. &XDQGR~QLFDPHQWHVH SUHFLVH FRQRFHU OD YHORFLGDG GH URWDFLyQ GH ORVPRWRUHVGHIRUPD SXQWXDO VH UHFXUUH DOR V WDTXtPHWURV VRQ LQVWUXPHQWRV HQORVTXH OD YHORFLGDG GHURWDFLyQ GH ORVPRWRUHV VH WUDQVPLWHSRUU R]DPLHQWR DO WDTXtPHWUR(figura 14),HQpOVHRULJLQD SRU FDXVDG H XQDIXHU]DFHQWUtIXJD OD GHVYLDFLyQ GHXQ UHVRUWH HVWD GHVYLDFLyQ HV DFXVDGD SRUXQDDJ XMD VROLGDULD OD FXDOQR V LQGLFDUi HQX QD HVFDODJUDGXDGDHQUSPGLUHFWDPHQWH OD YHORFLGDG GHURWDFLyQGHOPRWRU ([LVWHQ WDTXtPHWURV DQDOyJLFRV \ GLJLWDOHV
11. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO /DVOHFWXUDVTXHUHDOL]DQORVFRQWDGRUHVVRQIXQFLyQVRODPHQWHGHODWHQVLyQ\GH 9 ODLQWHQVLGDG
)
/RVHUURUHVDOHDWRULRV VRQORVTXHSHUPDQHFHQLQYDULDEOHVHQWRGDVODVPHGLGDV RULJLQDGRVJHQHUDOPHQWHSRUODVFDUDFWHUtVWLFDVSDUWLFXODUHVGHOLQVWUXPHQWRRSRU 9 HOREVHUYDGRU
)
/RV LQVWUXPHQWRV GH PHGLGD HOHFWURGLQiPLFRV 3XHGHQ IXQFLRQDU HQ FRUULHQWH FRQWLQXD \ HQ FRUULHQWH DOWHUQD \ SXHGHQ HPSOHDUVH FRPR DPSHUtPHWURV 9 YROWtPHWURV\YDWtPHWURV
)
(O HUURU UHODWLYR VH GHILQH FRPR HO HUURUFR PHWLGR SRU XQLGDG GH PHGLGD VX FiOFXORHQWDQWRSRUFLHQVHREWLHQHPXOWLSOLFDQGRSRUFLHQHOFRFLHQWHUHVXOWDQWH 9 GHGLYLGLUHOHUURUDEVROXWRHQWUHHOYDORUUHDO
)
8QLQVWUXPHQWRGHPHGLGDGHFODVHHVXQLQVWUXPHQWRGHHOHYDGDSUHFLVLyQGH 9 ODERUDWRULR
)
/RVDPSHUtPHWURVVHFRQVWUX\HQGHWDOIRUPDTXHVXUHVLVWHQFLDLQWHUQDHVPX\ UHGXFLGD HQ FRPSDUDFLyQ FRQ OD FDUJD FX\D LQWHQVLGDG TXHODD WUDYLHVD VH SUHWHQGHPHGLU 1RH[LVWHQFRQWDGRUHVGHHQHUJtDUHDFWLYD (OyKPHWURGHERELQDVFUX]DGDVRHOHFWURPDJQpWLFRHVWiFRQVWLWXLGRSRUXQLPiQ SHUPDQHQWH HQFX \R HQWUHKLHUUR SXHGH JLUDU HO yUJDQR PyYLO TXH D VX YH] HVWi IRUPDGRSRUGRVERELQDVXQLGDVIXHUWHPHQWHIRUPDQGRXQiQJXORGH /RV YDWtPHWURV HVWiQ FRQVWLWXLGRV SRU XQ FLUFXLWR YROWLPpWULFR TXH VH FRQHFWDUi HQ VHULHF RQ OD FDUJD \ XQ FLUFXLWR DPSHULPpWULFR TXH VHF RQHFWD HQ GHULYDFLyQ 1R VH SXHGH GHWHUPLQDU OD SRWHQFLD TXH FRQVXPH XQD FDUJD PHGLDQWH HO SURGXFWRGHORVYDORUHVGHODWHQVLyQGHODUHGPHGLGDpVWDSRUXQYROWtPHWUR\ GHODLQWHQVLGDGGHFRUULHQWHPHGLGDpVWDFRQXQDPSHUtPHWUR
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
12. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1
Se ha efectuado una medición con un voltímetro de clase 1 y de fondo escala 300 V. ¿Sería correcta una medida de 204 V si la misma medida realizada con un voltímetro patrón es de 210 V.?
Ejercicio 2
Al realizar la lectura con un vatímetro de las siguientes características: A = 20 A, V = 250 V, número de divisiones totales 200, se leyeron 176 divisiones. Averiguar la potencia del circuito.
Ejercicio 3 Una dínamo taquimétrica genera en sus bornes 42 V, el instrumento indicador de las rpm indica en sus características 0,035 V/rpm. Calcular :
La velocidad de giro del motor.
Ejercicio 4 Por un circuito eléctrico monofásico a 230 V, circula una intensidad de corriente de 36 A, su factor de potencia es 0,75. ¿Qué lectura daría un contador de energía en un tiempo de 12 horas y 46 minutos?
7HPD 0RWRUHVGHFRUULHQWHFRQWLQXD Índice &DUDFWHUtVWLFDVJHQHUDOHV Objetivos Ź &RPSUHQGHU HOSULQFLSLRGHI XQFLRQDPLHQWR GHODVPiTXLQDVHLGHQWLILFDUODVSDUWHV FRQVWLWXWLYDVGHODPiTXLQDGHFRUULHQWHFRQWLQXD Ź&RQRFHUODVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRXWLOL]DGRHQODVPiTXLQDVGHFRUULHQWHFRQWLQXD Ź &RPSUHQGHU ORVSR VLEOHV SUREOHPDVTXH VH SURGXFHQ HQHODUU DQTXH GHORVPRWRUHV \ VLVWHPDVHPSOHDGRVSDUDDPLQRUDUORV Ź,GHQWLILFDUYDULDEOHVGHODVFXDOHVHVIXQFLyQODYHORFLGDGGHORVPRWRUHVGHFRUULHQWHFRQWLQXD
Contenidos 1. Introducción 2. Principios básicos de magnetismo y electromagnetismo 2.1. Magnetismo 2.2. Electromagnetismo 2.2.1. Campo magnético creado por una corriente rectilínea. Maxwell 2.2.2. Campo magnético creado por una espira 2.2.3. Campo magnético creado por un solenoide 2.2.4. Intensidad de campo magnético en el interior de una bobina 2.2.5. Flujo magnético, inducción magnética, permeabilidad magnética 2.2.6. Ley de Hopkinson 2.2.7. Curvas de magnetización 2.2.8. Ley de inducción electromagnética de Faraday 2.2.9. Fuerza y par electromagnético: Ley de Biot y Savart 2.2.10. Permeabilidad magnética 3. Clasificación de las máquinas eléctricas. 4. Máquina de corriente continua: constitución y principio de funcionamiento 4.1. Constitución 4.2. Principio de funcionamiento 5. Características generales 5.1. Fuerza electromotriz generada 5.2. Tensión en bornes 5.3. Balance energético 5.4. Par motor 5.5. Rendimiento 5.6. Potencia electromecánica 5.7. Intensidad de arranque 5.8. Velocidad de giro 5.9. Representación de bornes normalizada 6. Estabilidad de funcionamiento 7. Cuestionario 8. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción 8QDPiTXLQDHOpFWULFDHVHQJHQHUDOXQGLVSRVLWLYRTXHWLHQHODSRVLELOLGDGGHH[WUDHURLQWURGXFLU HQHUJtD HOpFWULFD PHGLDQWH XQRV ERELQDGRV DFFHVLEOHV GHVGH HOH [WHULRU SRUXQO DGR \ SRU RWUR ODGRGLVSRQHJHQHUDOPHQWHGHXQHMHSRUGRQGHVHSXHGHH[WUDHURLQWURGXFLUHQHUJtDPHFiQLFD
8QDSRVLELOLGDGHVTXHIXQFLRQHFRPRgenerador,WUDQVIRUPDQGRODHQHUJtDPHFiQLFDHQHOpFWULFD figura 1DODL]TXLHUGDRWUDSRVL ELOLGDGGHIXQFLRQDPLHQWRHVWUDQVIRUPDQGRODHQHUJtDHOpFWULFD HQ HQHUJtDPHFiQLFD HVHOFDVRGHOmotor figura 1HQHOFHQWUR \ILQDOPHQWHH[LVWHODSRVLELOLGDGGH WUDQVIRUPDUXQDHQHUJtDHOpFWULFDGHXQDWHQVLyQGHWHUPLQDGDHQRWUDGHRWUDWHQVLyQ HVHOFDVRGH ORVtransformadoresfigura 1DODGHUHFKD
Figura 1. Esquema de los símbolos de las diferentes máquinas eléctricas.
2. Principios básicos de magnetismo y electromagnetismo
2.1. Magnetismo Campo magnético creado por un imán
Figura 2. Imán y sus partes.
6HHQWLHQGHSRUimán(figura 2)WRGRFXHUSRTXHSRVHH SURSLHGDGHV PDJQpWLFDV SRU QDWXUDOH]D GLVWLQJXLpQGRVHODVVLJXLHQWHVSDUWHV - campo magnético HVSDFLR GRQGH VH PDQLILHVWDQ ORVHIHFWRVPDJQpWLFRV - polos (N, S) ]RQDGRQGHFRQPD\RULQWHQVLGDGVH PDQLILHVWDQORVHIHFWRVPDJQpWLFRV - eje del imán (Eje) OtQHD LPDJLQDULD TXHXQHOR V SRORVGHOLPiQ - línea neutra (L.N) OtQHD LPDJLQDULD SHUSHQGLFXODU DOHMHGHOLPiQTXHORGLYLGHHQGRVSDUWHV\TXHVH HQFXHQWUD HQ XQDSRVLFL yQ HTXLGLVWDQWH GHORVG RV SRORV
2.2. Electromagnetismo
2.2.1. Campo magnético creado por una corriente rectilínea. Maxwell 6L HQ ODVF HUFDQtDV GH XQ FRQGXFWRU HOpFWULFR UHFWLOtQHR TXH HVWi UHFRUULGR SRU XQD FRUULHQWH VH VLW~DQXQDVDJXMDVLPDQWDGDV SHTXHxRVLPDQHV VHREVHUYDUiTXHVHRULHQWDQGHIRUPDQRUPDODO FRQGXFWRU\TXHODSRVLFLyQGHORVSRORVGHODVDJXMDVHVIXQ FLyQGHOVHQWLGRGHODFRUULHQWHVHJ~Q VHDHOPLVPRHQWUDQWHRVDOLHQWH 3RU OR TXH VH GHGXFH TXHHQODV FHUFDQtDV GHO FRQGXFWRU H[LVWH XQ FDPSR PDJQpWLFR \ TXH VXVHQWLG R GHSHQGHGHOGHODFRUULHQWHHOpFWULFD TXHDWUDYLHVDHOFRQGXFWRU (O VHQWLGR GHO FDPSR PDJQpWLFR VH KD FRQYHQLGR TXH HV HOT XH VH REWLHQH DSOLFDQGR OD OODPDGD regla de la mano derecha de Maxwell, GHODIRUPD VLJXLHQWH VLVHFRJHXQ FRQGXFWRU FRQ OD PDQR GHUHFKD WDO FRPR LQGLFD OD figura 3 HOGHG R SXOJDU QRV LQGLFDHO VHQWLGR GH OD FRUULHQWH , \ORVGHPiVLQGLFDUiQHO VHQWLGRGHOFDPSRPDJQpWLFR ȕ Figura 3. Ley de Maxwell. 6LODFRUULHQWHHVHQWUDQWHVHUHSUHVHQWDUiSRUXQDDVSD\VLODFRUULHQWHHVVDOLHQWHVHUHSUHVHQWDUi SRUXQSXQWRWDOFRPRLQGLFDODILJXUD
2.2.2.Campo magnético creado por una espira $SOLFDQGRHQFDGDSXQWRGHODHVSLUDODOH\GH0D[ZHOOVHOOHJDDODFRQFOXVLyQGHTXHHOFDPSR PDJQpWLFRTXHFUHDXQDHVSLUDSRUODTXHFLUFXODXQDFRUULHQWHHOpFWULFDHVGHOPLVPRWLSRTXHHO TXHSURGXFHXQLPiQPX\HOHPHQWDOFUHiQGRVHWDOFRPRVHSXHGHREVHUYDUHQODfigura 4
HQODSDUWHGHODQWHUDXQSROR685 HQODSDUWHSRVWHULRUXQSROR1257(
Figura 4. Campo magnético creado por una espira.
2.2.3.Campo magnético creado por un solenoide
Figura 5. Campo magnético creado por un solenoide.
8Q VROHQRLGHHVXQD VXFHVLyQ GH HVSLUDV SRU WDQWRDSOLFDQG R QXHYDPHQWH ODUHJODG H 0D[ZHOOVH GHGXFH TXH XQVROHQRLGHRERELQD FUHD XQFD PSR PDJQpWLFR VXPDGH ORV FDPSRVPDJQpWLFRVFUHDGRV SRU FDGD HVSLUD WDOFRPRV H UHIOHMDHQOD figura 5.
2.2.4. Intensidad de campo magnético en el interior de una bobina 6HGHILQHSRULQWHQVLGDGGHFDPSRPDJQpWLFRODIXHU]DHMH UFLGDSRUHO PLVPRHQXQSXQWRVREUH XQDPDVDPDJQpWLFDVLWXDGDHQGLFKRSXQWR\VHSXHGHFDOFXODUPHGLDQWHODH[SUHVLyQ 1ā, + ²²²² / 'RQGH +HVODLQWHQVLGDGGHFDPSRPDJQpWLFR 1HOQ~PHURGHYXHOWDVGHOVROHQRLGH ,ODLQWHQVLGDGTXHFLUFXODSRUHOVROHQRLGH /ODORQJLWXGGHOVROHQRLGH 6LHQGRVXXQLGDG $PSHULR[YXHOWD ²²²²²²²² PHWUR 2.2.5.Flujo magnético, inducción magnética, permeabilidad magnética Flujo magnético:VHHQWLHQGHSRUIOXMRPDJQpWLFRODWRWDOLGDGGHODVOtQHDVGHIXHU]DH[LVWHQWHVHQ XQFLUFXLWRPDJQpWLFR ODFDXVDGHTXHH [LVWDIOXMRPDJQpWLFRVHGHEHDODIXHU]D PDJQHWRPRWUL] 1, VXXQLGDGHVHO:HEHU :E \VHUHSUHVHQWDSRU) Inducción magnética:HVODFDQWLGDGGHOtQHDVGHIXHU]DH [LVWHQWHVHQXQFLUFXLWR PDJQpWLFRSRU XQLGDGGHVXSHUILFLH ):E ²² ²² 6P Permeabilidad magnética, H[SHULPHQWDOPHQWH VH FRPSUXHED TXH OD PDJQLWXG LQGXFFLyQ HV IXQFLyQGHOFDPSR + \TXHORVYDORUHVGHLQGXFFLyQSDUDHOPLVPRYDORUGHLQWHQVLGDGGHFDPSR YDUtDQGHXQFXHUSRDRWURH[LVWLHQGRODUHODFLyQ Pā+ 6LHQGRPODSHUPHDELOLGDGPDJQpWLFDHQKHQULRVPHWUR KP /DGHODLUH P HVāKP
2.2.6.Ley de Hopkinson /DOH\GH+RSNLQVRQHVVLPLODUDODOH\GHRKPHQORVFLUFXLWRVHOpFWULFRV 'HODVH[SUHVLRQHV Pā+ I ²² 6 VHGHGXFHTXH I1ā, ²² Pā²²² 6/ GDQGROXJDUD / 1ā, Iā²²²² Pā6 SRUWDQWRVLDODH[SUHVLyQ / ²²²ODGHQRPLQDPRV5TXHGDUi Pā6 1ā, Iā5 VLHQGR5ODreluctancia magnéticaGHOFLUFXLWRPDJQpWLFR Ejemplo 1 Un solenoide toroidal se ha construido en el aire, está formado por 400 espiras uniformemente repartidas, su diámetro interior es de 20 cm y el exterior es de 30 cm. Determinar el valor del flujo magnético en el interior del solenoide al ser recorrido por una corriente de 8A. Solución N·I H = ——— L 400 · 8 400 · 8 · 100 H = ————————— = ——————— = 4.074,36 Av/m 2 · S · (25 / (2 ·100)) S · 25 S = S · r2 = S (5 / 100)2 = 0,0078 m2
I = E · S = P0 · H · S = 1,25 · 10-6 · 4.074,36 · 0,0078 = 3,97 ·10-5 Wb
2.2.7. Curvas de magnetización /DVFXUYDVGHPDJQHWL]DFLyQ QRV PXHVWUDQ FRPR YDUtD OD LQGXFFLyQ HQHOHMH GH RUGHQDGDV HQ IXQFLyQ GH OD LQWHQVLGDG GH FDPSR HQ HO HMH GHDEFLV DV \GHOWLS R GH PDWHULDO FRQTXH HVWp IRUPDGRHOQ~FOHRGHOFLUFXLWR PDJQpWLFRGHODERELQD 3DUD ODREW HQFLyQ GHW DOHV YDORUHV VH PRQWD HO FLUFXLWR Figura 6. Obtención de las curvas de magnetización. GH OD figura 6 DOLPHQWDQGR FRQ XQDWHQ VLyQ FRQVWDQWH DODERE LQD \ YDULDQGR ODLQWHQ VLGDG GHFR UULHQWH TXH FLUFXOD SRU OD ERELQDPDQLSXODQGRHOUHyVWDWR
2.2.8.Ley de inducción electromagnética de Faraday /D H[SHULHQFLD TXHVH UHDOL]D HQ OD figura 7 FRQVLVWH HQ LQWURGXFLU XQ FRQGXFWRU HOpFWULFR HQ HO LQWHULRUGHXQFDPSRPDJQpWLFRPRYLpQGRORGHWDOIRUPDTXHHQVXUHFRUULGRFRUWHDODVOtQHDVGH IXHU]D HQWDOHVFRQGLFLRQHVXQDPSHUtPHWURSRQGUiGHPDQLILHVWRODSUHVHQFLDGHXQDFRUULHQWH HOpFWULFDODFXDOVHUiSUXHEDHYLGHQWHGHTXHHQHOFRQGXFWRUVHKDJHQHUDGRXQDWHQVLyQ &XDQGRHOPRYLPLHQWRGHXQFRQGXFWRUHVSHUSHQGLFXODURQRUPDODOFDPSRPDJQpWLFR OtQHDVGH IXHU]D ODIXHU]DHOHFWURPRWUL]HQpOLQGXFLGDVHFRPSUXHEDTXHHV H %āOāY (QFDVRGHQRVHUHOPRYLPLHQWRSHUSHQGLFXODU H Oā Yā% /D IHP HV LJXDODOD ORQJLWXG GHO FRQGXFWRU SRUHO SURGXFWR YHFWRULDO GHOD YHORFLGDG SRUO D LQGXFFLyQ
Figura 7. Ley de Faraday.
Figura 8. Regla de la mano derecha.
(OVHQWLGRGHODGH ODIHP\SRUWDQWRGHODF RUULHQWHJHQHUDGDQRVORGDOD UHJODGHOD mano derecha VHJ~QVHLQGLFDHQODfigura 8LQGLFDQGRORVLJXLHQWH - (OGHGRtQGLFHHOVHQWLGRGHOFDPSRPDJQpWLFR % - (OFRUD]yQHOVHQWLGRGHODFRUULHQWH , - (OSXOJDUHOVHQWLGRGHODIXHU]D Y \SRUWDQWRHOVHQWLGRGHOPRYLPLHQWR /D OH\ GH LQGXFFLyQ HOHFWURPDJQpWLFD GH )DUDGD\ HVG H XQD JUDQL PSRUWDQFLD \D TXH H[SOLFD HO SULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHOJHQHUDGRU
2.2.9.Fuerza y par electromagnético: Ley de Biot y Savart
Figura 9. Ley de Biot y Savart.
1RV EDVDUHPRV HQ HVWH SXQWR SDUD H[SOLFDU HO SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWRGHORVPRWRUHVHOpFWULFRV /D IXHU]D FRQ ODTX H XQ FRQGXFWRU VHPXH YH GHQWUR GH XQ FDPSR PDJQpWLFR HQ HO VXSXHVWR GH TXH HO FRQGXFWRU VH PXHYD SHUSHQGLFXODU DODVOtQHDVGH IXHU]DVH FRPSUXHED TXHHV ) %āOāL (Q HOVXSX HVWR GHTXH HO FRQGXFWRU VHGHVSODF H GHQWURGHO FDPSRPDJQpWLFRFRQXQiQJXORĮODIXHU]DVHUi ) %āOāLāVHQĮHQ1 1HZWRQ <SRUWDQWRHOSDUPRWRUVHUi 0 )āUHQ1P 1HZWRQāPHWUR
/DUHJODGHODPDQRL]TXLHUGDWDOFRPRQRVLQGLFD OD figura 10 QRV VHxDODUi HO VHQWLGR GHO PRYLPLHQWRVLVHFRQRFHHOVHQWLGRGHODFRUULHQWH \GHOFDPSRPDJQpWLFR
Figura 10. Regla de la mano izquierda.
2.2.10. Permeabilidad magnética (VODGLILFXOWDGTXHSRVHHQORVPDWHULDOHVPDJQpWLFRVDOHVWDEOHFLPLHQWRGHOIOXMRPDJQpWLFR(I)./D SHUPHDELOLGDGPDJQpWLFDGHODLUHHV PR āKHQULRVPHWUR /D SHUPHDELOLGDG UHODWLYD GH FDGD PDWHULDO VH REWLHQH PHGLDQWH WDEODV IDFLOLWDGDVSR U ORV IDEULFDQWHVGHPDWHULDOHVPDJQpWLFRVSDUDFDGDLQGXFFLyQHQFRQFUHWR
8VDQGR ODV WDEODVG H permeabilidad magnética SDUD XQD GHWHUPLQDGD LQGXFFLyQ ȕ GH XQ PDWHULDO HQ FRQFUHWR VH GHWHUPLQD ODSHUPHD ELOLGDG UHODWLYD DYHULJXiQGRVH SRVWHULRUPHQWH OD SHUPHDELOLGDGDEVROXWDPHGLDQWHODH[SUHVLyQ P PRāPU
3. Clasificación de las máquinas eléctricas (QODtabla IVHFODVLILFDQGHIR UPDHVTXHPiWLFDODVPiTXLQDVHOpFWULFDVTXHVHF RQVLGHUDQPiV LPSRUWDQWHVSRUVXVDSOLFDFLRQHV Clasificación de las máquinas eléctricas (VWiWLFDV
7UDQVIRUPDGRUHV $XWRWUDQVIRUPDGRUHV
'H&RUULHQWH FRQWLQXD
5RWDWLYDV
'LQDPRV 0RWRUHV
6tQFURQDV 'H&RUULHQWH DOWHUQD $VtQFURQDV &RQPXWDWULFHV
0RQRIiVLFRV 7ULIiVLFRV 3ROLIiVLFRV 'H0HGLGD ([FLWDFLyQLQGHSHQGLHQWH ([FLWDFLyQVHULH ([FLWDFLyQSDUDOHORRVKXQW ([FLWDFLyQFRPSRXQG 0RWRUEUXVKOHVV 0RQRIiVLFR 7ULIiVLFR $OWHUQDGRUHV 3RORVOLVRV 3RORVVDOLHQWHV 0RWRUVtQFURQR 0RWRUSDVRDSDVR 0RWRUPRQRIiVLFR 0RWRUWULIiVLFR 5RWRUMDXODGHDUGLOOD 5RWRUERELQDGR
Tabla I. Clasificación de las máquinas eléctricas.
4. Máquina de corriente continua: constitución y principio de funcionamiento
4.1. Constitución /DV PiTXLQDV GH FRUULHQWH FRQWLQXD HVWiQ FRQVWLWXLGDV SRU YHUfigura 11 Estator: HVHOLQGXFWRU\VHFRQVWUX\HGHIXQGLFLyQRGH DFHUR FRODGR (QHOHV WDWRU VHH QFXHQWUDQ ORV SRORV VHSDUDGRV SRU XQD GLVWDQFLD GHQRPLQDGD SDVR SRODU GH 'āS 33 ²²² āS Figura 11. Constitución de una máquina de corriente continua. /RVSRORVVHIDEULFDQFRQFKDSDPDJQpWLFDFRU WDGD\DSLODGDHQHOORV VHLQVWDODQORVERELQDGRV LQGXFWRUHVFRQHFWDGRVHQVHULHGHWDOIRUPDTXHVHFUHHQ DOWHUQDWLYDPHQWHSRORVHQODVXFHVLyQ 1616
7DPELpQ H[LVWHQ SRORV DX[LOLDUHV HQODV OtQHDV QHXWUDV FRQHO REMHWR GH HOLPLQDU OD UHDFFLyQ GHO LQGXFLGR\SRUWDQWRHOLPLQiQGRVHXQWLSRGHSpUGLGDV Rotor: HVXQFLOLQGUR IRUPDGRS RU DSLODPLHQWR GH FKDSDV PDJQpWLFDV (QVX SHULIHULD HQ XQDV UDQXUDV TXH VH KDQ SUDFWLFDGR VH HQFXHQWUD DORMDGR HO ERELQDGR LQGXFLGR ,QVWDOiQGRVH DGHPiV HO colector de delgas TXH HV HO HOHPHQWR HQHO TXH YDQ XQLGRV PHGLDQWH VROGDGXUD WRGRV ORV H[WUHPRV GH ORV ERELQDGRV GHO URWRU 3RUODSHUL IHULD GHOFROHF WRU GH GHOJDVVHGHVOL]DQODVescobillasFXDQGRHOURWRUJLUD pVWHHOHPHQWRDVHJXUDODWUDQVPLVLyQGHHQHUJtDGHOD SDUWHPyYLOGHOPRWRUDODSDUWHILMD\YLFHYHUVD (OFROHFWRUGHGHOJDVHVWiFRQVWLWXLGRYHUfigura 12SRU Figura 12. Colector de delgas. XQD VHULH GH OiPLQDV GHFREUH OODPDGDV delgas DLVODGDV \VHSDUDGDVXQDV GH ODV RWUDV PHGLDQWH OiPLQDV GH PLFDQLWD (O FRQMXQWR TXHGD VyOLGDPHQWHVXMHWRPHGLDQWHWXHUFDV\SLH]DVHVSHFLDOHVDSURSLDGDVSDUDWDOILQ Entrehierro: HVSDFLR GH DLUHH [LVWHQWH HQWUH HO URWRU \ HO HVWDWRU ,QWHUHVD TXH VHD HO PtQLPR SRVLEOHGHHVWDIRUPDODIXHU]DPDJQHWRPRWUL]SRGUiDGTXLULUYDORUHVPiVUHGXFLGRV Circuitos eléctricos:VHKDQGHGLVWLQJXLUORVFLUFXLWRVVLJXLHQWHV - InducidoFLUFXLWRIRUPDGRSRUORVERELQDGRVVLWXDGRVHQHOURWRU - InductorFLUFXLWRIRUPDGRSRUORVERELQDGRVVLWXDGRVHQHOHVWDWRU
4.2. Principio de funcionamiento (O SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR TXHGDUHIOHMDGR HQOD figura 13 (OVLVW HPD GHODILJXUDPXHVWUD FRPRDODWUDYHVDUODVOtQHDVGHIXHU]DRFDPSRPDJQpWLFRHQVXFDPLQRHQHOVHQWLGRGHQRUWHD VXUORVERELQDGRVLQGXFLGRVRGHOURWRUDORVTXHSUHYLDPHQWHVHOHVKDFHSDVDUXQDVFRUULHQWHV HOpFWULFDV , HQWUDQWHV DVSD \VDOLHQWHV SXQW R VHSURGXFHHOPRYLPLHQWRGHORVFRQGXFWRUH V GHOURWRU /DFRPELQDFLyQGHGLFKDVFRUULHQWHVFRQ HO FDPSRPDJQpWLFRTX H YDGHQRUWHD VXU FUHD XQ SDUGH IXHU]DV ) HQ HO VHQWLGR TXH LQGLFDOD figura 13 \SRU WDQWR XQSDU PRWRUTXHWHQGHUiDK DFHU JLUDUDOURWRUHQHOVHQWLGRLQGLFDGRSRUOD IOHFKD7RGRHOORVHGHGXFHDSDUWLUGHOD UHJODGHODPDQRL]TXLHUGD 6HMXVWLILFDODQHFHVLGDGGHSURYHHU DOD PiTXLQD GHXQFROHFWRU GHGHOJDV FRQ HOREMHWRGHUHVROYHUHOSUREOHPDWpFQLFR TXH UHSUHVHQWD HOKHFK R GHFRQH[LRQDU HOpFWULFDPHQWH ORVER ELQDGRV GHOURWRU TXHYDQDHVWDUJLUDQGR\SRUORWDQWRHQ PRYLPLHQWR FRQHO H[WHULRU GHOD Figura 13. Principio de funcionamiento de un motor de corriente continua. PiTXLQD TXHVHHQFXH QWUD HQUHSRVR
$GHPiVGHOKHFKRGHTXHVLQRVHLQVWDODFROHFWRUGHGHOJDVODVFRUULHQWHVHQHOLQGXFLGRQXQFD FDPELDUtDQGHVHQWLGR\HVQHFHVDULRTXHHQHOFDVRGHOD figura 13FDPELHQFDGDDILQGH TXHHQORVFRQGXFWRUHV FXDQGRVHHQFXHQWUDQEDMRHOSRORVXUODFRUULHQWHHQHOORVVHDHQWUDQWH \FXDQGRVHHQFXHQWUDQHQIUHQWHGHOSRORQRUWHODFRUULHQWHVHDVDOLHQWH (QODfigura14VHSXHGH DSUHFLDUXQDPiTXLQDGHFRUULHQWHFRQWLQXDGLGiFWLFD\HQOD figura 15XQURWRUG HXQDPiTXLQD GHFRUULHQWHFRQWLQXD
Figura 14. Máquina de corriente continua didáctica.
Figura 15. Rotor de un motor de corriente continua.
5. Características generales
5.1. Fuerza Electromotriz generada
Figura 16. Fuerza electromotriz generada.
6LHQGR - =HOQGHFRQGXFWRUHVWRWDOGHOURWRURLQGXFLGR - Q OD YHORFLGDG GH JLURGHO URWRU HQUS P UHYROXFLRQHVSRUPLQXWR - ĭ HOIOXMRJHQHUDGR HQFDGDSRORGHOD PiTXLQDGHFRUULHQWHFRQWLQXDHQ:E :HEHU 6H GHPXHVWUD H[SHULPHQWDOPHQWH TXH ODIXH U]D HOHFWURPRWUL] IHP HQYROWLRVTXHVHJHQHUDSRU FDGDSRORGHODPiTXLQDHV (S Qǜ=ǜ6ĭ+) Qǜ=ǜĭ
&RQVLGHUDQGR HOQ~PHURWRWDOGHSRORV\OODPD QGR p DOQ~PHURGHSDUHVGHSRORVVHOOHJDDOD FRQFOXVLyQTXHODIHPTXHVHJHQHUDHVDKRUD (S ǜSǜQǜ=ǜĭ \ILQDOPHQWHFRPRORVFRQGXFWRUHV VHHQFXHQWUDQDFRSODGRVIRUPDQGRUDPDVHQSDUDOHORVLHQGR D FDGDSDUGHUDPDVTXHVHHQFXHQWUDQHQSDUDOHORODIHPTXHV H JHQHUDFRQVLGHUDQGRHO Q~PHURWRWDOGHUDPDVHQSDUDOHORHV ǜS ( ²²²Qǜ=ǜĭ ǜD VLPSOLILFDQGRHQODH[SUHVLyQVHOOHJDDTXH
S ( ²²ǜQǜ=ǜĭ D
5.2. Tensión en bornes (QHOFDVRGHIXQFLRQDUFRPRmotor (figura 17),ODWHQVLyQTXHVHOHDSOLFD VHUiODVXPDGHODIX HU]DHOHFWURPRWUL]TXHVHJHQHUDHQHOLQGXFLGRGHOD PiTXLQDGHFRUULHQWHFRQWLQXDPiVODFDtGDGHWHQVLyQTXHVHRULJLQDSRU ODOH\GH2KPHQVXVERELQDGRVGHWDOIRUPDTXH 8 (,LǜUL 'RQGH ,L HVODLQWHQVLGDGTXHDWUDYLHVDORVERELQDGRVGHOLQGXFLGR UL HVODUHVLVWHQFLDyKPLFDGHVXVERELQDGRV (Q HOFDVR GH TXHOD PiTXLQD IXQFLRQH FRPR generador (figura 18), OD IHP TXH VH JHQHUD HQ HOL QGXFLGR GH OD PiTXLQD VHUiO D VXPD GH OD WHQVLyQHQERUQHVPDVODFDtGDGHWHQVLyQTXHVHRULJLQDSRUODOH\GHRKP HQVXVERELQDGRVGHWDOIRUPDTXH ( 8,LǜUL
Figura 17. Motor.
Figura 18. Generador.
5.3. Balance energético 3RU EDODQFHHQHUJpWLFRVHHQWLHQGH HOFRPSXWR GH ODVSRWHQFLDVDEVRU ELGDV SHUGLGDV\~WLOHV VLHQGRHQJHQHUDO 3DE ODSRWHQFLDDEVRUELGDHQHOFDVRGHJHQHUDGRUVHUiGHWLSRPHFiQLFD\HQHOFDVR GHPRWRUGHWLSRHOpFWULFD 0āȦ HOSURGXFWRGHOSDUPRWRUSRUODYHORFLGDGDQJXODUGHOURWRU 3PHFiODVSpUGLGDVGHODPiTXLQDGHWLSRPHFiQLFR 3HP ODSRWHQFLDHOHFWURPHFiQLFDWDPELpQOODPDGDSRWHQFLDLQWHUQD 3M ODVSpUGLGDVHQHOFREUHSRUHIHFWR-RXOH SRWHQFLD ~WLO FDSD]GHFHGHUOD PiTXLQD PHFiQLFD VLHVPRWRU\HOpFWULFDVLHV 3X JHQHUDGRU 'HOEDODQFHHQHUJpWLFRVHSXHGHGHGXFLUFRQVLGHUDQGRODVSpUGLGDVPHFiQLFDVQXODV HOHUURUTXH VHFRPHWHHVGHVSUHFLDEOH HOGLDJUDPDTXHVHJXLGDPHQWHVHDGMXQWD %DODQFHHQHUJpWLFR PiTXLQDFRPRJHQHUDGRU 3DE 0āȦo3PHFi Ļ 3HP (ā,o3M ,āU Ļ 3X 8ā,
(ā, Uā,8ā, 3RUWDQWR ( Uā,8
'HOPLVPRPRGRTXHVHKDSURFHGLGRDQWHULRUPHQWHVHSXHGHGHGXFLUTXHVLODPiTXLQDIXQFLRQD FRPRPRWRUHOEDODQFHHQHUJpWLFRVHUiGHODIRUPDVLJXLHQWH
%DODQFHHQHUJpWLFR PiTXLQDFRPRPRWRU U · I = r · I2 + E· I 3DE 8ʘ,o3M , ʘU 3RUWDQWR Ļ 3HP (ʘ,o3PHFi U = rʘ I + E Ļ 3X 0āȦ
3M 3PHF
3PHF 3M
*HQHUDGRU 0RWRU
Figura 19. Diagrama del balance energético de una máquina de corriente continua.
Ejemplo 2 Un motor de c.c. de excitación en derivación está conectado a 220 V y genera 10 CV, la resistencia del inducido es de 0,3 : y el rendimiento el 80%. Calcular: 1º Potencia absorbida por el motor. 2º Corriente absorbida de la línea (intensidad nominal). 3º Fuerza electromotriz. (E). Solución 1º Potencia absorbida por el motor. Pu 10 ʘ 736 Pab = —— = ————— = 9.200 W P 0,8 2º Corriente absorbida de la línea (intensidad nominal). Pa 9.200 In = —— = ——— = 41,82 A V 220 3º Fuerza electromotriz (E), considerando que la In | Ii E = U – Iiʘ ri = 220 – (41,82 ʘ 0,3) = 207,45 V
5.4. Par motor (OSDUPRWRUHVHOSDUGHIXHU]DVTXHWLHQHOXJDUHQHOHMHGHOPRWRU\HVHOFDXVDQWHGHODSRWHQFLD PHFiQLFDGHOPRWRU 'HODVH[SUHVLRQHVDQWHULRUHV\FRQVLGHUDQGRODVSpUGLGDVPHFiQLFDVLJXDODFHURVHREWLHQHXQ FiOFXORDSUR[LPDGRGHOSDUPRWRUGHVSHMDQGRGH 3X 0ʘȦ
([SUHVLyQHQODTXHVXVWLWX\HQGRȦSRUVXYDORUHQUDGLDQHVSRUVHJXQGRTXHGD S ²ʘQʘ=ʘIʘ, 3 X(ʘ,D 0 ²² ²²²²² ²²²²²²² ȦʘSʘQʘSʘQ 6LFRQVLGHUDPRVTXHDH[FHSFLyQGHODLQWHQVLGDG\GHOIOXMRPDJQpWLFRHOUHVWRGHORVYDORUHVVRQ FRQVWDQWHVVHOOHJDDODFRQFOXVLyQTXH 0 .āIā, Ejemplo 3 Se dispone de un motor de corriente continua de cuyas características son: Pu = 8,4 CV; n = 500 rpm. Calcular: El Par desarrollado. Solución Despreciando las pérdidas mecánicas y las pérdidas en el hierro quedará: Pu 8,4 · 736 M = ———— = —————— = 118,08 Nm n 500 2 · S —— 2 · S —— 60 60
5.5. Rendimiento 7RGDV ODV PiTXLQDV FHGHQXQDSRWHQFLD~WLOLQIHULRUD ODTXHDEVRUEHQYHU figura 19 (O UHQGLPLHQWRVHFDOFXODUiPHGLDQWHODH[SUHVLyQ 3X P ²² 3DE (O rendimiento mecánico RUHQ GLPLHQWR LQWHUQR VHUiVH J~Q VHWUDW H GHXQ PRWRU RG H XQ JHQHUDGRUUHVSHFWLYDPHQWH 3X PPRWRU ²²² 3HP 3HP PJHQHUDGRU ²²² 3DE
5.6. Potencia electromecánica 7DPELpQ GHQRPLQDGD SRWHQFLD LQWHUQD GHOD PiTXLQD VH GHWHUPLQD PHGLDQWH ODVLJXLHQW H H[SUHVLyQ S 3HP (ā, ²²āQā=āIā, .āIā,āQ D 3HP .āIā,āQ Ejemplo 4 Un motor de corriente continua de excitación en serie tiene las características: U 400 V; In 90 A; 800 rpm; Rs 0,3 : (resistencia bobinado de excitación); ri aproximadamente 0 : (resistencia del inducido); pérdidas mecánicas + pérdidas en el hierro 4kW. Calcular: 1º Par útil desarrollado. 2º Rendimiento. Solución 1º Par útil desarrollado. Del balance energético de los motores se deduce: Pem = E · In = U · In - (Rs + ri) In2
(potencia absorbida menos potencia perdida en el cobre)
Pem = E · In = 400 · 90 - 0,3 · 902 = 33.570 W Pu = Pem - (Pm + Pfe) = 33.570 – 4.000 = 29.570 W Pu 29.570 · 60 Mu = ——— = —————— = 353 Nm Ȧ 2 · S · 800 2º Rendimiento. Pu E · Ii - (Pm + Pfe) P = ——— = ———————— = 0,82 o 82% Pab U · In
5.7. Intensidad de arranque (QORVPRWRUHVGHFRUULHQWHFRQWLQXDVHYHULILFDWDOFRPRVHKDLQGLFDGRODVLJXLHQWHH[SUHVLyQ 8 (,LāUL
3RUORTXH 8( ,L ²²²² UL \FRPRTXHHQHODUUDQTXHOD(WRPDHOYDORUFHURSRUVHUQ ODLQWHQVLGDGGHQRPLQDGDHQHVWH FDVRGHDUUDQTXHDGTXLULUtDXQYDORUH[FHVLYDPHQWHHOHYDGR 3DUDHYLWDUHIHFWRVSHUMXGLFLDOHVHORBT ITC 47 p 6GHWHUPLQDTXpYDORUHVPi[LPRVGHLQWHQVLGDG VHSXHGHSHUPLWLUHQORVPRWRUHVHQHOSURFHVRGHDUUDQTXHtabla II6LHVQHFHVDULRVHUiSUHFLVR LQVWDODU UHyVWDWRV GH DUUDQTXH FRQ HO REMHWR GH QR VXSHUDU ORV OtPLWHV LQGLFDGRV HQ GLFKD LQVWUXFFLyQ
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA 3RWHQFLDQRPLQDOGHO PRWRU
&RQVWDQWHPi[LPDGH SURSRUFLRQDOLGDGHQWUHOD LQWHQVLGDGGHODFRUULHQWHGH DUUDQTXH\ODGHSOHQDFDUJD
'HN:DN: 'HN:DN: 'HPiVGHN:
Tabla II. Constante de proporcionalidad de la intensidad de corriente de arranque y de plena carga.
/DLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHVLQUHyVWDWRGHDUUDQTXHWHQGUiXQYDORU 8 ,D ²² UL (Q FXPSOLPLHQWR GH OD LQVWUXFFLyQ DQWHV VHxDODGD \ VL VH GHVHD TXH HO PRWRU DUUDQTXH FRQ XQD LQWHQVLGDG,D LPSOLFDUiTXHVHKD GHLQVWDODUXQreóstato de arranqueGHYDORUW DOTXHVDWLVIDJD TXHODQXHYDLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHGHVHDGDDGTXLHUDHOYDORU 8 ,D ²²²² 5DUL \SRUWDQWRODUHVLVWHQFLDGHDUUDQTXHDLQWHUFDODUVHUiGHYDORU 8 5D ²²²UL ,D
Ejemplo 5 Se dispone de un motor de corriente continua de excitación independiente cuyas características son: U = 400 V; Pu = 30 kW; n = 1.200 rpm; ri = 0,2 :; P = 88%. Calcular:
1º La intensidad nominal absorbida. 2º Intensidad de arranque. 3º Resistencia a intercalar en el inducido para que la intensidad de arranque sea dos veces la intensidad nominal. Solución 1º La intensidad nominal absorbida. Pa Pu 30000 In =——— = ——— = —————— = 85,2 A U P·U 0,88 · 400 2º Intensidad de arranque. U Ia = ——ri Luego: 400 Ia = ———= 2.000 A 0,2 3º Resistencia a intercalar en el inducido para que la intensidad de arranque sea dos veces la intensidad nominal. U Ra = ——— - ri Ia' Sustituyendo valores (Ia' = 2 · In) quedará: 400 Ra = ————— - 0,2 = 2,15 2 · 85,2
5.8. Velocidad de giro 'HODH[SUHVLyQ
S 8²²āQā=āI 8(D ,L ²²² ²²²²²²²²² ULUL
VHGHGXFHTXH
8±,LāUL8±,LāUL Q ²²²²²² Q ²²²²²² S.QāI ²²ā=āI D
([SUHVLyQTXHSRQHGHPDQLILHVWRTXHORVSRVLEOHVPpWRGRVGHUHJXODUODYHORFLGDGGHORVPRWRUHV GHFRUULHQWHFRQWLQXDVRQ Ŷ Por variación de la tensión en bornes del circuito inducido \D TXH OD YHORFLGDG HV GLUHFWDPHQWH SURSRUFLRQDO DO D WHQVLyQ HQ ERUQHV SRU HVWH SURFHGLPLHQWR ~QLFDPHQWH HV SRVLEOH GLVSRQHUGHYHORFLGDGHVLQIHULRUHVDODQR PLQDOSXHVQ RHVGHVHDEOHVXSHUDUODWHQVLyQQRPLQDO SRUUD]RQHVFRQVWUXFWLYDVGHOPRWRU Ŷ Por variación de la resistencia del inducido QR HV SRVLEOH XQD YDULDFLyQ GLUHFWD GH OD UHVLVWHQFLDGHOLQGXFLGRSHURVLTXHHVSRVLEOHLQWHUFDODUHQVHULHFRQHOERELQDGRGHOLQGXFLGRXQD UHVLVWHQFLDH[WHULRU\SRUWDQWRGLVSRQHUGHGLIHUHQWHVYHORFLGDGHV3RUHVWHPpWRGR~QLFDPHQWHHV SRVLEOHREWHQHUYHORFLGDGHVLQIHULRUHVDODQRPLQDO Ŷ Por variación del flujo inductor YDULDQGR OD FRUULHQWH GH H[FLWDFLyQ TXH UHFRUUH HOER ELQDGR LQGXFWRUFRQHVWHPpWRGRVHFRQVLJXHQYHORFLGDGHVLQYHUVDPHQWHSURSRUFLRQDOHVDOIOXMRLQGXFWRU ŶPor mezclaGHDOJXQRVPpWRGRVGHORVDQWHULRUHV (Q FXDQWR D ODV WHFQRORJtDV XWLOL]DGDV ORV VLVWHPDVORV GLYLGLUHPRV HQ regulación eléctrica \ regulación basada en componentes electrónicos Ejemplo 6 Un motor de corriente continua de excitación en independiente tiene las siguientes características: 230 V; 20 kW; 1.200 rpm; ri 0,1 :; P = 94%. Calcular: La tensión a aplicar al inducido para que la velocidad de giro del rotor sea de 800 rpm. Solución Pu 20.000 In = ——— = ——————- = 92,5 A P · U 0,94 · 230 Plantearemos dos ecuaciones, una con los valores nominales y la otra con la tensión a calcular: 230 – 92,5 · 0,1 1200 = ————————kn · I
;
U' – 92,5 · 0,1 800 = ——————— kn ·I
Donde dividiendo las dos ecuaciones anteriores, miembro a miembro, quedará: 1.200 220,75 ——— = —————— 800 U’ – 92,5 · 0,1
y por tanto despejando la tensión:
220,75 · 800 U´ = —————— + 92,5 · 0,1 = 156,42 V 1.200
5.9. Representación de bornes normalizada /RVERUQHVGHODVPiTXLQDVGHFRUULHQWHFRQWLQXDVHUHSUHVHQWDQFRQODVOHWUDVTXHHQODtabla III VHLQGLFDQ
BORNES ELEMENTO +
-
$
%
%RELQDGRLQGXFLGRRURWRU
&
'
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Tabla III. Tabla normalizada de los elementos de una máquina de corriente.
6. Estabilidad de funcionamiento $XQPRWRUVHOHH[LJHTXHPDQWHQJDODYHORFLGDGORPiVFRQVWDQWH\SUy[LPDDODQRPLQDO 8QPRWRUVHFRQVLGHUDHVWDEOHFXDQGR - Al aumentar la velocidad: UHVSRQGH FRQ XQD UHGXFFLyQ GHO SDU PRWRU FRQH O REMHWR GH YROYHUDXQDVLWXDFLyQGHHTXLOLEULR6HUiLQHVWDEOHHQFDVRFRQWUDULRHVGHFLUVLDODXPHQWDU OD YHORFLGDG WLHQH OXJDU XQ DXPHQWR GHO SDU PRWRU GDQGR FRPR UHVXOWDGR XQ SRVLEOH HPEDODPLHQWR - Al disminuir la velocidad: UHVSRQGHDOFRQWUDULRTXHHQHOFDVRDQ WHULRUHVGHFLUXQPRWRU HV HVWDEOH HQHVW H FDVR VL UHVSRQGH FRQ XQ DXPHQWR GHO SDU PRWRU TXH UHVWDEOH]FD HO HTXLOLEULR
7. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO /DOtQHDQHXWUDGHXQLPiQHVXQDOtQHDSHUSHQGLFXODUDOHMHGHOLPiQ /DLQGXFFLyQPDJQpWLFDHVODVXSHUILFLHGLYLGLGDHQWUHHOIOXMRPDJQpWLFR 1R VH SXHGH YDULDU OD YHORFLGDG GH XQ PRWRU GH FRUULHQWH FRQWLQXD YDULDQGR OD FRUULHQWHGHH[FLWDFLyQTXHUHFRUUHHOERELQDGRLQGXFWRU /D /H\ GHL QGXFFLyQ HOHFWURPDJQpWLFD H[SOLFD HO SULQFLSLR GHIXQ FLRQDPLHQWR GH ORVJHQHUDGRUHV /D SHUPHDELOLGDG UHODWLYD HV IXQFLyQ GH FDGD PDWHULDO SHUR QR OH DIHFWDOD LQGXFFLyQHOHFWURPDJQpWLFD 7RGDVODVPiTXLQDVHOpFWULFDVVRQURWDWLYDV /D IXHU]D HOHFWURPRWUL] JHQHUDGD HQ XQDPiTX LQD GHFFGHSHQ GH GHO QGH FRQGXFWRUHVWRWDOGHOURWRURLQGXFLGR\GHODYHORFLGDGGHJLURGHOURWRU (OSDUPRWRUHVHOFDXVDQWHGHODSRWHQFLDPHFiQLFDGHOPRWRU 6HJ~Q HO 5%7 QR HV QHFHVDULR LQVWDODU UHyVWDWRV GHDUUDQ TXH FRQHO REMHWR GH UHGXFLUODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHGHORVPRWRUHVGHFRUULHQWHFRQWLQXD /DYHORFLGDGGHXQPRW RUGHFRUULHQWHFRQWLQXDVHSXHGHYDULDUFDPELDQGRHO YDORUGHOIOXMRLQGXFWRUSHURQRYDULDQGRODWHQVLyQHQERUQHV
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8. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 La intensidad de arranque de un motor de corriente continua es de 12 veces la In (Ii), su rendimiento es del 80%, Pu = 9 CV, U =230 V, ri = 0,5:. Calcular: 1º Intensidad de arranque. 2º Resistencia de arranque para limitar la intensidad de arranque a tres veces In.
Ejercicio 2 Un motor shunt de corriente continua está sometido a una tensión en bornes de 440 V el bobinado inducido genera una f.e.m. de 428 V y la resistencia del bobinado inducido es de 0,125 :. Calcular: 1.- Intensidad nominal. 2.- Intensidad de arranque. 3.- Resistencia del reóstato de arranque para que la intensidad de arranque sea 2 veces la intensidad nominal.
Ejercicio 3 Un motor de corriente continua de excitación en derivación tiene las siguientes características: P = 15 CV; U = 230 V Calcular:
La intensidad nominal si el rendimiento fuera del 80%.
Ejercicio 4 Los bobinados de un motor shunt tienen las siguientes resistencias: ri = 0,18 :; Rd (resistencia bobinado inductor) = 220 :; la tensión de línea es 440 V y la intensidad nominal total absorbida por el motor es 40 A. Calcular: 1.- Intensidad en el bobinado inducido. 2.- Fuerza electromotriz. 3.- Intensidad de cortocircuito o de arranque. 4.- Resistencia del reóstato de arranque para que la corriente en el bobinado en el momento del arranque sea de 1,5 veces la intensidad de funcionamiento nominal.
Ejercicio 5 Un motor de c.c. excitación en derivación tiene las características: U = 240 V; In = 20A; n = 790 rpm; ri = 0,2; Rd (resistencia del bobinado inductor) = 60 :. Calcular: Manteniendo el par, hallar la resistencia a intercalar en serie con el inducido para obtener 600 rpm.
7HPD 7LSRVGHPRWRUHVGHFRUULHQWHFRQWLQXD 6LVWHPDVGHDUUDQTXHUHJXODFLyQ Índice GHYHORFLGDG\IUHQDGR
Objetivos Ź&RPSDUDUORVGLYHUVRVVLVWHPDVGHUHJXODFLyQGHODYHORFLGDGGHORVPRWRUHVGHFRUULHQWH FRQWLQXDGHGXFLHQGRVXVYHQWDMDVHLQFRQYHQLHQWHV Ź,QWHUSUHWDUODVGLIHUHQWHVFXUYDVFDUDFWHUtVWLFDVGHFDGDPRWRUGHFRUULHQWHFRQWLQXD Ź-XVWLILFDUODQHFHVLGDGGHFRQHFWDUDQWHVHOFLUFXLWRLQGXFWRUTXHHOLQGXFLGR Ź-XVWLILFDUODQHFHVLGDGGHLQWHUFDODUXQUHyVWDWRGHDUUDQTXHHQHOFLUFXLWRLQGXFLGR Ź&RPSUHQGHUODVFDUDFWHUtVWLFDVGHIXQFLRQDPLHQWRGHFDGDPRWRUGHFRUULHQWHFRQWLQXD
Contenidos 1. Introducción 2. Clasificación de los motores de corriente continua, características y puesta en marcha. 2.1. Motor excitación independiente 2.2. Motor excitación shunt o derivación 2.3. Motor excitación serie 2.4. Motor excitación compound 3. Curvas características 3.1. Circuitos para obtención de curvas 3.2. Característica de velocidad: n = f(Ii) 3.3. Característica de par motor: M = f(Ii) 3.4. Característica mecánica: n = f(M) 4. Arranque, control y regulación de la velocidad 4.1. Regulación de velocidad 4.2. Sistemas de regulación de velocidad 4.2.1. Por control de la tensión aplicada a la máquina 4.2.2. Por variación de la resistencia a añadir al inducido 4.2.3. Por variación del flujo inductor 4.2.4. Reguladores de velocidad electrónicos 4.3. Circuitos de arranque y control de motores de corriente continua 4.3.1. De excitación en derivación 4.3.2. De excitación en derivación con inversión del sentido de giro 4.3.3. De excitación independiente, frenado y arranque por reóstato 4.3.4. De excitación independiente, frenado por inversión del sentido de giro 5. Cuestionario 6. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción (QODLQGXVWULDGHKR\HQGtDDWHQLpQGRQRVDOGHVDUUROORGHODWpFQLFDVHQHFHVLWDQPRWRUHVFX\D YHORFLGDGVHSXHGDUHJXODUELHQFRQPHGLRVHVSHFLDOHVRSRGHUYDULDUVHHQIXQFLyQGHODFDUJDGHO PRWRUFRPRSRUHMHPSORDVFHQVRUHVHVFDOHUDVPHFiQLFDV 6HGHEHHQWHQGHUFRPRFRQFHSWRGHUHJXODFLyQODYDULDFLyQTXHWLHQHOXJDUHQODYHO RFLGDGFRPR FRQVHFXHQFLDGHODVREOLJDFLRQHVGHVXVHUYLFLR\TXHHVLQGHSHQGLHQWHGHODFDUJDTXHVRSRUWDVX HMH ÒOWLPDPHQWHGHELGRDODIDFLOLGDGTXHSHUPLWHXQFRQWUROHOHFWUyQLFRFDPELDUODVFDUDFWHUtVWLFDVHQ VXIXQFLRQDPLHQWRORFRQYLHUWHHQXQPRWRUGHJUDQSUHFLVLyQ\VHJXULGDG /DDXWRPDWL]DFLyQGHORVSURFHVRVLQGXVWULDOHVOOHYDFRQVLJRODQHFHVLGDGGHUHJXODU\PRGLILFDUOD YHORFLGDGGHORVPRWRUHVPLHQWUDVHVWiQIXQFLRQDQGR
2. Clasificación de los motores de corriente continua, características y puesta en marcha (QIXQFLyQGHFRPRVHLQWHUFRQH[LRQDQORVERELQDGRVLQGXFLGRHLQGXFWRUORVPRWRUHVGHFRUULHQWH FRQWLQXDVHFODVLILFDQHQ - 0RWRUHVGHH[FLWDFLyQLQGHSHQGLHQWH - 0RWRUHVDXWRH[FLWDGRV\pVWRVDVXYH]VHGLYLGHQHQ o 0RWRUHVGHH[FLWDFLyQVKXQWRGHULYDFLyQ o 0RWRUHVGHH[FLWDFLyQVHULH o 0RWRUHVGHH[FLWDFLyQFRPSRXQGRFRPSXHVWD
2.1. Motor excitación independiente Ŷ Características de funcionamiento 8Q PRWRU GHF RUULHQWH FRQWLQXD HV GH H[FLWDFLyQ LQGHSHQGLHQWH (figura 1) VL el bobinado de excitación o inductor está conectado a una red diferente de la red del bobinado inducido /D FRQVWUXFFLyQ GHO ERELQDGR LQGXFWRU HV D EDVH GH PXFKDV HVSLUDV \GHSR FD VHFFLyQ FRQ HOREMH WR GHTXHS XHGD JHQHUDU XQFD PSR PDJQpWLFR FDSD] (Q FRQGLFLRQHV QRPLQDOHV WLHQHQ OXJDU ODV VLJXLHQWHV HFXDFLRQHV 8 (,LāUL (QHOPRPHQWRGHHIHFWXDUHODUUDQTXHVLDODLQWHQVLGDGGHO LQGXFLGR ,L ODOOD PDPRV LQWHQVLGDG GH DUUDQTXH ,D VH Figura 1. Esquema de un motor de excitación independiente. YHULILFDTXH
8( ,D ²²² UL &RPR \D VDEHPRV HQ HODUUD QTXH ODIXH U]D HOHFWURPRWUL] WLHQHXQ YDORU GHF HUR \D TXH OD YHORFLGDGHQHOPRPHQWRGHODUUDQTXHHVLJXDODFHUR\FRPRODIHPHVIXQFLyQGHODYHORFLGDG ODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHDGTXLULUiYDORUHVH[FHVLYDPHQWHHOHYDGRV HV QHFHVDULRSRUWDQWRDILQ GHTXHODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXH ,D QRVXSHUHORVOtPLWHVTXHVHHVWDEOHFHQHQHORBT ITC 47 p 6SUHYHUORVVLVWHPDVQHFHVDULRVSDUDTXHDVtRFXUUD 6HXVDHOVL VWHPDGHGLVSRQHUXQDUHVLVWHQFLDHQVHULHFRQ HOERELQDGRLQGXFLGRORJUiQGRVHFRQ HOORHQWRQFHVXQD,D TXHODSRGUHPRVGHWHUPLQDUGHODIRUPD 8 ,D ²²²² UL5 \HOYDORUGHODUHVLVWHQFLDH[WHULRUDLQVWDODUHQVHULHVHUi 8 5 ²²UL ,D Ŷ Análisis de su comportamiento: aplicaciones &RPRSRGHPRVGHGXFLU GHODVH[SOL FDFLRQHVUHODFLRQDGDVFRQHVWH PRWRUHVWXGLDGDVHQHOWHP D DQWHULRUHOSDUGHDUUDQTXHVHUi 0D .āIā,D (V HYLGHQWH TXHVHUi PX\ VXSHULRU DO QRPLQDO SRUTXH ODLQW HQVLGDG GH DUUDQTXH HV VXSHULRU DO D QRPLQDO\HOIOXMRVHPDQWLHQHFRQVWDQWH 6LDQDOL]DPRVODH[SUHVLyQ 8±,LʘUL 1 ²²²²² .QʘI 6HOOHJDDODFRQFOXVLyQGHTXHHVWHPRWRUHVPX\HVWDEOHPDQWHQLHQGRSUiFWLFDPHQWHLQDOWHUDEOH VXYHORFLGDGSXHVWRTXHVLODF DUJDGLVPLQX\HODLQWHQVLGDGGHOLQGXFLGRWDPELpQGLVPLQXLUiSHUR WDPELpQVHUiPHQRUODUHDFFLyQGHOLQGXFLGRSRUORTXHHOIOXMRLQGXFWRUDXPHQWDUi(QUHVXPHQHO QXPHUDGRU\GHQRPLQDGRUGHODH[SUHVLyQDQWHULRUDXPHQWDUiQHQODPLVPDSURSRUFLyQ /DV DSOLFDFLRQHV PiV FDUDFWHUtVWLFDV VHUtDQ HQ WRGR WLSR GH PiTXLQDV GRQGH VH QHFHVLWH XQD YHORFLGDGPX\FRQVWDQWHFRPRSRUHMHPSOR - PiTXLQDVKHUUDPLHQWDV - PiTXLQDVGRQGHQRVHSUHFLVDXQDYLJLODQFLDSHUPDQHQWHHWF
2.2. Motor excitación shunt o derivación Ŷ Características de funcionamiento (O PRWRU H[FLWDFLyQ VKXQW R GHULYDFLyQ YHU figura 2 HVWi FRQILJXUDGR GH WDO IRUPD TXH VX bobinado inductor HVWi FRQHFWDGR en derivación con el circuito del bobinado inducido HO ERELQDGR LQGXFWRU HVWi FRQVWLWXLGR SRU PXFKDV HVSLUDVGHSRFDVHFFLyQ&RQPX\SRFDVGLIHUHQFLDVHOPRWRU GH H[FLWDFLyQ LQGHSHQGLHQWH \ HO PRWRU GH H[FLWDFLyQ GHULYDFLyQVRQVLPLODUHV (QHVWHPRWRUWLHQHQOXJDUODVVLJXLHQWHVHFXDFLRQHV ,Q ,L,H[F Figura 2. Esquema de un WHQLHQGRHQFXHQWDTXHHQHODUUDQTXHODIiWLHQHXQYDORUGH motor de excitación shunt. 8±( ,L ²²²\FRPRHQHODUUDQTXHOD( SRUVHUQ VHGHGXFHTXH UL 8 ,L ²²\VHUtDH[FHVLYDPHQWHHOHYDGDSRUORTXHODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHWRPDUiHOYDORU UL 8 ,D ²²,H[F UL Ŷ Análisis de su comportamiento: aplicaciones /DVFDUDFWHUtVWLFDV\DSOLFDFLRQHVGHHVWHPRWRUVRQPX\VHPHMDQWHVDODVGHOPRWRUGHH[FLWDFLyQ LQGHSHQGLHQWH Ejemplo 1 Se dispone de un motor de corriente continua de excitación en derivación cuyos valores nominales son U = 400 V; Pu = 30 kW; 1.200 rpm; ri = 0,2 :; Rd = 100 :; P = 88%. Calcular: 1º Intensidad de excitación. 2º Intensidad de arranque. 3º Intensidad nominal. 4º Resistencia de arranque para limitar Ia Ia (intensidad de arranque) a 1,5 In. Solución 1º Intensidad de excitación. 400 Iexc = ——— = 4 A 100
2º Intensidad de arranque. U 400 400 Ia = —— + Iexc = ——— + ——— = 2.004 A ri 0,2 100 3º Intensidad nominal Pa Pu 30.000 In = —— = ——— = —————— = 85,2 A U Pʘ U 0,88 ʘ 400 4º Resistencia de arranque para limitar la intensidad de arranque a 1,5 la intensidad nominal: Ii = 85,2-4 = 81,2 la’ = 1,5ʘ In 400 1,5 ʘ 81,2 = ————— 0,2 + Ra de donde finalmente: 400 Ra = ————— - 0,2 = 3,08 : 1,5 ʘ 81,2
2.3. Motor excitación serie
Ŷ Características de funcionamiento (OPRWRUGHH[FLWDFLyQVHULH (figura 3)WLHQHGLV SXHVWRV ORVERELQDGRVinductor e inducido conexionados en serieGDQGROXJDUDODVVLJXLHQWHVH[SUHVLRQHV 8( ,Q ,L ,H[F ²²²² UL5V $O LJXDO TXH HQORVPRWRUHVGHH[FLWDFLyQ LQGHSHQGLHQWH\GHH[FLW DFLyQVKXQWHQHODUUDQTXHOD LQWHQVLGDG DEVRUELGD HV PX\HOH YDGD UHVSHFWR DOD QRPLQDO FRPR \DVDEHPRVGHELGRDTXHODIXHU]D HOHFWURPRWUL]HQpOJHQHUDGDHVGHYDORUFHUR 3RU FRQVLJXLHQWHU HVXOWD QHFHVDULR LJXDOPHQWH LQWHUFDODU XQ UHyVWDWR GHDUUD QTXH GH YDORU 5 LQWHUFDODGRHQHOFLUFXLWRSRUWDQWRDKRUDODLQWHQVLGDG GHDUUDQTXHWHQGUiXQYDORUGH 8 ,D ²²²²²² UL5V5
Figura 3. Esquema de un motor de excitación serie.
H[SUHVLyQGHODTXHVHSXHGHGHVSHMDU5GHODIRUPD 8 5 ²² UL5V ,D Ŷ Ventajas, inconvenientes, aplicaciones /DVFDUDFWHUtVWLFDVGHHVWHPRWRUVLDQDOL]DPRVODVLJXLHQWHH[SUHVLyQ 0D .ʘIDʘ,D VRQ - XQHOHYDGRSDUGHDUUDQTXHSXHVHQHODUUDQTXHDOHIHFWRGHODLQWHQV LGDGGHDUUDQTXH TXHFRPRKHPRVGLFKRHVPX\VXSHULRUDODQRPLQDOKD\TXHFRQVLGHUDUDGHPiVHOIOXMR LQGXFWRUWDPELpQPX\VXSHULRUDOQRPLQDOSRUVHUpVWHIXQFLyQGHODLQWHQVLGDG - HV XQ PRWRU PX\ LQHVWDEOH \ SRU WDQWR FRUUH HO SHOLJUR GH HPEDODUVH FRPR SRGHPRV GHGXFLUDSDUWLUGHODH[SUHVLyQ 8±,L UL5V Q ²²²²²² .QʘI 'RQGH VH SXHGH REVHUYDU TXH VL OD FDUJD GLVPLQX\H ODL QWHQVLGDG GHO LQGXFLGR GLVPLQX\H \ SRU WDQWR HOIOXM R LQGXFWRU WDPELpQ GLVPLQXLUi GDQGR OXJDU D XQDXPHQW R PX\ FRQVLGHUDEOH GH OD YHORFLGDG /DVDSOLFDFLRQHVGHHVWHPRWRUVRQ - GRQGHVHDQHFHVDULRXQHOHYDGRSDUGHDUUDQTXHFRPR ORFRPRWRUDVJU~DV - GRQGHH[LVWDXQDYLJLODQFLDSHUPDQHQWHHQSUHYLVLyQGHSRVLEOHVHPEDODPLHQWRV Ejemplo 2 Se dispone de un motor de corriente continua de excitación en serie cuyas características son: U 400 V; Rs 0,3 :; ri aproximadamente 0; potencia absorbida 36 Kw. Calcular: 1º La intensidades nominal, de excitación y de inducido. 2º La fuerza electromotriz. Solución 1º La intensidades nominal, de excitación y de inducido. Las tres intensidades tendrán el mismo valor por tanto: 36.000 In = Ii = Iexc = ———— = 90 A 400 2º La fuerza electromotriz. E = 400 - 0,3 ʘ 90 = 373 V
2.4. Motor excitación compound Ŷ Características de funcionamiento (VWH WLSR GH PRWRU GLVSRQH GHXQ bobinado de excitación (inductor) dividido en dos partes, una que se conecta en derivación con el inducido y la otra parte que se conecta en serieVX FRQVWUXFFLyQHVVLPLODUDODGHORVGRVPRWRUHVVHULH\VKXQWDQWHULRUPHQWHHVWXGLDGRVHOPRWRUGH H[FLWDFLyQFRPSRXQGSHUPLWHGLYHUVDVFRQH[LRQHVVHJ~QVHFRQHFWHQORVERELQDGRVGHH[FLWDFLyQ VHULH\GHH[FLWDFLyQVKXQWWDOFRPRVHPXHVWUDHQODVfiguras 4 y 5.
Figura 4. Esquema motor compound derivación corta.
Figura 5. Esquema motor compound derivación larga.
6LHQGRODVFRQH[LRQHVPiVXVDGDVODVGHPRWRUcompound derivación corta(figura 4)\PRWRU compound derivación larga (figura 5) \VLHOIOXMRGHD PERV ERELQDGRV WLHQGHDVXPDUVHR D UHVWDUVH VH GHQRPLQDQ DVXYH] aditivo o sustractivo GHSHQGLHQGR GHFR PR VHK D\DQ FRQH[LRQDGRORVERELQDGRVLQGXFWRUHV (QHVWRVPRWRUHVWLHQHQOXJDUODVVLJXLHQWHVHFXDFLRQHV (QHOPRWRUcompound derivación corta: /D LQWHQVLGDG QRPLQDOH V ODVXPD GH ODLQWHQVLGDGTXHUH FRUUH HOER ELQDGR LQGXFLGR \ODTX H UHFRUUHHOERELQDGRGHH[FLWDFLyQ ,Q ,L,H[F <DVXYH]ODLQWHQVLGDGGHOLQGXFLGR\ODGHH[FLWDFLyQVHSXHGHQFDOFXODUGHODIRUPD 8±(±5Vʘ,Q ,L ²²²²²²²² UL 8±5Vʘ,Q ,H[F ²²²²²² 5G /DWHQVLyQHQERUQHVVHUi 8 (5Vʘ,QULʘ,L
(QHOPRWRUcompound derivación larga: /DLQWHQVLGDGQRPLQDOVHUiLJXDOTXHHQHOFDVRDQWHULRUODVXPDGHODLQWHQVLGDGTXHUHFRUUHHO ERELQDGRLQGXFLGR\ODTXHUHFRUUHHOERELQDGRGHH[FLWDFLyQ ,Q ,L,H[F 6LHQGRHQHVWHFDVRODLQWHQVLGDGGHOLQGXFLGR\ODGHH[FLWDFLyQUHVSHFWLYDPHQWH 8±( ,L ²²²² UL5V 8 ,H[F ²² 5G /DWHQVLyQHQERUQHVVHUi 8 ( 5VUL ,L Ŷ Ventajas, inconvenientes y aplicaciones &RPELQDHVWHPRWRUODVYHQWDMDVHLQFRQYHQLHQWHVDVtFRPRODVFDUDFWHUtVWLFDV\SRUWDQWRSRVLEOHV DSOLFDFLRQHVGHORVPRWRUHVVHULH\VKXQW6HVXHOHDSOLFDUHQFRPSUHVRUHVODPLQDGRUDV
3. Curvas características
3.1. Circuitos para obtención de curvas /DVFXUYDVFDUDFWHUtVWLFDVUHODFLRQDQGRVYDULDEOHVGHHQWUHORVSDUiPHWURV YHORFLGDGSDUPRWRU LQWHQVLGDG GHO LQGXFLGR WHQVLyQ HQ ERUQHV H LQWHQVLGDG GH H[FLWDFLyQ FRQVLGHUDQGR ODVR WUDV FRQVWDQWHV /DVPiVLPSRUWDQWHVVRQ x&DUDFWHUtVWLFDGHYHORFLGDG n = f(Ii); SDUD8H,H[FFRQVWDQWHV x&DUDFWHUtVWLFDPHFiQLFD n = f(M); SDUD8H,H[FFRQVWDQWHV x&DUDFWHUtVWLFDGHSDUPRWRUM = f(Ii); SDUD8H,H[FFRQVWDQWHV 6LHQGRODVFXUYDVTXHPiVLQWHUHVDFRQRFHUODVGHOPRWRUGHH[FLWDFLyQVKXQW\ODVGHOPRWRUGH H[FLWDFLyQ VHULHTX H VRQODV TXH HVWXGLDUHPRV HQ HVWHDSDUWDGRSR U QRH[WHQ GHUQRV H[FHVLYDPHQWH\WHQLHQGRHQFXHQWDTXHHOPRWRUGHH[FLWDFLyQLQGHSHQGLHQWHHVPX\VLPLODUDOGH H[FLWDFLyQVKXQW\HOPRWRUGHH[FLWDFLyQFRPSRXQGFRPELQDODVFDUDFWHUtVWLFDVGHOPRWRUVHULH\ ODVGHOPRWRUVKXQWQRVHHVWXGLDUiQHQHVWHDSDUWDGR /RVFLUFXLWRVTXHVHK DQGHPRQWDUSDUDODREWHQFLyQGHODVGLIHUHQWHVFXUYDVFDUDFWHUtVWLFDVVRQ ORVTXHVHLQGLFDQHQODVfiguras 6 y 7
Figura 6. Esquema para obtener las curvas características de un motor de excitación derivación.
Figura 7. Esquema para obtener las curvas características de un motor de excitación serie.
3.2. Característica de velocidad:n = f(Ii) 6HGHGXFHPHGLDQWHXQHQVD\RDOIUHQRGHOPRWRUDOLPHQWDQGRHOPRWRUDXQDWH QVLyQFRQVWDQWH 6HPLGHQUHVSHFWLYDPHQWHODLQWHQVLGDGGHFRUULHQWHGHOLQGXFLGR\ODYHORFLGDGGHJLURGHOURWRU a.- Motor excitación derivación (QODH[SUHVLyQ 8,LʘUL Q ²²²² >@ .Qʘ) VH SXHGH GHGXFLU FRPR YDUtD OD YHORFLGDG HQ IXQFLyQ GH OD LQWHQVLGDGGHOLQGXFLGRVHREVHUYDHQGLFKDH[SUHVLyQTXHDO PDQWHQHUVHFRQVWDQWHVODWHQVLyQHQERUQHV\HOIOXMRLQGXFWRU\ VL WHQHPRV HQ FXHQWD TXH HOSUR GXFWR GH ,L ʘ UL WLHQH XQ YDORU PX\ UHGXFLGR VH OOHJD DOD FRQFOXVLyQ GH TXH OD YHORFLGDG YDULDUi PX\ SRFRFRQF DPELRV VLJQLILFDWLYRV GH ODFDUJD 1R REVWDQWHVHGHEHUtDWHQHUHQFXHQWDSDUDVHUPiVSUHFLVRVOD UHDFFLyQ GHO LQGXFLGR SRU HOF XDO HO IOXMRL QGXFWRU VH UHGXFLUtD OLJHUDPHQWH FRQ DXPHQWRV GHO D FDUJD 'H WRGDV IRUPDVF RQ EDVWDQWH DSUR[LPDFLyQ ODFX UYD FDUDFWHUtVWLFD WHQGUtD XQD Figura 8. Característica de velocidad motor derivación. IRUPDVLPLODUDODUHSUHVHQWDGDHQODfigura 8 b.- Motor excitación serie 3DUWLHQGRGHODPLVPD H[SUHVLyQDQWHULRU>@VHGHGXFHTXH ODIRUPDGH ODFXUYDFDUDFWHUtVWLFDGHYHORFLGDGHQXQPRWRU GHH[FLWDFLyQVHULHWLHQHODIRUPDGHXQDKLSpUEROD+DFHPRV OD REVHUYDFLyQGHODG HSHQGHQFLD GHOIOXMR LQGXFWRUGH OD LQWHQVLGDGGHFRUULHQWHGHOLQGXFLGR\GHTXHHOSURGXFWRGHUL ʘ ,LHVPX\UHGXFLGRHVWRKDFHTXH ODYDULDFLyQ GHODFDUJD DSHQDVLQIOX\DHQHO YDORUGHOQXPHUDGRUSHURVLTXHLQIOX\H Figura 9. Característica de velocidad QRWDEOHPHQWHHQHOYDORUGHOIOXMRGHOGHQRPLQDGRU motor serie.
'HLJXDOIRUPDVHREVHUYDHQODfigura 9,FRPRFRQFDUJDV UHGXFLGDVHOPRWRUDGTXLHUHJUDQGHV YHORFLGDGHVSURGXFLpQGRVHXQSHOLJURGHHPEDODPLHQWR\ODSRVLELOLGDGGHHIHFWRVGHVWUXFWLYRVHQ HOPRWRU3RUHVWDUD]yQORVPRWRUHVGHH[FLWDFLyQVHULHQRGHEHQIXQFLRQDUQXQFDHQYDFtR 6HGHGXFHDOLJXDOTXHHOFDVRGHOPRWRUGHULYDFLyQPHGLDQWHHOHQVD\RDOIUHQR
3.3. Característica de par motor:M = f(Ii) a.- Motor excitación derivación 6LDQDOL]DPRVODH[SUHVLyQ 0 .Pʘ)ʘ,L \ SDUWLHQGR GHO KHFKRG H TXHHOIOXM R LQGXFWRU HV FRQVWDQWH VH OOHJDD ODFRQFOXV LyQ GHTX H ODIRUPD GH ODFXUYD FDUDFWHUtVWLFD GH SDU PRWRU GH XQPR WRU H[FLWDFLyQ HQ GHULYDFLyQ YHU figura 10 HVX QD UHFWD \ HQ XQ VLVWHPD GH HMHVFRRUGHQDGRV 0,L SDUWLUtDGHORULJHQHVGHFLU 0 ,L Figura 10. Característica de par motor de 6HGHGXFHPHGLDQWHXQHQVD\RDOIUHQRDOLPHQWDQGRHOPRWRU motor de excitación en derivación. DWHQVLyQFRQVWDQWH \ PLGLHQGRVRODPHQWHODLQWHQVLGDGTXH FLUFXODSRUHOERELQDGRLQGXFLGR\ODYHORFLGDGGHJLUR (QXQEUD]RGHSDODQFD\DSUHSDUDGRSDUDUHDOL]DUHOHQVD\RDOIUHQRVHDSOLFDXQSHVRHQNJD XQDGHWHUPLQDGDGLVWDQFLDGHOFHQWURGHJLUR &RPR\DVDEHPRVODSRWHQFLD~WLO HQYDWLRV VHREWLHQHPHGLDQWHODH[SUHVLyQ 3 0āȦ VLHQGR0HOSDUPRWRU 1P HOSURGXFWRGHODORQJLWXGHQPHWURVGHOEUD]RGHSDODQFDSRUHOSHVR DSOLFDGRHQHVHSXQWRHQNJ\ȦODYHORFLGDGHQUHYROXFLRQHVSRUPLQXWR'HODH[SUHVLyQDQWHULRU SRGUtDPRVREWHQHU 3 0 ²² Ȧ b.- Motor excitación serie &RPRHOSDUPRWRUGHSHQGHGHOSURGXFWRGHOIOXMR\GH ODLQWHQVLGDGGHOLQGXFLGRVHSXHGHGHGXFLUTXH 0 .ā,L <TXHODFX UYDFDUDFWHUtVWLFDGHSDUPRW RUGHXQPRWRU GH H[FLWDFLyQ VHULH UHVXOWD VHU OD HFXDFLyQ GH XQD SDUiERODVLPLODUDODUHSUHVHQWDGDHQOD figura 11. Figura 11. Característica de par motor de motor de excitación en serie.
3.4. Característica mecánica:n = f(M) 6HREWLHQHQSRUV XVWLWXFLyQGHODVF DUDFWHUtVWLFDVGH YHORFLGDGQ I ,L \ GHSDU PRWRU 0 I ,L TXHGDQGRQ I 0 a.- Motor excitación derivación /DIRUPDTXHWHQGUiHVODTXHVHL QGLFDHQOD ILJXUDGRQGH ODV RUGHQDGDV SDUDXQ YDORU QXORG H SDUVHFR UUHVSRQGHQ FRQODYHORFLGDGGHYDFtR\ODD EVFLVDFXDQGRODYHORFLGDG HVQXODVHFRUUHVSRQGHFRQHOSDUGHDUUDQTXH (Q OD figura 12 ODVFXUYDV \ VRQODVIRUPDVTXH DGTXLULUtDQ FRQ GLIHUHQWHVUHVLVWHQFLDVHQVH ULH FRQHO LQGXFLGR Figura 12. Característica mecánica de un motor de excitación en derivación. b.- Motor excitación serie $O LJXDO TXH HQ HO PRWRU GHH [FLWDFLyQ GHULYDFLyQ VH REWLHQHQ SRU VXVWLWXFLyQ GH ODV FDUDFWHUtVWLFDV GH YHORFLGDGQ I ,L \GHSDUPRWRU0 I ,L TXHGDQGRQ I 0 /DHOLPLQDFLyQGH,LSXHGHUHDOL]DUVHJUiILFDPHQWH TXHHVFRPRVHKDREWH QLGRODILJXUDDGMXQWD figura 13 Figura 13. Característica mecánica de un RDQDOtWLFDPHQWH motor de excitación en serie.
4. Arranque, control y regulación de la velocidad
4.1. Regulación de velocidad (O REMHWLYR GH UHJXODU OD YHORFLGDG GH ORV PRWRUHV GH FRUULHQWH FRQWLQXD HV HO PDQWHQHU VX YHORFLGDG GHQWUR GHX QRV PiUJHQHV SUHYLDPHQWH ILMDGRV 6HxDODUHPRV TXH OD YHORFLGDG GH IXQFLRQDPLHQWRGHORVPRWRUHVYLHQHGHWHUPLQDGDSRUODLJXDOGDGGHORVSDUHVPRWRU\UHVLVWHQWHR VHDHOSXQWRGHLQWHUVHFFLyQGHODVGRVFDUDFWHUtVWLFDVPHFiQLFDV $QDOL]DQGRODH[SUHVLyQ 8±,LʘUL Q ²²²²² >@ .QʘI SRGHPRV DILUPDU TXH ORV SRVLEOHV PpWRGRV GH UHJXODFLyQ GH OD YHORFLGDG GH ORV PRWRUHV GH FF VRQ - 3RUFRQWUROGHODWHQVLyQDSOLFDGDDOPRWRU - 3RUUHJXODFLyQGHUHVLVWHQFLDLQWHUFDODGDHQVHULHFRQHOLQGXFLGR - 3RU YDULDFLyQ GHO IOXMR LQGXFWRU PHGLDQWH ODL QVWDODFLyQ HQ HOFLUF XLWR LQGXFWRU GH XQD UHVLVWHQFLDUHJXODGD - 3RUPH]FODGHDOJXQRGHORVPpWRGRVGHORVDQWHULRUHV
(QFXDQWRDODVWHFQRORJtDVXWLOL]DGDVORVVLVWHPDVGHUHJXODFLyQORVGLYLGLUHPRVHQ - 5HJXODFLyQHOpFWULFD - 5HJXODFLyQEDVDGDHQFRPSRQHQWHVHOHFWUyQLFRV
4.2. Sistemas de regulación de velocidad
4.2.1. Por control de la tensión aplicada a la máquina &RQHVWHVLVWHPDDOQRVHUSRVLEOHDXPHQWDUODWHQVLyQDYDORUHVVXSHULRUHVDOQRPLQDOPDUFDGR SRU HOID EULFDQWH VRODPHQWH SRGHPRV UHGXFLU ODWHQVLyQS RU GHEDMR GH ORVYDO RUHV QRPLQDOHV VLHQGRSRUWDQWR~QLFDPHQWHSRVLEOHUHGXFLUODYHORFLGDGDYDORUHVLQIHULRUHVDOQRPLQDO /RDQWHULRUVHGHGXFHGHODH[SUHVLyQ>@GRQGHVHSXHGHREVHUYDUTXHn = f (U) (VWHVLVWHPDGHUHJXODFLyQVHFRQVLJXHPHGLDQWHHOPRQWDMHGHQRPLQDGR"Grupo Ward-Leonard" (figura 14) (VWH FLUFXLWR SHUPLWH UHDOL]DU ODV VLJXLHQWHV RSHUDFLRQHV 8Q PRWRU WULIiVLFR GH FRUULHQWH DOWHUQD DFFLRQD D GRV JHQHUDGRUHV GH FRUULHQWH FRQWLQXD XQR HO GH ODL]TXLHUGDOODPDGR DX[LOLDUKDFHGHH[FLWDWUL]\ VLUYH SDUD DOLPHQWDU D ORV ERELQDGRV LQGXFWRUHV WDQWR GHOPRWRUFX\DYHORFLGDGVH SUHWHQGH UHJXODU FRPR GHO JHQHUDGRU GHOF XDO VH REWLHQH OD WHQVLyQ GH DOLPHQWDFLyQGHOPRWRU 9DULDQGR ODV UHVLVWHQFLDV U GHO FLUFXLWR LQGXFWRU GH ORV JHQHUDGRUHV VHFR QVLJXH YDULDUHOIOXMRLQGXFWRU6LVH YDUtD OD UHVLVWHQFLD UGHO Figura 14. Esquema de conexionado de un grupo Ward-Leonard. JHQHUDGRU SULQFLSDO YDULDUi FRQ HOORO D WHQVLyQ \ SRU WDQWR OD YHORFLGDG GHO PRWRU GHVGH FHUR KDVWD HO YDORU GHVHDGR QXQFD VXSHULRUDOQRPLQDO 0HGLDQWH HO JUXSR:D UG/HRQDUG VHSXHGH Q REWHQHU ODVFXUYDVFDUDFW HUtVWLFDV GH YHORFLGDG \ PHFiQLFDV TXH VHL QGLFDQ HQO D figura 15 HO PRWRU D UHJXODU VX YHORFLGDG VH KD VXSXHVWR GH H[FLWDFLyQHQGHULYDFLyQ 6HSXHGHREVHUYDUTXHVHREWLHQHQUHFWDVSDUDOHODV\TXH~QLFDPHQWHFDPELDODRUGHQDGDHQHO RULJHQSDUDFDGDYDORUGHODWHQVLyQDSOLFDGDDOPRWRU
Figura 15. Curvas características de velocidad y mecánica.
Ejemplo 3 Un motor de corriente continua de excitación independiente tiene las siguientes características: 230 V; 25 kW; 1.150 rpm; ri 0,5 :; P = 90%. Calcular: 1º La intensidad nominal 2º La tensión a aplicar al inducido para que la velocidad sea 950 rpm Solución: Determinaremos en primer lugar la intensidad del inducido que por ser el motor de excitación independiente la consideraremos igual a la intensidad nominal. Pu 25.000 Ii = —— = ————— = 120,77A P ·U 0,90 ʘ 230 Seguidamente planteamos dos ecuaciones con la expresión: U` - Iiʘ ri n = —————kn ʘ I La primera con los valores nominales 230 – 120,77 ʘ 0,5 1150 = ———————— kn ʘ I Y la segunda con los valores para obtener una velocidad de 950 rpm U` – 120,77 ʘ 0,5 950 = ———————— knʘ I
Ecuaciones que al dividirlas miembro a miembro quedará: 1150 230 – 120,77 ʘ 0,5 ——— = ————————— 950 U`- 120,77 ʘ0,5 169,62 1,21 = ————— U´- 60,38
Despejando U´ de la expresión anterior quedará: 169,62 U´ = ———— + 60,38 = 200,56 V 1,21
4.2.2. Por variación de resistencia a añadir al inducido (VWHPpWRGRFRQVLVWHHQLQWHUFDODUHQVHULHFRQHOLQGXFLGR UHVLVWHQFLDVH[WHULRUHVWDOFRPRVHPXHVWUDHQODfigura 16. 'RQGHSRGHPRVGHGXFLUGHODVH[SUHVLRQHV 8,LʘUL Q ²²²²²² .QʘI Figura 16. Esquema de conexionado para regulación de la velocidad intercalando 0 .ʘIʘ,L >@ resistencias en serie con el inducido. TXHVLDODUHVLVWHQFLDGHOLQGXFLGR UL VHOHDxD GHQUHVLVWHQFLDVH[WHULRUHV 5D ODUHSUHVHQWDFLyQ HQ XQ VLVWHPD GHF RRUGHQDGDV GH ODFDUDFWH UtVWLFD GH YHORFLGDG Q I ,L \ GH OD FDUDFWHUtVWLFD PHFiQLFD Q I 0 DGR SWDUi ODIRUPDTX H VHDSUHFL D HQOD figura 17, GRQGHVHSXHGHR EVHUYDU FRPRODRUGHQDGDHQHORULJHQQRFDPELDDXQTXHDODUHVLVWHQFLDGHOERELQDGRLQGXFLGR UL VHOH LQWHUFDOHQHQVHULHUHVLVWHQFLDVH[WHULRUHV\TXHORTXHFDPELDHVODSH QGLHQWHGHODVFXUYDVFRQ GLIHUHQWHVUHVLVWHQFLDVDxDGLGDV 3RUWDQWRORVLQFRQYHQLHQWHVTXHSUHVHQWDHVWHPpWRGRGHUHJXODFLyQVRQ - 4XHDOYDULDUOLJHUDPHQWHODFDUJD ǻ,L WDPELpQYDUtDODYHORFLGDG ǻQ YHUfigura 17 - (OFRQVXPRGHSRWHQFLDHQODVUHVLVWHQFLDVLQVWDODGDVPHUPDHOUHQGLPLHQWRGHOFRQMXQWR - /DUHJXODFLyQGHODYHORFLGDGVHUHDOL]DDVDOWRV &RPRYHQWDMDSRGUtDPRVGHFLUTXHHVXQPpWRGRGHEDMRFRVWH\VHQFLOORGHHMHFXWDU
Figura 17. Curvas características de velocidad y mecánica al añadir resistencias en serie con el inducido.
Ejemplo 4 En el ejercicio ejemplo 1 determinar la velocidad que tendrá el motor con la Ra intercalada para I = In Con la expresión:
U - Iiʘ ri n = ————— kn ʘ I plantearemos dos ecuaciones, una con los valores nominales y, otra, con la resistencia intercalada de la forma: 400 – 85,2 ʘ 0,2 1200 = ————————— kn ʘ I n' =
400 – 85,2 ( 0,2 + 3,08) ———————————— kn ʘ I
expresiones que al dividirlas miembro a miembro quedará: 1200 382,96 ——— = ———— n' 120,54 de donde despejando n' se obtiene un valor de 377,71 rpm.
4.2.3. Por variación del flujo inductor (OHVTXHPDGHFRQH[LRQDGRSDUDHVWHPpWRGRGHUHJXODFLyQGHYHORFLGDGHVHOTXHVHLQGLFDHQOD figura 18. 6HJ~QVHKDGHPRVWUDGRHQDSDUWDGRVDQWHULRUHV 8±,LāUL Q ²²²² >@ 0 .āIā,L >@ .QāI 6LDQDOL]DPRVODLJXDOGDG>@VHOOHJDDODFRQFOXVLyQGHTXH XQDGLVPLQXFLyQGHOIOXMRLQGXFWRUOOHYDFRQVLJRXQDXPHQWR GH OD YHORFLGDG \YLF HYHUVD <DGH PiV DO GLYLGLU HO IOXMR WDQWR D OD WHQVLyQ FRPR DO SURGXFWR GH ,L ʘ UL ODVF XUYDV FDUDFWHUtVWLFDV GHYHO RFLGDG \ PHFiQLFDV WHQGUiQ ODIRUPD TXH VHREV HUYD HQO D figura 19 HIHFWXiQGRVH YDULDFLRQHV WDQWRHQODVRUGHQDGDVHQHORULJHQFRPRHQODSHQGLHQWHV UHVSHFWR D ODVFDUDFW HUtVWLFDV GRQGH VyORL QWHUYLHQH OD UHVLVWHQFLDGHOLQGXFLGR $QDOL]DQGRODHFXDFLyQ>@VHOOHJDDTXHVLHOIOXMRLQGXFWRU GLVPLQX\H KDVWD XQG HWHUPLQDGR YDORU SRGUtD GDU OXJDU D Figura 18. Esquema de conexionado para regulación de la velocidad por variación del TXH HO PRPHQWR GH DUUDQTXH IXHUD LQIHULRU DO QHFHVDULR \ SRUWDQWRTXHHOPRWRUQRDUUDQTXH flujo inductor.
Figura 19. Curvas características de velocidad y mecánica al variar el flujo inductor.
Ejemplo 5 En el Ejemplo 1, determinar la velocidad del motor cuando funcione a media carga y el flujo inductor se reduzca a la mitad. Solución: Con la expresión: U - Ii · ri n = —————— kn · I plantearemos dos ecuaciones, una con los valores nominales y otra con los valores que se tienen cuando el motor funciona a media carga y el flujo inductor es la mitad: 400 – 85,2 · 0,2 1.200 = ————————— kn · I
n' =
85,2 400 – —— · 0,2 2 ————————
I kn
—— 2
expresiones que al dividirlas miembro a miembro quedará: 1.200 382,96 ——— = ————— n' 391,48 · 2 donde despejando n' se obtiene un valor de 2.453,39 rpm. Se hace la observación de que el valor obtenido es muy superior al nominal con el consiguiente peligro de destrucción del motor.
4.2.4. Reguladores de velocidad electrónicos 'HELGR DOFRQVWDQWHDYDQFHTXHVHHVWiRULJLQDQGRHQHVWHFDPSRHVLQPHQVDODUHODFLyQ GH VLVWHPDVTXHVHSXHGHQHQFRQWUDUHQHOPHUFDGRVHJ~QVHGHVHHSRUHMHPSOR 8QD UHJXODFLyQGHYHORFLGDGHQI XQFLyQ GHO WLSR GHPRWRU LQGHSHQ GLHQWH VKXQW VHULH QR REVWDQWH HOPRWRUGHH [FLWDFLyQ LQGHSHQGLHQWH HVHOTXH VH DGDSWDPHMRUDXQD UHJXODFLyQG H YHORFLGDGSRUVLVWHPDVHOHFWUyQLFRV\HVHOTXHPiVVHXWLOL]D 4XHVHGLVSRQJDGHODSRVLELOLGDGGHLQYHUWLUHOVHQWLGRGHJLUR 4XH HOVLVWH PD VHDRQRUHYHUVLEOHHVGHFLU FRQODSRVLE LOLGDG GHFHG HU HQHUJtD GH ODUHGDO PRWRU\DODLQYHUVDFRPRSRUHMHPSORORVFRQYHUWLGRUHV 6LVWHPDV HQ TXHVH SXHGDQ FRQWURODU GLYHUVRV SDUiPHWURVGHOPRW RU PHGLDQWHXQDGtQDPR WDFRPpWULFD 4XHFRQWUROHQHOSDUVXPLQLVWUDGR 4XHSHUPLWDQHOIUHQDGRGHORVPRWRUHV /RVPpWRGRVPiVFRPXQHVTXHVHXWLOL]DQDFWXDOPHQWHVRQ Ŷ $SDUWLU GH circuitos rectificadores, TXHDVXYH] SXHGHQVHU Controlados VHED VDQ HQORVWLULVW RUHV SRUOR TXHHV SRVLEOH OD FRQYHUVLyQ GHFRUULHQW H HOpFWULFD DOWHUQD D FRQWLQXD YDULDEOH GH HVWH WLSR SXHGH YHUVHXQ HMHPSOR HQHOFLUFXLWRGHODfigura 20 No controladosVHEDVDQHQORVGLRGRVUHFWLILFDGRUHV\ VyOR SHUPLWHQSDVDUGH FRUULHQWH FRQWLQXD DDOWHUQDFRQ YDORUILMR /RV FLUFXLWRV UHFWLILFDGRUHV SXHGHQVHUHQDPE RV FDVRV PRQRIiVLFRV\WULIiVLFRV Figura 20. Regulador de velocidad con rectificador trifásico por tiristores. Ŷ /RV circuitos troceadores WDPELpQ GHQRPLQDGRV choppers (QHVWRVFLUFXLWR V HOSURFH GLPLHQWR FRQVLVWH HQ DSOLFDUODWHQVLyQFRQ WLQXD SURFHGHQWH SRU HMHPSORGHOSXHQWHUHFWLILFDGRU DLQWHUYDOR V GH WLHPSR GH GXUDFLyQUHJXODGD3RGHPRV YHU XQ FLUFXLWRHQHOHMHPSORGHODfigura 21 /RV UHJXODGRUHVGHYHORFLGDGTX H H[LVWHQ HQ HO PHUFDGR QRUPDOPHQWH HVWiQSURYLVWRVGH UHFWLILFDGRUHV FRQWURODGRV WDQWRHQHOLQGXFLGR FRPR HQHOLQGXFWRU Figura 21. Regulador de velocidad con rectificador trifásico por tiristores y circuito Chopper.
4.3. Circuitos de arranque y control de motores de corriente continua
4.3.1. De excitación en derivación Ŷ Condiciones: (OHVTXHPDKDGHFXPSOLUFRQODVFRQGLFLRQHVQHFHVDULDVSDUDODSXHVWDHQPDUFKDGHORVPRWRUHV GHFRUULHQWHFRQWLQXD(figura 22),HVGHFLU 6yOR KD GH VHU SRVLEOH FRQHFWDU HQ SULPHU OXJDU HOE RELQDGR LQGXFWRU \D TXH VL QR HVDV t HO GHQRPLQDGRUGHODH[SUHVLyQ>@DGTXLULUtDXQYDORUGHFHURSRUVHUHOIOXMRLQGXFWRUFHUR (O FLUFXLWR LQGXFLGR VyOR VH SRGUi FRQHFWDU DGHPiV VL SUHYLDPHQWH SUHVHQWD LQWHUFDODGD WRGD OD UHVLVWHQFLDGHDUUDQTXHHQHVWHFLUFXLWRLQWHUFDODGD Ŷ Funcionamiento: (OSURFHVRGHIXQFLRQDPLHQWRHVHOVLJXLHQWH $ODFFLRQDUHOSXOVDGRUGHPDUFKD 6VHDFWLYDHOFRQWDFWRU.0\VHF RQHFWDHOFLUFXLWRLQGXF WRU VRODPHQWHOXHJRSRGUiQHMHFXWDUVHHOUHVWRGHSDVRV $FFLRQDQGR HOS XOVDGRU GH PDUFKD 6 HO LQGXFLGR VH SRGUi FRQHFWDU VL SUHYLDPHQWH VH KD FRQHFWDGRHOLQGXFWRU\DGHPiVODUHVLVWHQFLDGHDUUDQTXH 5 SUHVHQWDVXPi[LPRYDORUGHHVWD IRUPDHOFRQWDFWRFHUUDGRGH 5 VHHQFRQWUDUiHQSRVLFLyQFHUUDGR $FFLRQDQGRORVSXOVDGRUHVGHSDUR6\6VHGHVFRQHFWDQUHVSHFWLYDPHQWHORVFLUFXLWRVLQGXFWRU HLQGXFLGR
Figura 22. Puesta en marcha de motor de corriente continua de excitación en derivación.
4.3.2. De excitación en derivación con inversión del sentido de giro Condiciones y funcionamiento (figura 23): (OFLUFXLWRGHPDQGRVHKDGLVHxDGRGHWDOIRUPDTXHREOLJDDFXPSOLUODVFRQGLFLRQHVGHDUUDQTXH GH ORVPR WRUHV GHFRUUL HQWH FRQWLQXD HVGHFLU SULPHURVH KDGHFRQHFWDUHOFLUF XLWR LQGXFWRU DFFLRQDQGR HO SXOVDGRU GHPD UFKD 6 HOFXDO DFWLYD DOFR QWDFWRU .0 \GHVS XpV GHLQWHUFDO DU WRGRHOUHyVWDWRGHDUUDQTXHLQWHUFDODGRHQHOFLUFXLWRLQGXFLGRHVFXDQGRVHUiSRVLEOHFRQHFWDUHO FLUFXLWRLQGXFLGR /RV FRQWDFWRUHV .0 \ .0DF WLYDGRV DODFFLRQDUORVS XOVDGRUHV 6\6UHV SHFWLYDPHQWH VHOHFFLRQDQ ORVVHQWLGR V GHJLURG HO PRWRU 6HKDSUH YLVWR HQHOHVTXH PD TXHS DUD LQYHUWLU HO VHQWLGRGHJLURQRHVQHFHVDULRSDVDUSRUSDUR
Figura 23. Puesta en marcha de motor de corriente continua excitación derivación con inversión automática del sentido de giro.
4.3.3. De excitacion independiente, frenado y arranque por reóstato Condiciones y funcionamiento: (OSURFHGLPLHQWRGHDUUDQTXHHVHOVLJXLHQWH(figura 24) 6H FRQHFWD SULPHUR HO FRQWDFWRU .0 DFFLRQDQGR 6 GHVSXpV HOF RQWDFWRU .0 PHGLDQWH HO SXOVDGRU6(OUHyVWDWR5LQWHUFDODGRHQHOF LUFXLWRGHLQGXFLGRKDGHSUHVHQWDUVXPi[LPRYDORU VLWXiQGRVHHOFXUVRUHQODSRVLFLyQF 3DUDSDUDUVHFRQHFWD.0DFFLRQDQGR6\VHGHVFRQHFWD.0HQWDOHVFRQGLFLRQHVHOURWRUGHO PRWRU TXHGDUi JLUDQGR GHELGRDODHQHUJ tD FLQpWLFDKDFL HQGR TXH HOLQGXFLGRD OLPHQWH DO D UHVLVWHQFLD5 /DFRUULHQWHGHLQGXFLGRFDPELDGHVHQWLGRHQHOIUHQDGRWUDQVIRUPiQGRVHODHQHUJtDFLQpWLFDHQ FDORUTXHVHGLVLSDHQ5SURGXFLpQGRVHHOSDURGHIRUPDLQPHGLDWD
Figura 24. Puesta en marcha de motor de corriente continua excitación independiente, frenado y arranque por reóstato.
4.3.4. De excitacion independiente, frenado por inversión del sentido de giro Condiciones y funcionamiento (figura 25) (O DUUDQTXH VH UHDOL]D VLJXLHQGR HO PLVPR SURFHVR TXH HQ ORV DUUDQTXHV DQWHULRUHV HVGHFLUV H FRQHFWDSULPHURHOFRQWDFWRU.0\VHJXLGDPHQWHHOFRQWDFWRU.0(OUHyVWDWR5LQWHUFDODGRHQ HOFLUFXLWRGHLQGXFLGRKDGHSUHVHQWDUVXPi[LPRYDORU/DYHORFLGDGDXPHQWDUiDOGLVPLQXLU5
3DUDLQYHUWLUHOVHQWLGRGHJLURVH GHVFRQHFWD.0DODYH]TXHVHFRQ HFWD.0(OLQGXFLG RGHO PRWRUTXHGDFRQHFWDGRDODUHGHQV HQWLGRLQYHUVR\SRUWDQWRFDPELDHOVHQWLGRGHOSDUPRWRUSRU ORTXHWLHQGHDJLUDUHQVHQWLGRFRQWUDULR $ PHGLGDTXHODYHORFLGDGGLVPLQX \H VHSXHGHGLVPLQXLU 5 $OSDUDUHOPRWRUVHGHVFRQHFW D .0 &RPRREMHWLYRQRVHWUDWDGHUHDOL]DUXQDLQYHUVLyQGHOVHQWLGRGHJLUR
Figura 25. Puesta en marcha de un motor de c.c. de excitación independiente y frenado por inversión del sentido de giro.
5. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
(QXQPRWRUGHH[FLWDFLyQLQGHSHQGLHQWHHQFRQGLFLRQHVQRPLQDOHVWLHQHOXJDUOD VLJXLHQWHHFXDFLyQ 8 (ULā,L /DV DSOLFDFLRQHV GHXQ PRWRU GHH[FL WDFLyQ HQGHUL YDFLyQ VRQHQPiTXLQ DV KHUUDPLHQWDV\PiTXLQDVTXHSUHFLVHQYLJLODQFLDSHUPDQHQWH (Q XQ PRWRU GHFRUULHQW H FRQWLQXD GH H[FLWDFLyQ HQGHUL YDFLyQ VyORKD GHVHU SRVLEOHFRQHFWDUHQSULPHUOXJDUHOERELQDGRLQGXFWRU (O PRWRU H[FLWDFLyQ VKXQW RG HULYDFLyQ HVWi FRQILJXUDGR GH WDO IRUPD TXHVX ERELQDGRLQGXFWRUHVWiFRQHFWDGRHQVHULHFRQHOFLUFXLWRGHOERELQDGRLQGXFLGR (QXQPRWRUGHH[FLWDFLyQVHULHOD,QHVLJXDODOD,L\GLIHUHQWHGHOD,H[F /RV WLSRV GH PRWRUHV GHFR UULHQWH FRQWLQXD SXHGHQ VHU VRODPHQWH GH H[FLWDFLyQVHULH\GHULYDFLyQ /D FDUDFWHUtVWLFD GH YHORFLGDG HV Q I ,L FXD QGR ODW HQVLyQ QRPLQDO \OD LQWHQVLGDGGHOLQGXFLGRVRQFRQVWDQWHV /D LQWHQVLGDG DEVRUELGD HQHO DUUDQTXH SRU XQ PRWRU GH H[FLWDFLyQ VHULH QR HV PX\HOHYDGDUHVSHFWRDODQRPLQDO
9
)
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9
)
/D YDULDFLyQ GHYHORFL GDG GHXQPRW RU GHFRUULH QWH FRQWLQXD VHSXHGHUHDOL]DU SRUYDULDFLyQGHOIOXMRLQGXFWRUPHGLDQWHODLQVWDODFLyQHQHOFLUFXLWRLQGXFWRUGH XQD UHVLVWHQFLD UHJXODGD 6HJ~Q HO 5%7 QR HV QHFHVDULR LQVWDODU UHyVWDWRV GH 9 DUUDQTXH FRQ HOREMHW R GH UHGXFLU OD LQWHQVLGDG GHDUUDQTX H GHORV PRWRUHV GH FRUULHQWHFRQWLQXD
)
(Q XQ PRWRU GHFR UULHQWH FRQWLQXD GH H[FLWDFLyQ HQGH ULYDFLyQ VyOR KD GHVHU SRVLEOHFRQHFWDUHQSULPHUOXJDUHOERELQDGRLQGXFWRU
)
9
6. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 Un motor de corriente continua de excitación en derivación, tiene las siguientes características: P = 15 C.V.; Ii = 56 A; U = 230 V; Nn = 1.400 rpm; ri = 0,3:. Calcular: La velocidad de vacío y la tensión para que la velocidad a plena carga sea 1.300 rpm.
Ejercicio 2 En el motor del ejercicio anterior: Calcular: 1º La tensión a suministrar al motor para que la velocidad a media carga sea de 1.300 rpm. 2º Calcular la resistencia a añadir al inducido para que la velocidad a plena carga sea 1.300 rpm.
Ejercicio 3 Se dispone de un motor de corriente continua de excitación independiente cuyas características son: 230 V; 20 kW; 1.200 rpm; ra 0,1 :; P = 94%. Calcular: 1º Tensión a aplicar al inducido para que la velocidad sea 900 rpm. 2º Resistencia a intercalar en el inducido para obtener una velocidad de 700 rpm.
Ejercicio 4 En el motor del ejercicio 3. Calcular: 1º La velocidad si se intercala una resistencia de 5 : en serie con el bobinado inducido. 2º Potencia nominal que el motor desarrolla con la resistencia anterior intercalada.
Ejercicio 5 Un motor de corriente continua de excitación en derivación tiene las siguientes características a plena carga: In = 94,4 A; ri = 0,03 :; Rd 28 :; E = 120,5 V. Calcular: 1º La intensidad de excitación. 2º La intensidad del inducido. 3º La tensión en bornes suministrada al motor.
Ejercicio 6 Un motor de corriente continua de excitación en derivación tiene las siguientes características: U = 400 V; In = 50A; n = 1.000 rpm; ri = 0,5; P = 90%. Calcular: 1º La velocidad de giro del rotor en el caso que el par resistente aumente un 20%. 2º La resistencia a intercalar en el circuito del inducido para que n sea 600 rpm.
Ejercicio 7 Un motor de corriente continua de excitación en derivación tiene las siguientes características: U =230 V; In = 80 A; ri = 0,3 :; Rd = 10 :. Calcular: 1º La intensidad de excitación. 2º La intensidad del inducido. 3º La fuerza electromotriz.
Ejercicio 8 Un motor de corriente continua de excitación independiente tiene las siguientes características: 230 V; 25 kW; 1.300 rpm; ri 0,5 :; P = 85%. Calcular: La resistencia a añadir al inducido para obtener una velocidad de giro de 900 rpm.
7HPD 0RWRUHVGHFRUULHQWHDOWHUQD Índice &DUDFWHUtVWLFDVJHQHUDOHV
Objetivos Ź&RPSUHQGHUHOSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHORVPRWRUHVDVtQFURQ RVHLGHQWLILFDUVXVSDUWHV FRQVWLWXWLYDV Ź&RQRFHUODVLPERORJtD\UHIHUHQFLDGRXWLOL]DGRHQODVPiTXLQDV Ź(ODERUDUHVTXHPDVGHSRWHQFLD\FRQWUROGHDUUDQTXHVGHPRWRUHVDVtQFURQRV Ź &RPSUHQGHU ORVSR VLEOHV SUREOHPDVTXH VH SURGXFHQ HQHODUU DQTXH GHORVPRWRUHV \ VLVWHPDVHPSOHDGRVSDUDDPLQRUDUORV
Contenidos 1. Introducción 2. Motor de corriente alterna asíncrono trifásico 2.1. Constitución 2.2. Principio de funcionamiento 3. Características generales 3.1. Fuerza electromotriz generada 3.2. Balance energético 3.3. Par motor 3.4. Rendimiento 3.5. Intensidad de arranque 3.6. Caja de bornes 4. Arranques característicos 4.1. Arranque directo 4.2. Arranque estrella triángulo 4.3. Arranque por resistencias estatóricas 4.4. Arranque por autotransformador 5. Cuestionario 6. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción +R\ HQ GtD ORVPRWR UHV DVtQFURQRV WULIiVLFRV WDPELpQ OODPDGRV GH LQGXFFLyQ VRQORV PiV HPSOHDGRVSRUODVYHQWDMDVHYLGHQWHVTXHSUHVHQWDQFRPRVRQ VHUVHQFLOORVIiFLOHVGHPDQWHQHU \ SRU OR WDQWR HFRQyPLFRV *UDFLDV D ORV YDULDGRUHV GH IUHFXHQFLD HOHFWUyQLFRV TXH H[LVWHQ HQ HO PHUFDGRHVIDFWLEOHXQDUHJXODFLyQGHVXYHORFLGDGSRUHVWHVLVWHPDFRPSLWLHQGRFRQORVPRWRUHV GHFRUULHQWHFRQWLQXD 0HQRV LQWHUpV WLHQHQ ORV PRWRUHV DVtQFURQRV PRQRIiVLFRV HQ HO FDPSR LQGXVWULDO DSHQDV XWLOL]DGRV UHVHUYiQGRVH pVWRVFDVL H[FOXVLYDPHQWH SDUD HO FDPSRGR PpVWLFR (V SRUHVWDUD ]yQ TXHSUHVFLQGLUHPRVGHVXHVWXGLR
2. Motor de corriente alterna asíncrono trifásico
2.1. Constitución /RVPRWRUHVDVtQFURQRVFRQVWDQGHWUHVSDUWHV IXQGDPHQWDOHV XQestatorTXHHVODSDUWHILMD GHODPiTXLQDXQrotorTXHHVODSDUWHPyYLO GHOPRWRU\XQentrehierroTXHHVHOSHTXHxR HVSDFLR GH DLUH TXH VHSDUD D ODVG RV SDUWHV 6HJXLGDPHQWHHVWXGLDUHPRVHVWDVSDUWHV a. Estator FRQVLVWH (figura 1) HQ XQDQLO OR FLOtQGULFR GH FKDSD PDJQpWLFD GH PP GH HVSHVRUDSLODGD \DMXVWDGD DXQDFDUFDVDGH DFHUR HQ HOL QWHULRU GHO DQLOOR VH KDQ SUDFWLFDGR XQRV GLHQWHV \UDQ XUDV TXHHV GRQGHVHDORMDUiHOERELQDGRLQGXFWRU b. Rotor:DOLJXDOTXHHOHVWDWRUWDPELpQHVWi Figura 1. Estator de un motor de corriente. FRQVWLWXLGR SRUXQ FLOtQGULFR GHFKDS D PDJQpWLFDGHPPGHHVSHVRUDSLODGD\GH XQDVUDQXUDVHQVXSHULIHULDGRQGHVHDORMDHO ERELQDGRLQGXFLGR ([LVWHQ GRV WLSRVUR WRUHV IXQGDPHQWDOHV DPERV HVWiQ IRUPDGRV SRUXQFLOLQGURGH FKDSDPDJQpWLFD Ŷ (QHOWLSRGHURWRUGHQRPLQDGR rotor bobinado(figura2)HQVXVUDQXUDVVHDORMDHO ERELQDGR LQGXFLGRIRU PDGR SRUHVSLUDV\ pVWDVDVXYH]IRUPDQ ERELQDVORVH[WUH PRV Figura 2. Rotor de anillos rozantes. GH HVWRVER ELQDGRV VRQ DFFHVLEOHV GHVGH HO H[WHULRU PHGLDQWH XQRVDQLOORVUR]DQWHVVLWXD GRV HQHOHMHGHOURWRUSRUGRQGHIURWDQXQD V HVFRELOODVTXHVRQORVHOHPHQWRVTXHSHUPLWHQ ODFRQH[LyQHOpFWULFDGH ODSDUWHPy YLOGHOPRWRU FRQ ODSDUW H ILMD(VWH WLSRGHURW RU WLHQHOD YHQWDMD GHTXHHVSRVLEOHUHJXODU VXYHORFLG DG DxDGLHQGRHQVHULHFRQORVERELQDGRVURWyULFRVXQRVJUXSRVGHUHVLVWHQFLDVOODPDGDVrotóricas.
Ŷ 2WUR WLSR GH URWRU OODPDGR GH jaula de ardilla (figura 3)VHFRPSRQHGHXQHMHHQHOTXHVHKDQ DSLODGR XQF RQMXQWR GH FKDSDV PDJQpWLFDV HQO D SHULIHULD GH HVWDVFKD SDV PDJQpWLFDV VHKD Q HPEXWLGR XQDV EDUUDV GH FREUH VROGDGDV D GRV DURV TXH QRUPDOPHQWH VRQGH FREUHR GH DOXPLQLR([LVWHQURWRUHVGHMDXODGHDUGLOODVLPSOH GH MDXODG H DUGLOODS URIXQGD GH MDXOD GHDUGLOO D GREOH (VWHERELQDGRQRVHVD FFHVLEOHGHVGHHOH[WHULRU WHQLHQGR OD YHQWDMD GH TXH HVED UDWR GHID EULFDU QR REVWDQWH WLHQHHOLQFRQ YHQLHQWH GH QRUHVXOW DU Figura 3. Rotor de jaula de ardilla. ~WLO SDUD UHJXODU VX YHORFLGDG DFWXDQGR HQ HVWH ERELQDGR c. Entrehierro (VSDFLRGHDLUHTXHVHHQFXHQWUDHQWUHHOURWRU\HOHVWDWRUHVFRQVWDQWHHQWRGDVX SHULIHULD HL QWHUHVD TXH VHDHOPtQ LPR SRVLEOH VLHPSUH \ FXDQGR VH JDUDQWLFH OD DXVHQFLDG H UR]DPLHQWRV
2.2. Principio de funcionamiento 6X SULQFLSLR GHIXQFLRQ DPLHQWR VHEDVDHQO D DFFLyQTXHSURGXFHXQIOXMRJLUDWRULRSURGXFLGR SRU HO ERELQDGR LQGXFWRU GHOHVW DWRU VREUH ODV FRUULHQWHVTXHUHFRUUHQHOFLUFXLWRGHOERELQDGR LQGXFLGRGHOURWRUTXHDVXYH]VRQRULJLQDGDV SRU IHQyPHQRV GHLQGX FFLyQ SRU HO ERELQDGR LQGXFWRU(OIOXMRJLUDWRULRGHOERELQDGRLQGXFWRU JLUDD Iā >@ Q ²²² S Figura 4. Principio de funcionamiento de un motor de GRQGH corriente alterna asíncrono trifásico. - Q HV OD YHORFLGDG GH JLUR GHOFD PSR PDJQpWLFR RULJLQDGR SRU HO ERELQDGR LQGXFWRU HQ USP - IIUHFXHQFLDHQ+] - SSDUHVGHSRORVGHOPRWRU
Q HVO D YHORFLGDG GHQRPLQDGD VtQFURQD HO VLVWHPD WULIiVLFR FUHD XQ FDPSR PDJQpWLFR SRU HMHPSOR HQ HO VHQ WLGR TXH VH LQGLFD HQO D ILJXUD 1 QRUWH 6 VXU JLUDWRULR FRUWDQGR D ORV FRQGXFWRUHV GHOURWR U HQ pVWRVVH J~Q ODUH JOD GHODPD QR GHUHFKD VH JHQHUD XQD LQWHQVLGDG LQGXFLGDLQGLFDGDHQODfigura 4 6HJXLGDPHQWHVHJ~QODUHJODGHODPDQRL]TXLHUGDHOPRYLPLHQWRGHOURWRUVHUiHOLQGLFDGRHQOD figura 4. 3HURFR PR HO PRYLPLHQWR HVSRVWH ULRU DOIOXM R SURGXFLGR SRU HOER ELQDGR LQGXFWRU SURYRFDUiTXHKD\DXQDGLIHUHQFLDGHYHORFLGDGHQWUHODYHORFLGDGGHJLURGHOFDPSRPDJQpWLFR1 6\ODGHJLURGHOURWRU HVWDGLIHUHQFLDGHYHORFLGDGVHODGHQRPLQDdeslizamiento
6 QQ
'RQGH 6HVHOGHVOL]DPLHQWR QYHORFLGDGGHJLURGHOFDPSRPDJQpWLFR Q9HORFLGDGGHJLURGHOURWRU Ejemplo 1 La placa de características de un motor III de corriente alterna asíncrono trifásico indica: frecuencia 50 Hz., número de polos 2. Calcular: La velocidad de sincronismo en rpm. Solución En la expresión [1] f ā 60 50 ā 60 n1 = ———— = ————— = 3.000 rpm p 1
Ejemplo 2 Un motor asíncrono trifásico se conecta a 50 Hz de frecuencia, tiene cuatro polos y un deslizamiento del 4%. Calcular: La velocidad del rotor. Solución f ā60 50 ā 60 n1 = ———— = ————— = 1.500 rpm p 2 1.500 ā 4 s = —————— = 60 100 n2 = n1 - s = 1.500 - 60 = 1.440 rpm
3. Características generales
3.1. Fuerza electromotriz generada 6HJ~QVHKDHVWXGLDGRHQHOSXQWRGHHVWHWHPD SULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWR DOFRQHFWDUXQ PRWRUDODUHGVHRULJL QDXQIOXMRJLUDWRUL RTXHFRUWDWD QWRDORVFRQGXFW RUHVGHOHVWDWRUFRPRGHO URWRUSRUORTXHHQDPERVVHLQGXFLUiQIXHU]DVHOHFWURPRWULFHV\HQ DPERVFDVRV VHUiQDOWHUQDV VHQRLGDOHV /DVHFXDFLRQHVTXHQRVGDQHOYDORUGHGLFKDVIXHU]DHOHFWURPRWULFHVVRQ
)XHU]DHOHFWURPRWUL]JHQHUDGDHQORVFRQGXFWRUHVGHOHVWDWRUSRUIDVHGHGXFLGDDSDUWLUGHODOH\ GHLQGXFFLyQHOHFWURPDJQpWLFDGH)DUDGD\ ( .āɎāIā] )XHU]DHOHFWURPRWUL]JHQHUDGDHQORVFRQGXFWRUHVGHOURWRUSRUIDVH ( .āɎāIā] (FXDFLRQHVHQODVTXH - .\. VRQFRQVWDQWHVHQIXQFLyQGHODVIRUPDVGHORVERELQDGRVGHOHVWDWRU\GHOURWRU UHVSHFWLYDPHQWH - ɎHVHOIOXMRLQGXFWRUFRUWDGRSRUORVFRQGXFWRUHV - I \I VRQ ODVIUHFX HQFLDV GHO D UHG \ GH ODVFRUULH QWHV URWyULFDV UHVSHFWLYDPHQWH SURGXFLGDVSRUODYHORFLGDGUHODWLYDGHOURWRUUHVSHFWRDOHVWDWRU ]\]VRQHOQ~PHURGHFRQGXFWRUHVSRUIDVHGHOHVWDWRU\GHOURWRU - 3RURWURODGRVDEHPRVTXHODIUHFXHQFLDHQHOHVWDWRU\HQHOURWRUFXPSOHQFRQODVHFXDFLRQHV I SāQ I Sā QQ H[SUHVLyQHVWDTXHDOPXOWLSOLFDUOD\GLYLGLUODSRUQTXHGD QQ I SāQʊ²²²SRUWDQWRILQDOPHQWHVHOOHJDD Q I IāV HFXDFLyQTXHSRQHGHPDQLILHVWRTXHODIUHFXHQFLDURWyULFD I HVLJXDODODGHOHVW DWRU I SRUHO GHVOL]DPLHQWR V GD QGR OXJDU DO RV VLJXLHQWHV FDVRV SDUWLFXODUHV TXH VH H[SOLFDQ \ GHWDOODQ D FRQWLQXDFLRQ - FDVRGHrotor frenadoQ LPSOLFDSRUWDQWRTXHf2 = f1 - HQvacíoQ#QSRUWDQWRf2 = 0 - HQmarcha nominalHOGHVOL]DPLHQWRVXHOHVHU s # 0,02 'H ODVFRQVLGHUDFLRQHVDQWHULRUHVVHOOHJDD ODFRQFOXVLyQGHTXHHQHOURWRUODVIXHU]DV HOHFWURPRWULFHVTXHVHJHQHUDQWRPDQXQYDORUGH - FDVRGHrotor frenado E2f = K2 · Ɏ · f1 · z2 - FDVRGHIXQFLRQDPLHQWRHQvacío E2o = 0 - HQmarcha nominalOD(QVHFDOFXODUiGHODIRUPD E2n = K2 · Ɏ · f1 · s · z2 3RUORWDQWRHQJHQHUDO E2n = E2f · s (VWD ~OWLPD H[SUHVLyQ QRV LQGLFD TXH OD IXHU]D HOHFWURPRWUL] TXHVH JHQHUD HQ HO URWRU (Q D YHORFLGDGQRPLQDOHVHO SURGXFWRGHODTXHVHJH QHUDHQHOURWRUFX DQGRHVWiIUHQDGR (I SRUHO GHVOL]DPLHQWR V
3.2. Balance energético /RVPRWRUHVDVtQFURQRVWULIiVLFRVDEVRUEHQXQDSRWHQFLDDFWLYDGHODUHG: 3DE ¥ā9ā, āFRVij &XDQGR VH DEVRUEH HVWDSRWHQFLDHOpFWULFDDQWHVGHWUDQVIRUPD UVH HQ SRWHQFLDPHFiQLFDHQHO HMHGHOPRWRUWLHQHQOXJDUXQDVHULHGHSpUGLGDV Ŷ En el estator del motor: 3pUGLGDVOODPDGDVPHFiQLFDVPfe1 3pUGLGDVHQORVERELQDGRVGHOHVWDWRUSRUHIHFWRMRXOHPj1 TXHVHFDOFXODQGHODIRUPD 3M ā,āU /D SRWHQFLD UHVWDQWH VH GHQRPLQD potencia sincrónica TXH HVO D SRWHQFLD TXH SDVD DO URWRU\VHFDOFXODGHODIRUPD 3V 0VāȦ 'RQGH 0VHVHOSDUPRWRUHQ1HZWRQ· PHWUR 1P ȦHVODYHORFLGDGDQJXODUGHOFDPSRHVWDWyULFRHQUDGLDQHVVHJXQGR UGV Ŷ Pérdidas en el rotor: 3pUGLGDVHQORVERELQDGRVGHOURWRUSRUHIHFWRMRXOH 3M ā,āU /D SRWHQFLDVLFUyQLFDDOGHVFRQWDUOHHVWDVSpUGLGDVVHGHQ RPLQD SRWHQFLD HOHFWURPHFiQLFD 3P 3P 0VāȦ 6LHQGRȦODYHORFLGDGGHJLURGHOURWRUHQUDGLDQHVVHJXQGR UGV 3RVWHULRUPHQWH WLHQHQ OXJDU XQWL SR GHSpUGLGDV PHFiQLFDVpor rozamientosPmec. <ILQDOPHQWHODVpérdidas en el hierroGHQRPLQDGDV Pfe2. 4XHGDQGRXQDpotencia útilPHFiQLFD 3X 0XāȦ >@ 6LHQGR0XHOSDUPRWRU~WLOHQHOHMHGHOPRWRU\ZVX YHORFLGDGGHJLUR (Q OD figura 5 VHPXHV WUD HOGLD JUDPD GHOEDO DQFH Figura 5. Diagrama del balance energético de un HQHUJpWLFRGHXQPRWRUDVtQFURQR motor asíncrono.
Ejemplo 3 Un motor asíncrono trifásico tiene una potencia útil de 6 CV, la velocidad del rotor es 1.460 rpm., su tensión nominal es de 400 V. Calcular: El momento de rotación nominal.
Solución Del balance energético sabemos por la expresión [2] que: Pu = Mu · Ȧ2 ; por tanto: Pu 6ā 736 ā 60 Mu = ——- = ———————— = 28,88 Nm Ȧ2 2 ā ʌ ā 1.460
3.3. Par motor &RQHUURUHVSUiFWLFDPHQWHGHVSUHFLDEOHVSRGHPRVGHGXFLUGHOEDODQFHHQHUJpWLFRTXH 3V3P 0V Ȧ Ȧ2 3M ā,āU \OOHJDUDODFRQFOXVLyQ ā,ā5 0V ²²²²²² VāȦ RWDPELpQ ā,ā5ā 0V ²²²²²²² VāāʌāQ RWUDH[SUHVLyQTXHPDWHPiWLFDPHQWHVHSXHGHGHPRVWUDUGHOSDUPRWRUHV 0V .āĭā,āFRVij 3RURWUDSDUWHFRPRHOIOXMRTXHUHFRUUHHOFLUFXLWRPDJQpWLFRGHOURWRUHVGLUHFWDPHQWHSURSRUFLRQDO DODWHQVLyQHQERUQHV\DGHPiVODIHPTXHVHJHQHUDHQHOERELQDGRGHOURWRUHVSURSRUFLRQDODO YDORUGHOIOXMRPDJQpWLFRVHJ~QODI yUPXODGHIHPJHQHUDGDHQHOUR WRUDYHORFLGDGQRPLQDOVH SXHGH GHGXFLU \D TXH HQ OD IyUPXOD DQWHULRU ORV GRVI DFWRUHV TXH LQWHUYLHQHQ IOXMR HLQW HQVLGDG YDUtDQ FRQ OD WHQVLyQ DSOLFDGD TXH HOSD U PRWRU HVG LUHFWDPHQWH SURSRUFLRQDO DO FXDGUDGR GH OD WHQVLyQDSOLFDGD >@ 0 .ā8
Ejemplo 4 En el ejercicio del ejemplo 3. Calcular: 1º El momento de rotación si la tensión adquiere un valor de 250 V. 2º Potencia útil con la tensión de 250 V. Solución 1º El momento de rotación si la tensión adquiere un valor de 250 V. Como ya sabemos, el par motor es función del cuadrado de la tensión aplicada: M = K · U2, por tanto, tendremos dos ecuaciones, una con valores conocidos y la otra con la incógnita: 28,88 = K · 4002 M = K· 2502 Al dividirlas miembro a miembro quedará:
28,88 K · 4002 ——— = ————— M K · 2502
2502 · 28,88 De donde despejando M: M = ———————— = 11,28 Nm 4002 2º Potencia útil con la tensión de 250 V. Del balance energético tenemos que: Pu = Mu · Ȧ2 ; luego 11,28 · 2 ā ʌ ā 1.460 Pu = ——————————- = 1.724,60 W ó 2,34 CV 60
3.4. Rendimiento ,JXDOTXHHQFXDOTXLHUPiTXLQDHOpFWULFDVHGHILQHUHQGLPLHQWRFRPRODUHODFLyQTXHKD\HQWUHOD SRWHQFLD DEVRUELGD \ OD SRWHQFLD ~WLO HQ HO FDVR GH PRWRUHV OD SRWHQFLD TXH DEVRUEHQ HVO D SRWHQFLD DFWLYD HOpFWULFD VXPLQLVWUDGD SRUODUHG HQVXVERUQHV\OD~WLO HVODSRWHQFLDGHWLSR PHFiQLFDFHGLGDSRUHOHMH\VHH[SUHVDGHODIRUPD 3X Ș ²² 3DE <HOFRQMXQWRGHSpUGLGDVTXHWLHQHQOXJDUHQXQPRWRU FDVLHQVXWRWDOLGDGGHELGDVDSpUGLGDVSRU HIHFWR-RXOHHQVXVERELQDGRV VHFDOFXODPHGLDQWHODH[SUHVLyQ 3S 3DE3X Ejemplo 5 La velocidad de sincronismo de un motor trifásico es de 1.500 rpm, la potencia absorbida 100 Kw., las pérdidas en el cobre y en el hierro del estator suman 5 Kw. Velocidad nominal del motor 1.420 rpm. Pérdidas por rozamientos 4 Kw. Calcular: 1º El deslizamiento. 2º Potencia que pasa al rotor. 3º Pérdidas por efecto Joule en el rotor. 4º Potencia electromecánica. 5º Potencia útil y rendimiento del motor.
Solución 1º El deslizamiento. (n1 – n2) 100 (1.500 – 1.420) 100 s% = —————— = ————————— = 5,33 % n1 1.500 2º Potencia que pasa al rotor. Ps = Pab – Pj1 – Pfe1 = 100 – 5 = 95 Kw 3º Pérdidas por efecto Joule en el rotor. Pj2 = 3 ·I2 ·R2 y también s · Ps luego:
Pj2 =0,053 · 95 = 5,03 Kw
4º Potencia electromecánica. Pm = Ps – Pj2 = 95 –5,03 = 89,97 kW 5º Potencia útil y rendimiento del motor. Pu = Ps – Pj2 – Pmec = 89,97 – 5,03 = 84,94 kW
;
Pu 84,94 Ș = —— = ———— = 0,85, es decir, el 85% Pab 100
3.5. Intensidad de arranque /RV PRWRUHV HQ HO PRPHQWR GHO DUUDQTXH DEVRUEHQ XQ SLFR GH FRUULHQWH PX\ VXSHULRU DO YDORU QRPLQDOHQHIHFWRHQODSXHVWDHQ PDUFKDXQPRWRUHVXQWUDQVIRUP DGRUHVWiWLFRVLHOERELQDGR SULPDULR HVWDWyULFR VH HQFXHQWUD FRQHFWDGR D OD WHQVLyQ QRPLQDO \ HO VHFXQGDULR URWyULFR HQ FRUWRFLUFXLWR ODFRUULHQ WH TXHFLUFXOH SRUHOURW RU HQWDOHVFR QGLFLRQHV VHUi H[FHVLYD DXQTXH HVWD FRUULHQWHVHDGHFRUWDGXUDFLyQ 3XHGHUHVXOWDUSHUMXGLFLDOSDUDORVPRWRUHVODDSDUDPHQWDHQFDUJDGDGHOPDQGR\SURWHFFLyQOD UHGGHODFRPSDxtDVXPLQLVWUDGRUDGHHQHUJtDHOpFWULFD\SDUDRWURVXVXDULRVSRUWDQWRHQPXFKRV FDVRVLQWHUHVDUHGXFLUHQORSRVLEOHHOYDORUGHHVWHSLFRGHFRUULHQWH 3RU HVWD UD]yQ HO Reglamento Electrotécnico de Baja 3RWHQFLDGHOPRWRU ,D,Q Tensión GHOLPLWD OD FRUULHQWH TXH DEVRUEHUiQ ORV PRWRUHV HQHOPRPHQWRGHODUUDQTXHVHJ~QVXSRWHQFLDGHDFXHUGR N: FRQODVLJXLHQWHWDEODGHO RBT ITC 47, punto 6, tabla I ±N: ±N: /DV FXUYDVFDUDFWHUtVW LFDV , I Q GHORVPRWRUHV N: DVtQFURQRVWLHQHQODIRUPDGHODfigura 6GRQGHVHSXHGH DSUHFLDU TXH HQHOPRPHQWRGHOD UUDQTXH OD LQWHQVLGDG Tabla I. Ia / In en función de la potencia del GH DUUDQTXHHVPX\VXSHULRUDOD QRPLQDOFRQIRUPHHO motor. PRWRU YD DGTXLULHQGR YHORFLGDG OD LQWHQVLGDG YD GLVPLQX\HQGR KDVWDT XH VHLJXD OD FRQOD LQWHQVLGDG QRPLQDOUHTXHULGDSRUODFDUJD /RV VLVWHPDV PiV XWLOL]DGRV SDUD UHGXFLU OD LQWHQVLGDG GH DUUDQTXH VRQ ORVVLJ XLHQWHV DUUDQTXHV TXH VH HVWXGLDUiQ FRQGHWDOOHGHQWURGHHVWHWHPD - $UUDQTXHHVWUHOODWULiQJXOR - $UUDQTXHSRUUHVLVWHQFLDVHVWDWyULFDV Figura 6. Curva característica I = f(n) de un - $UUDQTXHSRUDXWRWUDQVIRUPDGRU motor de corriente alterna asíncrono.
3.6. Caja de bornes /DFDMDGHERUQHVGHOPRWRUHVODSDUWHGHODPiTXLQD VXHOHWHQHUIRUPDGHFDMDFXDGUDGD TXHVH FLHUUDHVWDQFDPHQWHPHGLDQWHWRUQLOORV\TXHVHKDGLVHxDGRSDUDDFFHGHUGHVGHORVERELQDGRVGHO PRWRUDOH[WHULRU 'HVGH HO H[WHULRU VH FRQHFWD D OD FDMD GH ERUQHV OD UHG HOpFWULFD \ VHJ~Q HO WLSR GH PRWRU UHVLVWHQFLDVH[WHULRUHVTXHVHFRQHFWDQHQVHULHFRQORVERELQDGRVGHOURWRUVLHOPRWRUHVGHOWLSR GHURWRUERELQDGR /DVFRQILJXUDFLRQHVPiVFRUULHQWHVGHODVFDMDVGHERUQHVHQORVPRWRUHVDVtQFURQRVWULIiVLFRVVRQ ODVTXHVHLQGLFDQHQODfigura 7: Ŷ Motores con tres bornes FXDQGR VRODPHQWH VRQ DFFHVLEOHV ORV SULQFLSLRV GHORV ERELQDGRV GHO HVWDWRU \ QR VRQ DFFHVLEOHV ORVILQDO HV FRQHVW H WLSRG H PRWRUQ R HV SRVLEOHUHDOL]DUHODUUDQTXHHVWUHOODWULiQJXOR ŶMotores con seis bornesHQHVWHPRWRUVRQDFFHVLEOHV ORV SULQFLSLRV \O RV ILQDOHV GHO RV ERELQDGRV GHO HVWDWRU UHIHUHQFLiQGRVH ORVSULQ FLSLRV GHF DGD ERELQDGR FRQOD V OHWUDV89\:\ORVILQD OHVGHORVERELQDGRVFRQODVOHWUDV ;<\=/RVERUQHVVRQHTXLGLVWDQWHV\VXGLVSRVLFLyQVH MXVWLILFDUi FXDQGR H[SOLTXHPRV HO DUUDQTXH HVWUHOOD WULiQJXOR Ŷ Motores con nueve bornes HV HO FDVR GH ORV PRWRUHV WULIiVLFRVGHURWRUERELQDGRHQORVFXDOHVDGHPiVGHWHQHU DFFHVLEOH ORV SULQFLSLRV \ILQDO HV GHORVERELQDG RV HVWDWyULFRV FRPR VH KD GLFKR DQWHULRUPHQWH VRQ DFFHVLEOHVWDPELpQORVSULQFLSLRVGHORVERELQDGRVGHOURWRU (Q HO WHPD FXDQGR VH H[SOLTXH HO DUUDQTXH GH PRWRUHV FRQ UHVLVWHQFLDV URWyULFDVVHH[ SOLFDUi VX XWLOL]DFLyQ \ Figura 7. Diferentes configuraciones FRQH[LRQDGR de placas de bornes.
4. Arranques característicos (QHVWHSXQWRVHH[SRQGUiQORVHVTXHPDVWDQWRGHSRWHQFLDFRPRGHFR QWUROPiVFDUDFWHUtVWLFRV GHVGHHOSXQWRGHYLVWDGHOFRQWUROGHODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHHQORVPRWRUHVWULIiVLFRVDGHPiV GHDVSHFWRVWHyULFRV\ODH[SOLFDFLyQGHVXIXQFLRQDPLHQWR
4.1. Arranque directo 6XHOHXWLOL]DUVHHVWHVLVWHPDGHDUUDQTXHFDVL H[FOXVLYDPHQWHSDUDHO DUUDQTXHGHORVPRWRUHV FRQURWRUGHMDXODGHDUGLOODGRQGHQRVHSUHFLVDUHGXFLUODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXH (O HVTXHPDTXHVHH[SRQHHQOD figura 8 HVWiSURYLVWRGHXQSRUWDIXVLEOHVSDUD SURWHJHUHO FLUFXLWR FR QWUD FRUWRFLUFXLWRV XQFRQWDFWRU\X Q UHOpGHSURWHFFLyQWpU PLFD TXHSURWHJHFRQWUD VREUHFDUJDVGpELOHVSURORQJDGDV\IDOORGHXQDIDVH
Esquemas de potencia y control: Ŷ Características del mando: $FWLYDFLyQ\GHVDFWLYDFLyQPDQXDO PHGLDQWHSXOVDGRUHVSDURPDQXDO PHGLDQWH SXOVDGRU DXWRPiWLFR FXDQGRDFW~DHOUHOpGH SURWHFFLyQ WpUPLFD R HQ FDVRGHIDOWDGH WHQVLyQRGHIXVLyQGHXQIXVLEOH 5HDUPH PDQXDO WUDV XQ GLVSDUR SRUVREUHFDUJD Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia: &LHUUH GH.0PHGLDQWHSXOVDGRU GHPDUFKD Ŷ Calibre del aparellaje .0 FDOLEUHODLQWHQVLG DGQRPLQDO GHO PRWRUHQIXQFLyQGHOD FDWHJRUtDGHXVR ) FDOLEUHLQWHQVLGDGQ RPLQDO GH PRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito Figura 8. Esquema de potencia y de control para el arranque directo de control: de un motor de corriente alterna asíncrono trifásico. ,PSXOVR HQSXOVDGRU GH PDUFKD FLHUUHGH.0 DXWRDOLPHQWDFLyQGH.0 SDUDGDPHGLDQWHLPSXOVRHQSXOVDG RU GHSDUR RSRUGLVSDURGHOUHOpGHSURWHFFLyQWpUPLFD)
4.2. Arranque estrella triángulo Ŷ Aspectos teóricos 3DUDHIHFWXDUHVWHDUUDQTXHVHUHTXLHUHTXHHOPRWRUFXPSODODVFRQGLFLRQHVVLJXLHQWHV - FDGDXQDGHODVWUHVIDVHVHQODVTXHVHKDQVXEGLYLGLGRORVDUUROODPLHQWRVGHOERELQDGR GHOHVWDWRUGHEHQVHULQGHSHQGLHQWHV\WHQHUDFFHVLEOHVDPERVH[WUHPRV - VH SUHFLVD LJXDOPHQWH TXH ODV WUHV IDVHVG HO PRWRUHVW pQ GLPHQVLRQDGDV SDUD VHU FRQHFWDGDVHQWULiQJXORFRQPDUFKDQRUPDO (OSURFHVRGHDUUDQTXHVHUHDOL]DUiHQODVVLJXLHQWHVHWDSDV YHUUHSUHVHQWDFLyQHVTXHPiWLFDGH ODfigura 9GRQGHVHKDDGRSWDGRHVWDGLVSRVLFLyQGHERUQHVSDUDIDFLOLWDUODFRPSUHVLyQWHyULFDGHO DUUDQTXH $0RWRUSDUDGR\GHVFRQHFWDGR %$UUDQTXHGHOPRWRUDOLPHQWDGRHQHVWUHOOD &7UDQVLFLyQHQWUH%\'HWDSD '0DUFKDQRUPDOFRQH[LyQHQWULiQJXOR
(VWH WLSR GH DUUDQTXH VH VXHOH UHDOL]DU PHGLDQWH contactores, VLHQGR HO DUUDQTXH DXWRPiWLFR RPDQX DO SRU SXOVDGRUHV RSRU temporizadores SXHGH HVWDU SURYLVWR FRQ XQVH QWLGR R GRVVHQWLGRVGHJLUR 6L~QLFDPHQWHVHWUDWDGHHOHJLUHOWLSRGH FRQH[LyQ HVWUHOOD R WULiQJXOR HQ IXQFLyQ GH OD WHQVLyQ GH OD UHG \ GH ODV FDUDFWHUtVWLFDV UHODWLYDVDODWHQVLyQ Figura 9. Conexiones en el proceso de arranque QRPLQDO GHO PRWRU VH MXVWLILFDT XH OD estrella triángulo de un motor trifásico. GLVSRVLFLyQ QRUPDOL]DGD GHO RV ERUQHV VHD OD GH OD figura 7 GRQGH VH SXHGH REVHUYDUTXHDOVHUORVERUQHVHTXLGLVWDQWHVFXDQGRVHWUDWHGHUHDOL]DUXQDUUDQTXHHQHVWUHOODVH LQVWDODUiQXQDVSOHWLQDVIDFLOLWDGDVSRUHOIDEULFDQWHGHOPRWRUXQLHQGRHOpFWULFDPHQWHORVERUQHV; <\=WDOFRPRVHLQGLF DHQODfigura 9B\VLVHWUDWDGHUHDOL]DUXQDFRQH[LyQHQWULiQJXOREDVWD FRQFDPELDUODVPLVPDVSOHWLQDVDQWHULRUHVHLQVWDODUODVWDOFRPRVHLQGLFDHQODfigura 9DXQLHQGR ORVERUQHV8FRQ=9FRQ;\:FRQ< /D YHQWDMD GH GLVSRQHU ORVERUQHV GH ODIRUPDLQGLFDG D HQ OD figura 7 VREUHODGLV SRVLFLyQ GHO D figura 9HVHYLGHQWHSXHVODVSOHWLQDVSXHGHQVHUWRGDVGHODPLVPDPHGLGD Ŷ Intensidad de arranque:
6LHQGR ,O LQWHQVLGDGGHOtQHD ,I LQWHQVLGDGGHIDVH 8O WHQVLyQGHOtQHD 8I WHQVLyQGHIDVH
Figura 10. Conexión estrella.
Figura 11. Conexión triángulo.
$O DUUDQFDU HOPRW RU HQ estrella VHJ~Q figura10 DF DGD IDVH OHF RUUHVSRQGH XQD WHQVLyQ TXH OODPDUHPRVWHQVLyQGHIDVHHQHVWUHOODUfȜ,TXHODSRGHPRVFDOFXODUGHODIRUPDVLJXLHQWH 8O8O 8IȜ ²²²² ²²²²² FRV SRUWDQWR 8O 8IȜ ²²² 'DQGROXJDUDTXH SRU VXVERELQDGRVFLUFXOHX QDLQWHQVLGDGDODTX HOODPDUHPRVLQWHQVLGDGG H IDVHHQHVWUHOOD , I Ȝ GHELGDDOKHFK RGHTXHVX VERELQDGRVHVWiQVRPHWLGRVDXQD WHQVLyQTXH OODPDUHPRVWHQVLyQGHIDVHHQHVWUHOOD 8IȜ
6LVHDUUDQFDHQtriánguloOHFRUUHVSRQGHUtDXQDLQWHQVLGDGHQFDGDERELQDGRWHQLHQGRHQFXHQWD TXHDKRUDODWHQVLyQHQVXVERELQDGRVHV 8IȜā 'H ,I¨ ,I Ȝā ,OȜā SRUVHUHQHVWUHOODODLQWHQVLGDGGHOtQHD\GHIDVHLJXDOHV \WHQLHQGRHQFXHQWDTXH ,O¨ ā,I¨ 4XHGDUi ,O¨ ā,/ Ȝā ā,/Ȝ 'HGRQGH ,O¨ ,OȜ ²² (V GHFLUTXHHQFRQH[LyQHVWUHOODODLQWHQVLG DG HQ HOPRPH QWR GHDUUDQFDUHVXQDWHUFHUDSDUWH GHODTXHWH QGUtDVLVHDUUDQFDUDHQWULiQJXOR/R H[SXHVWR DQWHULRUPHQWHT XHGD UHIOHMDGR JUiILFDPHQWH FRQODVFXUYDVGH, I Q GHOD figura 12GRQGHVHREVHUYDTXHHOPRWRUDUUDQFD HQHOSXQWRQ~PHUR \VLDUUDQFDUDGLUHFWDPHQWH HQWULiQJXORDUUDQFDUtDHQHOSXQWR Figura 12. Curvas características de M = f(n) y I = f(n). Ŷ Momento de arranque 7HQLHQGR HQ FXHQWDT XH HOSDU PRWRU HVSUR SRUFLRQDO DOFX DGUDGR GHOD WHQVLyQ DSOLFDGD DFDG D IDVHSRGHPRVGHGXFLU 8O8O 0DȜ I²² I²² >@ 0D¨ I 8O >@ GLYLGLHQGR>@HQWUH>@VHREWLHQH 0DȜ 8O ²² I²²²² ²² 0D¨8O
0D¨ 0DȜ ²²² (V GHFLU TXH HOS DU PRWRU DUUDQFDQGR HO PRWRU HQHV WUHOOD WHQGUi XQ YDORU GH XQ WHUFLR GHO TXH WHQGUtDHQWULiQJXORORFXDOVHKDGHWHQHUHQFXHQWDVLYDDUHVXOWDUVXILFLHQWH Ejemplo 6 La placa de características de un motor trifásico indica 230/400 Ȝ/¨, intensidad de arranque 60 A, potencia útil de 6 CV, rendimiento 80%, cos ij 0,7, la tensión de la red es de 400 V. Calcular: Deducir si arrancando el motor por el procedimiento estrella-triángulo la intensidad de arranque cumpliría con el RBT. Solución En primer lugar determinaremos la intensidad nominal del motor. Pu 6 ·736 Pab = ——— = ———— = 5.520 W Ș 0,80 5.520 In = ——————— = 11,38 A 3 · 400 · 0,7 Según la tabla RBT ITC 47, punto 6, expuesta anteriormente, un motor de 5.520 W debe de arrancar con un máximo de dos veces la In, si se arranca por el procedimiento estrella-triángulo la intensidad de arranque será ahora tres veces menos que si se arrancara directamente en triángulo donde según el enunciado absorbería 60 A: Il¨ 60 Il Ȝ = —— = ——— = 20 A 3 3 Cantidad inferior a 2 ·11,38 = 22,76 A que permitiría la reglamentación vigente.
Ejemplo 7 Se dispone de los motores: - M1 230/400 conectado en estrella. - M2 400/692 conectado en estrella. Calcular: Deducir si la red es de 400 voltios que motor se instalaría, y por qué. Solución Se podría instalar el motor M1 ya que su funcionamiento nominal está previsto para 230 V en conexión triángulo y 230 ·3 = 400 V en estrella, que es como ya está conectado. No se podría instalar M2 conectado en estrella pues se precisaría que la tensión de la red fuera de 692 V.
Esquemas de potencia y control figura 13: Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia: &LHUUHPDQXDOGH4 &LHUUHGH.0\GH.0SRUORTXHHOPRWRUTXHGDDOLPHQWDGRDODUHGHQHVWUHOOD $SHUWXUDGH.0HOLPLQDFLyQGHODFRSODPLHQWRHQHVWUHOOD &LHUUHGH.0DFRSODPLHQWRHQWULiQJXOR Ŷ Calibrado de la aparamenta: /DWHQVLyQDGPLVLEOHHQORVDUUROODPLHQWRVGHOPRWRUDFRSODGRVHQWULiQJXORGHEHFRUUHVSRQGHUVH FRQODWHQVLyQGHODUHGGHDOLPHQWDFLyQ 4 FDOLEUHLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU ) FDOLEUH,QPRWRU .0 FDOLEUH,QPRWRU .0.0 FDOLEUH,QPRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito de control 3RUXQLPSXOVRHQ6VHFLHUUD.0 &LHUUHGH.0SRU.0 $XWRDOLPHQWDFLyQGH.0.0SRU.0 $SHUWXUDGH.0SRU.0 \FLHUUHGH.0SRU.0 \.0 3DUDGDSRULPSXOVRHQ6
Figura 13. Esquema de potencia y de control para el arranque estrella triángulo de un motor trifásico.
4.3. Arranque por resistencias estatóricas (VWHPpWRGRHVWiEDVDGRHQODUHGXFFLyQGHWHQVLyQTXHSURGXFHQXQDVUHVLVWHQFLDVHVWDWyULFDV FRQHFWDGDVHQVHULHFRQHOERELQDGRHVWDWyULFRTXHVHHOLPLQDQSURJUHVLYDPHQWHHQHODUUDQTXH (OIXQGDPHQWRWHyULFRHVVLPLODUDOGHODUUDQTXHHVWUHOODWULiQJXOR\FRQVLVWHHQDSOLFDUDOPRWRUXQD WHQVLyQLQIHULRUDODQRPLQDOTXHLQGLFDODSODFDGHFDUDFWHUtVWLFDV HQODPLVPDSURSRUFLyQTXHVH UHGX]FDODWHQVLyQVHUHGXFHODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXH (VXQDRSFLyQSRFRHPSOHDGD\DTXHHODSDUHOODMHHVFRVWRVRDGHPiVGHOOHYDUFRQVLJRSpUGLGDV SRUHIHFWR-RXOH6HGHEHWHQHUHQFXHQWDDGHPiVTXHHOSDUPRWRUGLVPLQX\HFRQHOFXDGUDGRGH ODWHQVLyQ\VHWHQGUiTXHDQDOL]DUVLVHUiVXILFLHQWHSDUDSURYRFDUHODUUDQTXH Esquemas de potencia y control (figura 14) Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia &LHUUHPDQXDOGH4 &LHUUHGH.0TXHGDQGREDMRWHQVLyQHOPRWRU\ODVUHVLVWHQFLDVLQFRUSRUDGDV &LHUUHGH.0FRUWRFLUFXLWDQGRODVUHVLVWHQFLDV $FRSODPLHQWRGLUHFWRGHOPRWRUDODUHGGHDOLPHQWDFLyQ Ŷ Calibrado de la aparamenta: 4FDOLEUHLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0FDOLEUH,QPRWRU .0FDOLEUH,QPRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito de control ,PSXOVRHQ6 &LHUUHGH.0 &LHUUHGH.0SRU.0 (OLPLQDFLyQGH.0SRU.0 3DUDGDSRULPSXOVRHQ6
Figura 14. Arranque de un motor trifásico por resistencias estatóricas.
4.4. Arranque por autotransformador (VWH DUUDQTXH FRQVLVWH HQL QWHUFDODU HQWUH ORV ERELQDGRV GHO HVWDWRU GHO PRWRU \ OD UHG GH DOLPHQWDFLyQXQDXWRWUDQVIRUPDGRU$OVXPLQLVWUDUOHDOPRWRUXQDWHQVLyQLQIHULRUDODQRPLQDOHQOD PLVPD SURSRUFLyQ VH UHGXFH OD LQWHQVLGDG GH DUUDQTXH ,JXDO TXH VXFHGtD FRQ HO DUUDQTXH SRU UHVLVWHQFLDVHVWDWyULFDVFRQHVWHDUUDQTXHWDPELpQVHUHGXFHHOSDUPRWRU /RVDUUDQTXHVPiVFRPXQHVVRQ - En dos etapas HO HVTXHPD GH SRWHQFLD VH PXHVWUD HQ OD figura 15 HQODSUL PHUD HWDSD VH VXPLQLVWUDDOPRWRUODWHQVLyQUHGXFLGDGHODXWRWUDQVIRUPDGRUSRVWHULRUPHQWHpVWHVHFRUWRFLUFXLWD \VHVXPLQLVWUDDOPRWRUODWHQVLyQWRWDOGHODUHG/DVFXUYDVFDUDFWHUtVWLFDVTXHVHREWHQGUtDQFRQ HVWHDUUDQTXHGH, I 1 \GH0 I 1 VRQODVTXHVHDSUHFLDQHQODVfiguras 16
Figura 15. Esquema de potencia para el arranque por autotransformador en dos etapas de un motor trifásico.
Figura 16. Curvas características de I = f(n) a la izquierda y de M = f(n) a la derecha en el arranque por autotransformador en dos etapas.
- En tres fases:VHS UHFLVDTXHHO DXWRWUDQVIRUPDGRUWHQJDDFFHVLEOHVORVSULQFLSL RV\ILQ DOHV GH VXV GHYDQDGRV DGHPiV GHODVWR PDV LQWHUPHGLDV HQODSUL PHUD IDVH VHVXPL QLVWUD DOPRW RU OD WHQVLyQ UHGXFLGD GHOD XWRWUDQVIRUPDGRU HQXQ D VHJXQGD IDVH SRUD SHUWXUD GHX Q FRQWDFWRU HO DXWRWUDQVIRUPDGRUVHFRPSRUWDFRPRXQDUHVLVWHQFLDyKPLFDSURYRFDQGRXQDFDtGDGHWHQVLyQ\ HQODWHUFHUD\~OWLPDHWDSDVHFRUWRFLUFXLWDHODXWRWUDQVIRUPDGRU\VHVXPLQLVWUDDOPRWRUODWHQVLyQ WRWDOGHODUHG(VTXHPDGHSRWHQFLDHQODfigura 17 /DVFXUYDVFDUDFWHUtVWLFDVTXHVHR EWHQGUtDQHQHVWHFDVRG H, I Q \GH0 I Q VRQODVTXHVH DSUHFLDQHQODfigura 18 TXHVHDGMXQWD
Figura 17. Esquema de potencia para el arranque por autotransformador en tres etapas de un motor trifásico.
Figura 18. Curvas características de I = f(n) a la izquierda y de M = f(n) a la derecha en el arranque por autotransformador en tres etapas.
Esquemas de potencia y control (figura 19) Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia: &LHUUHPDQXDOGH4 &LHUUHGH.0DFRSODPLHQWRHQHVWUHOODGHODXWRWUDQVIRUPDGRU &LHUUHGH.0DOLPHQWDFLyQGHODXWRWUDQVIRUPDGRUDUUDQTXHGHOPRWRU $SHUWXUDGH.0HOLPLQDFLyQGHODFRSODPLHQWRHQHVWUHOODGHODXWRWUDQVIRUPDGRU &LHUUHGH.0DOLPHQWDFLyQGLUHFWDGHOPRWRU $SHUWXUDGH.0HOLPLQDFLyQGHODXWRWUDQVIRUPDGRU Ŷ Calibre del aparellaje: 4FDOLEUHLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0.0 FDOLEUH HQI XQFLyQ GHODWRPDGHODXWRWUDQVIRU PDGRU GHOWLHPSRGHDUUDQTXH\GHO Q~PHURGHDUUDQTXHVKRUD .0FDOLEUH,QPRWRU )FDOLEUH,QPRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito de control: ,PSXOVRHQ6FLHUUHGH.0 (QFODYDPLHQWRGH.0SRU.0 &LHUUHGH.$SRU.0 &LHUUHGH.0SRU.$ $XWRDOLPHQWDFLyQGH.0 $SHUWXUDGH.0SRU.$ &LHUUHGH.0SRU.0 (QFODYDPLHQWRGH.0SRU.0 $XWRDOLPHQWDFLyQGH.0 $SHUWXUDGH.$SRU.0 $SHUWXUDGH.0SRU.$ 3DUDGDSRULPSXOVRHQ6
Figura 19. Esquema de potencia y de control para el arranque de un motor trifásico mediante autotransformador en tres fases.
5. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
(OSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWRGHORVPRWRUHVDVtQFURQRVVHEDVDHQODDFFLyQTXH SURGXFH HOI OXMR JLUDWRULR SURGXFLGR SRU HOER ELQDGR LQGXFLGR VREUHODV FRUULHQWHV TXHUHFRUUHQHOERELQDGRLQGXFWRU /RVPRWRUHVDVtQFURQRVWULIiVLFRVDEVRUEHQXQDSRWHQFLDDFWLYDGHODUHG /D SRWHQFLD VLQFUyQLFD PHQRV ODV SpUGLGDV GH SRWHQFLDS RU HIHFWR-R XOH HQORV ERELQDGRVGHOURWRUVHGHQRPLQDSRWHQFLDHOHFWURPHFiQLFD (QORVPRWRUHVHOpFWULFRVQRKD\SpUGLGDVGHSRWHQFLDGHWLSRPHFiQLFR (O5HJODPHQWR(OHFWURWpFQLFRGH%DMD7HQVLyQGHOLPLWDODFRUULHQWHTXHDEVRUEHUiQ ORVPRWRUHVHQHOPRPHQWRGHODUUDQTXHVHJ~QVXSRWHQFLDVHJ~QVHLQGLFDHQHO 5%7,7&SXQWR (Q FRQH[LyQ WULiQJXOR OD LQWHQVLGDG HQHO PRPHQWR GH DUUDQFDU HV XQD WHUFHUD SDUWHGHODTXHWHQGUtDVLVHDUUDQFDUDHOPRWRUHQHVWUHOOD (O DUUDQTXHSRUUHVLVWHQFLDVHVWDWy ULFDV FRQVLVWHHQFRQHFWDUHQVHULHFRQORV ERELQDGRVGHOURWRUXQDVHULHGHUHVLVWHQFLDV (O DUUDQTXHGHXQPR WRU WULIiVLFR SRUDXWRWUDQVIRUPDGRUORPiVQRUPDOHV UHDOL]DUORHQXQDVRODIDVH (Q HODUUD QTXH HVWUHOODWULDQJXOR HO SDUPR WRU GH DUUDQTXH TXHGD UHGXFLGR D OD WHUFHUDSDUWH 1RH[LVWHQPRWRUHVDVtQFURQRVGHFRUULHQWHDOWHUQDPRQRIiVLFRV
9
)
9
)
9
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9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
9
)
6. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 De un motor de corriente alterna asíncrono trifásico de 4 polos y 60 Hz de frecuencia. Calcular: La velocidad de sincronismo del motor.
Ejercicio 2 Si el motor del ejercicio anterior tiene un deslizamiento del 2%. Calcular: 1º El deslizamiento en valor absoluto. 2º Velocidad de giro del rotor.
Ejercicio 3 La frecuencia de un motor asíncrono trifásico es de 60 Hz., la velocidad de giro del rotor es de 873 rpm y su deslizamiento es del 3%. Calcular: Pares de polos del motor.
Ejercicio 4 El motor (no normalizado) representado en la figura adjunta se instaló en estrella a 230V. Z o
Y o
V o
o W
o U
o X
Calcular: 1º Representación de bobinados y conexionado a la red. 2º Qué indicaría la placa de características. 3º Se instaló un amperímetro en la línea uno (L1) y marcaba 10A. Averiguar la intensidad de línea y de fase. 4º Averiguar la intensidad de línea, de fase, tensión de línea y de fase si se arrancara en triángulo.
Ejercicio 5 El motor (no normalizado) representado en la figura se instaló a una red trifásica, un voltímetro instalado entre fase y neutro marcó 133 V. W o
o
U o
X
o Y
o Z
o V
Calcular: 1º Representación de bobinados. 2º Si la placa de características indica 133/230 estrella/triángulo. ¿Cómo se conectaría a la red?
Ejercicio 6 La velocidad de sincronismo de un motor trifásico es de 1.500 rpm, la potencia absorbida 150 Kw., las pérdidas en el cobre y en el hierro del estator suman 8 Kw. Cuando el motor gira a 1.420 rpm. Pérdidas por rozamientos 7 Kw. Calcular 1º El deslizamiento. 2º Potencia que pasa al rotor. 3º Pérdidas por efecto Joule en el rotor.
Ejercicio 7 En el ejercicio anterior. Calcular 1º Potencia mecánica útil. 2º Rendimiento del motor.
7HPD 0RWRUHVGHFRUULHQWHDOWHUQD 6LVWHPDVGHDUUDQTXHUHJXODFLyQ Índice GHYHORFLGDG\IUHQDGR
Objetivos Ź&RPSDUDUORVGLYHUVRVVLVWHPDVGHUHJXODFLyQGHODYHORFLGDGGHORVPRWRUHVGHFRUULHQWH DOWHUQDDVtQFURQRVWULIiVLFRV Ź,QWHUSUHWDUODFXUYDFDUDFWHUtVWLFD0I Q HQFDGDVLVWHPDGHUHJXODFLyQ Ź5HDOL]DUSUiFWLFDPHQWHFLUFXLWRVGHSRWHQFLD\FRQWUROSDUDUHJXODUODYHORFLGDGGHORVPRWRUHV Ź'HGXFLUHOFRPSRUWDPLHQWRGHFDGDYDULDEOHTXHDIHFWDDODYHORFLGDGGHORVPRWRUHV Ź&RPSUHQGHUODVFDUDFWHUtVWLFDVGHIXQFLRQDPLHQWRGHFDGDVLVWHPDHPSOHDGR Ź(QXPHUDU\FRQRFHUGLIHUHQWHVVLVWHPDVGHIUHQDGRGHORVPRWRUHV
Contenidos 1. Introducción 2. Teoría de regulación de velocidad 3. Sistemas de regulación de velocidad 3.1. Por resistencias rotóricas 3.2. Actuando en la tensión estatórica 3.3. Por variación del número de polos, motor Dhalander 3.4. Por variación de la frecuencia 3.4.1. Mediante convertidor de frecuencia 3.4.2. Mediante ciclo-convertidor 3.4.3. Mediante rectificador y desfasador 3.4.4. Regulador de velocidad electrónico comercial 4. Teoría de frenado y sistemas de frenado 4.1. Por electro-freno 4.2. Por corrientes parásitas 4.3. Por inyección de corriente continua 4.4. Por inversión del sentido de giro 4.5. Regenerativo (super-sincrónico) 5. Características y aplicaciones de los sistemas de arranque 6. Cuestionario 7. Ejercicios y problemas propuestos
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción 8QD YH]TXHVHKDQD GTXLULGR XQRV FRQRFLPLHQWRVJHQHU DOHV VREUH HO PRWRUDVt QFURQR HQ HO WHPD DQWHULRUHVSRVLE OH LQWURGXFLUQRV HQHOFDPSRGHUHJXODFLyQGH YHORFLGDGG H ORVPRWRUHV DVtQFURQRV $VtYHUHPRVFRPRHVSRVLEOHUHJX ODUODYHORFLGDGGHORVPRWRUHVDVtQFURQRVELH QSRUmedios eléctricos PHGLDQWHGHWHUPLQDGRVFLUFXLW RV GH FRQWURO FRPR HVHOFDVRSRU HMHPSORG H UHJXODFLyQ GH YHORFLGDG PHGLDQWH resistencias OODPDGDV rotóricas ELHQSRU variadores de frecuenciaHWF 0HUHFH ODS HQD HOHVWXGLRGHOPRW RU Dhalander SXHVHVXQPRWRUT XH SRUVtVRORVLQQLQJ~ Q FRPSRQHQWHHOpFWULFRRHOHFWUyQLFRHVSHFLDOHVFDSD]GHGLVSRQHUGHYDULDVYHORFLGDGHV ÒOWLPDPHQWHJUDFLDVDODIDFLOLGDG TXHRIUHFHQORVFRQWUROH VHOHFWUyQLFRVVHFRQYLHUWHHOPRWR U DVtQFURQRHQXQPRWRUDOWDPHQWHFRPSHWLWLYRHQHOFDPSRGHUHJXODFLyQGHYHORFLGDG
2. Teoría de regulación de velocidad
Figura 1. Gráfico de velocidades de los campos del estator y del rotor.
&RPR\DVDEHPRVHOSULQFLSLRGHIXQFLRQDPLHQWR GHOPRWRUDVtQFURQRVHEDVDHQODLQW HUDFFLyQTXH VHSURGXFHHQWUHHOERELQDGRLQGXFLGR URWyULFR DO VHU UHFRUULGR SRU FRUULHQWHV LQGXFLGDV SRU HO FDPSRPDJQpWLFRTXHFUHDHOERELQDGRLQGXFWRU\ HO SURSLR FDPSR PDJQpWLFR 3DUD TXH HVWRV HD SRVLEOHHVQHFHVD ULRTXHODYHORFLGDGGHJLURG HO URWRUVHDLQIHULRUDODYHORFLGDGGHJLURGHOFDPSR FUHDGR SRU HO ERELQDGR LQGXFWRU figura 1 \ VX YDORUHV >@ Q Q±V HQ ODH[S UHVLyQ DQWHULRU SRGHPRV SRQHUVGH OD IRUPD
Q±Q V ²²²²Q >@ Q TXHVXVWLWXLGDHQODH[SUHVLyQ>@TXHGDUi Q±Q Q Q± ²²² Q \SRUWDQWR Q Q Q±VāQ H[SUHVLyQHQODTXHVHVWiHQYDORUUHODWLYR Q Q ±V
WDPELpQVDEHPRVTXH Iā Q ²²² S H[SUHVLyQTXHVXVWLWXLGDHQODDQWHULRUQRVGDILQDOPHQWH Iā Q ²²²² ±V S (FXDFLyQTXHQRVGLFHTXHORVSRVLEOHVPpWRGRVGHUHJXODU\RFRQWURODUODYHORFLGDGGHOURWRUVRQ Ŷ 3RU PRGLILFDFLyQ GHO GHVOL]DPLHQWR ORTX H LPSOLFD HIHFWXDU FDPELRVH Q ODFXUYDF DUDFWHUtVWLFD SDUPRWRUGHVOL]DPLHQWR\VHSXHGHUHDOL]DU ƒ3RUYDULDFLyQGHODUHVLVWHQFLDGHOFLUFXLWRGHOERELQDGRLQGXFLGR ƒ3RUFDPELRGHODWHQVLyQDDSOLFDUDOPRWRU Ŷ3RUFDPELRGHOQ~PHURGHSRORVGHOPRWRU Ŷ3RUYDULDFLyQGHODIUHFXHQFLDGHODWHQVLyQGHDOLPHQWDFLyQ
3. Sistemas de regulación de velocidad 6HJXLGDPHQWH HVWXGLDUHPRV FDGD XQRGH ORVVLVWH PDV PHQFLRQDGRVDQ DOL]DQGR VXV FDUDFWHUtVWLFDV
3.1. Por resistencias rotóricas 'HOEDODQFHHQHUJpWLFRSRUPDQLSXODFLyQDOJHEUDLFDVHSXHGHOOHJDUDODFRQFOXVLyQGHTXH .ā5āV 0 ²²²²²²²²² 5;IāV 'RQGH 0 HVHOSDUPRWRU . HVXQDFRQVWDQWHHQIXQFLyQGHODIRUPDGHORVERELQDGRV 5 HVODUHVLVWHQFLDyKPLFDGHORVERELQDGRVGHOURWRU V HVHOGHVOL]DPLHQWR ;I HVODUHDFWDQFLDLQGXFWLYDGHOURWRUIUHQDGR <TXHHOGHVOL]DPLHQWRFXDQGRHOSDUPRWRUHVPi[LPRHV 5 6GH0Pi[ ²² >@ ;I HQHVHSXQWRHOYDORUGHOSDUPRWRUPi[LPRVHSXHGHFDOFXODUGHODIRUPD . 0Pi[ ²²² ā;
'HGRQGHVHGHVSUHQGHTXHHOYDORUGHOSDUPRWRUPi[LPRQRGHSHQGHGH5SHURVLTXHDOYDULDU 5 YDUtD HO GHVOL]DPLHQWR VHJ~QV H GHVSUHQGH GH ODH [SUHVLyQ >@ \ SRU WDQWR HOS XQWR GRQGH VH SURGXFHHOSDUPRWRUPi[LPR (QODfigura 2Q\V VRQODVYHO RFLGDGHV\HO GHVOL]DPLHQWR TXHWLH QH HOPRW RU HQ YDFtR VH DSUHFLD FRPR HO KHFKR GH DXPHQWDU VXFHVLYDPHQWH HO YDORU GHODVUHVLVWHQFLDV URWyULFDV D 5 5 5 KDVWD5 KDFH TXHHO GHVOL]DPLHQWR V DXPHQWHSDVDQGRDWHQHUORV YDORUHV UHVSHFWLYDPHQWH V V V KDVWDV WHQLHQGR SRU FRQVLJXLHQWH HQ HVRV SXQWRV ODV YHORFLGDGHVQQQ\QUHVSHFWLYDPHQWH (VLPSUHVFLQGLEOHSDUDUHJXODUODYHORFLGDGGH XQ PRWRU SRU HVWHS URFHGLPLHQWR GLVSRQHU GH XQ PRWRU DVtQFURQR WULIiVLFR GHUR WRU ERELQDGR \ WHQHU GLVSRQLEOHV HQ ODFDMDGHERUQHVDO Figura 2. Curvas características de par motor en función PHQRV ORV SULQFLSLRV RORV ILQDOHV GH ORV de la velocidad para diferentes valores de resistencias rotóricas. ERELQDGRVURWyULFRV 8QSRVLEOHHVTXHPDGHFRQWURO\GHSRWHQFLDHVHOTXHVHDGMXQWDVHJXLGDPHQWHHQODfigura 3: +DFHPRVODREVHUYDFLyQGHTXHORVFRQWDFW RUHVTXHFRUWRFLUFXLWDQODVUHVLVWHQFLDVURWyULFDVSRUHO KHFKR GHF RQHFWDUORV HQ WULiQJXOR VH SXHGHQ GLPHQVLRQDU SDUDXQDLQ WHQVLGDG PHQRU TXHVLV H KDFHHQHVWUHOODFRQFUHWDPHQWH¥YHFHVPHQRV Esquema ejemplo de potencia y de control
Figura 3. Esquemas de potencia y de control para el arranque de un motor asíncrono trifásico con la posibilidad de disponer de diversas velocidades por variación de las resistencias rotóricas.
Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia (OHVTXHPDGLVHxDGRSHUPLWHODREWHQFLyQGHWUHVYHORFLGDGHVHOSURFHVRHVHOVLJXLHQWH &LHUUHPDQXDOGH4 &LHUUH GH.0TXHGD QGR HOPRW RU EDMRWHQVLyQDOHVW DU WRGDVODVUHVLVWHQ FLDV URWyULFDV LQWHUFDODGDVVHREWLHQHODYHORFLGDGPiVEDMD &LHUUHGH.0SRUORTXHVHFRUWR FLUFXLWDXQJUXSRGHUHVLVWHQFLDVREWHQLpQGRVHXQDYHORFLGDG LQWHUPHGLD &LHUUH GH.0FRUWRFLUFXLWDGRWRW DO GHORVGRVJUXSRVGHUHVLVWHQFLD V VHREWLHQHODYHORFLGDG PiVHOHYDGD Ŷ Calibrado del aparellaje 4 OD,QWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0 OD,QWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU ) OD,QWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0 Q~PHURGHSROR V \FDOLEUH HQIXQFLyQ GHODFRS ODPLHQWR WULSRODURWHWUD SRODU GHOD ,QWHQVLGDGURWyULFDGHOPRWRUHQHOLQVWDQWHFRQVLGHUDGR\GHOVHUYLFLRGHOFRQWDFWRU .0 Q~PHURGHSRORV\FDOLEUHHQ IXQFLyQGHODFRSODPLHQWR\GHODLQWHQVLGDGURWyULFDQRPLQDO GHOPRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito de control ,PSXOVRHQ6FLHUUHGH.$\GH.0DXWRDOLPHQWDFLyQGH.$SRU.0 &LHUUHGH.0SRUODDFFLyQGH6\DXWRDOLPHQWDFLyQSRU.0 &LHUUHGH.0SRUODDFFLyQGH6\DXWRDOLPHQWDFLyQSRU.0 3DUDGDSRULPSXOVRHQ6 3.2. Actuando en la tensión estatórica 'HODVH[SUHVLRQHV>@GHOWHPDDQWHULRU 0 .āX <GHODGHOGHVOL]DPLHQWRDSDUPRWRUPi[LPRH[SUHVLyQ>@GHHVWHWHPD 5 6GH0Pi[ ²² ;I /OHJDUHPRVDODFRQFOXVLyQGHTXHDOFDPELDUOD WHQVLyQ GHVGH9 KDVWD 9WDOFRPRVHPXHVWUD HQ OD figura 4 HOS XQWR GH ODFD UDFWHUtVWLFD 0 I Q GRQGH VH SURGXFH HO SDUPRWRU Pi[LPR QR FDPELD SHUR VLTXHFD PELD HO YDORU GHOS DU HQ IXQFLyQGLUHFWDFRQHOFXDGUDGRGHODWHQVLyQ 6HJ~QVHR EVHUYDHQODfigura 4SDUDFRQVHJXLU FDPELRVVLJQLILFDWLYRVGHYHORFLGDGODWHQVLyQKD GH YDULDU PX\ FRQVLGHUDEOHPHQWH ORTXHH Q QXPHURVDV RFDVLRQHV HV XQJ UDYH Figura 4. Curvas características de par motor en función de la velocidad con diversas tensiones estatóricas. LQFRQYHQLHQWH
6L GH OR TXH VHW UDWD HV GH UHGXFLU OD YHORFLGDG VHK D GH WHQHU HQ FXHQWD VL HO SDU PRWRU HQ HO DUUDQTXHYDDVHUVXILFLHQWHSXHVFRPRVHKDGLFKRpVWHVHUHGXFHFRQHOFXDGUDGRGHODWHQVLyQ DSOLFDGDDOPRWRU &RQODVFRQVLGHUDFLRQHVDQWHULRUHVVHGHVSUHQGHTXHHVWDIRUPDDSHQDVVHXWLOL]DFRPRVLVWHPD GHUHJXODFLyQGHYHORFLGDG (O UHFXUVR GH DUUDQFDU PRWRUHV UHGXFLHQGR OD WHQVLyQ VH XWLOL]D GH IRUPD JHQHUDOL]DGD HQ HO DUUDQTXHGHPRWRUHVFRQHOREMHWRGHUHGXFLUODLQWHQVLGDGGHDUUDQTXHDVSHFWRpVWH\DHVWXGLDGR GHWDOODGDPHQWHHQHOWHPDDQWHULRUPHGLDQWHORVDUUDQTXHV $UUDQTXHHVWUHOODWULiQJXOR $UUDQTXHSRUDXWRWUDQVIRUPDGRU $UUDQTXHSRUUHVLVWHQFLDVHVWDWyULFDV $UUDQTXHSRUUHDFWDQFLDVLQGXFWLYDVHQVHULHFRQHOHVWDWRU
3.3. Por variación del número de polos, motor Dhalander
Figura 5. Principio de funcionamiento de un motor Dhalander por cambio de conexiones para cambiar el número de polos.
Figura 6. Principio de funcionamiento de un motor Dhalandre por cambio de conexiones serie paralelo.
6H XVD HVWH PpWRGR SDUD GLVSRQHU HQ XQ VRORPRW RU GHGRVW UHV YHORFLGDGHV R PiV VH FRQVLJXH FDPELDQGR HO Q~PHURGHSRORVGHOERELQDGRLQGXFWRU /RVPpWRGRVPiVIUHFXHQWHVVRQ Ŷ 0RWRU TXH GLVSRQH GHXQV ROR ERELQDGR LQGXFWRU FRQ OD SRVLELOLGDG GH FDPELDUODVFRQH[LRQHVFDPELDQGRSRU OR WDQWR HOQ~ PHUR GH SRORV GLVSRQLHQGR FRQHOO R GH YDULDV YHORFLGDGHV (VWH SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWRVHH[SOLFDHQODfigura 5 TXH VH DGMXQWD GRQGH VH YH XQD UHSUHVHQWDFLyQ GH XQ ERELQDGR HVWDWyULFR HQ ODTX H VH REVHUYDFR PR HQ OD SDUWH L]TXLHUGD GH OD ILJXUD VH FUHDQFXDWURSRORV\VLVHFRQHFWDQORV ERELQDGRVFRPRHQODS DUWHGHUHFKDVH FUHDQ GRV SRORVREW HQLpQGRVH GRV YHORFLGDGHVGREOHRPLWDG Ŷ (O PLVPR UHVXOWDGR VH FRQVHJXLUtD FRQHFWDQGRORVERELQDGRVHQVHULHRHQ SDUDOHORVHJ~QVHREVHUYDHQODfigura 6 DODL]T XLHUGD VH KDQ FRQHFWDGR ORV ERELQDGRV HQ VHULHREW HQLpQGRVH GRV SRORV \ VL VHFRQHFW DQ HQS DUDOHOR ILJXUDGHODGHUHFKDVHREWLHQHQFXDWUR SRORV(QODFRQH [LyQHQSDUDOHORVHKD GH VXPLQLVWUDU OD PLWDG GHOD WHQVLyQ TXHHQODFRQH[LyQVHULH
Ŷ2WUDSRVLELOLGDGHVODGHGLVSRQHUGHYDULRVERELQDGRVVXSHUSXHVWRVGRQGHFDGDERELQDGRHVWi SUHSDUDGR SDUD JHQHUDU XQ Q~PHUR GLIHUHQWH GH SRORV REWHQLpQGRVH LJXDOPHQWH GLYHUVDV YHORFLGDGHV 3UHVHQWDHVWHVLVWHPDGHUHJXODFLyQHOLQFRQYHQLHQWHGHQRSRGHUUHDOL]DUXQDUHJXODFLyQFRQWLQXD VLQRXQDUHJXODFLyQDVDOWRV3HURWLHQHODYHQWDMDGHLQVWDOUVHFRQJUDQFRPRGLGDGJHQHUDOPHQWH HVWHVLVWHPDUHVXOWDPX\YHQWDMRVRFXDQGRVyORVHGHVHDGLVSRQHUGHQRPiVGHGRVYHORFLGDGHV Esquemas ejemplo de potencia y de control (figura 7) Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia: &LHUUHPDQXDOGH4SRVWHULRUPHQWHVHSXHGHRSWDUSRU - 9HORFLGDGUHGXFLGD FLHUUHGH.0 - 9HORFLGDG HOHYDGD FLHUUHGH.0 \ .0 DFRSODPLHQWRHQHVWUHOODGHODVERUQHVGHO PRWRU Ŷ Calibre del aparellaje: 4 ODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0 ODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0.0 ODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU ) ODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU ) ODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito de control: 9HORFLGDGUHGXFLGD ,PSXOVRHQ6 &LHUUHGH.0 (QFODYDPLHQWRGH.0\.0SRU.0 $XWRDOLPHQWDFLyQGH.0 3DUDGD LPSXOVRHQ6 9HORFLGDGHOHYDGD ,PSXOVRHQ6 &LHUUHGH.0 (QFODYDPLHQWRGH.0SRU.0 &LHUUHGH.0SRU.0 (QFODYDPLHQWRGH.0SRU.0 $XWRDOLPHQWDFLyQGH.0\.0SRU.0 3DUDGD LPSXOVRHQ6 (QFODYDPLHQWRHOpFWULFR\PHFiQLFRHQWUH.0\.0
Figura 7. Esquema de potencia y de control para el arranque de un motor Dhalander.
3.4. Por variación de la frecuencia 9DULDQGR OD IUHFXHQFLD VH SXHGH GLVSRQHU GH XQD UHJXODFLyQ FRQWLQXD \ VXDYH OR TXH VHK D GH FRQVLGHUDUFRPRXQDYHQWDMD6LHPEDUJRWLHQHHOLQFRQYHQLHQWHGHTXHHOSDUPR WRUPi[LPRHV GLIHUHQWHSDUDFDGDIUHFXHQFLDVXPLQLVWUDGDGDQGROXJDUDGLIHUHQWHVGHVOL]DPLHQWRVHQIXQFLyQGH ODIUHFXHQFLDWDOFRPRVHLQGLFDHQODfigura 8. 6HJ~QVHGHVSUHQGHGHODIyUPXOD Q I²² >@ S (V HYLGHQWH ODSURSRUFLRQDOLGDGTX H H[LVWHHQW UH OD YHORFLGDG GH VLQFURQLVPR\ODIUH FXHQFLD 7DPELpQ VH SRGUtDG HPRVWUDU TXH HOSDU PRWRU HVODLQ YHUVD GHODIUHFXHQFLD 0 I ²² Figura 8. Curvas características de par motor en I función de la velocidad al variar la frecuencia. /RTXHGDOXJDUDTXHODUHSUHVHQWDFLyQJUiILFDGHODFXUYDFDUDFWHUtVWLFD0 I Q WHQJDODIRUPD TXHVHLQGLFDHQODfigura 8 $FRQWLQXDFLyQVHGHWDOODQORVVLWHPDVPiVXVXDOHVGHYDULDFLyQGHODIUHFXHQFLD
3.4.1. Mediante convertidor de frecuencia (O HVTXHPD TXHVH PXHVWUD HQ OD figura 9 FRQVWD EiVLFDPHQWHGHXQPRWRUDVtQFURQRWULIiVLFR 0D GH MDXOD GH DUGLOOD FRQHFWDGR DXQ D UHG WULIiVLFD GH FRUULHQWH DOWHUQD \ GH RWUR PRWRU LJXDOPHQWH DVtQFURQR WULIiVLFR 0E G H DQLOORV UR]DQWHV FRQHFWDGR D ODPLV PD UHGSH UR FRQ XQRUGHQ GH IDVHV GLIHUHQWH FX\R URWRU HV DUUDVWUDGR D XQD YHORFLGDGQGHELGRDODXQLyQPHFiQLFDGHORVHMHV GHORVPRWRUHVSHURHQVHQWLGRFRQWUDULRDOGHJ LUR GHO FDPSR PDJQpWLFR TXH SURGXFH HO LQGXFWRU (Q WDOHV FRQGLFLRQHV HVH YLGHQWH TXH ORV FRQGXFWRUHV GHOERELQDGRLQGXFLGRFRUWDQDOFDPSRPDJQpWLFRD Figura 9. Variación de la frecuencia por convertidor de frecuencia. XQDYHORFLGDG Q QQ \SRUORWDQWRHQHOERELQDGRLQGXFLGRVHJHQHUDUiXQDIHPFX\DIUHFXHQFLDVHUi QQ āS I ²²²²²² IHVODIUHFXHQFLDGHODUHGGHXWLOL]DFLyQTXHVHDSOLFDDOWHUFHUPRWRU 0F 6LHQJHQHUDOfHVODIUHFXHQFLDGHODUHGGHDOLPHQWDFLyQGHOPRWRU 0D \paVXVSDUHVGHSRORV \pbORVSDUHVGHSRORVGHOPRWRU 0E GHDQLOORVUR]DQWHVVHOOHJDUiDTXH āISDāISE I ²²²²²²²²²² SE \ILQDOPHQWHVHREWLHQH >@ I I ²²²² SE SDSE Ejemplo 1 Un motor de 8 polos que es arrastrado por otro motor de 4 polos, se conecta a una red de 50 Hz de frecuencia. Calcular: La frecuencia de la red de utilización que cede. Solución Tal como se ha explicado anteriormente, expresión >@ 1 1 f2 = f (—— + —— ) pb pa pb y por lo tanto 1 1 f2 = 50 (—— + ——) 4 = 150 Hz 2 4
Ejemplo 2 En el ejercicio anterior si la frecuencia obtenida se aplica a un tercer motor de dos polos. Calcular: La velocidad de giro del rotor en rpm. Solución Aplicando la fórmula [4]: 60 n = f ——p se obtendrá que: 60 n =150 —— = 9.000 rpm 1
3.4.2. Mediante ciclo-convertidor (O SURFHGLPLHQWR GH YDULDU ODI UHFXHQFLD PHGLDQWH XQFLFO RFRQYHUWLGRU VH EDVDH Q XQ GLVSRVLWLYR HOHFWUyQLFR FRQHFWDGR D ODUHG DV X WHQVLyQ GH VDOLGD VH FRQHFWD HO PRWRU FX\D YHORFLGDG VH SUHWHQGHUHJXODU /DYHORFLGDGGHOPRWRUVHUHJXODVRPHWLHQGRDORVWLULVWRUHVDLPSXOVRVGHSXHUWDTXHVHDGHFXDQ SDUDYDULDUODIUHFXHQFLD\ODWHQVLyQGHVDOLGD (O GLVSRVLWLYR HOHFWUyQLFR VHFRPS RQH SRUFD GD IDVHVHJ~ Q VHPXHV WUD HQOD figura 10 SRUG RV UHFWLILFDGRUHVTXHVHFRQHFWDQHQDQWLSDUDOHORHOYDORUGHODWHQVLyQGHVDOLGDVHREWLHQHDSDUWLUGH SRUFLRQHVGHODVRQGDVGHODWHQVLyQGHHQWUDGD
Figura 10. Variación de la frecuencia por ciclo-convertidor de frecuencia.
3.4.3. Mediante rectificador y desfasador Principio de funcionamiento:
Figura 11. Convertidor de frecuencia con rectificador y ondulador
(O SXHQWHU HFWLILFDGRU \ORVFR QGHQVDGRUHV GH ILOWUDGRFRQYLHUWHQODWHQVLyQDOWHUQDPRQRIiVLFD RWULIiVLFDGHODUHGHQ WHQVLyQFRQWLQXDVHJ~Q HO HVTXHPDGHOD figura 11 VHJXLGDPHQWHXQ SXHQWH RQGXODGRU GHW UDQVLVWRUHV SHUPXWD OD WHQVLyQ FRQWLQXD SDUDJHQHUDUXQDVHULHGH LPSXOVRVGHDQFKXUDYDULDEOH (ODMXVWHGHODDQFKXUDGHORVLPSXOVRV\GHV X UHSHWLFLyQ KDFH SRVLEOH UHJXODUODW HQVLyQ \OD IUHFXHQFLD GH DOLPHQWDFLyQGHOPRWRUSDUD PDQWHQHU XQDUHODFLy Q 8IFRQVW DQWH \SRU WDQWRHOIOXMRGHVHDGRHQHOPRWRU (OFRQWUROGHODPRGXODFLyQVHOOHYDDFDERSR U PHGLR GHX Q PLFURSURFHVDGRU/DPRGXODFLyQ GHSHQGH GH ODVWHQVLRQ HV \ODVIUH FXHQFLDV \ SRU WDQWRGHODVYHORFLGDGHVVROLFLWDGDVHQOD VDOLGD (Q OD figura 12 VHSXH GHQ REVHUYDUODVFXUYDV FDUDFWHUtVWLFDV GHSDUPRWRUHQIX QFLyQ GHOD YHORFLGDG TXHVHREWHQ GUtDQ \FRPRFRUWDUtDQ DOSDUUHVLVWHQWH
Características y aplicaciones: /RVFRQYHUWLGRUHVGHIUHFXHQFLDVRQ PX\VHQFLOORVGHXWLOL]DUHQDOLPHQWDFLRQHVGH PRWRUHVFRQ URWRUGHMDXODGHDUGLOOD (O SDUTXHVHREWLHQH SRVLELOLWD DFFLRQDU WRGR WLSRGHPiTXLQDVLQFOXVROD V TXH WLHQHQXQHOHYDGRSDUUHVLVWHQWH (O FRQYHUWLGRUGHIUHFX HQFLD KDFH SRVLEOH TXH HOPRWR U IXQFLRQHHQDPERVVH QWLGRV GH ODPDUF KD \SHUPL WH ODRSFLyQGH IUHQDGR /DIUHFXHQFLDGHVDOLGDSXHGHVHUVXSHULRU DODGHDOLPHQWDFLyQ (O YDULDGRUWDPELpQVHXWLOL]D FRPR DUUDQFDGRU RUDOHQWL]DG RU SDUDODSXHVWD HQ PDUFKD\ODSDUDGDSURJUHVLYD DGDSWDGD DXQDUDPSD,QWHJUDOD SURWHFFLyQ WpUPLFDGHOPRW RU \OD SURWHFFLyQFRQWUDFRUWRFLUFXLWRV Figura 12. Curvas características de M = f(n).
3.4.4. Regulador de velocidad electrónico comercial (O DUUDQFDGRUFRPHUFLDOTXHVHDGMXQWDHQOD figura 13 VHDGHFXDSDUDDUUDQTXHV\SDUDGDV SURJUHVLYRV HQPRWRUHVDVtQFURQR V WULIiVLFRV GH MDXODSD UD SRWHQFLDV FRPSUHQGLGDVHQWUH \ N: 3RVHHODVIXQFLRQHVGHDUUDQTXH\ UDOHQWL]DFLyQFRQVXDYLGDGGHSURWHFFLyQGHOD VPiTXLQDV\ ORVPRWRUHV\ODVIXQFLR QHVGHFRPXQLFDFLyQFRQORVDXW RPDWLVPRVPHGLDQWH3&VFRQVROD VGH SURJUDPDFLyQ (V DSURSLDGR HVWHDUUDQ FDGRU HQOD V DSOLFDFLRQHV PiVFRUU LHQWHV FRPR SRUHMHPSORPiTXLQD V FHQWUtIXJDV ERPEDVYHQWLODGRUHV FRPSUHVRUHV\FLQWDVWUDQVSRUWDG RUDV TXHVHHQFXHQWUD Q SULQFLSDOPHQWHHQORVVHFWRUHVGHODFRQVWUXFFLyQDJURDOLPHQWDULR\TXtPLFR Características del sistema: - &RQWUROGHOSDUVXPLQLVWUDGRDOPRWRUGXUDQWHHOSHUtRGRGHDFHOHUDFLyQ\GHVDFHOHUDFLyQ - 3RVLELOLGDG GH E\SDVVGHODUUDQFDGRUFRQXQFRQWDFWRU DOILQDOG HO DUUDQTXHFRQ PDQWHQLPLHQWRGHODVSURWHFFLRQHVHOHFWUyQLFDV - 3RVLELOLGDGGHFRQHFWDUHODUUDQFDGRUHQHODFR SODPLHQWRHQWULiQJXOR GHOPRWRUHQVHULH FRQFDGDERELQDGR - ,QWHJUDFLyQGHXQDSURWHFFLyQWpUPLFDGHOPRWRU - 7UDWDPLHQWRGHODLQIRUPDFLyQGHODVVRQGDVWpUPLFDV37& - 3URWHFFLyQFRQWUDODVVXEFDUJDV\ODVVREUHLQWHQVLGDGHVHQUpJLPHQSHUPDQHQWH
Figura 13. Regulador de velocidad electrónico comercial.
4. Teoría de frenado y sistemas de frenado $YHFHVORVPRWRUHVHOpFWULFRVLPSXOVDQPiTXLQDVFX\DYHORFLGDGGHJLURGHEHIUHQDUVHGHIRUPD PiVRPHQRVLQPHGLDWDDVtRFXUUHSRUHMHPSORHQORVDVFHQVRUHVIHUURFDUULOHVHWF /RVPpWRGRVPiVXVXDOHVVRQIUHQRVPHFiQLFRVRDYHFHVORVPLVPRVPRWRUHVGHODVPiTXLQDV DFRPSDxDGRVGHXQPRQWDMHHOpFWULFRGHWHUPLQDGR 6L VHDQDOL] D ODFXUYDF DUDFWHUtVWLFD GHSDU PRWRU HQIX QFLyQ GHODYHOR FLGDG \ ODH [SUHVLyQ GHO GHVOL]DPLHQWR QQ 6 ²²²² Q 6HGHVSUHQGHQODVVLJXLHQWHVFRQFOXVLRQHV TXHVLHOGHVOL]DPLHQWRHVLQIHULRUD S < 1ODPiTXLQDVHFRPSRUWDFRPRmotor VLHOGHVOL]DPLHQWRHVVXSHULRUD S > 1ODPiTXLQDVHFRPSRUWDFRPRfreno VLHOGHVOL]DPLHQWRHVLQIHULRUD S < 0ODPiTXLQDVHFRPSRUWDFRPRgenerador /RVVLVWHPDVGHIUHQDGRPiVFRPXQHVVRQ
4.1. Por electro-freno (O HOHFWURIUHQR SURGXFH XQIUH QDGR WRWDOPHQWH EUXVFR &XDQGR HO PRWRU VH SRQH HQPD UFKD (figura 14) VH H[FLWD HO HOHFWURLPiQ<DWUD\HQGRDODVDUPDGXUDV ;OLEHUDQGRHOGLVFRVRO LGDULRDOURWRUGHO PRWRU D IUHQDU SHUPLWLHQGR FRQ HOOR TXH HO URWRU JLUH OLEUHPHQWH &XDQGR VH FRUWD ODWHQVLyQODSDUWH;VDOHGLVSDUDGDSRUOD DFFLyQGHOUHVRUWHVXMHWDQGRDOGLVFRTXH YD VROLGDULR DO URWRU GHO PRWRU GHWHQLpQGRVHGHIRUPDLQPHGLDWD
Figura 14. Frenado de un motor por electro-freno.
Ejercicio 3 La placa de características de un motor eléctrico indica: intensidad nominal 8 A, tensión de red 230 V en trifásica, rendimiento 80%, factor de potencia 0,8 Calcular: La potencia que tendrá como mínimo el electro-freno capaz de pararlo. Solución En primer lugar calcularemos la potencia absorbida por el motor: Pab = ¥3 · V · I · cos ij = ¥3 · 230 · 8 · 0,8 =2.549,58 w La potencia que tendrá como mínimo el electro-freno se corresponderá con la potencia mecánica que desarrolla en el eje, que a su vez es la potencia útil Pu = Pab · Ș = 2.549,58 · 0,8 = 2.039,66 W
4.2. Por corrientes parásitas (O FRQMXQWR GH HVWHVLV WHPD GHI UHQDGR HVHO TXH VHLQGLF D HQOD figura 15 HQ OD figura 16 VH PXHVWUDHOHVTXHPDTXHVHSXHGHPRQWDUSDUDXQIUHQDGRSRUFRUULHQWHVSDUiVLWDV 6XIXQFLRQDPLHQWRHVHOVLJXLHQWH HOURWRUGHOPRWRUTXHVHUHSUHVHQWDHQODfigura 15HVGHFREUH R GH DOXPLQLR PDFL]R DOHV WDWRU VH OH DSOLFD XQD FRUULHQWH FRQWLQXD SURGXFLHQGR XQ FDPSR PDJQpWLFR HQ HO URWRU HQ pVWH VH SURGXFHQ XQDV FRUULHQWHV SDUiVLWDV PX\ HOHYDGDV ODV FXDOHV WLHQGHQDKDFHUJLUDUDO URWRUHQVHQWLGRFRQWUDULR\SRUWDQWRIUHQiQGROR$YDORUHVPiVHOHYDGRV GHODWHQVLyQHQFRUULHQWHFRQWLQXDDSOLFDGDPD\RUVHUiHOIUHQDGR
Figura 15. Frenado de un motor por corrientes parásitas.
Figura 16. Esquema a montar para un frenado por corrientes parásitas.
4.3. Por inyección de corriente continua (OSURFHGLPLHQWRGHIUHQDGRSRUHVWHVLVWHPDVH SXHGHVHJXLUHQOD figura 17\HVHOVLJXLHQ WH VH GHVFRQHFWD HO PRWRU GH ODUHGV H OH DSOLFDD O HVWDWRU XQD FRUULHQWH FRQWLQXD FUHiQGRVH SRU WDQWR XQ FDPSRGHF RUULHQWH FRQWLQXD HQ HO HVWDWRU ILMR OR TXH KDFH TXH HO FDPSR WULIiVLFR JLUH HQ VHQWLGRF RQWUDULR SDUD TXHGDUVH VHJXLGDPHQWHHQUHSRVR $YDORUHVPiVHOHYDGRVGHFRUULHQWHFRQWLQXDVH SURGXFHHOIUHQDGRPiVUiSLGDPHQWH
Figura 17. Esquema a montar para un frenado por inyección de corriente continua.
4.4. Por inversión del sentido de giro (OURWRUGHORVPRWRUHVDVtQFURQRVSXHGHJLUDUHQFXDOTXLHUDGHORVVHQWLGRV L]TXLHUGDRGHUHFKD VHJ~QVHDHOVHQWLGRGHOFDPSRPDJQpWLFRFUHDGRSRUHOHVW DWRU6LVHFDPELDHORUG HQGHOtQHDV GHODUHGTX HVHDSOLFDDOHVWDWR UHQGRVIDVHVVHGHGXFLUiGHVXSULQFLSL RGHIXQFLRQDPLHQWRTXH ODVFRUULHQWHVTXHVHLQ GXFHQHQHOURWRUVRQGHVHQWLGRFRQWUDULRSRUORTXHDSOLFDQGRODUHJODG H ODPDQRL]TXLHUGDHOPRWRUWHQGHUtDDJLUDUHQVHQWLGRFRQWUDULR\DTXHHOSDUPRWRUVHKDLQYHUWLGR 3UiFWLFDPHQWHVHWUDWD GHTXHDOFDPELDUHOVHQWLGRGHJLURGHOFDPSRPDJQpWLFRHOURWRUHQXQ PRPHQWRGDGRSDVDUiSRUFHURUHYROXFLRQHV HQHVWHPRPHQWRHVFXDQGRPHGLDQWHXQVLVWHPDGH FRQWUROGHEHUtDGHSDUDUVH9HUHOH VTXHPDGHSRWHQFLD\GHFRQWUROTXHVHLQGLFDHQOD figura 18 TXHVHDGMXQWD(OIUHQDGRHVWRWDOPHQWHEUXVFR Esquemas de potencia y control Ŷ Funcionamiento del circuito de potencia &LHUUHPDQXDOGH4 &LHUUHGH.0R.0SRUSXOVDGRUHV6R6 Ŷ Calibrado de la aparamenta: 4SDUDODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU .0.0SDUDOD,QPRWRUHQIXQFLyQGHODFDWHJRUtDGHXVR )SDUDODLQWHQVLGDGQRPLQDOGHOPRWRU Ŷ Funcionamiento del circuito de control ,PSXOVRHQ6R6 &LHUUHGH.0R.0 $XWRDOLPHQWDFLyQGH.0R.0 PHGLDQWHVXVUHVSHFWLYRVFRQWDFWRVDX[LOLDUHVDELHUWRV (QFODYDPLHQWR HOpFWULFR GH.0SR U .0RGH.0SRU.0 UHVSHFW LYRV FRQWDFWRV DX[LOLDUHV FHUUDGRV
Figura 18. Esquema de potencia y de control para el frenado de un motor trifásico de corriente alterna por inversión del sentido de giro.
4.5. Regenerativo (super-sincrónico) (O PRWRU HPSLH]D D JLUDU SRU HQFLPD GH OD YHORFLGDG GH VLQFURQLVPR DUUDVWUDGR SRU OD FDUJD HQ HVWHPRPHQWRVHFRPSRUWDFRPRXQJHQHUDGRUDVtQFURQR\SRUWDQWRGHVDUUROODXQSDUPRWRUGH IUHQDGR (VHQWRQF HV FXDQGR HO SDU PRWRU GH IUHQDGR HTXLOLEUD DO SDUGH ELGR D OD FDUJD QR KD\ GLVPLQXFLyQGHYHORFLGDG\VtXQDPDUFKDDYHORFLGDGFRQVWDQWH (VWH VLVWHPD GHFRQW URO GHODYH ORFLGDG HV PX\ LQGLFDGR HQ VLVWHPDV GH UHWHQFLyQ GHODFDUJ D DUUDVWUDGDODYHORFLGDGVHPDQWLHQHFRQVWDQWHFDVLLQGHSHQGLHQWHGHODFDUJD (VHOFDVRSDUWLFXODUGHODFDUJDGHXQDJU~DTXHHVWiHQUHSRVR\ODFDUJDFDLJDHQSLFDGR HQHO PRPHQWRGHOHPEDODPLHQWRHPSLH]DDIUHQDUVH
5. Características y aplicaciones de los sistemas de arranque (QODtabla IVHVHxDODQODVFDUDFWHUtVWLFDVPiVGHVWDFDEOHVGHORVGLIHUHQWHVVLVWHPDVGHDUUDQTXH GHORVPRWRUHVDVtQFURQRVVXVYHQWDMDVDSOLFDFLRQHVHLQFRQYHQLHQWHV Motores de anillos
Motores de jaula Tipo de arranque
$UUDQTXH GLUHFWR
$UUDQTXHHVWUHOOD WULiQJXOR
$UUDQTXHSRUUHVLVWHQFLDV HVWDWyULFDV
$UUDQTXHSRU DXWRWUDQVIRUPDGRU
$UUDQTXHSRU UHVLVWHQFLDVURWyULFDV
Corriente de arranque
D,Q
D,Q
,Q
D,Q
,Q
Par inicial de arranque
D0Q
D0Q
D0Q
D0Q
0Q
Ventajas
$UUDQFDGRU VLPSOH (FRQyPLFR 3DUGH DUUDQTXH HOHYDGR
$UUDQFDGRU HFRQyPLFR %XHQDUHODFLyQSDU FRUULHQWH
3RVLELOLGDGGH DMXVWHGHORVYDORUHV HQHODUUDQTXH 6LQFRUWHGH DOLPHQWDFLyQGXUDQWH HODUUDQTXH )XHUWHUHGXFFLyQ GHODVSXQWDVGH FRUULHQWHWUDQVLWRULDV
5HJXODEOHGXUDQWH ODSXHVWDHQ VHUYLFLR 'LPHQVLRQHV UHGXFLGDV (VWiWLFR $GDSWDEOHD FXDOTXLHUFLFOR
([FHOHQWHUHODFLyQ SDUFRUULHQWH 3RVLELOLGDGGH DMXVWHGHORV YDORUHVHQHO DUUDQTXH 6LQFRUWHGH DOLPHQWDFLyQ GXUDQWHHODUUDQTXH
Inconvenientes
3XQWDGH FRUULHQWHPX\ HOHYDGD
3DUGHDUUDQTXH GpELO 6LQSRVLELOLGDGGH UHJXODFLyQ &RUWHGH DOLPHQWDFLyQHQHO FDPELRGH DFRSODPLHQWR\ IHQyPHQRV WUDQVLWRULRV 0RWRUGHERUQHV
5HGXFFLyQSHTXHxDGHOD SXQWDGHDUUDQTXH 1HFHVLGDGGH UHVLVWHQFLDVGHDUUDQTXH
Aplicaciones
3HTXHxDV PiTXLQDV DXQTXH DUUDQTXHQD SOHQD FDUJD
0iTXLQDVTXH DUUDQFDQHQYDFtR 9HQWLODGRUHV\ ERPEDV FHQWUtIXJDVGH SRFDSRWHQFLD
0iTXLQDVGH HOHYDGDLQHUFLD VLQSUREOHPDV HVSHFLDOHVGHSDU QLGHFRUULHQWHHQ HODUUDQTXH
(OPRWRUGHDQLOORVHV 1HFHVLWDGHXQ FRVWRVR DXWRWUDQVIRUPDGRU 1HFHVLGDGGH &RVWRVR UHVLVWHQFLDVGH 5LHVJRVHQODUHG DUUDQTXH SRUSHUWXUEDFLRQHV
0iTXLQDVGH HOHYDGDSRWHQFLDR LQHUFLDHQFDVRVHQ ORVTXHODUHGXFFLyQ GHODSXQWDGH FRUULHQWHVHDXQ FULWHULRLPSRUWDQWH
Tabla I. Caracteristicas y aplicaciones de los sistemas de arranque.
0iTXLQDVGH DUUDQTXHHQFDUJD GHDUUDQTXH SURJUHVLYRHWF
6. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO 6yORHVSRVLEOHUHJXODUODYHORFLGDGGHXQ PRWRUSRUYDULDFLyQGHODUHVLV WHQFLD GHOFLUFXLWRGHOERELQDGRLQGXFLGR\SRUFDPELRGHODWHQVLyQDDSOLFDUDOPRWRU (OYDORUGHOSDUPRWRUPi[LPRQRGHSHQGHGH5SHURVLTXHDOYDULDU5YDUtDHO GHVOL]DPLHQWR 3DUD UHDOL]DU XQDUHJXODFLyQGHYHORFLGDGSRUUHVLVWHQFLDVU RWyULFDV VHKDGH GLVSRQHUGHXQPRWRUFRQURWRUERELQDGR 6L VH YDUtD OD WHQVLyQ HQ XQPR WRU GH FRUULHQWH DOWHUQD HO SXQWR GH OD FDUDFWHUtVWLFD0 I Q GRQGHVHSURGXFHHOSDUPRWRUPi[LPRQRFDPELDSHURVL TXHFDPELDHOYDORUGHOSDU 8Q PRWRU 'KDODQGHU GLVSRQH GH XQVRORE RELQDGR HVWDWyULFR TXH WLHQHOD SRVLELOLGDG GH FDPELDU ODV FRQH[LRQHV GHWDO IRUPD TXH FRQ HOORVHFD PELDQ HO Q~PHURGHSRORV (VGHPRVWUDEOHODSURSRUFLRQDOLGDGTXHH[LVWHHQWUHODYHORFLGDGGHVLQFURQLVPR \ ODIUHFXHQ FLD \WD PELpQ VHSRGUt D GHPRVWUDU TXHODIUHFXHQFLDHVIXQFLyQ LQYHUVDGHOSDUPRWRU 6L HOGHVOL]D PLHQWR HVV XSHULRU D ODPiT XLQD VHFRPS RUWD FRPRPRW RU VLH O GHVOL]DPLHQWRHVLQIHULRUDODPiTXLQDVHFRPSRUWDFRPRIUHQR (O IUHQDGR SRU FRUULHQWHV SDUiVLWDV FRQVLVWH HQ DSOLFDU DO HVWDWRU XQD FRUULHQWH FRQWLQXD SURGXFLHQGR XQ FDPSR HQ HOURW RU HQ pOVHRUL JLQDQ VHJXLGDPHQWH XQDVFRUULHQWHVSDUiVLWDVPX\HOHYDGDVODVFXDOHVWLHQGHQDKDFHUJLUDUDOURWRU HQVHQWLGRFRQWUDULR\SRUWDQWRSURYRFDQGRVXIUHQDGR (OVHQWLGRGHJLURGHO RVPRWRUHVDVtQFURQRVQRGHSHQGHGHOVHQWLGRGHJLURGHO FDPSRPDJQpWLFRTXHJHQHUDHOHVWDWRU /D YHQWDMD GH ORV PRWRUHV GHDQL OORV UR]DQWHV HV TXH UHVXOWD PX\ HFRQyPLFR UHJXODUVXYHORFLGDGLQWHUFDODQGRUHVLVWHQFLDVURWyULFDV
7. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 Se dispone de los motores: - M1 230/400 conectado en triángulo. - M2 400/692 conectado en triángulo. Calcular: Si la red es de 400 voltios ̫ ¿Qué motor se instalaría y por qué?
Ejercicio 2 si los motores anteriores fueran: - M1 230/400, estrella/triángulo. - M2 400/692, estrella/triángulo. Calcular: ¿Qué motor se elegiría y cómo se conectaría para una red de 400 voltios?
9
)
9
)
9
)
9
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9
)
9
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9
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9
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9
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Ejercicio 3 Diseñar los esquemas de potencia y de control para el arranque de un motor trifásico de rotor bobinado que funcione de la forma siguiente: - Será posible disponer de tres velocidades. - Con la velocidad más baja de las tres podrá funcionar con inversión de sentido de giro. - Las velocidades se podrán seleccionar mediante pulsadores, al igual que los sentidos de giro.
Ejercicio 4 Diseñar los esquemas de potencia y de control para el arranque de dos motores trifásicos que funcione de la forma siguiente: - M1 trifásico de rotor bobinado. - M2 motor Dhalander. - M1 dispondrá de tres velocidades que funcionarán en ciclo cerrado accionando previamente cualquiera de dos pulsadores de marcha. - En cualquier momento será posible el funcionamiento del motor Dhalander en cualquier velocidad mediante pulsadores, desconectando el M1 si éste funcionaba.
Ejercicio 5 Un motor de 4 polos es arrastrado por otro de 8 polos, la frecuencia de la red de alimentación es de 50 Hz. Calcular: La frecuencia de la red de utilización que cede.
Ejercicio 6 En el ejercicio anterior si la frecuencia obtenida se aplica a un tercer motor de dos polos. Calcular: La velocidad de giro del rotor en r.p.s.
Ejercicio 7 Diseñar los esquemas de potencia y de control para el arranque de dos motores trifásicos que funcione de la forma siguiente: - M1 motor trifásico de rotor bobinado de seis velocidades mediante resistencias rotóricas, el funcionamiento con las velocidades n1, n3 y n5 sólo será posible cuando el motor dos funcione hacia la izquierda. - M2 arranque con inversión del sentido de giro de motor trifásico. Hacia la izquierda podrá funcionar accionando cualquiera de tres pulsadores. Hacia la derecha podrá pararse accionando cualquiera de tres pulsadores.
7HPD $XWRPDWL]DFLyQ%iVLFD
Objetivos Ź,GHQWLILFDUORVGLIHUHQWHVVLVWHPDVGHQXPHUDFLyQ Ź$QDOL]DUODVRSHUDFLRQHVOyJLFDV\ODVSXHUWDVOyJLFDVTXHODVUHVXHOYHQ Ź&RQRFHUORVVLVWHPDVGHVLPSOLILFDFLyQGHIXQFLRQHVOyJLFDV Ź(VWXGLDUORVFLUFXLWRVFRQSXHUWDVOyJLFDV
Contenidos 1. Introducción 2. Señal analógica y señal digital 3. Sistemas de numeración 3.1. Sistema binario, numeración en base 2 3.2. Sistema octal, numeración en base 8 3.3. Sistema decimal, numeración en base 10 3.4. Sistema hexadecimal, numeración en base 16 4. Variables y funciones lógicas en el mundo real 4.1. Función AND 4.2. Función OR 4.3. Función NOT 4.4. Función NAND 4.5. Función NOR 4.6. Función XOR 4.7. Función XNOR 5. Álgebra de Boole 5.1. Propiedades 5.2. Leyes y postulados 5.3. Teoremas del álgebra de Boole 6. Simplificación por Karnaugh 7. Cuestionario 8. Ejercicios y problemas propuestos
Índice
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción /RV VLVWHPDVHOpFWULFR HOHFWUyQLFRV SURFHVDQODLQIRUPDFLyQTXHOHVOOHJDDVXVHQWUDGDV(Q JHQHUDOODLQIRUPDFLyQTXHOOHJDDHVWDVHQWUDGDVSURYLHQHGHPDJQLWXGHVItVLFDVGHOPXQGRUHDO HQ HOTXHYLYLPRV(V WDV PDJQLWXGHVVRQWH PSHUDWXUD SUHVLyQ ORQJLWXG YHORFLGDGWHQVLy Q LQWHQVLGDG HWF TXHW LHQHQ XQFDUi FWHU FRQWLQXR RDQDOyJLFR/DXWLOL]DFLyQGHD OJXQD GHHVW DV PDJQLWXGHVGHSHQGHUiGHODDSOLFDFLyQHVSHFtILFDSDUDODTXHHVWpGLVHxDGRHOVLVWHPD /R TXHVtS DUHFH OyJLFR SHQVDUHVTXHHVWDV PDJQLWXGHV ItVLFDV GH HQWUDGD GHEHQOOHJDUH Q IRUPDGHVHxDOHOpFWULFD3RUHVWHPRWLYRVHVXHOHQXWLOL]DUVHQVRUHVRWUDQVGXFWRUHVTXHFDSWDQ ODPDJQLWXGItVLFD\ODWUDQVIRUPDQHQVHxDOHOpFWULFDTXHSXHGDVHUSURFHVDGDHQHOVLVWHPD
2. Señal analógica y señal digital 6HSXHGHGHILQLUXQDVHxDOHOpFWULFDFRPRXQDUHSUHVHQWD FLyQGHODY DULDFLyQGHXQDPDJQLWXG HOpFWULFD WHQVLyQ RLQWH QVLGDG IUHQWH DOWLHPSR/DPDJQLWXGPiVXWLOL]DGDHVODWHQVLyQ(VW H FRQFHSWRHVLQWHUHVDQWHHQFXDQWRHVVXVFHSWLEOHGHUHSUHVHQWDUXQDLQIRUPDFLyQ 8Q HMHPSOR VLPHGLPR V FRQXQVHQVRUODPDJQLWXGItVLFDWHPSHUDWX UD GHXQD KDELWDFLyQ VX IOXFWXDFLyQSURGXFLUiYDULDFLRQHVHQODWHQVLyQGHVDOLGDGHOVHQVRU(VLPSRUWDQWHFRPHQWDUTXH SDUDVDEHUTXHWHPSHUDWXUDWHQHPRVHQXQPRPHQWRGDGRDSDUWLUGH OYDORUGHWHQVLyQGHVD OLGD GHO VHQVRU GHEHUHPRV WHQHUHVWHFDOLEUDGRGH WDOIRUPDT XH FRQR]FDPRV ODUHODFLyQJUDGRV FHQWtJUDGRVYDORUGHWHQVLyQSDUDXQUDQJRGHWHUPLQDGRGHWHPSHUDWXUDV 6HJ~QODQDWXUDOH]DGHODLQIRUPDFLyQTXHOOHYDODVHxDOHOpFWULFDpVWDSXHGHFODVLILFDUVHHQ - 6HxDO DQDOyJLFD HO PRGHORPDWHPiWLFRTXH OD GHVFULEH HV XQDIX QFLyQ FRQWLQXD SXHV WUDQVSRUWD XQD LQIRUPDFLyQDQDOyJLFD\SRUHOOR SXHGHWRPDULQILQLWR V YDORUHV IUHQWHDO WLHPSR - 6HxDOGLJLWDO HOPRGHORPDWHPiWLFRTXHODGHVFULEHHVXQDIXQFLyQTXHVyORSXHGHWRPDU XQFRQMXQWRILQLWRGHYDORUHVSRUWUDQVSRUWDUXQDLQIRUPDFLyQGLJLWDO (OWLSRGHVHxDOFRQOD TXHWUDEDMDUHPRVHQODDXWRPDWL]DFLyQVHUiXQFDVRSDUWLFX ODUGHODVHxDO GLJLWDO OD VHxDOGLJLWD O ELQDULDH Q ODTXH VyOR VRQ VLJQLILFDWLYRVORVYDORUH V GHWHQ VLyQ FRPSUHQGLGRVHQGRVLQWHUYDORVGHWHQVLyQGLIHUHQWHV$WRGRVORVYDORUHVGHQWURGHFDGDXQRGH ORVLQWHUYDORVVHOHDVRFLDXQPLVPRYDORUOyJLFRQRUPDOPHQWHXQR\FHUR (Q XQVLVW HPD DQDOyJLFRODLQI RUPDFLyQ SXHGH DGTXLULULQILQLWRVYDORUHVFRQWLQXRVGLIHUHQWHVHQXQ LQWHUYDOR GDGR7RPD PRV GRVGHHVRVYDORUHVWDQ SUy[LPRV FRPR VHGH VHH WDPELpQH[LVWHQHQWUH HOORV LQILQLWRV YDORUHVGLIHUHQWHV 3UiFWLFDPHQWH WRGR HOXQLYHUVRHVDQDOyJLFR WHPSHUDWXUD YHORFLGDG SHVRYR]HWF3DUDGHVSOD]DUQRVHQ OtQHD GHXQSXQWRDRWURUHFRUUHPRVLQILQLWRV SXQWRV (OYROXPHQGHXQWHOHYLVRU SXHGHDGT XLULU LQILQLWRV YDORUHV GLIHUHQWHV /DDJXMDGHO YHORFtPHWUR GHXQDXWR PyYLO SXHGHWRPDULQILQLWDV Figura 1. Señal analógica. SRVLFLRQHVGLVWLQWDV
3RU WDQWRGHFLPRVTXHVHxDODQDOyJLFD HV DTXHOOD TXHSXHGHYDUL DU GHXQD IRUPD D RWUD SURJUHVLYD RJUDGXDOVREUHXQLQWHUYDORFRQWLQXR GHYDORUHV figura 1 /RV VLVWHPDVGLJLWDOHVVRQPX \ FyPRGRV GH DGDSWDU DOW UDEDMR FRQODVFRUULHQWH V \WHQVLRQ HV HOpFWULFDV 1R LPSRUWDFXDQWDFRUULHQWHFLUFX OD R TXHYDORUGHWHQVLyQH[LVWH6yORLQWHUHVDVDEHUVL KD\FRUULHQWHRWHQVLyQRQRODKD\ (Q XQVLVWH PD GLJLWDOODLQIRUPDFLyQVyOR SXHGH Figura 2. Señal digital. DGRSWDUGRVYDORUHVRH VWDGRVGLIHUHQWHVTXHVH GHQRPLQDQHVWDGRVOyJLFRV\TXHFRUUHVSRQGHQDORVYDORUHV³´\³´ (VWRV YDORUHV³´³´WDPELpQVXHOHQLGHQWLILFDUVHFRQORVHVWDGRV GH FRQH[LyQGHVFRQH[LyQ DFWLYDFLyQGHVDFWLYDFLyQDOWREDMRRQRIIHWF /DV VHxDOHV HOpFWULFDVGLJLWDOHVW DQ VyORSX HGHQ WRPDUYDORUHV³´y³´ figura 2 TXH FRUUHVSRQGHQ DGRVPiUJHQHVGLVWLQWRVGHDPSOLWXG(OWUD WDPLHQWR GHODLQIRUPDFLyQGLJLWDO VH UHDOL]DSRULPSXOVRVHOpFWULFRV FHURV\XQRV
3. Sistemas de numeración +D\ TXHWHQHUHQFXHQ WD TXHHOK RPEUH XVD HO VLVWHPD GHFLPDO VHJ~Q XQDRSLQLyQEDVWDQ WH JHQHUDO GHELGRDXQDFLUFXQVWDQFLDPiVRPHQ RV DIRUWXQDGD SRUODVLPSOHUD]yQGHTXHWLHQH GLH]GHGRVHQWUHODVGRVPDQRV$PHQXGRVHXVDHOFLQFR FRPREDVHGHQXPHUDFLyQDX[LOLDU /D SDODEUD GtJLWR \GHGRWLHQHQOD PLVPD UDt]ODWLQDSRUH VR XVDPRV XQD QXPHUDFLyQFRQ GtJLWRVRGHGRV +XELHUDVLGRPXFKRPiVSUiFWLFRXVDUXQVLVWHPDGHQXPHUDFLyQEDVDGRHQXQQ~PHURFRQPiV IDFWRUHVFRPRHO RPHMRUWRGDYtDHO RHO 3HURSRUVXHUWHRSRU GHVJUDFLDORVKXPDQRVWHQHPRVGLH]GHGRV\ FRQWDPRVFRQORVGHGRV DOPHQRVDOSULQFLSLR SRUTXHHVWiQVLHPSUHPX\DPDQR 3DUDFRQWDUGHDHVIiFLOSHUR¢ TXpSDVDFXDQGRKD\TXHFRQWDUPiVGHGLH]FRVDV"3XHV XVDPRV ODVPDQRVGH XQ DPLJR SDUD FRQWDU FXiQWDVYHFHVKHPRV XVDGR ORV GHGRV GH ODV QXHVWUDVDVtVHUtDGRVPiVXQDYH]GLH] 2WUDFLUFXQVWDQFLDFXULRVDHVTXHHQHOVLVWHP DGHQXPHUDFLyQTXHXVDPRVORVQ~PHURVVHOHHQ \ HVFULEHQ GH GHUHFKD D L]TXLHUGD DOUHYpVGH O PRGRHQTXHHVFULELP RV ODVSD ODEUDV &XDQGR LQWHUSUHWDPRV Q~PHURVGHYDULDVFLIUDVKD\TXHHPSH]DUSRUODGHUHFKDHOSULPHUGtJLWRVR Q XQLGDGHVHOVLJXLHQWHGHFHQDVHVGHFLUFXDQWR VJUXSRVGHHOHPHQW RVHVWDPRVFRQWDQGR(O VLJXLHQWHFHQWHQDVHVGHFLUHOQ~PHURGHJUXSRVGHHOHPHQWRVGHJUXSRVGHHOHPHQWRVR VHDHOQ~PHURGHJUXSRVGHHOHPHQWRV<DVtVXFHVLYDPHQWH (QODDFWXDOLGDGVHXVDQEiVLFDPHQWHFXDWURVLVWHPDVGHQXPHUDFLyQ - %LQDULR EDVH - 2FWDO EDVH - 'HFLPDO EDVH - +H[DGHFLPDO EDVH
3.1. Sistema binario, numeración en base 2 (OVLVWHPDELQDULRHVHO TXHXVDQORVDXWyPDWDV\ORVRUGHQDGRUHVTXH HVFRPRVL VyORWXYLHUDQ XQGHGRVXXQLGDGEiVLFDGHPHPRULDHO ELWVyORSXHGHWRPDUGRVYDORUHVLQ DFWLYRRDFWLYR\ VHFRGLILFDQFRPR³´\³´UHVSHFWLYDPHQWH /RVRUGHQDGRUHVVHTXHGDQVLQGHGRVHQVHJXLGDHQFXDQWRWLHQHQTXHFRQWDUPiVGHXQRDVt TXHDxDGHQPiVGtJLWRV 3RUHMHPSORYHDPRVHOQ~PHURELQDULR (VWDPRVHQEDVHDVtTXHHOQ~PHURVHFDOFXODDVt A A A A A GHFLPDO (VWHWLSRGHQXPHUDFLyQUHVXOWDPX\~WLOFXDQG RFDGDELWSXHGHVLJQLILFDUFRVDVGLIHUHQWHVSDUD XQRUGHQDGRURDXWyPDWD (VWHVLVWHPDVHSXHGHFRQVLGHUDUHOPiVXWLOL]DGRGHVSXpVGHOGHFLPDO
3.2. Sistema octal, numeración en base 8 (OVLVWHPDRFWDOXVDRFKRGtJLWRV \(VWHHVHOVLVWHPDGHQXPHUDFLyQTXH XVDUtDPRVVLWXYLpUDPRVPDQRVGHFXDWURGHGRV 3RUHMHPSORHOQ~PHUR HQEDVHRFWDO(VWDPRVHQED VHDVtTXHHOQ~PHUR VHWUDGXFHD GHFLPDODVt A A A GHFLPDO 'HVFRQR]FR HORULJHQKLVWyULFR GH SRUTX p VHXVDHVWHVLVWHPDGHQXPHUDFLyQFD VL H[FOXVLYDPHQWHXWLOL]DGRHQRUGHQDGRUHVSHURODH[S OLFDFLyQSUiFWLFDHVTXHODFRQYHUVLyQHQWUH ELQDULR\RFWDOHVFDVLGLUHFWD 3RUHMHPSORWHQHPRVHOQ~PHURELQDULR 3DUD FRQYHUWLUORDRFWD O DJUXSDPRVORVGtJLWR V GHWUHVHQ WUHVHPSH]DQGRSRUODGHUHFKD\ UHOOHQDPRVFRQFHURVDODL]TXLHUGDKDVWDWHQHUVyORJUXSRVGHWUHVELWVRGtJLWRV _______ $FDGDJUXSRGHWUHVELW VOHSRGHPRVKDFHUFRUUHVSRQGHUXQGtJLWRRFWDODOHODOHO DOHODOHO $VtTXHSRGHPRVWUDGXFLUGLUHFWDPHQWHHOQ~PHURDQWHULRUDRFWDO RFWDO /DFRQYHUVLyQLQYHUVDGHRFWDODELQDULRHVLJXDOGHVLPSOH3RUHMHPSORHOQ~PHURRFWDO &DPELDPRVFDGDGtJLWRRFWDOSRUVXHTXLYDOHQWHELQDULR __ <GHVSXpVHOLPLQDPRVORVVHSDUDGRUHV\ORVFHURVLQLFLDOHV ELQDULR
3.3. Sistema decimal, numeración en base 10 (OVLVWHPDGHFLPDOVHXWLOL]DSRUTXHHVHOTXHXVDPRVORVKXPDQRV (OVLVWHPDGHFLPDOXVDGLH]GtJLWRVSDUDH[SUHVDUORVQ~PHURV\ 3RUHMHPSORSDUDHOQ~PHURGHFLPDO A A A A A
3.4. Sistema hexadecimal, numeración en base 16 (OVLVWHPDKH[DGHFLPDOHVHOUH\GH ORVVLVWHPDVGHQXPHUDFLyQDOPHQRVHQ ORTXHUHVSHFWDD ORVRUGHQDGRUHV 8VDGtJLWRVORVDUFKLFRQRFLGRVD \SDUDORVRWURVVH LVVHXVDQODVOHWUDV$%&'(\) TXHWLHQHQYDORUHV\UHVSHFWLYDPHQWH 6HXVDQLQGLVWLQWDPHQWHPD\~VFXODV\PLQ~VFXODV 3RUHMHPSORXQQ~PHURKH[DGHFLPDO)' A A A A (VWHVLVWHPDGHQXPHUDFLyQWLHQHPXFKDVYHQWDMDV /D FRQYHUVLyQHQWUHELQ DULR \KH[DGHFLPDOHV WDQ VLPSOH FRPR HQRFWDOOD ~QLFD GLIHUHQFLD HV TXHORVELWVVHDJUXSDQGHFXDWURHQFXDWUR HVHVHVHV) (O E\WHHV OD XQLGDGGHPH PRULD PiV XVDGD SRU ORVRUGHQDGRUHV\DJUXSDRFKRELWV3DUD FRGLILFDUXQQ~PHURGHELWVVyORVHQHFHVLWDQGRVGtJLWRVKH[DGHFLPDOHV (O PD\RUQ~ PHUR H[SUHVDEOH SRUX Q E\WH ELQD ULR HTXLYDOHD GH FLPDO \D)) KH[DGHFLPDO <SDUDSDODEUDVGHGRVE\WHV ELWV VHXVDQVyORFXDWURGtJLWRVKH[DGHFLPDOHV\SDUDELWV GtJLWRVKH[DGHFLPDOHV\DVLVXFHVLYDPHQWH $FRQWLQXDFLyQSRGHPRVYHUDOJXQRVHMHPSORV ( HTXLYDOHD $$ HTXLYDOHD ) HTXLYDOHD HTXLYDOHD HTXLYDOHD HTXLYDOHD
4. Variables y funciones lógicas en el mundo real (OLQWHUUXSWRUGHOD figura 3HVWiPRGHODGRFRPRXQDYDULDEOHOyJLFDG HHQWUDGD D TXHSXHGH WHQHU~QLFDPHQWHGRV ELQDULR HVWDGRV ,QWHUUXSWRUFHUUDGRGRQGHODYDULDEOHGHHQWUDGD D WRPDHOYDORUOyJLFR³´ ,QWHUUXSWRUDELHUWRGRQGHODYDULDEOHGHHQWUDGD D WRPDHOYDORUOyJLFR³´
Figura 3. Variable lógica de entrada.
Figura 4. Variable lógica de salida.
/DERPELOODGHODfigura 4HVWDPRGHODGDFRPRXQDYDULDEOHOyJLFDGHVD OLGD V TXHSXHGHWHQHU ~QLFDPHQWHGRV ELQDULR HVWDGRV %RPELOODHQFHQGLGDGRQGHODYDULDEOHGHVDOLGD V WRPDHOYDORUOyJLFR³´ %RPELOODDSDJDGDGRQGHODYDULDEOHGHVDOLGD V WRPDHOYDORUOyJLFR³´ 6LXQDYDULDEOHOyJLFDHVWiD³´VLJQLILFDTXHODDFFLyQRHVWDGRDVRFLDGRDGLFKDYDULDEOHVHHVWi FXPSOLHQGR6LSRUH OFRQWUDULRHV³´LQGLFDTXHQRVHFXPSOHGLFKRHVWDGRRDFFLy QDHVWRVH OHOODPDOyJLFDSRVLWLYD /R GLFKRDQWHULRUPHQWHHVXQDFRQYHQFLyQSHURVLFDPELDPRV³´S RU ³´GHW DO PDQHUDT XH FXDQGRXQDYDULDEOHOyJLFDHVWpD³ ´VLJQLILFDTXHODDFFLy QRHVWDGRDVRFLDGRD GLFKDYDULDEOH QRVHHVWiFXPSOLHQGR\³´FXDQGR VtVHFXPSOHGLFKRHVWDGRRDFFLyQHVWDUHPRVKDEODQGRHQ OyJLFDQHJDWLYD3RUWDQWRGLVWLQJXLUHPRVVLHPSUHHQWUHOyJLFDSRVLWLYD\OyJLFDQHJDWLYDDXQTXH VLQRHVSHFLILFDPRVORFRQWUDULRQRVUHIHULUHPRVVLHPSUHDODOyJLFDSRVLWLYD /D OyJLFDQ HJDWLYD VHVXHOHXWLOL]DU SDUD GHWHFWDU IDOORV HQ OD DOLPHQWDFLyQGHOFLUFX LWR HOpFWULFR WHQLHQGR HQWRQFHV TXH HV³´FX DQGR HOLQWH UUXSWRU HVWiDELHUWR\³´FXDQGRHOPLVPRHVWi FHUUDGR &XDQGR HOIXQFLRQDPLHQWRGHXQUHFHSWRUERPELOODRFXDOTXLHUYDULDEOHGHVDOLGD GHSHQGDG H GRV FRQWDFWRV HODFRSODPLHQWRGH pVWRV VyOR SRGUi HIHFWXDUVHGHGRVIRUPDV HQ VHULHRHQ SDUDOHOR
4.1. Función AND (ODFRSODPLHQWRHQVHULHGHGRVHQ WUDGDV D\E QRVGHILQ HODIXQFLyQOyJLFDSURGXFWRRIXQFLyQ OyJLFD< /D IXQFLyQ $1' YDOH ³´FXDQGRW RGDV ODVYD ULDEOHV GHH QWUDGD YDOHQ³´(VWRHVYDOLGRS DUD FXDOTXLHUQ~PHURGHHQWUDGDV
(O VtPERORGHODSXHUWDOyJLFD UHSUHVHQWDGRVHQODfigura 5 Circuito eléctrico
$1' HOHT XLYDOHQWH HOpFWULFR\OD WDEODGH YHUGDG HVWiQ
Tabla de verdad
a
Puerta lógica AND (Y)
b s=aŹb
Figura 5. Puerta lógica AND.
4.2. Función OR (ODFRSODPLHQWRHQSDUDOHORGHGRVHQWUDGDV D\E QRVG HILQHODIXQFLyQOyJLFDVXPDRIXQFLyQ OyJLFD2 /DIXQFLyQ2YDOH³´F XDQGRDOPHQRVXQDGHODVYDULDEOHVGHHQWUDGDYDOH³´(VWRHVYiOLGR SDUDFXDOTXLHUQ~PHURGHHQWUDGDV (OVtPERORGHODSXHUWD25HOHTXLYDOHQWHHOpFWULFR\ODWDEODGHYHUGDGHVWiQHQODfigura 6 Circuito eléctrico Tabla de verdad Puerta lógica OR (O)
a
b s=a+b
Figura 6. Puerta lógica OR.
4.3. Función NOT $ ODIXQFLyQ127 WDPELpQ VHOHOODPDQHJDFLyQ12 LQYHUVLyQ\FRPS OHPHQWDFLyQ /DIXQFLyQ 127GDFRPRUHVXOWDGRHOLQYHUVRGHOHVWDGRGHODYDULDEOH6LDYDOH³´D¶YDOH³´\YLFHYHUVD (OVtPERORGHOLQYHUVRU\VXWDEODGHYHUGDGHVWiHQODILJXUDVLJXLHQWH figura 7 Tabla de verdad Puerta lógica NOT
a
s=a’
Figura 7. Puerta lógica NOT.
4.4. Función NAND /DV IXQFLRQHV 25\1$1'VRQSRFRXWLOL]DG DV HQOD SUiFWLFD *HQHUDOPHQWH VHUHVXHOYHQORV FLUFXLWRV FRQ IXQFLRQHV125 \ 1$1'HVSH FLDOPHQWH FRQHVWDV~OWLPDV'H KHFKR H[LVWHQ FRPHUFLDOL]DGRVQXPHURVRVFLUFXLWRVTXHLPSOHPHQWDQIXQFLRQHV1$1'\125SHUR PX\SRFRV GHOWLSR$1'\25 /DIXQFLyQ1$1'FX\RVtPEROR\W DEODGHYHUGDGVHUHSUHVHQWDQHQOD figura 8HVODQHJDFLyQ GHODIXQFLyQ$1'SRUORTXHVXVVDOLGDVVRQFRQWUDULDVDODVGHODIXQFLyQ$1' Tabla de verdad
A
b
S
Puerta lógica NAND (AND invertida)
Figura 8. Puerta lógica NAND.
4.5. Función NOR &XDQGRVHLQYLHUWHODVD OLGDGHXQDIXQFLyQ25HOUHVXOWDGR HVODQHJDFLyQGH ODIXQFLyQVXPD HVGHFLUXQDIXQFLyQ125WDO\FRPRVHUHSUHVHQWDHQODfigura 9 Tabla de verdad A
b
s
Puerta lógica NOR (OR invertida)
Figura 9. Puerta lógica OR.
4.6. Función XOR (QXQDIXQFLyQ; 25GHGRVHQWUDGDVODVDOLGDVHDFWLYDFXDQGRXQD \VyORXQD HQWUDGDHVWi DFWLYDGDHVGHFLUD³´(QUHVXPHQODVDOLGDHV³´FXDQGRODVGRVHQWUDGDVVRQGLIHUHQWHV (Q OD figura 10 YHPRV ODWDEODGHODYHUGDG \ HOVtPERO R GHODSXHUWDOyJLFD;25R WDPELpQ OODPDGD25H[FOXVLYD
Tabla de verdad
a
b
S
Puerta lógica XOR (OR exclusiva)
Figura 10. Puerta lógica XOR (OR exclusiva).
4.7. Función XNOR (VWDIXQFLyQHVODIXQFLyQ;25LQYHUWLGD/DVDOLGDVyORVH DFWLYDFXDQGRODVHQWUDGDVD\EVRQ LJXDOHVHVGHFLUFRLQFLGHQWHV (QODfigura 11SRGHPRVREVHUYDUFODUDPHQWHODWDEODGHYH UGDG\HOVtPERORGHODSXHUWDOyJLFD ;125 Tabla de verdad a
b
S
Puerta lógica XNOR (XOR invertida)
Figura 11. Puerta lógica XNOR (XOR exclusiva).
6L HODFRSODPLHQWRQRGHSHQGH ~QLFDPHQWH GH GRV HQWUDGDV VLQR TXHODV FRQGLFLRQHV GH IXQFLRQDPLHQWR H[LJHQ HO HPSOHRG H YDULRVFR QWDFWRV HQWRQFHV VH KDQ GHHVWD EOHFHU WLSRV GH FRQGLFLRQHV GLIHUHQWHV TXH HVWiQEDVDGDVWDPELpQHQVHULHRHQSDUDOHOR\TXHGDUiQOXJDU D FRQH[LRQHVHQPL[WR 3DUD ILQDOL]DUVHSXHGHGHFLUTXH WRGRFLUFXLWR HOpFWULFR HVWiFRQVWLWXLGRSRUXQQ~PHURG H YDULDEOHVELQDULDVGHHQWUDGDTXHFRUUHVSRQGHQDORVFRQWDFWRV\TXHGDUiQFRPRUHVXOWDGRGH VXVFRPELQDFLRQHVSRVLEOHVXQDYDULDEOHELQDULDGHVDOLGDTXHVHUiHOUHFHSWRU (OQ~PHURGHYDULDEOHVGHHQWUDGDTXHSRVHDHOFLUFXLWR\VXFRORFDFLyQFRQGLFLRQDUiHOQ~PHUR GH FRPELQDFLRQHVG LIHUHQWHV TXH FRQ HOODV SXHGD UHDOL]DUVHGHIRU PD TXHVL GHFLPRV TXH FRQWDPRVFRQQYDULDEOHVGHHQWUDGDHQXQVLVWHPDELQDULRVHSRGUiQREWHQHUQFRPELQDFLRQHV GLIHUHQWHV TXH GDUiQFRPRUHVXOW DGR GHVDOLGDXQRGH ORVGRVY DORUHV \DFRQRFLGRV\ FRPHQWDGRV³´y³´
5. Álgebra de Boole 3DUD VLPSOLILFDUODVIXQ FLRQHV OyJLFDV GHVDOLG D HYLWDQGR ODUHSHWLFLyQG H WpUPLQRV\OOHJDUDOD REWHQFLyQ GH HFXDFLRQHV PiVUHGX FLGDV XWLOL]DPRV ORVSR VWXODGRV \W HRUHPDV GHOiOJHEUDG H %RROH 6HG HQRPLQD iOJHEUDGH%R ROH RiOJHEUDERROHDQDHQKRQRUGH*HRUJH%R ROH IDPRVR PDWHPiWLFR TXHODLQWURGXMRHQ$SOLFDGDDODVWpFQLFDVGLJ LWDOHV VHXW LOL]D SDUDOD GHVFULSFLyQ\GLVHxRGHFLUFXLWRVPiVVHQFLOORV\HFRQyPLFRV 8QD YDULDEOHERROHDQD ; WLHQHORV YDORUHV ELQDULRV ³´\³ ´ 3RUGHILQLFLyQHVWR V YDORUHV VRQ H[FOXVLYRVHVGHFLU VL;HQWRQFHV;
\
VL;HQWRQFHV;
- -
5HJOD SULPLWLYD 6LGRV YDULDEOHV VRQLJXDOHVFDGDXQDSXHGHUHHPSOD]DUDODRWUDHQ WRGRVORVOXJDUHVGRQGHDSDUH]FD 5HJODGHLQIHUHQFLD6L;HVXQD[LRPDRWHRUHPDYiOLGRGHULYDGRGHD[LRPDV\;LPSOLFD HOWHRUHPD<HQWRQFHV<HVXQWHRUHPDYiOLGR
5.1. Propiedades (O iOJHEUD GH %RROHVHEDVDHQ WUHVRSHUD FLRQHV EiVLFDV DGLFLyQ VXPD PXOWLSOLFDFLyQ SURGXFWR \FRPSOHPHQWDFLyQ QHJDFLyQ VXILFLHQWHVSDUDGHGXFLUFXDOTXLHUUHODFLyQERROHDQD ADICION
MULTIPLICACION Ź Ź Ź Ź
COMPLEMENTACION ¶ ¶
$FRQWLQXDFLyQYHUHPRVTXHSURSLHGDGHVFXPSOHQHVWDVRSHUDFLRQHVEiVLFDV
Propiedad conmutativa $OLJXDOTXHHQODPDWHPiWLFDRUGLQDULDODVXPD\HOSURGXFWRFXPSOHQODSURSLHGDGFRQPXWDWLYD HVGHFLUHORUGHQHQTXHVHVXPDQRPXOWLSOLFDQGRVYDULDEOHVQRDOWHUDHOUHVXOWDGRILQDO DE ED
DŹb = bŹa
Propiedad distributiva (Q iOJHEUDGH%RROHVHFXPSOHODSURSLHGDGGLVWULEXWLYD GHOSURGXFWRUHVSHFWR DODVXPD\ WDPELpQODSURSLHGDGGLVWULEXWLYDGHODVXPDUHVSHFWRDOSUR GXFWR DGLIHUHQFLDGHODPDWHPiWLFD RUGLQDULDTXHVyORFXPSOHODSULPHUDGHHOODV D EF DŹbDŹc
DEŹc = (DE)(DF)
Propiedad asociativa 6HFXPSOHODSURSLHGDGDVRFLDWLYDHQiOJHEUDGH%RROHWDQWRHQODVXPDFRPRH QHOSURGXFWR /DV YDULDEOHV GHXQD H[SUHVLyQ OyJLFD SXHGHQ DJUXSDUVH FRPRVHGHVHHVLHPSUHTXHHVWpQ FRQHFWDGDVSRUHOPLVPRRSHUDGRUOyJLFR D EF DE)c
D EŹF DŹE F
5.2. Leyes y postulados &RPRHQHOiOJHEUDRUG LQDULDHOiOJHEUDGH%RROHFXPSOH FLHUWDVOH\HVTXHGHEHQFRQRFHUVH\ TXHVHGHWDOODQDFRQWLQXDFLyQ
Ley de identidad /H\GHLGHQWLGDGSDUDODVXPD\HO SURGXFWR(QHOiOJHEUDGH%RROHH[LVWHQHOHPHQWRVQHXWURV (O³´HVHOHOHPHQWRQHXWURSDUDODVXPD\HO³´ORHVSDUDHOSURGXFWR D D
DŹ D
Ley de maximalidad /DOH\GHPD[LPLOLGDGWDPELpQVHFXPSOHSDUDODVXPD\HOSURGXFWR D
DŹ
Ley de complementación (QiOJHEUDGH%RROHVHFXPSOHHOFRPSOHPHQWRSDUDODVXPD\HOFRPSOHPHQWRSDUDHOSURGXFWR 3DUDWRGRHOHPHQWRDH[LVWHXQHOHPHQWRD¶TXHFXPSOH DD¶
DŹD¶
Ley de involución (VXQDGHODVOH\HVPiVLPSRUWDQWHVGHOiOJHEUDGH%RROHSRUVXDSOLFDFLyQSUDFWLFD'LFHDVtDO QHJDUXQDH[SUHVLyQGRVYHFHVVHYXHOYHDREWHQHUODH[SUHVLyQRULJLQDO (VWDOH\HVYiOLGDSDUDFXDOTXLHUQ~PHURSDUGHLQYHUVLRQHV\FXPSOHDGHPiVTXH VLVHLQYLHUWHQ ORVGRVPLHPEURVGHXQDLJXDOGDGpVWDQRFDPELD D¶¶ D
V¶ DE ¶
Ley de dualización (VWDOH\GLFHTXHODGH PRVWUDFLyQGHXQDH[SUHVLyQGHXQ SDUGXDOSXHGHDSOLFDUVHWDPELpQDOD RWUD H[SUHVLyQGHOSDU 'HHVWD PDQHUD DOGHPRVWUDUXQDH[SUHVLyQTXHGDG HPRVWUDGD VX H[SUHVLyQGXDO 6H REWLHQHODH[SUHVLyQGXDOGHXQDH[SUHVLyQOyJLFDVLVHFRPSOHPHQWDQORVFHURV\XQRV\ WDPELpQODVVXPDV\ORVSURGXFWRVSHURQRVHFRPSOHPHQWDQODVYDULDEOHV (VWDOH\UHVXOWDPX\~WLOSDUDGHPRVWUDUORVWHRUHPDVTXHYHUHPRVDFRQWLQXDFLyQ
5.3. Teoremas del álgebra de Boole 0HGLDQWH ODDSOLFD FLyQ GH ODVSURSLHGDGHVODVOH\HV\ORVSRVWXODGRVGHOiOJHEUD GH%RROH HV SRVLEOHGHPRVWUDUDOJXQRVWHRUHPDVTXHVRQGHJUDQXWLOLGD GSDUDODVLPSOLILFDFLyQGHIXQFLRQHV OyJLFDV Teorema 1 $HVWHWHRUHPDWDPELpQVHOHOODPDOH\GHDEVRUFLyQ\HVW iEDVDGRHQODSURSLHGDGGLVWULEXWLYD 6DFDQGRIDFWRUFRP~QDHQODVLJXLHQWHH[SUHVLyQWHQGUHPRVTXH DDŹE D E FRPR\DVDEHPRVSRUODOH\GHPD[LPLOLGDGTXH E HQWRQFHVQRVTXHGD DDŹE D /DH[SUHVLyQGXDOGHODDQWHULRUWLHQHHOPLVPRUHVXOWDGR\SDUDGHPRVWUDUODVH FRQVLGHUDYiOLGD ODGHPRVWUDFLyQDQWHULRU\DTXHVRQH[SUHVLRQHVGXDOHV(VGHFLU D DE D
Teorema 2 (VWH HVHOWHRUHPDTXH WLHQHPD\R U DSOLFDFLyQ D ODKRUDGHVLPSOLILFDU H[SUHVLRQHVOyJLFDV6X HQXQFLDGRHV DŹE¶DŹE D 6HSXHGHGHPRVWUDUFRPR DŹE¶DŹE D(E¶E DŹ D 3XHVWRTXHVHFXPSOHHVWDH[SUHVLyQWDPELpQVHFXPSOHVXH[SUHVLyQGXDO DE¶ DE D
Teorema 3 (VWHWHRUHPDWDPELpQHVGHJUDQXWLOLGDGHQOD VLPSOLILFDFLyQGHIXQFLRQHVOyJLFDVDXQTXHQRVH DSOLFDWDQWRFRPRHOWHRUHPD 6XH[SUHVLyQHVODVLJXLHQWH DD¶ŹE DE 6XGHPRVWUDFLyQHVODVLJXLHQWH DD¶ŹE DD¶ DE DE DE <SRUGXDOLGDG D D¶E DŹE
Teorema de Morgan 8QR GHORVWHRUHPDV PiV LPSRUWDQWHV \Pi V ~WLOHVSDU D SRGHUUHDOL]DUVLPSOLILFDFLRQH V HQ iOJHEUDGH%RROHHVHOWHRUHPDGH0RUJDQWDPELpQOODPDGROH\GHHTXLYDOHQFLDFX\DH[SUHVLyQ HVODVLJXLHQWH DŹE ¶ D¶E¶ 3DUDGHPRVWUDUORXWLOL]DPRVODWDEODGHODYHUGDG a B (aŹb)’ a’ + b’
<SRUGXDOL]DFLyQWHQGUHPRV DE ¶ D¶ŹE¶ (OWHRUHPDGH0RUJDQVHDSOLFD WDPELpQFXDQGRH[LVWHQPiVGHGRVYDULDEOHVGHHQWUDGDV&RQ pOVHSXHGHQFDPELDUODVVXPDVSRUSURGXFWRVHVGHFLUODVSXHUWDV25SRU$1'\YLFHYHUVD
6. Simplificación por Karnaugh +D\YDULRVPpWRGRVSDUDVLPSOLILFD UXQDIXQFLyQGHVDOLGD\DKHPRVYLVWRTXHX QRGHHOORVHV DSOLFDUORVSRVWXODGRV\WHRUHPDVGHOiOJHEUDGH%RROHRWURWDPELpQLPSRUWDQWHHVHOPpWRGRGH .DUQDXJKTXHHVXQPpWRGRJUiILFRPX\~WLOSDUDIXQFLRQHVGHDYDULDEOHVOyJLFDV 6HEDVDHQ EXVFDUWpUPLQRVDG\DFHQWHVHQODWDEODGHODYHUGDG/RVW pUPLQRVDG\DFHQWHVVRQ DTXHOORVTXHWLHQHQODVPLVPDVYDULDEOHVFRQHOPLVPRHVWDGRGHFRPSOHPHQWRH[FHSWRXQD 3RUHMHPSORDEF\DEF¶VRQDG\DFHQWHV\DTXHWLHQHQODVYDULDEOHVD\ELJXDOHVSHURWLHQHQXQD YDULDEOHFRQWUDULDTXHHVODF /RVWpUPLQRVDG\DFHQWHVVHSXHGHQVLPSOLILFDUIiFLOPHQWH DEFDEF¶ DE FF¶ DE DE 3DUDEXVFDUIiFLOPHQWHORVWpUPLQRVDG\DFHQWHVVHGLVSRQHODWDEODGHODYHUGDGGHWDOIRUPDTXH ORV YDORUHV GH ODVYDULD EOHV GHHQW UDGD FRUUHODWLYDV UHVXOWHQ DG\DFHQWHV(VWDWD EOD UHFLEHH O QRPEUHGHWDEODRPDSDGH.DUQDXJK $FRQWLQXDFLyQYHUHPRVXQRVFXDQWRVHMHPSORVGHVLPSOLILFDFLyQSRU.DUQDXJK
Ejemplo 1 6LPSOLILFDUODVLJXLHQWHIXQFLyQGHHQWUDGDGHGRVYDULDEOHV I DE¶DE Solución 3ULPHURKDEUiTXHHODERUDUODWDEODGHYHUGDG\GHVSXpVFRORFDUORVFHURV\XQRVGHODWDEODGHODYHUGDG VREUHHOPDSDGH.DUQDXJK 'HVSXpVIRUPDUHPRVJUXSRV SDUDOHORJUDPRV FRQODVFDVLOODVTXHWHQJDQ³´GHWDOIRUPDTXHFRQWHQJDQ HOPi[LPRQ~PHURGHHOHPHQWRV\pVWHVHDSRWHQFLDGH A
b
s
/DVFDVLOODVGHXQJUXSRSXHGHQIRUPDSDUWHRWURJUXSRGLVWLQWR &DGDJUXSRUHSUHVHQWDXQSURGXFWRTXHHVWiIRUPDGRSRUODVYDULDEOHVTXHQRFDPELDQGHYDORUHQGLFKR JUXSR6LHVWiD³´ODYDULDEOHVHHVFULEHWDOFXDO\VLHVWiD³´VHFRPSOHPHQWD 3RUWDQWRHQQXHVWURHMHPSORODVDOLGDGHODIXQFLyQHVLJXDOD³D´
s=a
Ejemplo 2 6LPSOLILFDUODVLJXLHQWHIXQFLyQGHWUHVYDULDEOHVGHHQWUDGD\GLEXMDUHOFLUFXLWRFRQSXHUWDVOyJLFDV I D¶EFDE¶F¶DE¶FDEF¶DEF Solución (ODERUDPRV ODWDEOD GH ODYHUG DG \ UHDOL]DPRVHOPDSDGH.DUQDXJK a b c s $ FRQWLQXDFLyQ DJUXSDPRV ORV WpUPLQRV SDUDWHUPLQDUVLPSOLILFDQGR /DVDOLGDHVXQDIXQFLyQVLPSOLILFDGDGHODIRUPD s=a+bc
Ejemplo 3 6LPSOLILFDUODVLJXLHQWHIXQFLyQGHFXDWURYDULDEOHVGHHQWUDGD I D¶E¶FGD¶EFGDE¶FGDEF¶G¶DEF¶GDEFG¶ Solución 3ULPHURUHDOL]DUHPRVODWDEODGHODYHUGDGFRORFDQGRFDGDWpUPLQRGHILQLGRHQODIXQFLyQFRPR³´HQOD WDEOD a b c d s /DVDOLGDHVXQDIXQFLyQVLPSOLILFDGDGHODIRUPD
s = a b c’ + a b d’ + a’ c d + b’ c d
Ejemplo 4 6LPSOLILFDUODVLJXLHQWHIXQFLyQGHHQWUDGDGHFXDWURYDULDEOHV\GLEXMDUODFRQSXHUWDVOyJLFDV I D¶E¶F¶G¶D¶E¶FG¶D¶E¶FGD¶EF¶GD¶EFG¶D¶EFGDE¶F¶G¶DE¶FG¶DE¶FGDEFG¶DEFG Solución (ODERUDPRVODWDEODGHODYHUGDG\UHDOL]DPRVHOPDSDGH.DUQDXJK a b c d s /DVDOLGDHVXQDIXQFLyQVLPSOLILFDGDGHODIRUPD s = c + b’ d’ + a’ b d
7. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
/DVVHxDOHVHOpFWULFDVDQDOyJLFDVWDQVRORSXHGHQWRPDUYDORUHV³´y³´ (OVLVWHPDELQDULRHVXQFyGLJRGHQXPHUDFLyQHQEDVHGRV /yJLFDQHJDWLYDHVDTXHOODTXHHV³´FXDQGRHOLQWHUUXSWRUHVWiDELHUWR $DŹb D (ODFRSODPLHQWRHQVHULHGHGRVHQWUDGDVGHILQHXQDIXQFLyQOyJLFDSURGXFWR 8QDIXQFLyQ;25GHGRVHQWUDGDVHV³´FXDQGRVXVHQWUDGDVVRQLJXDOHV &XDQGRVHLQYLHUWHXQDIXQFLyQ25HOUHVXOWDGRHVXQDIXQFLyQ125 8QDWDEODGHYHUGDGUHSUHVHQWDVyORYDULDEOHVYHUGDGHUDV 8QDIXQFLyQ$1'WLHQHVDOLGD³´FXDQGRWRGDVODVYDULDEOHVGHHQWUDGDVRQ³´ 6HXWLOL]DHOPDSDGH.DUQDXJKSDUDVLPSOLILFDUODIXQFLyQGHVDOLGD
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
) ) ) ) ) ) ) ) ) )
8. Ejercicios y problemas propuestos Ejercicio 1 En un taller eléctrico existe un motor controlado por cuatro entradas, el motor únicamente funcionará si existen tres o más de sus entradas activadas. Calcular: la función simplificada de salida y dibujar el circuito lógico resultante.
Ejercicio 2 Se dispone de una cerradura automática de cuatro entradas que sólo se puede abrir si existe el mismo número de entradas activadas que de entradas desactivadas. Calcular: la función simplificada de salida y dibujar el circuito resultante.
Ejercicio 3 Dada la siguiente función de salida: abc’ + b’c’d + a’b’c + a’bc’d + abd’ + b’c’d’ + ac’d’ + abc’d’ Calcular: la función simplificada de salida y dibujar el circuito resultante.
Ejercicio 4 En el siguiente circuito:
Calcular: la tabla de verdad y la función simplificada de salida.
7HPD $XWyPDWDV3URJUDPDEOHV
Índice
Objetivos
Ź,GHQWLILFDUORVFRPSRQHQWHV\GLVSRVLWLYRVXWLOL]DGRVHQDXWRPDWLVPRVSURJUDPDEOHV Ź5HODFLRQDUFDGDSDUWHGHODVLQVWDODFLRQHVDXWRPiWLFDVFRQODVIXQFLRQHVTXHUHDOL]DQ Ź6HOHFFLRQDUODDGHFXDFLyQRQRGHXQVLVWHPDSURJUDPDEOHRQRSURJUDPDEOH Ź'LIHUHQFLDUHQWUHPDQGR\SRWHQFLDHQDXWRPDWLVPRVSURJUDPDEOHV
Contenidos 1. Introducción
2. El sistema 3. Características funcionales de los autómatas programables 4. Estructura de los autómatas programables 4.1. Estructura externa 4.1.1. Configuración compacta 4.1.2. Configuración modular 4.2. Estructura interna 4.2.1. Fuente de alimentación 4.2.2. CPU controlador 4.2.3. Módulos de entradas 4.2.4. Módulos de salidas 4.2.4.1. Módulos de salidas a relés 4.2.4.2. Módulos de salida a triacs 4.2.4.3. Módulos de salida a transistores a colector abierto 4.2.5. Terminal de programación 4.2.6. Periféricos 5. Memoria 6. Funcionamiento 7. Colocación de los componentes en el cuadro eléctrico 7.1. Dimensión 7.2. Módulos 8. Modos de funcionamiento de la CPU 9. Lenguajes de programación 9.1. Esquema de contactos (EC) 9.2. Listado de instrucciones (LI) 9.3. Funciones lógicas (FL) 10. Grafcet (SFC) 11. Cuestionario
Desarrollo de los contenidos
1. Introducción +DVWD QRK DFH PXFKR WLHPSR HOFRQWUROGHSU RFHVRV LQGXVWULDOHV VH YHQtD KDFLHQGR GHIRU PD FDEOHDGDSRUPHGLRGHFRQWDFWRUHV\UHOpV$ORSHUDULRTXHVHHQFRQWUDEDDFDUJRGHHVWHWLSRGH LQVWDODFLRQHV VH OH H[LJtD WHQHU DOWRV FRQRFLPLHQWRV WpFQLFRV SDUD SRGHUU HDOL]DUODV \ SRVWHULRUPHQWH PDQWHQHUODV$GHPiV FXDOTXLHU YDULDFLyQHQHOSURFHVRVXSRQ tD PRGLILFDU ItVLFDPHQWH JUDQ SDUWH GH ODVFRQH [LRQHV GHORVPRQWDMHVVLHQGR QHFHVDULR SDUD HOOR XQJU DQ HVIXHU]RWpFQLFR\XQPD\RUGHVHPEROVRHFRQyPLFR (Q ODDFWXD OLGDG QR VH SXHGHHQW HQGHU XQSU RFHVR FRPSOHMRGHD OWR QLYHO GHVDUUROODGRSR U WpFQLFDV FDEOHDGDV (ORUGHQDGRU\ORVDXWyPDWDVSURJUDPDEOHVKDQLQWHUYHQLGRGHIRUPD FRQVLGHUDEOHSDUDTXHHVWHWLSRGHLQVWDODFLRQHVVHKD\DQYLVWRVXVWLWXLGDVSRURWUDVFRQWURODGDV GHIRUPDSURJUDPDGD
2. El Sistema (ODXWyPDWDSURJUDPDEOHHVXQGLVSRVLWLYRGHVWLQDGRDFRQWURODUODVRSHUDFLRQHVVHFXHQFLDOHVGH FXDOTXLHU WLSR GHSURFHVR+D\TXHUHVDOWDU TXHSURJU DPDEOH VLJQLILFD TXH WLHQH DEVROXWD FDSDFLGDGGHDGDSWDFLyQHVGHFLU TXHHQFXDOTXLHUPRPH QWRRFLUFXQVWDQFLDVHSRGUiDGHFXDU DODVQHFHVLGDGHVGHODLQVWDODFLyQ (O XVRPi V JHQHUDOL]DGRGHODXWyPDWDSURJUDPDEOH HV HOLQGXVWULDO6HSRGUtDXWLOL]DU SHUIHFWDPHQWHXQDXWyPDWDWLSRFRPSDFWRSDUDUHDOL]DUDOJX QDVIXQFLRQHVSHURHQFLHUWDIRUPD LPSXOVDQGRODLQFRUSRUDFLyQGHHVWHHOHPHQWRFRPRFRQWURODGRUGHODLQVWDODFLyQHOpFWULFD (OVLVWHPDSRUDXWyPDWDSURJUDPDEOH3/& 3UR JUDPPDEOH/RJLF&RQWUROOHU &RQWURODGRU/yJLFR 3URJUDPDEOH HVXQ VLVWHPDFHQWU DOL]DGR TXH HVWiRULH QWDGR DOD JHVWLyQ GH SHTXHxDV \ PHGLDQDVLQVWDODFLRQHV
3. Características funcionales de los autómatas programables
Figura 1. Autómata programable.
(O DXWyPDWDSURJUDPDEOHR3/& 3URJUDPPDEOH /RJLF&RQWUROOHU HVHO FRPSRQHQWHTXHHQXQ FXDGURHOpFWULFR QRV SHUPLWHHODERUDU\PRGLILFDUODV IXQFLRQHV TXH WUDGLFLRQDOPHQWH VHKDQ UHDOL]DGR FRQ UHOpV FRQWDFWRUHV WHPSRUL]DGRUHVHWF+D\HQHOPHUFDGR DXWyPDWDVTXHVHDGD SWDQDFDVLWRGDV ODV QHFHVLGDGHV FRQH QWUDGDV VDOLGDV GLJLWDOHV \RDQDOyJLFDVSHTXHx RV \ JUDQGHV /D SURJUDPDFLyQVXH OH VHU VHQFLOOD GHSHQGLHQGR EiVLFDPHQWH GH OR TXHVHS UHWHQGD FRQVHJXLU $S HVDU GH SRGHUXWLOL]DUHQFDGDXQRGHORV GLVWLQWRV OHQJXDMHV GHSURJUDPDFLyQOD PLVPD VLPERORJtD HVTXHPDGH FRQWDFWRV QR HVIiFLOD SUHQGLHQGR XQR
GH HOORV VDEHU PDQHMDUHOGH FXDOTXLHU RWURI DEULFDQWH \DTXHHVD TXt GRQGHU DGLFD HOJUD Q LQFRQYHQLHQWH FDGDID EULFDQWH WLHQH VXSURS LR OHQJXDMH GH SURJUDPDFLyQ/R LPSRUWDQWHH V FRQRFHUODVSRVLELOLGDGHVGHXQDXW yPDWD\VDEHUFyPROOHYDUODVDODSU iFWLFDFRQFXDOTXLHUDGH ORVDXWyPDWDVH[LVWHQWHVHQHOPHUFDGR figura 1 (O$XWyPDWD3URJUDPDEOH,QGXVWULD O $3, QDFLyFRPRVROXFLyQDOFRQ WUROGHFLUFXLWRVFRPSOHMRV GHDXWRPDWL]DFLyQ3RUORWDQWRVHSXHGHGHFLUTXHXQ$3,QRHVPiVTXHXQDSDUDWRHOHFWUyQLFR TXHVXVWLWX\HORVFLUFXLWRVDX[LOLDUHVRGHPDQ GRGHORVVL VWHPDVDXWRPiWLFRV$pOVHFRQHFWDQ ORV FDSWDGRUHV ILQDOHV GH FDUUHUDSXOVDGRUHV SRUXQDSDUWH\ORVDFWXDGRUHV ERELQDVG H FRQWDFWRUHVOiPSDUDVSHTXHxRVUHFHSWRUHV SRURWUD 9HDPRVXQWtSLFRFLUFXLWRGHDXWRPDWLVPRVXQDUUDQFDGRU(VWUHOOD7ULiQJXORFRQWHPSRUL]DGRU /Dfigura 2PXHVWUDFRPRHVODWpFQLFDFDEOHDGD
Figura 2. Arrancador estrella / triángulo con técnica cableada.
3RUXQDSDUWHWHQHPRVHOFLUFXLWRGHIXHU]DTXHDOLPHQWDHOPRWRU\SRURWUDHOFLUFXLWRDX[LOLDUR GHPDQGRTXHUHDOL]DODPDQLREUDGHDUUDQTXHGHGLFKRPRWRU /Dfigura 3PXHVWUDFRPRVHUHDOL]DHOPLVPRPRQWDMHGHIRUPDSURJUDPDGD(OFLUFXLWRGHIXHU]D HVH[DFWDPHQWHHOPLVPRTXHHQODWpFQLFDFDEOHDGD 6LQ HPEDUJR HOGHPDQGRVHUi VXVWLWXLGR SRU XQDXWyPDWD SURJUDPDEOHDOFXDOVHXQ HQ HOpFWULFDPHQWHORVSXOVDGRUHV\ODVERELQDVGHORVFRQWDFWRUHV /DPDQLREUDGHDUUDQTXHODUHDOL]DUiHOSURJUDPDTXHSUHYLDPHQWHVHKDWUDQVIHULGRDODXWyPDWD
Figura 3. Arrancador estrella / triángulo con técnica programada.
4. Estructura de los autómatas programables
4.1. Estructura externa 6HUHILHUHDODVSHFWRItVLFRH[WHULRUGHOPLVPR \KD\TXHGLIHUHQFLDUGRVWLSRVGHFRQILJXUDFLRQHV R FODVHV FRPSDFWD\ PRGXODU 5HVSHFWRD VX GLVSRVLFLyQH[WHUQD ORVDXWyPDWDVSXHGHQ FRQWHQHU YDULDVGHHVWDVVHFFLRQH V HQXQ PLVPR PyGXOR R FDGDXQDGHHOODVVHSDUDGDVSRU GLIHUHQWHV PyGXORV (O DFRSODPLHQWRGHODXW yPDWD DORVFXDGURVR DUPDULRV HOpFWULFRVSXH GH KDFHUVHSRUFXDOTXLHUVLVWHPDQRUPDOL]DGR FDUULO',1SDQHORSODFDSHUIRUDGDHWF
4.1.1. Configuración compacta 6H FDUDFWHUL]DSRUTXHVXVHOHPHQWRV GLVSRQHQGHSRFDFDSDFLGDGGH(6 (QWUDGDV 6DOLGDV 'HELGRDVX UHGXFLGR WDPDxR \VXFRPSDFWDFLyQ OD UHODFLyQ GHHQWUD GDV \VDOLGDV WDPELpQ VHYHUHGXFLGD7LHQHFRPR FDUDFWHUtVWLFD SULQFLSDOODGHGLVSRQHU GHXQEORTXHHQHOTXHVHHQFXHQWU DQ WRGRV ORVHOHPHQWRVTXH OR FRQVWLWX\HQfigura 4 'LVSRQH GHGRVSRVLELOLGDGHVGH Figura 4. Autómata compacto. SURJUDPDFLyQ WHQHUX QD XQLGDG GH SURJUDPDFLyQ ILMDR VHU SURJUDPDGRSRUXQR UGHQDGRU HQFXDOTXLHU D GHORVG RV FDVRV ORV GLVSRVLWLYRVGHFRPXQLFDFLyQHQWUHHODXWyPDWD\HOHOHPHQWRGHSURJUDPDFLyQVHUiQGLIHUHQWHV
4.1.2. Configuración modular 6XSULQFLSDOFDUDFWHUtVWLFDUDGLFDH QTXHVXFRPSRVLFLyQVHGLYLGHHQPyGXORVRSDUWHVTXHVH YDQDFRSODQGRGHIRUPDTXHHODXWyPDWDSXHGDUHDOL]DUVXVIXQFLRQHVHVWDEOHFLGDVfigura 5
Figura 5. Autómata modular.
6HGLVWLQJXHQWUHVWLSRVGHHVWUXFWXUDVELHQGLIHUHQFLDGDV (VWUXFWXUD$PHULFDQD±GLIHUHQFLDODVHQWUDGDV\VDOLGDVGHOUHVWRGHODXWyPDWD (VWUXFWXUD'HVFHQWUDOL]DGD±FDGDPyGXORHVLQGHSHQGLHQWHGHODFHQWUDO (VWUXFWXUD(XURSHD±QHFHVLWDXQPyGXORSDUDFDGDIXQFLyQ
4.2. Estructura interna (VWi FRQVWLWXLGD SRUXQFRQMXQWR GHWDUMHWDVRGHFLUFXLWRVHQORVTXHVHKDQPRQW DGR FRPSRQHQWHV HOHFWUyQLFRVLQWHJU DGRV TXHVHDORMD Q HQFDMDVSDUDVHUSURWHJLGRV PHFiQLFDPHQWH\SRGHULQWHUFDPELDUODVFRQFRPRGLGDG /DV FRQH[LRQHVHQWUHODVGLIHUH QWHV WDUMHWDV VHUHDOL]DQDWUDYp V GHOEXV GH GDWRVTXH GHSHQGLHQGRGHOWLSRGHDXWyPDWD VHUHDOL]DUiGHGLVWLQWDIRUPD FDEOHDGRSRUFLUFXLWRLPSUHVR SRUSDUWUHQ]DGRHWF /DHVWUXFWXUDEiVLFDGHFXDOTXLHUDXWyPDWDHVODVLJXLHQWH )XHQWHGHDOLPHQWDFLyQ &38 0yGXORGHHQWUDGD 0yGXORGHVDOLGD 7HUPLQDOGHSURJUDPDFLyQ 3HULIpULFRV
4.2.1. Fuente de alimentación (VODHQFDUJDGDGHFRQYHUWLUODWHQVLyQGHODUHG9FDDEDMDWHQVLyQGHFFQRUPDOPHQWH Y6LHQGRpVWDODWHQVLyQGHWUDEDMRHQORVFLUFXLWRVHOHFWUyQLFRVTXHIRUPDHO$XWyPDWD(QORV DXWyPDWDVGHWLSRFRPS DFWRODIXHQWHGHDOLPHQWDFLyQYLHQHLQFRUSRUDGDHQHOPLVPRHOHPHQW R TXH OD&38HQORV3/ & 3URJUDPPDEOH /RJLF&RQWUROOHU &RQWURODGRU/yJLFR3URJUDPDEOH OD IXHQWHGHDOLPHQWDFLyQHVH[WHUQDDOD&38
8QD IXHQWHGHDOLPHQWDFLyQGHOPHUFDGRSXHG H VXPLQLVWUDU 9FFFRQFDSDFLG DG VXILFLHQWH SDUDDOLPHQWDUDWRGRVORVFRPSRQHQWHVD9FF /DIXHQWHGHDOLPHQWDFLyQSURSRUFLRQDODVWHQVL RQHVQHFHVDULDVSDUDHOEXHQIXQFLRQDPLHQWRGH ORV GLVWLQWRV FLUFXLWRV GHO VLVWHPD 'HELGR DTXHHODXWy PDWD HVWiIRUPDGRSRUEORTXHVT XH WHQVLRQHV \SRWHQFLDV GH GLIHUHQWHVQLYHOHV QRHV GHH[WUDxDU TXHODD OLPHQWDFLyQ VH UHTXLHUHQ REWHQJDGHYDULDVIXHQWHVVHSDUDGDVSURFXUDQGRLQGHSHQGL]DUODVVLJXLHQWHVSDUWHVGHOFLUFXLWR 8QLGDGFHQWUDOHLQWHUIDFHV(6 $OLPHQWDFLyQGHODVHQWUDGDV $OLPHQWDFLyQGHODVVDOLGDVGHWLSRHOHFWURPDJQpWLFR (QFDVLWRGRVORVDXWyPDWDVVHUHTXLHUHQGRVIXHQWHVXQ DSDUDODD OLPHQWDFLyQGHODXWyPDWD\ RWUD SDUDORVHPLVRUHVGHVHxDO\ SDUD ORVDFW XDGRUHV GHVDOLGD/DS ULPHUD ODG HO DXWyPDWD LQFRUSRUD XQD EDWHUtD GH WDPSyQTXHVHXW LOL]D SDUD HO PDQWHQLPLHQWR GHDOJX QDV SRVLFLRQHV LQWHUQDV\GHOSURJUDPDGHXVXDULRFXDQGRIDOODODDOLPHQWDFLyQRVHGHVFRQHFWDHODXWyPDWD 7DPELpQ HQ XQDLQVWDODFLyQDXW RPDWL]DGD ORVPyGXORVGHHQWUDG DV \VDOLGDVSXHGHQVHU DOLPHQWDGRVFRQIXHQWHVGHDOLPHQWDFLyQLQGHSHQGLHQWHV
4.2.2. CPU controlador /D8QLGDG&HQWUDOGH3URFHVRVR&HQWUDO3URFHVV8QLW &38 HVHODXWpQWLFRFHUHEURGHOVLVWHPD 6H HQFDUJD GHUHFLE LU ODVRUGHQHV GHORSHUDULRSRUPHGLRGHOD FRQVROD GHSURJ UDPDFLyQ \HO PyGXORGHHQWUDGDV3RVWHULRUPHQWHODVSURFHVDSDUDHQYLDUUHVSXHVWDVDOPyGXORGHVDOLGDV(Q VXPHPRULDVHHQFXHQWUDUHVLGHQWHHOSURJUDPDGHVWLQDGRDFRQWURODUHOSURFHVR (Q OD &38 &HQWUDO 3URFHVV 8QLW 8QLGDG&HQWUDOGH3URFHVRHVGRQGHVHLQWHUSUHWDQODV LQVWUXFFLRQHVGHOSURJUDPDOD PHPRULDOHSHUPLWHLQGLFDUDOD&38TXp HVORTXHGHEHHMHFXWDU HQFDGDPRPHQWR figura 6 /DV WDUMHWDVGHHQWUDGD FRQHFWDQDO 0Ï'8/2 DXWyPDWD ORVVHQVRUHV (;3$16,Ï1 SURSRUFLRQiQGROHV OD LQIRUPDFLyQ TXH pVWRVFDSWDQSDUDSRGHU XWLOL]DUOD GHSHQGLHQGR GHVX SURJUDPDFLyQ /DV WDUMHWDVGHVDOLGD FRQHFWDQ DO DXWyPDWD ORVUHFHSWRU HV \DFW~DQ VREUH HOORVJREH UQDQGR \ FRQWURODQGRODLQVWDODFLyQ /D &38HVODSDUWHG HO DXWyPDWD TXH UHDOL]D RSHUDFLRQHV FiOFXORV HWF\DOOtYDQFRQHFWDGRVHOUHVWRGH Figura 6. CPU y módulo de expansión. ORVPyGXORVGHHQWUDGDV\VDOLGDV (Q OD&38 YDQ DORMDGDVODVGLIHUH QWHV PHPRULDV5$0 520 \ ((3520 SRUH VH PRWLYRO D SURJUDPDFLyQVHKDGHUHDOL]DUHQOD&38
4.2.3. Módulos de entradas ([LVWHQGLIHUHQWHVHQWUDGDVGHSHQGLHQGRGHOQ~ PHURGHpVWDV+D\PyGXORVGH FXDWURHQWUDGDV GLJLWDOHV D 9FFPyGXORVGHRFKRHQWUDGDVGLJLWDOH V D9FF\PyGXOR V GHGLHFLVpLV HQWUDGDVGLJLWDOHVD9FF/D PDQHUDGHRSHUDUFRQORVGLVWLQWRV PyGXORVGHHQWUDGDVHVOD PLVPD/R~QLFRTXHYDUtDHVHOQ~PHURGHHQWUDGDVItVLFDVGLVSRQLEOHV &XDQGR VH FRQHFWD XQ PyGXOR GH HQWUDGD DO &2032%86 KD\TXH FRQILJXUDUOR PHGLDQWHX Q EORTXHGHPLFURLQWHUUXSWRUHVTXHFRQWLHQHHOFDQDOTXHYDDRFXSDUGHQWURGHOiUHDGHPHPRULD ,5 5HOpVLQWHUQRV HO 3/& FRQVWDGHELWVFXDQGRVHXWLOLFHXQ PyGXORGHHQWUDGDV GLJLWDOHVVHXWLOL]DUiQWRGRVORVELWVGHHVHFDQDOFXDQGRVHHPSOHHQPyGXORVGHDHQWUDGDV GLJLWDOHVVHSRGUiQXWLOL]DUORV RORVELWVGH OFDQDOLQLFLDOSHUGLpQGRVHHOUHVWRFR PRHQWUDGDV ItVLFDVORVELWVGHOFDQDOVHSXHGHQXWLOL]DUFRPRELWVGHWUDEDMR 'HIiEULFDORVPyGXORV YLHQHQGLUHFFLRQDGRVFRPRFDQDO3DUDSRGHUHIHFWXDUDOJ~QFDPELR HVQHFHVDULRTXHHO3/&HVWpGHVFRQHFWDGRGHODFRUULHQWHHOpFWULFD $OPyGXORGHHQWUDGDV VHXQHQHOpFWULFDPHQWHORVFDSWDGRUHV LQWHUUXSWRUHVILQDOHVGHFDUUHUD SXOVDGRUHV /DLQIRU PDFLyQ UHFLELGDHQpO HVHQYLDG D DOD&38SDUDVHUSURFHVDGD GH DFXHUGRODSURJUDPDFLyQUHVLGHQWH 6HSXHGHQGLIHUHQFLDUGRVWLSRVGHFDSWDGRUHVFRQHFWDEOHVDOPyGXORGHHQWUDGDV ORV3DVLYRV\ ORV$FWLYRV /RV Captadores Pasivos figura 7 VRQDTXH OORV TXH FDPELDQ VX HVWDGR OyJLFR DFWLYDGR Q R DFWLYDGRSRUPHGLRGHXQDDFFLyQ PHFiQLFD(VWRVVRQORV,QWHUUXSWRUHVSXOVDGRUHVILQDOHVGH FDUUHUDHWF
Figura 7. Captadores pasivos.
Figura 8. Captadores activos.
/RVCaptadores Activos figura 8 VRQGLVSRVLWLYRVHOHFWUyQLFRVTXHQHFHVLWDQVHUDOLPHQWDGRV SRU XQDWHQVLyQSDUDT XH YDUtHQVXHVWDGROy JLFR (VWHH V HOFDVRG H ORVGLIHUH QWHV WLSRVG H GHWHFWRUHV ,QGXFWLYRV &DSDFLWLYRV)RWRHOpFW ULFRV 0XFKRVGHHVW RV DSDUDWRVSXHGHQVHU DOLPHQWDGRVSRUODSURSLDIXHQWHGHDOLPHQWDFLyQGHODXWyPDWD (O TXHFRQRFHFLUFX LWRV GHDXWRPDWLVPRVLQG XVWULDOHV UHDOL]DGRV SRU FRQWDFWRUHV VDEUiTX H SXHGH XWLOL]DUFRPRFDSWDGRUHVFRQWDFWRVHO pFWULFDPHQWH DELHUWRVRHOpFWULFD PHQWH FHUUDGRV GHSHQGLHQGR GHVX IXQFLyQ HQ HO FLUFXLWR &RPRHMHPSOR SRGHPRV YHU XQVLPSOHDUUDQFDGR U SDURPDUFKD figura 9 (QpOVHGL VWLQJXHHOFRQWDFWRXVD GRFRPRSXOVDGRUGHPDUFKDTXHHV QRUPDOPHQWHDELHUWR\HOXVDGRFRPRSXOVDGRUGHSDUDGDTXHHVQRUPDOPHQWHFHUUDGR 6LQ HPEDUJRHQFLUFXLW RV DXWRPDWL]DGRVSRU DXWyPDWDV ORVFDSWDGR UHV VRQJH QHUDOPHQWH DELHUWRV
(OPLVPRDUUDQFDGRUSDURPDUFKD UHDOL]DGRFRQXQDXWyPDWDHVHOGHOD figura 10(QpOVHYH TXHDPERVSXOVDGRUHV\HOUHOpWpUPLFRDX[LOLDUVRQDELHUWRV
Figura 9. $UUDQFDGRUSDURPDUFKDFRQFRQWDFWRUHV
Figura 10. AUUDQFDGRUSDURPDUFKDFRQDXWyPDWD
4.2.4. Módulos de salidas (O PyGXORGHVDOLGDV GHO DXWyPDWDHVHOHQ FDUJDGR GHDFWLYDU\ GHVDFWLYDU ORVDFWXDGRU HV ERELQDVGHFRQWDFWRUHVOiPSDUDVPRWRUHVSHTXHxRVHWF ([LVWHQ YDULRVPyGXORVGHVDOLGD V LJXDOTXH FXDQGRVH FRQHFWDX Q PyGXORGHVDOLGDD O &2032%86VHGHEHFRQILJXUDUFRQHOEORTXH GHPLFURUXSWRUHVTXHOOHYHLQFRUSRUDGR/DWDEO D GHDVLJQDFLyQGHFDQDOHVSRUPyG XORVGHVDOLGD HVODPLVPDTXHSDUDORVPyGXORVGHHQWUDGD HQHVWHWLSRGHDXWyPDWDHOGLUHFFLR QDPLHQWRGHORVPyGXORVHVFODYRV GHVDOLGDVVHUHDOL]DUiD SDUWLUGHOQ~PHUR /D LQIRUPDFLyQHQYLDGD SRU ODVHQWUDGDVDOD&38XQD YH] SURFHVDGD VHHQYtDD O PyGXORGH VDOLGDVSDUDTXHpVWDVVHDQDFWLYDGDV\DOD YH]ORVDFWXDGRUHVTXHHQHOODVHVWiQ FRQHFWDGRV 6HJ~Q HOWLS R GHSURFHVRDFRQWUROD U SRUHODXW yPDWD SRGHPRVXWLOL]D U GLIHUHQWHV PyGXORV GH VDOLGDV ([LVWHQWUHVWLSRVELHQGLIHUHQFLDGRV - $UHOpV - $WULDF - $WUDQVLVWRUHV
4.2.4.1. Módulos de salidas a relés 6RQ XVDGRVHQFLUFXLWR V GHFRUULHQ WH FRQWLQXD\ DOWHUQD (VWiQEDVDGRVHQODFRQPXWDFLyQ PHFiQLFD SRUODERELQD GHOUHOpGH XQFRQWDFWR HOpFWULFRQRUPDOPHQWHDELHUWR figura 11
([LVWHQ GRVWLSRVGHVDOLGDVD UHOpXQDGH \ RWUD GHODVFRQH[LRQHVGHO PyGXOR GH VDOLGDV DUH Op VRQH[D FWDPHQWH LJXDOHVFRQOD ~QLFD GLIHUHQFLD TXHHOPyGXORGH VDOLGDVD UHOp QRG LVSRQH GH ORVWHUPLQDOHVGHVGH HO Q~PHUR DOQ~PHUR \GHVGH&20KDVW D &20
Figura 11. Módulos de salidas a relés.
3DUD XWLOL]DU ORVHO HPHQWRV HVFODYRVGHVD OLGD DUHOpK D\ TXHWHQHUPX\HQFXHQWDTXH OD LQWHQVLGDG GH FRUULHQWH Pi[LPD SHUPLWDTXHOR V FRQWDFWRV GH ORVUH OpV PRQWDGRV HQ ODXQ LGDG VHDGH$ VLODFDUJDTXHVHYDDDOLPHQWDUVREUHSDVDHVDLQWHQVLGDGK D\TXHLQWHUFDODUXQUHOp FDOLEUDGRFRPRVLVHWUDWDUDGHXQDVDOLGDGHWUDQVLVWRU
4.2.4.2. Módulos de salidas a triacs 6H XWLOL]DQ HQ FLUFXLWRV GHFRUULHQ WH FRQWLQXD \ FRUULHQWH DOWHUQD TXH QHFHVLWHQ PDQLREUDV GH FRQPXWDFLyQPX\UiSLGDV figura 12
Figura 12. Módulos de salidas a triacs.
4.2.4.3. Módulos de salidas a transistores a colector abierto
Figura 13. Módulos de salidas a transistor.
(OXVRGHOHVWHWLSRGHPyGXORVHVH[FOXVLYRGH ORV FLUFXLWRV GHFF,JX DOPHQWH TXHHQORVGH 7ULDFV HVX WLOL]DGR HQ FLUFXLWRV TXH QHFHVLWHQ PDQLREUDV GHFRQH[LyQGHVFRQ H[LyQ PX\ UiSLGDV figura 13 6H SXHGHQGLVSRQHUGH WUHVWLSRV GH PyGXORV GHVDOLGDDWUDQVLVWRU GHVDOLGDV GHVDOLGDV GHVDOLGDV
&XDQGRVHXWLOL]DXQPyGXORGHVDOLGDGHyGHVDOLGDVHOUHVWRGHORVELWVGHOFDQDOVHSLHUGHQ SDUDFRQH[LRQDUUHFHSWRUHVSHURVHSXHGHQXWLOL]DUFRPRELWVGHWUDEDMR *HQHUDOPHQWH ODVVDO LGDV DWUDQ VLVWRU VH XWLOL]DQ LQWHUFDODQGR XQ UHOpSDUD FRQHFWDU R GHVFRQHFWDUHOHPHQWRVUHFHSWRUHVGHXQDLQVWDODFLyQ $FRQWLQXDFLyQVHSXHGHQREVHUYDUGLIHUHQWHVIRUPDVGHF RQHFWDUORVDFWXDGRUHVDORVPyGXORV GHVDOLGDVGHSHQGLHQGRGHOWLSRGHPyGXORXWLOL]DGR(VWRVVRQDOJXQRVHMHPSORV figura 14
Figura 14. Ejemplos de conexión de actuadores a los módulos de salida.
4.2.5. Terminal de programación (OWHUPLQDORFRQVRODGHSURJUDPDFLyQHVHOTXHSHUPLWHFRPXQLFDUDORSHUDULRFRQHOVLVWHPD /DVIXQFLRQHVEiVLFDVGHpVWHVRQODVVLJXLHQWHV - 7UDQVIHUHQFLD\PRGLILFDFLyQGHSURJUDPDV - 9HULILFDFLyQGHODSURJUDPDFLyQ - ,QIRUPDFLyQGHOIXQFLRQDPLHQWRGHORVSURFHVRV &RPRFRQVRODVGHSURJUDPDFLyQSXHGHQVHUXWLOL]DGD VODVFRQVWUXLGDVHVSHFtILFDPHQWHSDUDHO DXWyPDWDWLSRFDOFXODGRUD figura 15 RELHQXQRUGHQDGRUSHUVRQDO figura 16 y3&TXHVRSRUWH XQVRIWZDUHHVSHFLDOPHQWHGLVHxDGRSDUDUHVROYHUORVSUREOHPDVGHSURJUDPDFLyQ\FRQWURO
Figura 15. Terminal de programación portátil.
Figura 16. Terminal de programación tipo PC.
6HSXHGHGRWDUGHXQW HUPLQDOWiFWLO17HQXQL QWHUIDFHSDUDHOXVXDULRTXHSXHGHOOHJDUDVHU PX\LQWXLWLYRVHQFLOOR\ IXQFLRQDOFRQVWDGHXQDSDQWDOODGHFULVWDOOtTXLGRHQFRORURPRQRFURPR GRQGHVHPXHVWUDQHVWDGRVYDORUHVHWF
<VREUHODPLVPDSDQWDOODVHFRQILJXUDQSXOVDGRUHVRSHUDWLYRVSDUDDFWXDUVREUHORVHOHPHQWRV GHODLQVWDODFLyQ (VHOSURSLRSURJUDPDGRUGHHVWDWHUPLQDOHOTXHGHEHGRWDUOHGHODVFDUDFWHUtVWLFDVIXQFLRQDOHV (O WHUPLQDOW iFWLO JHQHUDOPHQWH YDFRQHFWDGRD OD PLVPDWHQVLyQGH IXHQWH GHDOLPHQWDFLyQG HO 3/& ODFRQH[LyQFRQHO3/&VHUHDOL]DDWUDYpVGHOSXHUW R GHFRPXQLFDFLRQH V VHULH56 FX\RVFRQHFWRUHVHVWiQGLVSXHVWRVWDQWRHQOD&38FRPR HQHOWHUPLQDO17WDPELpQVHSXHGH UHDOL]DU OD FRQH[LyQ DO3/&PHGL DQWH HOSUR WRFROR GHFRPXQLFDFLR QHV 56VLHQGRODV FDUDFWHUtVWLFDVGHWUDQVPLVLyQGHGDWRVODVPLVPDVSHURFRQODGLIHUH QFLDTXHFRQHO56OD GLVWDQFLDPi[LPDHVGHPHWURV\FRQHO56ODGLVWDQFLDPi[LPDHVGHPHWURV 3DUD ODVDSOLFDFLRQHV GHGRPyWLFDORVWHUPLQDOHVDGHFXDG RV VRQORVTXHSUHVHQWHQXQDEXHQD UHVROXFLyQHQODSDQWDOODTXHQRVHDGHPDVLDGRSHTXHxD\VLHVSRVLEOHHQFRORU (Q GRPyWLFDVHSRGUi Q LQFOXLU IXQFLRQHV WDOHVFR PR FRQWURO \YLVXDOL]DFLyQ GHO HVWDGR GH OD LOXPLQDFLyQ FRQWUROGHORVHOHFWURG RPpVWLFRV YLVXDOL]DFLyQ GHOFRQVX PR FRQWUROGHSHUVLDQD V JHVWLyQGHDODUPDVWpFQLFDVFRQWUROGHFOLPDWL]DFLyQFRQWUROPDQXDO \FRQSURJUDPDFLyQKRUDULD GHULHVJRVKLVWyULFRGHDODUPDVUHORMGHVLVWHPDSODQRVRSHUDWLYRVGHSODQWDVGHYLYLHQGDVHWF
4.2.6. Periféricos /RVSHULIpULFRVQRLQWHUYLHQHQGLUHFWDPHQWHHQHOIXQFLRQDPLHQWRGHODXWyPDWDSHURVLQHPEDUJR IDFLOLWDQODODERUGHORSHUDULR /RVPiVXWLOL]DGRVVRQ *UDEDGRUDVDFDVVHWWHV - ,PSUHVRUDV - &DUWXFKRVGHPHPRULD((3520 - 9LVXDOL]DGRUHV\SDQHOHVGHRSHUDFLyQ23 figura 17 y figura 18
Figura 17. Conexión de un visualizador a un autómata.
Figura 18. Panel de operación.
5. Memoria 'LVWLQJXLPRVGRVWLSRVGHPHPRULDODPHPRULDLQWHUQD\ODPHPRULDGHSURJUDPD Memoria interna (VWD PHPRULDDOPDFHQD HOHVWDGR GH ODVYDULDEOHVTXHPDQHMDHODXWy PDWD HQWUDGDVVDOLGDV FRQWDGRUHV HWF/D PHPRULDLQWHUQDILMD VXVFDUDFWHUt VWLFDV HQ IXQFLyQ D OD FDSDFLGDG GH GLUHFFLRQDPLHQWR GH(6Q~PHUR \WLSRGH YDULDEOHVLQWHUQDVPDQLSXODGDV 3RUHOOROD FODVLILFDFLyQGHHVWDPHPRULDVHUHDOL]DHQIXQFLyQGHOWLSRGHYDULDEOHVXWLOL]DGDV\HOQ~PHURGH ELWVTXHRFXSDODYDULDEOH Posiciones de 1 bit (bits internos) 0HPRULDLPDJHQGH(6 5HOpVLQWHUQRV 5HOpVHVSHFLDOHVRDX[LOLDUHV
Posiciones de 8, 16 ó más bits (registros internos) 7HPSRUL]DGRUHV &RQWDGRUHV 5HJLVWURVGHXVRJHQHUDO
/DVYDULDEOHVFRQWHQLGDVHQODPHPRULDLQWHUQDSXHGHQVHUPRGLILFDG DVWRGDVODVYHFHVTXH VH GHVHHSRUORTXHHVWDDFWXDOL]DFLyQFRQWLQXDREOLJDDFRQVWUXLUHVWHiUHDFRQPHPRULDV5$0 (O iUHDGHPHPRULDLPDJHQDOPDFHQDODV~OW LPDV VHxDOHV OHtGDVHQ OD HQWUDGD\HQYLDGDVDOD VDOLGDDFWXDOL]iQGRVHWUDVFDGDHMHFXFLyQFRPSOHWDGHOSU RJUDPD(OWUDWDPLHQWRGHODVVHxD OHV GHHQWUDGD\VDOLGDDWUDYpVGHODPHPRULDLPDJHQVLJXHORVVLJXLHQWHVSDVRV /D&38FRQVXOWDORVHVWDGRVGHODVVHxDOHVHQODLQWHUID]GHHQWUDGDV\FDUJDFRQHOORVOD PHPRULDLPDJHQGHHQWUDGD 'XUDQWHODHMHFXFLyQOD&38\EDMRFRQWUROGHOSURJUDPDGHXVXDULRUHDOL]DFi OFXORVD SDUWLU GHORVGDWRVHQODPH PRULD LPDJHQ \ GH ORVUHJLVWURVLQWHUQRV(OUHVXOWDGRHV GHSRVLWDGRHQODPHPRULDLPDJHQGHVDOLGDV )LQDOL]DGD ODHMHFXFLyQ OD&38WUDVILHUHD ODV LQWHUIDFHV GH VDOLGD ORV HVWDGRV GH ODV VHxDOHV FRQWHQLGDV HQODPH PRULD LPDJHQGHVDOLGDVTXHG DQGR HOVLVW HPD SUHSDUDGR SDUDFRPHQ]DUXQQXHYRFLFOR /DVSRVLFLRQHVGHODPHPRULDLPD JHQVRQGHQRPLQDGDVSXQWRV( 6\VXQ~PHURHVYDULD EOH GHSHQGLHQGRGHOPRGHORGHODXWyPDWD\GHOD FRQILJXUDFLyQGHOVLVWHPD(OUHVWRGHODPH PRULD LQWHUQDVHXWLOL]DFRPRPHPRULDGHGDWRVUHOpVLQ WHUQRV\UHJLVWURVLQWHUQRV(QWUHHVWRV~OWLPRV VHHQFXHQWUDQORVFRQWDGRUHV\ORVWHPSRUL]DGRUHV Memoria de programa (VWDPHPRULDDOPDFHQDHOSURJUDPDGHXVXDULR\WDPELpQSXHGHFRQWHQHUGDWRVDOIDQXPpULFRV\ WH[WRVYDULDEOHV/DVPHPRULDVGH XVXDULRVXHOHQVHU5$0EDWHUtDR (3520 ((35203RU ORJHQHUDOVHVXHOHQXWLOL]DUPHPRULDV5$0E DWHUtDSDUDHOGHVDUUROOR GHSURJUDPD\OXHJRVH SDVDQDPHPRULDV(3520((3520FXDQGR\DHVWiILQDOL]DGDODSURJUDPDFLyQ (O FRQMXQWR GHGLUH FFLRQHV FRUUHVSRQGLHQWHV D WRGDV ODV SRVLFLRQHVGHPHPRULDTXHSXHG H GLUHFFLRQDUOD&38VHG HQRPLQDPDSDGHPHPRULD\VXORQJLWXGGHSHQGHGHWUHVI DFWRUHV GHOD FDSDFLGDG GH GLUHFFLRQDPLHQWR GHOD&38GHOQ~PHURGH(6FRQHFWDGDVTXH GHWHUPLQD OD ORQJLWXGGHODPHPRULDLPDJHQ(6\GHODORQJLWXGGHODPHPRULDGHXVXDULRXWLOL]DGD
6. Funcionamiento (OSURFHVDGRUHMHFXWDODVLQVWUXFFLRQHVGHODVLJXLHQWHIRUPD /HH HLQWHUSUHWDODVLQ VWUXFFLRQHV GHO SURJUDPDJUDEDGRHQODPH PRULD \GHGX FH ODV RSHUDFLRQHVDHIHFWXDU 5HDOL]DODVLQVWUXFFLRQHVXRSHUDFLRQHVOyJLFDV$1'\25 (Q IXQFLyQGHOSURJUDPDHOSURFHVDGRUHODERUD\WUDQVPLW H ODVyUGHQHVGHODVVDOLGDV KDFLDORVDFWXDGRUHV (O WLHPSRGHOHFWXUDG HO SURJUDPDGHSHQGHG HO Q~PHUR\GHODQDW XUDOH]D GH OD LQIRUPDFLyQ DOPDFHQDGD DOJXQRVPLOLVHJXQGR V &XDOTXLHU PRGLILFDFLyQ HQHOHVW DGR GHXQDH QWUDGD OHtGD HQJHQGUD XQDVHxDOGHVDOLGDTXH SXHGHFRQWURODUXQUHFHSWRUPLHQWUDVODVIXQ FLRQHV WLHQHQ OXJDUVXFHVLYDPHQWH
7. Colocación de los componentes en el cuadro eléctrico /DVGLPHQVLRQHVGHOFXDGURHOpFWULFR\ODFRORFDFLyQGHORVHOHPHQWRVDFWXDGRUHVGHOVLVWHPDVH GHEHQUHDOL]DUHQEDVHDXQDVHULHGHFULWHULRVTXHVHUHIOHMDUiQDFRQWLQXDFLyQ
7.1. Dimensión 3DUDVDEHUODFDSDFLGDGGHORVFXDGURVHOpFWULFRVGHXQDLQVWDODFLyQVHGHEHUiVDEHUHOQ~PHUR GHFRPSRQHQWHVTXHYDHQHOORVVL ODLQVWDODFLyQFRQVWDGHXQFXDGURHOpFWULFR~QLFRVHGHEH Ui FRQWDU HOQ~ PHUR GHHQWUDGDVGH 9FFLQGH SHQGLHQWHVGH ODLQ VWDODFLyQ 6HHQWLHQGH FRPR HQWUDGDLQGHSHQGLHQWHDTXHOODTXHYDDHIHFWXDUDOJXQDRSHUDFLyQGLVWLQWDDFXDOTXLHURWUDVLKD\ DOJXQDHQWUDGDTXHYDDUHDOL]DUD OJXQDRSHUDFLyQH[DFWDPHQWHLJXDODRWUDVHG HEHFRQVLGHUDU FRQHFWDUODVHQSDUDOHOR\RFXSDUVyORXQDHQWUDGDHQHOPyGXORHQOXJDUGHGRV
7.2. Módulos $XQTXH HV SRVLEOH FRORFDU ORVPyGXORVIXHUD GHOR V FXDGURV HOpFWULFRV FXDQGR pVWRVHVW pQ DORMDGRVHQORVFXDGURVVHWHQGUiQHQFXHQWDXQDVHULHGHFRQVLGHUDFLRQHV +D\ TXHFRQVHUYDUODG LVWDQFLD GH VHJXULGDG GH PLOtPHWURVHQWUH ORV FRQGXFWRUHV GH 9 FD\ORV9FF /RVFDEOHVWLHQHQTXHVXMHWDUVHDOFXDGURHOpFWULFRGHPDQH UDTXHODG LVWDQFLDPXWXDQRSXHGD FDPELDUVH6LHVWRHVSRVLEOHORVFDEOHVGH9FFWHQGUiQHOPLVPRDLVODPLHQWRTXHORVFDEOHV GHDOLPHQWDFLyQ 9FD
8. Modos de funcionamiento de la CPU /D&38WLHQHWUHVPRGRVGHIXQFLRQDPLHQWR Modo Program (QHV WH PRGRVH SXHGHHVFULELUODSURJUDPDFLyQERUUDUODRHGLWDUOD H[LVWHQWH
Modo Monitor(VWHPRGRHVGHH MHFXFLyQ3HUPLWHUHDOL]DUFDPELRVFRQODFRQVR ODTXHHQ HOPRGRGH5XQQRVHSHUPLWHQ3RUHMHPSORIRU]DUHVWDGRVGHELWVFDPELDUGDWRVHWF Modo Run (VHOPRGRGHHMH FXFLyQ DO LQLFLR GH OD DOLPHQWDFLyQ GHO DXWyPDWD HOPRGRGH IXQFLRQDPLHQWRYLHQHGHWHUPLQDGRIXQGDPHQWDOPHQWHSRUGRVIDFWRUHV
(O HVWDGRGHOFRQPXWDGRUGHPRGRGHODFRQVRODGH FRQH[LRQDGDDOD&38
SURJUDPDFLyQ FXDQGR HVWi
/DFRQILJXUDFLyQGHODXWyPDWDUHDOL]DGDVREUHFDQDOHVUHVHUYDGRVGH PHPRULDGHGDWRV FXDQGRODFRQVRODQRHVWiFRQH[LRQDGDDOD&38
9. Lenguajes de programación $O FRQMXQWR WRWDOGH LQVWUXFFLRQHV yUGHQHV\ VtPERORV TXH HVWiQG LVSRQLEOHV SDUD HVFULELU XQ SURJUDPD VHOHGHQRPLQDOHQJXDMH GHSURJUDPDFLyQGHODXWyPDWD(VWHOHQJXDMH GHSHQGHGHO DXWyPDWD HPSOHDGR\ GH VXIDEULFDQWHTXHGHFLGHHOWLS R GHXQLGDGGHSURJUDPDFLyQ OLWHUDO JUiILFD \ HO LQWpUSUHWH TXHXWLOL]DVXP iTXLQD PLHQWUDVTXHH O PRGHORGHU HSUHVHQWDFLyQ GHSHQGHGHOXVXDULRTXHORHOLJHVHJ~QVXVQHFHVLGDGHVRFRQRFLPLHQWRV &XDQGR VXUJLHURQORV DXWyPDWDV SURJUDPDEOHVORKLFLHURQ FRQODQH FHVLGDG GH VXVWLWXLU D ORV HQRUPHVFXDGURVGHPDQLREUDFRQVWUXLGRVFRQFRQWDFWRUHV\UHOpV3RUORWDQWRODFRPXQLFDFLy Q KRPEUHPiTXLQDGHEHUtDVHUVLPLODUDODXWLOL]DGDKDVWDHVHPRPHQWR(OOHQJXDMHXVDGRGHEHUtD VHULQWHUSUHWDGRFRQIDFLOLGDGSRUORVPLVPRVWpFQ LFRVHOHFWULFLVWDVTXHDQWHULRUPHQWHHVWDEDQHQ FRQWDFWR FRQ ODLQVWDOD FLyQ (VWRVOHQJXDMHVK DQ HYROXFLRQDGRHQORV~OWLPRVWLHPSRVGHW DO IRUPDTXHDOJXQRVGHHOORV\DQRWLHQHQQDGDTXHYHUFRQHOWtSLFRSODQRHOpFWULFRDUHOpV /RVOHQJXDMHVPiVVLJQLILFDWLYRVVRQ HVTXHPDGHFRQWD FWRVOLVWDGRGHLQVWUXFFLRQHVJUDIFHW\ IXQFLRQHVOyJLFDV
9.1. Esquema de contactos (EC) (O OHQJXDMH GH FRQWDFWRV H[SUHVDODVUHODFLRQH V HQWUH VHxDOHV ELQDULDV FRPRXQD VXFHVLyQG H FRQWDFWRVHQVHULH\HQSDUDOHOR (V HOTXH PiV VLPLOLWXGHVWLHQHFRQHO XWLOL]DGR SRU XQHOHFWU LFLVWD DO HODERUDU FXDGURV GH DXWRPDWLVPRV0XFKRV DXWyPDWDV LQFOX\HQPy GXORV HVSHFLDOHV GH VRIWZDUHSDUDSRGHUSURJUDPDU JUiILFDPHQWHGHHVWDIRUPD (Q UHVXPHQHVXQDIRUPDGH TXH UHSUHVHQWD SURJUDPDFLyQ JUiILFDPHQWHFRPRVHTXLHUHTXHIXQFLRQH HO DXWyPDWD$HVWHWLS R GHGLDJUD PD GH Figura 19. Símbolos básicos. FRQWDFWRVWDPELpQVHOHOODPD/DGGHU /RV HOHPHQWRVEiVLFR V figura 19 TXHFRQILJ XUDQ ODIXQFLyQVHUHSUHVHQWDQHQWUHGRVOtQHD V YHUWLFDOHVTXHVLPEROL]DQODVOtQHDVGHDOLPHQWDFLyQ
3DUD ODVOt QHDV GHIX QFLyQ PiV FRPSOHMDV figura 20 FRPR WHPSRUL]DGRUHV UHJLVWURV GH GHVSOD]DPLHQWR HWFVHHPSOHDHOIRUPDWRGH EORTXHV(VWRVQRHVW iQ IRUPDOL]DGRVDXQT XH JXDUGDQ XQDJUDQVLPLOLWXGHQWUHVtSDUDGLVWLQWRVIDEULFDQW HV \UHVXOWDQPXFKR PiV H[SUHVLYRV TXHVLVHXWLOL]DSDUDHOPLVPRILQHOOHQJXDMHHQOLVWDGHLQVWUXFFLRQHVRPQHPyQLFR
Figura 20. Símbolos complejos.
Figura 21. Secuencia de instrucciones.
8QSURJUDPDHQHVTXHPDGHFRQWDFWRVORFRQVWLWX\HQXQDVHULHGHUDPDVGHFRQWDFWRV 8QDUDPDHVWiFRPSXHVWDGHXQDVHULHGHFRQWDFWRVFRQH FWDGRVHQVHULHRHQSDUDOHORTXHGDQ RULJHQDXQDVDOLGDTXHELHQSXHGHVHUXQDERELQDRXQDIXQFLyQHVSHFLDO (OIOXMRGHODVHxDOYDGHL]TXLHUGDDGHUHFKD\GHDUULEDDEDMR $XQDUDPDGHFLUFXLWRHQHVTXHPDGHFRQWDFWRVOHFRUUHVSRQGHXQDVHFXHQFLDGHLQVWUXFFLRQHV HQIRUPDPQHPyQLFD figura 21 7RGDV ODV UDPDV GH FLUFXLWR VH LQLFLDQ FRQ XQDLQ VWUXFFLyQ /2$' 8QDERELQDQRSXHGHYHQLUFRQH FWDGDGLUHFWDPHQWHGHODEDUUD GH LQLFLR(QWDOFDVR HVQHFHVD ULR LQWHUSRQHUXQFRQWDFWR Figura 22. Conexión bobina. VLHPSUHFHUUDGR figura 22 $ODGHUHFKDGHXQDERELQDQRHVSRVLEOHSURJUDPDUQLQJ~QFRQWDFWR (OQ~PHURGHFRQWDFWRVSRVLEOHVHQVHULHRHQSDUDOHORHVSUiFWLFDPHQWHLOLPLWDGR (V SRVLEOH FRORFDU HQ SDUDOHOR R PiVERELQDV figura 23 (O GLDJUDPDGHF RQWDFWRV SXHGH VHULQWURGXFLG R GLUHFWDPHQWH HQODXQLGDGGHSURJUDPDFLyQPHGLDQWHXQ HGLWRU GHVt PERORV JUiILFRV/RV FRQWDFWRV GH UHOpVVH FRPSRQHQ GHGRVHVW DGRV TXH SHUPLWHQ GHILQLUVREU H Figura 23. Conexión bobinas. HOORV XQi OJHEUD GH%RROHGHQRPLQDGDXVXDOPHQWH iOJHEUD GHFRQWDFWRV (VWRVLJQ LILFD TXHFXDOTXLHUIX QFLyQ OyJLFDSXHGHVHUWUDQVFULW D GLUHFWDPHQWHDGLDJUDPDGHFRQWDFWRV\ YLFHYHUVDWUDQVFULSFLRQHVGHXWLOLGDGFXDQGRVHWUDWDGH YLVXDOL]DUJUiILFDPHQWHXQSURJUDPDHVFULWRHQOHQJXDMHERROHDQR /RV GLDJUDPDV GHFRQWDFWRVLQFOX \HQ GHVGH VXV RUtJHQHV EORTXHVI XQFLRQDOHV FRPR VRQOR V WHPSRUL]DGRUHV \ORV FRQWDGRUHV 8WLOL]DQGR HVWRV EORTXHV VREUHOR V FXDOHVSXHGH GHILQLUVH OD EDVHGHWLHPSRV\HOWLHPSRILQDOHQORVWHPSRUL]DGRUHV\HOPyGXORGHSDUR\UHVHWHQHOFDVRGH ORV FRQWDGRUHV HOOHQJXDMHGHFRQWDFWRVSHUPLWHSURJUD PDU GLUHFWDPHQWHFXDOTXLHUHVTXHPD HOpFWULFRGHUHOpV
6LQ HPEDUJR \DOLJXD O TXHRFXUUtDHQHOOHQJXDMHERROH DQR WDPELpQHQpVWHVHGHVDUUROODQ EORTXHV IXQFLRQDOHV FRPSOHMRV TXH SHUPLWHQODPDQLSXODFLyQGHGD WRV \ODVRSH UDFLRQHV FRQ YDULDEOHVGLJLWDOHVGHYDULRVELWV/DSUHVHQFLDGHHVWRVEORTXHVIXQFLRQDOHVHVSHFLDOHVPXOWLSOLFD ODSRWHQFLDGHSURJUDPDFLyQVLQGH MDUGHPDQWHQHUODVYHQWDMDVGHODU HSUHVHQWDFLyQJUiILFDGHO SURJUDPD
9.2. Listado de instrucciones (LI) (Q ORVDXWyPDWDVGHJ DPD EDMDH V HO~QLFRPRGRGHSURJUDPDFLyQ&RQVLVWHHQHODERUDUXQ D OLVWD GH LQVWUXFFLRQHV R PQHPyQLFRVTXHVH DVRFLDQ D ORVVtPERORV\VXFRPELQDFLyQHQ XQ FLUFXLWRHOpFWULFRDFRQWDFWRV7DPELpQGHFLUTXHHVWHWLSRGHOHQJXDMHHVHQDOJXQRVORVFDVR V ODIRUPDPiVUiSLGDGHSURJUDPDFLyQHLQFOXVRODPiVSRWHQWH (O lenguaje mnemónico QRHVPD V TXHODDGDSWDFLyQGHOGLDJUDPDG H FRQWDFWRVRODGGHUDO OHQJXDMHGHODXWyPDWD (O OHQJXDMH ERROHDQR HVWi FRQVWLWXLGR SRUXQ FRQMXQWR GH LQVWUXFFLRQHV TXH VRQ WUDQVFULSFLyQ OLWHUDOGHODVfunciones del álgebra de BooleDVDEHU 25IXQFLyQVXPDOyJLFD $1'IXQFLyQSURGXFWROyJLFR /2'OHHUYDULDEOHLQLFLDO 287HQYLDUUHVXOWDGRDVDOLGD 25/2'FRORFDEORTXHHQSDUDOHOR $1'/2'FRORFDEORTXHHQVHULH (QXQDRSHUDFLyQQRUPDOHODXWyPDWDXWLOL]DDOJXQDVRWUDVLQVWUXFFLRQ HVGHOOHQJXDMHERROHDQR TXH OHSHUPLWHQPDQ HMDU HOHPHQWRVGHFR P~Q DXWRPDWL]DFLyQ\ TXHVRQODVVLJXLH QWHV LQVWUXFFLRQHVVHFXHQFLDOHV 7,0GHILQLUXQWHPSRUL]DGRU &17GHILQLUXQFRQWDGRU 6(7DFWLYDUXQDYDULDEOHELQDULD XQLGDGGHPHPRULD 567GHVDFWLYDUXQDYDULDEOHELQDULD 7DPELpQH[LVWHRWURVWLSRVGHLQVWUXFFLRQHVFRPRODVVLJXLHQWHV ''VXPDU %%UHVWDU 08/PXOWLSOLFDU ',9'LYLGLU &03FRPSDUDUYDULDEOHVGLJLWDOHV )5URWDFLRQHVGHELWV YDULDEOHVGHELQDULDV +,)7URWDFLRQHVGHSDODEUDV YDULDEOHVGLJLWDOHV 029WUDQVIHUHQFLDVGHGDWRV &'%,1FRQYHUVLRQHVGHFyGLJRVQXPpULFRVHWF (1'ILQGHSURJUDPD -03VDOWRGHEORTXHGHSURJUDPD 0&6KDELOLWDFLyQGHEORTXHGHSURJUDPD -0368%VDOWRDVXEUXWLQDHWF
$O OHQJXDMH UHVWDQWH TXH QRSXHG H OODPDUVH \D ERROHDQRGHVSXpVGHDPSOLDU OR FRQ HVWDV H[WHQVLRQHVVHOHGHQRPLQD OLVWDGHLQVWUXFFLRQHV ,QVWUXFWLRQ/LVW $OJXQRVIDEULFDQWHVDPSOtDQODVFD SDFLGDGHVGHSURJUDPDFLyQGHVXV DXWyPDWDVGHJDPDEDM D FRQ HVWDVLQVWUXFFLRQ HV DYDQ]DGDVTXHVHUtDQGHPiV OyJLFDDSOLFDFLyQHQ DXWyPDWDV GH VXSHULRUHVSUHVWDFLRQHV(OWLHPSRGHHMHFXFLyQUHVXOWDQWH WLHPSRGHVFDQ VREUH&38EiVLFDV GHVDFRQVHMDVXHPSOHRHQODPD\RUtDGHODVRFDVLRQHV 3DUD SURJUDPDGRUHVH[SHUWRVHVS RVLEOH UHDOL]DUSURJUDPD V VLQGHVDUU ROODU HOGLDJ UDPD ODGGHU VLQHPEDUJRSDUDLQLFLD UVHHQODSURJUDPDFLyQGH ORV3/&HVFDVLREOLJDGRGHVDU UROODUSULPHUR XQ GLDJUDPDGHFRQWD FWRV TXH VH DVHPHMHOR PiVSRVLEOHDXQHVT XHPD GHPDQGRGHXQ DXWRPDWLVPRSDUDOXHJRFRQYHUWLUORDOHQJXDMHPQHPyQLFRHLQWURGXFLUORHQHODXWyPDWD /DVHQWHQFLD /' /RDGFDUJDXQFRQWDFWRHQODOtQHDYHUWLFDO2SHUDFLyQGHLQLFLR GHFLUFXLWRSRU FRQWDFWRQRUPDOPHQWHDELHUWR /DVHQWHQFLD/RDG1RWFDUJDXQFRQWDFWRHQODOtQHDYHUWLFDO2SHUDFLyQGHLQLFLR GHFLUFXLWRSRU FRQWDFWRQRUPDOPHQWHFHUUDGR /DRUGHQ$1'DVRFLDXQFRQWDFWR1$ 1RUPDOPHQWH$ELHUWR HQVHULH /DRUGHQ$1'127DVRFLDXQFRQWDFWR1& 1RUPDOPHQWH&HUUDGR HQVHULH /DRUGHQ25DVRFLDXQFRQWDFWR1$ 1RUPDOPHQWH$ELHUWR HQSDUDOHOR /D2UGHQ25127DVRFLDXQFRQWDFWR1& 1RUPDOPHQWH&HUUDGR HQSDUDOHOR /DVHQWHQFLD127FD PELDHOHVWDGRHQUHSRVRGHODVHQWUDGDVRVDOLG DVGHDELHUWRRFHUUDGR\ YLFHYHUVD /DRUGHQ287LQWURGXFHXQDVDOLGD (OOHQJXDMHPQHPyQLFRWLHQHWUHVLQGLFDGRUHVEiVLFRV Dirección(VHOQ~PHURGHRUGHQGHODOtQHDGHOSURJUDPD Operador(VODVHQWHQFLDTXHVHOHHVWiDVLJQDQGRDOELW Operando(VHOELWDOTXHVHOHDSOLFDODVHQWHQFLD RUGHQ /DRUGHQ25/'FLHUUDHQSDUDOHORORVGRV~OWLPRVEORTXHVGHFRQWDFWRVTXHKDQFRPHQ]DGRSRU /' /DRUGHQ$1'/'FLHUUDHQVHU LHORVGRV~OWLP RVEORTXHVGHFRQWDFWRVTXHKDQFRPHQ]DGRSRU /'
9.3. Funciones lógicas (FL) (OSODQRGHIXQFLRQHVOyJLFDVUHVXOWDHVSHFLDOPHQWHFyPRGRGHXWLOL]DU DWpFQLFRVKDELWXDGRV D WUDEDMDUFRQFLUFXLWRVGHSXHUWDVOyJLFDV\DTXHODVLPERORJtDXVDGDHQDPERVHVHTXLYDOHQWH
/DSURJUDPDFLyQSRUGLDJUDPDVOyJLFRVTXHG HULYDGHODUHSUHVHQWDFLyQSRUORJLJ UDPDKDELWXDO HQWUH ORVWp FQLFRV HQ HOHFWUyQLFDG LJLWDO LQFOX\H FRPREORTXHVQRUPDOL]DGRVD OJXQDV IXQFLRQHV VHFXHQFLDOHV WtSLFDVHQ DXWRPDWL]DFLyQFRPRWHPSRUL]DGRUHV\FRQWDGRUHVHLQFOXVRDOJXQR V EORTXHV FRPELQDFLRQDOHV \GHWUDWDPLHQWRQXPpULF RV FRPR PXOWLSOH[RUHV GHPXOWLSOH[RUHV VXPDGRUHV PXOWLSOLFDGRUHV HWF SHUR QRDOFDQ]DOD PXOWLWXG GHIXQFLRQHVTXHKDQLGR DxDGLpQGRVH DOD V OLVWDV GHLQVWUXFFLRQHV \G LDJUDPDV GHFRQWDFWRV FRPRH[WHQVLRQHVDH VWRV OHQJXDMHV 3RUHVWDUD]yQ\HQVH QWLGRHVWULFWRODSURJUDPDFLyQSRUGLDJUDPDVOyJLFRVTXHG DUHVHUYDGDD DSOLFDFLRQHV HQODVTXHVyORLQWHUYHQJDQYDULDEOHVERROHD QDV WRGRQDGD\DOJ XQRV EORTXHV VHFXHQFLDOHVHOHPHQWDOHV WHPSRUL]DGRUHVFRQWDGRUHVUHJLVWURVGHGHVSOD]DPLHQWRHWF (VWDFLUFXQVWDQFLDXQLGDDOGHVFRQRFLPLHQWRGHOGLDJUDPDOyJLFRSRUSDUWHGHOXVXDULRKDELWXDO GHODXWyPDWDH[SOLFDODEDMDGLIXVLyQGHHVWRVOHQJXDMHVGHSURJUDPDFLyQ /DPXHVWUDXQHMHPSORGHSURJUDPDFLyQFRQSODQRGHIXQFLRQHVFRPSDUDGRFRQHOPLVPR SURJUDPDHQGLDJUDPD GHFRQWDFWRVVHJ~QORVOHQJXDMHVJUiILFRV67(3GH6LHPH QV'DGDOD H[LVWHQFLDDQWHVFRPHQWDGDGHEORTXHVQRUPDOL]DGRVSDU DWRGDVODV SRVLEOHVRSHUDFLRQHVGHO DXWyPDWDORVIDEULFDQWHVKDQRSWDGRSRUSHUPLWLUHOXVRHQVXVFRQVR ODVJUiILFDVHOXVRGHORV EORTXHVGHH[WHQVLyQGHILQLGRVHQHOGLDJUDPDGHFRQWD FWRVD~QWUDEDMDQGREDMRHOHQWRUQR GH GLDJUDPD OyJLFR HOOHQ JXDMH UHVXOWDQWH LPSOLFDXQJUXSRTXHUHFRJ H WRGDOD SRWHQFLD GH SURJUDPDFLyQGHODXWyPDWD\HQ HOTXHHOXVXDULRSXHGHHOHJLUODIRUPDGHUHSUHVHQWDFLyQTX H SUHILHUDSDUDODVUHSUHVHQWDFLRQHVEiVLFDV $1'25127HWF $OJXQDVXQLGDGHVGHSURJUDPDFLyQEDVDGDVHQ RUGHQDGRU HVSHFtILFR GHFDGDIDEULFDQWHR3& GH XVRJH QHUDO SHUPLWHQDOXVX DULR GHILQLU VXVSURSLRVEORTXHVOyJLFRVD SDUWLUGHORV SUHH[LVWHQWHV LQFRUSRUDQGR QXHYDVIXQFLRQH V PDFUREORTXHV TXHSXH GHQ VHULQ FRUSRUDGDV DO OHQJXDMH
10. Grafcet (SFC) (VHOOODPDGR*UiILFRGH2UGHQ(WDSD7UDQVLFLyQ+DVLGRHVSHFLDOPHQWHGLVHxDGRSDUDUHVROYHU SUREOHPDVGHDXWRPDWLVPRVVHFXHQFLDOHV /DV DFFLRQHV VRQDVRFLDGDVDODVHWDSDV\ODVFRQGLFLRQ HV DFXPSOLUODVWUDQVLFLRQHV(VWH OHQJXDMH UHVXOWD HQRUPHPHQWH VHQFLOOR GHL QWHUSUHWDU SRURSHUDULRVVLQFRQ RFLPLHQWRV GH DXWRPDWLVPRVHOpFWULFRV 0XFKRV GH ORV DXWyPDWDVTXHH[LVW HQ HQHOPH UFDGR SHUPLWHQODSURJU DPDFLyQ HQ*5$)&(7 WDQWRHQPRGRJUiILFRRFRPRSRUOLVWDGHLQVWUXFFLRQHV (Q ODDFWX DOLGDG GLYHUVRV DXWyPDWDVSURJUD PDEOHV LQFRUSRUDQDOJ XQDV LQVWUXFFLRQHV GH SURJUDPDFLyQ TXHSHUPLWHQLQWURGX FLU GLUHFWDPHQWHHOJUDIRGH*5$) &(7 (QRWURVFDVRVVH GLVSRQH GH VRIWZDUHFDSD]GHFRPSLODUXQJUDIR*5$)&(7DO OHQJXDMH GH ODPiTXLQ D SHUPLWLHQGRHQDPERVXQDJUDQIOH[LELOLGDG\UDSLGH]GHGLVHxRFRQYHQWDMDVVXVWDQ FLDOHVHQODV IDVHV GHYHULILFDFLyQH[SORWDFLyQRHYHQWXDOPRGLILFDFLyQGHODXWRPDWLVPR$SHV DU GHHOORQR GHEHFRQIXQGLUVHHO*5$)&(7FRQXQOHQJXDMHGHSURJUDPDFLyQ (OJUiILFRIXQFLRQDOFRPSOHPHQWDGRFRQORVPpWRGRVGHOiOJHEUDGH%RROHSHUPLWHLUPiVDOOiGH OD VLPSOHGHVFULSFLyQHLQWHUSUHWDFLy Q JUiILFDGHXQSURFHVR\VHKDFR QYHUWLGR HQ XQD SRWHQWH KHUUDPLHQWDGHGLVHxRGHVLVWHPDVOyJLFRVFRQXQDVUHJODVEDVWDQWHVVLPSOHV
/RVSULQFLSLRVTXHLQ VSLUDURQODFUHDFLyQGHO*5$)&(7 \HQORVTXH VHEDVDVXDSOLFDFLyQVRQ ORVVLJXLHQWHV D GHEH FDUDFWHUL]DUVH HOI XQFLRQDPLHQWR GHODXWRPDWLVPRFR Q WRWDOLQGHSHQGHQFLD GH ORV FRPSRQHQWHVFRQORVTXHYD\DDVHUFRQVWUXLGR E HO FRQMXQWRGHXQVLVWHPDDXWR PiWLFR VHGLYLGHHQGRVS DUWHV SDUWHGHFRQWURO 3& \ SDUWH RSHUDWLYD 32 / D SDUWHGH FRQWURO FRPSUHQGH WRGR DTXHOORTX H FRQWULEX\HDOD DXWRPDWL]DFLyQGHOSURFHVR F (O HOHPHQWRIXQGDPHQW DO GHXQSURFHVRHVODRSHUDFLyQ GHQRPL QDGD HWDSDHQHO OHQJXDMHGH*5$)&(7 HQWHQGLHQGRFRPRWDOXQDDFFLyQUHDOL]DGDSRUHODXWRPDWLVPR G 'HEH GLYLGLUVHHOSURFHVRHQPDFURHWDSDV \ pVWDV HQHWDSDVPiVHOHPHQWDOHVKDVWD FRQVHJXLUTXHODVDFFLRQHVDUHDOL]DUHQFDGD XQDGHHOODVGHSHQGDQVyORGHUHOD FLRQHV FRPELQDFLRQDOHV HQWUHHQWUDGD\V DOLGDV &DGDXQDGHHVWDVHWDSDVHOHPHQWDOHVWHQGUi DVRFLDGDXQDvariable de estado H (VWDEOHFHUXQJUiILFRGHHYROXFLyQTXHLQGLTXHODVHFXHQFLDGHRSHUDFLRQHVVHFXHQFLDGH HWDSDV\ODVFRQGLFLRQH VOyJLFDVSDUDSDVDUGHXQDDRWUD GHQRPLQDGDVFRQGLFLRQ HVGH WUDQVLFLyQ HQ HOOHQJX DMH GH*5$)&(7 &RPRUHVXOWDGR GH HVWDID VH VHREW LHQHQ ODV HFXDFLRQHV OyJLFDV GH ODVYDULDEOHVGHHVWD GR \SRUWDQWRTXHGD UHVXHOWDOD SDUWH VHFXHQFLDOGHODXWRPDWLVPR I (VWDEOHFHUSDUDFDGDRSHUDFLyQHOHPHQWDO HWDSD ODVUHODFLRQHVOyJLFD VHQWUHHQWUDGDV\ VDOLGDVXWLOL]DQGRHYHQWXDOPHQWHRWUDVYDULDEOHVLQWHUQDVFRPELQDFLRQDOHV J )LQDOPHQWHLPSOHPHQWDUHOVLVWHPDXWLOL]DQGRWDQWRVELHVWDEOHVFRPRYDULDEOHVGHHVWDGR \FDEOHDQGRRSURJUDPDQGRODVUHODFLRQHVOyJLFDVREWHQLGDVHQODVIDVHVH\I 7DPELpQ SRGHPRV XWLOL]DUORSDUDUHVROYHUSUREO HPDV GH DXWRPDWL]DFLyQ GHIRUPDWHyULFD \ SRVWHULRUPHQWHFRQYHUWLUORDSODQRGHFRQWDFWRV
11. Cuestionario 5HVSRQGHU 9GHYHUGD GHUR R)G H IDOVRVH J~Q FRUUHVSRQGD DFDGDXQDGHODVVLJXLHQW DILUPDFLRQHV
HV
CUESTIONARIO
3URJUDPDEOH VLJQLILFDT XH WLHQHDE VROXWD FDSDFLGDG GHDG DSWDFLyQ HVGHFLUTX H VHSXHGHDGHFXDUDODVQHFHVLGDGHVGHODLQVWDODFLyQHQFXDOTXLHUPRPHQWR (O DXWyPDWDSURJUDPDEOHHVXQGLVSRVLWLY R GHVWLQDGRDFR QWURODU ODVR SHUDFLRQHV VHFXHQFLDOHVGHFXDOTXLHUWLSRGHSURFHVR (O WLHPSRGHOHFWXUDGH O SURJUDPD GHSHQGH GHOQ~PHUR\ GH ODQDWXUDOH]DGHOD LQIRUPDFLyQDOPDFHQDGDSHURQRUPDOPHQWHRVFLODVREUHDOJXQRVPLQXWRV /D&38HVODSDUWHGHO DXWyPDWDTXHUHDOL]DR SHUDFLRQHVFiOFXORVHWF\DOOtYDQ FRQHFWDGRVHOUHVWRGHORVPyGXORVGHHQWUDGDV\VDOLGDV ([LVWHQPyGXORVGHFXDWURHQWUDGDVGLJLWDOHVPyGXORVGHGLH]HQWUDGDVGLJLWDOHV\ PyGXORVGHYHLQWLVpLVHQWUDGDVGLJLWDOHVD9FF (O FRQGXFWRUTXHVHGH EH HPSOHDU SDUD FDEOHDUODVHQWUDGDVHVGH PP GH VHFFLyQHOFXDOSHUPLWHKROJDGDPHQWHLQVWDODUKDVWDPHWURVGHORQJLWXG +D\ TXHF RQVHUYDU ODGLVWDQFLD GH VHJXULGDG GHPLOtPHWURVHQWUHORV FRQGXFWRUHVGH9FD\ORV9FF /D &38WLHQHWUHVPRG RV GHIXQ FLRQDPLHQWR 0RGR3URJUDP0RGR5XQ\0RG R 0RQLWRU ([LVWHQ GHPDQHUDJHQHUDOL]DGD GRVWLS RV GH OHQJXDMHV GHSURJU DPDFLyQ HO GLDJUDPDGHFRQWDFWRV\HOOHQJXDMHPQHPyQLFR (O OHQJXDMHPQH PyQLFR WLHQHWUHVLQGLFDGRU HV EiVLFRV 'LUHFFLyQ 6HQWLGR\ 2SHUDGRU
9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 ) 9 )
$QH[R 6tPERORVHOpFWULFRV 1RUPDVGHUHSUHVHQWDFLyQHQ Índice SODQRV\HVTXHPDV
Contenidos 1. Símbolos eléctricos 1.1. Naturaleza de corriente 1.2. Forma de conducción 1.3. Tipos de contactos 1.4. Órganos de medida 1.5. Órganos de control 1.6. Sistemas de mando mecánicos 1.7. Sistemas de mando eléctricos 1.8. Materiales diversos 1.9. Conexiones y bornas 1.10. Elementos de señalización 1.11. Máquinas eléctricas rotativas 2. Normas de representación en planos y esquemas 2.1. Colocación general en la representación desarrollada 2.2. Representación del circuito de potencia 2.3. Representación de los circuitos de control y de señalización 2.4. Indicaciones complementarias
1. Símbolos eléctricos SÍMBOLO
DESIGNACIÓN
NATURALEZA DE CORRIENTE &RUULHQWHDOWHUQD &RUULHQWHFRQWLQXD &RUULHQWHUHFWLILFDGD &RUULHQWHDOWHUQD WULIiVLFDGH+] 7LHUUD 0DVD 7LHUUDGHSURWHFFLyQ FORMA DE CONDUCCIÓN &RQGXFWRUGHFLUFXLWR DX[LOLDU &RQGXFWRUGHFLUFXLWR SULQFLSDO &RQGXFFLyQGHWUHV FRQGXFWRUHV 5HSUHVHQWDFLyQ XQLILODUGHWUHV FRQGXFWRUHV &RQGXFWRUQHXWUR
&RQGXFWRUGH SURWHFFLyQ
&RQGXFWRUGH SURWHFFLyQ\QHXWUR MXQWRV
&RQGXFWRUHV DSDQWDOODGRV
SÍMBOLO
DESCRIPCIÓN TIPOS DE CONTACTOS &RQWDFWRQRUPDOPHQWHDELHUWR 1$ SULQFLSDOVHFXQGDULR
&RQWDFWRQRUPDOPHQWHFHUUDGR 1& SULQFLSDOVHFXQGDULR
,QWHUUXSWRU 6HFFLRQDGRU &RQWDFWRGHFRQWDFWRU 5XSWRU 'LV\XQWRU ,QWHUUXSWRUVHFFLRQDGRU ,QWHUUXSWRUVHFFLRQDGRUFRQ DSHUWXUDDXWRPiWLFD
)XVLEOHVHFFLRQDGRU &RQWDFWRGHGRVGLUHFFLRQHV DSHUWXUDDQWHVTXHFLHUUH
&RQWDFWRGHGRVGLUHFFLRQHVFRQ SRVLFLyQPHGLDQDGHDEHUWXUD
&RQWDFWRVUHSUHVHQWDGRVHQ SRVLFLyQDFFLRQDGD &RQWDFWRVGHDSHUWXUDRFLHUUH DQWLFLSDGR
&RQWDFWRVGHDSHUWXUDRFLHUUH UHWDUGDGR
&RQWDFWRGHSDVRFRQ FLHUUHPRPHQWiQHRDO DFFLRQDPLHQWRGHVX PDQGR &RQWDFWRGHSDVRFRQ FLHUUHPRPHQWiQHRDO DFFLRQDPLHQWRGHVX PDQGR
ÓRGANOS DE MEDIDA
&RQWDFWRGHFLHUUHFRQ SRVLFLyQPDQWHQLGD
0DQGRHOHFWURPDJQpWLFRGHSXHVWD DOUHSRVRWUDEDMR
'LVSRVLWLYRDFFLRQDGRSRUSUHVLyQ
5HOpGHVREUHLQWHQVLGDGGHGHIHFWR WpUPLFR
,QWHUUXSWRUGHSRVLFLyQ
&RQWDFWRVGHDSHUWXUD RFLHUUHWHPSRUL]DGRV DOWUDEDMR &RQWDFWRVGHDSHUWXUD RFLHUUHWHPSRUL]DGRV DOUHSRVR ,QWHUUXSWRUGHSRVLFLyQ GHDSHUWXUDGH PDQLREUDGHDSHUWXUD SRVLWLYD
5HOpGHVREUHLQWHQVLGDGGHGHIHFWR PDJQpWLFR
5HOpGHPtQLPDWHQVLyQ
5HOpGHPHGLGDHQJHQHUDO
'LVSRVLWLYRGHDFFLRQDPLHQWRSRU QLYHOGHXQIOXLGR 5HOpGHIDOORGHWHQVLyQ
ÓRGANOS DE CONTROL 6tPERORHQJHQHUDOGH PDQGR HOHFWURPDJQpWLFR
0DQGR HOHFWURPDJQpWLFR &RQWDFWRUDX[LOLDU
0DQGR HOHFWURPDJQpWLFR &RQWDFWRU 0DQGR HOHFWURPDJQpWLFRGH GRVGHYDQDGRV 0DQGR HOHFWURPDJQpWLFRGH SXHVWDDOWUDEDMR UHWDUGDGD 0DQGR HOHFWURPDJQpWLFRGH XQUHOpGHUHPDQHQFLD 0DQGR HOHFWURPDJQpWLFRGH HQFODYDPLHQWR PHFiQLFR %RELQDGH HOHFWURYiOYXOD
5HOpGHPi[LPDFRUULHQWH SISTEMAS DE MANDO MECANICOS 'LVSRVLWLYRGHUHWHQFLyQ
5HWRUQRDXWRPiWLFR (QFODYDPLHQWRPHFiQLFR
0DQGRPHFiQLFRPDQXDOGH SDODQFD
0DQGRPHFiQLFRPDQXDOGH SDODQFDFRQPDQHWD
0DQGRPHFiQLFRPDQXDOGHOODYH
0DQGRGHUROGDQD
7HUPLVWDQFLD
SISTEMAS DE MANDO ELÉCTRICOS 0DQGRSRUHIHFWRGH SUR[LPLGDG
'LVSRVLWLYRVHQVLEOHD ODSUR[LPLGDG FRQWURODGRSRUOD DSUR[LPDFLyQGHXQ LPiQ 'LVSRVLWLYRVHQVLEOHD ODSUR[LPLGDG FRQWURODGRSRUOD SUR[LPLGDGDOKLHUUR
)RWRGLRGR
0DQGRSRUURFH
)RWRUHVLVWHQFLD
7UDQVIRUPDGRUGHWHQVLyQ
$XWRWUDQVIRUPDGRU
MATERIALES DIVERSOS 7UDQVIRUPDGRUGHFRUULHQWH
&RUWDFLUFXLWRVIXVLEOH
&RUWDFLUFXLWRVIXVLEOH FRQSHUFXWRU
3DUDUUD\RV
'LRGR
$UUDQFDGRUGHPRWRUHQJHQHUDO
$UUDQFDGRUHVWUHOODWULiQJXOR
3XHQWHUHFWLILFDGRU
7LULVWRU
$SDUDWRLQGLFDGRUHQJHQHUDO
7UDQVLVWRU131
$PSHUtPHWUR
(OHPHQWRGHXQDSLOD
&RQWDGRUGHDPSHULRVKRUD
&RQGHQVDGRU
)UHQRHQJHQHUDO
5HVLVWHQFLD
6KXQW
$SDUDWRJUDEDGRUHQJHQHUDO
,QGXFWDQFLD
3RWHQFLyPHWUR
5HORM
)UHQRDSUHWDGR
'HWHFWRUIRWRHOpFWULFR
9iOYXOD
CONEXIONES Y BORNAS
(OHFWURYiOYXOD
'HULYDFLyQ
&UXFHVLQFRQH[LyQ
&RQWDGRUGHLPSXOVRV
'HWHFWRUGH SUR[LPLGDGLQGXFWLYR
%RUQD
'HWHFWRUGH SUR[LPLGDGFDSDFLWLYR
3XHQWHGHERUQDVFRQUHIHUHQFLDV
&ODYLMD PDQGR SRWHQFLD
7RPDFRUULHQWH PDQGR SRWHQFLD
&ODYLMD\WRPDFRUULHQWH PDQGR SRWHQFLD
ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN /iPSDUDGH VHxDOL]DFLyQ
$YLVDGRUDF~VWLFR
7LPEUH
6LUHQD
=XPEDGRU
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS 0RWRU$VtQFURQR WULIiVLFRFRQURWRUHQ FRUWRFLUFXLWR
0RWRUDVtQFURQRGHGRV YHORFLGDGHVSRUYDULDFLyQGHSRORV
0RWRUDVtQFURQR PRQRIiVLFR
0RWRUDVtQFURQRGH GRVGHYDQDGRV GRV YHORFLGDGHV
*HQHUDGRUGHFRUULHQWHDOWHUQD
0RWRUDVtQFURQRFRQ VHLVERUQDV FRQHFWDGRHVWUHOOD WULiQJXOR
*HQHUDGRUGHFRUULHQWHFRQWLQXD GtQDPR &RQPXWDGRUWULIiVLFRFRQWLQXRGH H[FLWDFLyQHQGHULYDFLyQ
0RWRUGHFRUULHQWH FRQWLQXDGHH[FLWDFLyQ LQGHSHQGLHQWH
0RWRUGHFRUULHQWHFRQWLQXDGH H[FLWDFLyQFRPSXHVWD
0RWRUGHFRUULHQWH FRQWLQXDGHH[FLWDFLyQ VHULH
0RWRUDVtQFURQRWULIiVLFRFRQURWRU GHDQLOORV 0RWRUDVtQFURQRGRWDGRGHVRQGDV GHWHUPLVWDQFLD
0RWRUGHLPiQ SHUPDQHQWH
LETRAS DE REFERENCIA REF.
DENOMINACIÓN
APLICACIONES
$
&RQMXQWRVVXEFRQMXQWRV IXQFLRQDOHV GHVHULH
$PSOLILFDGRUGHWXERVRGHWUDQVLVWRUHVDPSOLILFDGRU PDJQpWLFRUHJXODGRUGHYHORFLGDGDXWyPDWD SURJUDPDEOH
%
7UDQVGXFWRUHVGHXQD PDJQLWXGHOpFWULFDHQRWUD PDJQLWXGHOpFWULFDRYLFHYHUVD
3DUWHUPRHOpFWULFRGHWHFWRUIRWRHOpFWULFRGLQDPyPHWUR HOpFWULFRSUHVRVWDWRGHWHFWRUWHUPRHOpFWULFR WHUPRVWDWRGHWHFWRUGHSUR[LPLGDG
&
&RQGHQVDGRUHV
'
2SHUDGRUHVELQDULRV GLVSRVLWLYRVGHWHPSRUL]DFLyQ GHSXHVWDHQPHPRULD
(
0DWHULDOHVYDULRV
)
'LVSRVLWLYRVGHSURWHFFLyQ
*
*HQHUDGRUHV 'LVSRVLWLYRVGHDOLPHQWDFLyQ
$OXPEUDGRFDOHIDFFLyQHOHPHQWRVQRLQFOXLGRVHQHVWD WDEOD &RUWDFLUFXLWRIXVLEOHOLPLWDGRUGHVREUHWHQVLyQ SDUDUUD\RVUHOpGHSURWHFFLyQGHPi[LPDGHFRUULHQWH GHXPEUDOGHWHQVLyQ *HQHUDGRUDOWHUQDGRUFRQYHUWLGRUURWDWLYRGH IUHFXHQFLDEDWHUtDRVFLODGRURVFLODGRUGHFXDU]R
+
'LVSRVLWLYRVGHVHxDOL]DFLyQ
3LORWROXPLQRVRDYLVDGRUDF~VWLFR
. .$
5HOpVGHDXWRPDWLVPR\ FRQWDFWRUHV 5HOpVGHDXWRPDWLVPR\ FRQWDFWRUHVDX[LOLDUHV
2SHUDGRUFRPELQDWRULROtQHDGHUHWDUGREiVFXOD ELHVWDEOHEiVFXODPRQRHVWDEOHJUDEDGRUPHPRULD PDJQpWLFD
8WLOL]DU.$\.0HQORVHTXLSRVLPSRUWDQWHV &RQWDFWRUDX[LOLDUWHPSRUL]DGRWRGRWLSRGHUHOpV
.0
&RQWDFWRUHVGHSRWHQFLD
/
,QGXFWDQFLDV
%RELQDGHLQGXFFLyQERELQDGHEORTXHR
0
0RWRUHV
1 3 4
6XEFRQMXQWRQRGHVHULH
,QVWUXPHQWRVGHPHGLGD\GH SUXHED $SDUDWRVPHFiQLFRVGH FRQH[LyQSDUDFLUFXLWRVGH SRWHQFLD
$SDUDWRLQGLFDGRUDSDUDWRJUDEDGRUFRQWDGRU FRQPXWDGRUKRUDULR 'LV\XQWRUVHFFLRQDGRU
5
5HVLVWHQFLDV
5HVLVWHQFLDUHJXODEOHSRWHQFLyPHWURUHyVWDWRVKXQW WHUPLVWDQFLD
6
$SDUDWRVPHFiQLFRVGH FRQH[LyQSDUDFLUFXLWRVGH FRQWURO
$X[LOLDUPDQXDOGHFRQWUROSXOVDGRULQWHUUXSWRUGH SRVLFLyQFRQPXWDGRU
7
7UDQVIRUPDGRUHV
7UDQVIRUPDGRUGHWHQVLyQWUDQVIRUPDGRUGHFRUULHQWH
8
0RGXODGRUHV\FRQYHUWLGRUHV
9 : ; < =
7XERVHOHFWUyQLFRV\ VHPLFRQGXFWRUHV 9tDVGHWUDQVPLVLyQJXtDV GHRQGDVDQWHQDV %RUQDVFODYLMDV]yFDORV $SDUDWRVPHFiQLFRV DFFLRQDGRVHOpFWULFDPHQWH &DUJDVFRUUHFWLYDV WUDQVIRUPDGRUHVGLIHUHQFLDOHV ILOWURVFRUUHFWRUHVOLPLWDGRUHV
'LVFULPLQDGRUGHPRGXODGRUFRQYHUWLGRUGHIUHFXHQFLD FRGLILFDGRUFRQYHUWLGRUUHFWLILFDGRURQGXODGRU DXWyQRPR 7XERGHYDFtRWXERGHJDVWXERGHGHVFDUJDOiPSDUD GHGHVFDUJDGLRGRWUDQVLVWRUWLULVWRUUHFWLILFDGRU 7LUDQWH FRQGXFWRUGHUHHQYtR FDEOHMXHJRGHEDUUDV &ODYLMD\WRPDGHFRQH[LyQFOLSVFODYLMDGHSUXHED WDEOLOODGHERUQDVVDOLGDGHVROGDGXUD )UHQRHPEUDJXHHOHFWURYiOYXODQHXPiWLFD HOHFWURLPiQ (TXLOLEUDGRUFRUUHFWRUILOWUR
2. Normas de representación en planos y esquemas
2.1. Colocación general en la representación desarrollada - - -
/DVOtQHDVKRUL]RQWDOHVTXHVHHQFXHQWUDQHQODSDUWHVXS HULRUGHOHVTXHPDGHOFLUFXLW R GHSRWHQFLDUHSUHVHQWDQODUHG /RV GLYHUVRVPRWRUHVRDSDUDWRVUHFHSWRUHV VH VLW~DQH Q ODVGHULYDFLRQHVHQ IRUPD SHUSHQGLFXODUDODVOtQHDVKRUL]RQWDOHVTXHUHSUHVHQWDQODUHG (O HVTXHPDGHPDQGRRFRQWUR O VHGH VDUUROOD HQWUH GRV OtQHDV KRUL]RQWDOHV TXH UHSUHVHQWDQODVGRVSRODULGDGHV
2.2. Representación del circuito de potencia 6H SXHGHUHSUHVHQWDU HO FLUFXLWR GH SRWHQFLD HQ IRUPDXQLILODURPXOWLILODU/D UHSUHVHQWDFLyQ XQLILODUVyORGHEHXWLOL]DUVHHQORVFDVRVPiVVHQFLOORVFRPRSRUHMHPSORDUUDQFDGRUHVGLUHFWRV DUUDQFDGRUHVGHPRWRUHVGHGRVGHYDQDGRVHWF (QODVUHSUHVHQWDFLRQHVXQLILODUHOQ~PHURGHWUD]RVREOLFXRVTXHFUX]DQHOWUD]RTXHUHSUHVHQWD ODVFRQH[LRQHV\VHxDODHOQ~PHURGHFRQGXFWRUHV&RPRSRUHMHPSOR – GRVHQHOFDVRGHXQDUHGPRQRIiVLFD
– WUHVHQHOFDVRGHXQDUHGWULIiVLFD /DVFDUDFWHUtVWLFDVHOpFWULFDVGHFDGDUHFHSWRUVHLQGLFDQH QHOHVTXHPDVLpVWH HVVLPSOHRHQ ODQRPHQFODWXUD'HHVWHPRGRHOWpFQLFRSXHGHGHWHUPLQDUODVHFFLyQGHFDGDFRQGXFWRU /DVERUQDVGHFRQH[LyQGHORVDSDUDWRVH[WHUQRVDOHTXLSRVHUHSUHVHQ WDQGHLJXDOIRUPDVREUH HOWUD]DGR
2.3. Representación de los circuitos de control y de señalización /RV FLUFXLWRV GHPDQG R RFRQWUR O \GHVHxD OL]DFLyQ \ORVVtPEROR V FRUUHVSRQGLHQWHV D ORV PDQGRV GH FRQWURO GHFRQWDFWRUHV UHOpV \RWUR V DSDUDWRVFRQWURODGRV HOpFWULFDPHQWH VHVLW~DQ XQRVDOODGRGHRWURVHQHORUGHQFRUUHVSRQGLHQWHDVXDOLPHQWDFLyQ HQODPHGLGDGHORSRVLEOH GXUDQWHHOIXQFLRQDPLHQWRQRUPDO 'RVOtQHDVKRUL]RQWDOHVRFRQGXFWR UHVFRPXQHVUHSUHVHQWDQODDOLPHQWDFLyQ/DV ERELQDVGHORV FRQWDFWRUHV \ORVGLVWLQWRVUHFHSW RUHV DYLVDGRUHVUHORMHVOiPSDUDVHWFVHFRQH[LRQDQ GLUHFWDPHQWH DOFRQGXFWRULQIHULRU /RVyUJDQRVUHVWDQW HV FRPR SRU HMHPSOR FRQWDFWR V DX[LOLDUHVDSDUDWRVH[WHUQRVGHFRQWURO ERWRQHVFRQWDFWRVGHFRQWUROPHFiQLFRHWF DVtFRPR ODVERUQDVGHFRQH[LyQVHUHSUHVHQWDQVREUHHOyUJDQRFRQWURODGR /RV FRQMXQWRV \ORVDS DUDWRV DX[LOLDUHVH[WHUQ RV SXHGHQGLEXMDUVHH Q XQUHFXDGURGHWUD]R GLVFRQWLQXR ORFXDOS HUPLWH DOWpFQLFRLQ VWDODGRU GHWHUPLQDU FRQIDFLOLGDG HO Q~PHURG H FRQGXFWRUHVQHFHVDULRVSDUDVXFRQH[LyQ
2.4. Indicaciones complementarias &RQ HOREMH WR GHFODULILFDUHOH VTXHPD ODVOHW UDV \ODV FLIUDV TXHIRU PDQ ODVUHI HUHQFLDV GH LGHQWLILFDFLyQ TXHHVSHFLILFDQOD QDWXUDOH]DGHODSDUDWRVHLQVFULEHQDODL]TXLHUGD \ KRUL]RQWDOPHQWH 6LQHPEDUJRHO PDUFDGR GHVXVERUQDVVHHVFULE H DODL]TXLHUGDSHURGH PDQHUDDVFHQGHQWH(QXQDGLVSRVLFLyQKRUL]RQWDOODUHIHUHQFLDLGHQWLILFDWLYD\ODVUHIHUHQFLDVGH ODVERUQDVVHVLW~DQHQODSDUWHVXSHULRU &RPRORVDSDUDWRVHVWi QDJUXSDGRVSRUVXIXQ FLyQ\VHJ~QHORUGHQOyJLFRGHGH VDUUROORGHODV RSHUDFLRQHVVXIXQFLyQDVtFRPRODGHOJUXSRDOTXHSHUWHQHFHQVRQLGpQWLFDV( QHOFDVRG H HVTXHPDV FRPSOHMRV FXDQGR UHVXOWDFRPSOH MR HQFRQWUDU WRGRV ORV FRQWDFWRV GH XQPLVPR DSDUDWR HOHVTXHPD GHVDUUROODGR GHOFLUFXL WR GHPDQGRVHD FRPSDxD GHX Q UHIHUHQFLDGR QXPpULFRGHFDGDOtQHDYHUWLFDO /DV UHIHUHQFLDV QXPpULFDVGHOR V FRQWDFWRV VH VLW~DQHQ ODSDUWHLQ IHULRU GHOR V PDQGRVGH FRQWURO TXH ORVD FFLRQDQ 6HLQFOX\HLJXDOPHQWHHOQ~ PHUR GHODOtQHDYHUWLFDOHQOD TXH VH HQFXHQWUDQ6LHVQHFHVDULRVHHVSHFLILFDHOIROLRGHOHVTXHPD
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