INSTALACIONES DE CONTACTORES ELÉCTRICOS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 2 LABORATORIO N° 2: INSTALACIONES DE CONTACTORES ELÉCTRICOS

1. OBJETIVO: Revisar, estudiar y aplicar las normas para la correcta aplicación de los contactores electromecánicos en el control del funcionamiento de equipos eléctricos. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO: El contactor Un contactor es un dispositivo de maniobra destinado a comandar equipa miento eléctrico en estado no perturbado o bajo las sobrecargas normales de servicio, con la posibilidad de ser accionado a distancia y preparado para grandes frecuencias de operación. El contactor sólo puede adoptar dos estados uno estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otro inestable, cuando es accionado y mantenido por su sistema de operación.

Los contactares generalmente pueden operar corrientes del orden de 6 a 12 veces la intensidad nominal. Se caracterizan por su poca inercia mecánica y rapidez de respuesta; resultando elementos indispensables en las tareas de automatización. Si

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se combinan con relés adecuados, pueden emplearse para la protección de las cargas (generalmente motores) contra faltas de fase, sobre tensiones, sobrecargas, corrientes inversas, etcétera. En estos casos el rele actúa sobre el circuito de operación del contactor. Cabe agregar que para la protección contra cortocircuitos deben utilizarse otros elementos colocados aguas arriba, como por ejemplo cartuchos fusibles. Clasificación por el tipo de accionamiento:    

Contactores neumáticos: Se accionan mediante la presión de un gas (aire, nitrógeno). Contactores hidráulicos: Se accionan por la presión de un líquido (aceite). Contactores electromecánicos: Se accionan por la acción de un servomotor que carga un resorte. Contactores electromagnéticos: Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.

El contactor electromecánico, se basa en el principio de inducción magnética. Funcionamiento: En su interior cuenta con un dispositivo llamado inductor, que es básicamente un alambre espiral, de cobre enrollado sobre un núcleo metálico (varias laminas), siendo por lo general cuadrado y en su centro se aloja el dispositivo que actúa como interruptor. Al alimentarse independientemente (con voltaje alterno o continuo ) esta bobina o alambre espiral, creara un campo magnético en el núcleo metálico, que atraerá el vástago (interruptor) que esta en su centro, por lo que moverá dicho vástago y este hará contacto con otros terminales, los que están conectados a los cables que queremos interrumpir. (el núcleo de la bobina nunca hace contacto con los terminales). Así se creara el efecto de interruptor. Este dispositivo es muy utilizado en la industria como elemento automatizado de algún circuito, en donde se puede controlar el voltaje que alimenta la bobina, por lo que podemos controlar el tiempo que realiza la interrupción de la energía conectada a sus terminales.

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Partes:  Carcasa Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor no extremo, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor. además es la presentación visual del contactor.  Electroimán Es el elemento motor del contactor, compuesto por una serie de dispositivos, los más importantes son el circuito magnético y la bobina; su finalidad es transformar la energía eléctrica enmagnetismo, generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico.  Bobina Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes, se separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente. Cuando una bobina se alimenta con corriente alterna la intensidad absorbida por esta, denominada corriente de llamada, es relativamente elevada, debido a que en el circuito solo se tiene la resistencia del conductor. Esta corriente elevada genera un campo magnético intenso, de manera que el núcleo puede atraer a la armadura y a la resistencia mecánica del resorte o muelle que los mantiene separados en estado de reposo. Una vez que el circuito magnético se cierra, al juntarse el núcleo con la armadura, aumenta la impedancia de la bobina, de tal manera que la corriente de llamada se reduce, obteniendo así una corriente de mantenimiento o de trabajo más baja. Se hace referencia a las bobinas de la siguiente forma: A1 y A2. Siempre y cuando este supervisado por un ingeniero debidamente capacitado.  Núcleo Es una parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa.Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.  Espira de sombra Forma parte del circuito magnético, situado en el núcleo de la bobina, y su misión es crear un flujo magnético auxiliar desfasado 120° con respecto al flujo principal, capaz de mantener la armadura atraída por el núcleo evitando así ruidos y vibraciones.  Armadura Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizadas la

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bobinas, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de separación se denomina cota de llamada. Las características del muelle permiten que, tanto el cierre como la apertura del circuito magnético, se realicen de forma muy rápida, alrededor de unos 10 milisegundos. Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par electromagnético, el núcleo no logrará atraer a la armadura o lo hará con mucha dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la separación de la armadura no se producirá con la rapidez necesaria. 

Contactos Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto está compuesto por tres conjuntos de elementos: - Dos partes fijas ubicadas en la coraza y una parte móvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el paso de la corriente entre las partes fijas. El contacto móvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presión y por consiguiente la unión de las tres partes. - Contactos principales: su función es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo así que la corriente se transporte desde la red a la carga. Simbología: se referencian con una sola cifra del 1 al 6. - Contactos auxiliares: son contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o los elementos de señalización, por lo cual están dimensionados únicamente para intensidades muy pequeñas. Los tipos más comunes son: - Instantáneos: actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor, se encargan de abrir y cerrar el circuito. - Temporizados: actúan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados a la conexión) o desde que se desenergiza la bobina (temporizados a la desconexión). - De apertura lenta: el desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura. - De apertura positiva: los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento. - En su simbología aparecen con dos cifras donde la unidad indica: 1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC. 3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA. 5 y 6, contacto NC de apertura temporizada o de protección. 7 y 8, contacto NA de cierre temporizado o de protección. por su parte, la cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece.

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3. CUESTIONARIO: 1. Describa y grafique los símbolos que identifican a los diferentes componentes que se usan en la configuración de circuitos de control aplicando contactores según las normas AMERICANAS. Mecanismos de control Contacto normalmente abierto

Contacto permutador

Contacto normalmente cerrado

Contacto permutador que cierra otro circuito antes de abrir el anterior

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Contactos con retardo de tiempo posterior a la energización de la bobina, con tiempo cierra su contacto

Posterior a la energización de la bobina, con tiempo abre su contacto

Posterior a la desenergización de la bobina cierra el contacto y abre con tiempo

Posterior a la desenergización de la bobina abre y cierra el contacto con tiempo

Contactor

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2. Grafique y describa los símbolos que se utilizan para identificar los diferentes componentes que se usan en la configuración de circuitos de control aplicando contactores electromecánicos según las normas DIN. Contacto normalmente abierto

Contacto normalmente cerrado

Contacto permutador

Contacto permutador que cierra otro circuito antes de abrir el anterior

Contactos con retardo de tiempo posterior a la energización de la bobina, con tiempo cierra su contacto

Posterior a la energización de la bobina, con tiempo abre su contacto

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Posterior a la desenergización de la bobina cierra el contacto y abre con tiempo

Posterior a la desenergización de la bobina abre y cierra el contacto con tiempo

Contactor

3. De acuerdo al Código Eléctrico Nacional describa y grafique los diferentes símbolos que se utilizan para la configuración de circuitos de control aplicando contactores. 2.1.3 Dispositivos de maniobra, control y protección 2.1.3.1 Dispositivos de maniobra

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4. Describa las diferencias entre un contactor ELECTROMECANICO y un contactor de ESTADO SOLIDO. Electromecánico.  

Se basa en el principio de inducción magnética. Este dispositivo es muy utilizado en la industria como elemento automatizado de algún circuito, en donde se puede controlar el voltaje que alimenta la bobina, por lo que podemos controlar el tiempo que realiza la interrupción de la energía conectada a sus terminales.

Estado sólido.  

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Alta confiabilidad y larga duración – mas de 109 operaciones garantizadas por el Fabricante Ninguna formación de arcos en los contactos, baja EMI (emisión de Interferencias Electro Magnéticas => Electro Magnetic Interferences), capacidad de manejo de altos picos Muy alta resistencia a las vibraciones y golpes Muy alta resistencia a daños por agentes químicos agresivos y polvo por su robusto encapsulado en plásticos de alta densidad

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Totalmente silenciosos: su funcionamiento no genera ruidos electromecánicos Compatibles con controles lógicos y controladores programables PLC; disponibilidad de modelos compatibles con entradas analógicas, TTL y CMOS. Muy alta velocidad de conmutación Baja capacitancia de acoplamiento

5. Enumere las diferencias entre un RELE y un CONTACTOR. 5.1. Los relés son para comandar pequeñas potencias o potencias de control, por tanto están en los circuitos de control o en circuitos cuyas cargas (motores, equipos consumidores en general) son de pequeñas potencias. Suelen representarse por la letra R. 5.2. Un contactor es de constitución parecida a la del relé pero tiene la capacidad de soportar grandes cargas en sus contactos principales, aunque la tensión de alimentación de su bobina sea pequeña. 5.3. Los contactores son relés que disponen de contactos de potencia, es decir contactos que tienen la capacidad de abrir y cerrar contactos por los que circula mayor intensidad. Suelen representarse por la letra K. 5.4. En un contactor sus contactos y bobina son más robustos y cuentan además con cámara de extinción entre los contactos para extinguir el arco que se genera al separarse o juntarse los contactos.

6. Explique las razones que justifican la representación de los esquemas de fuerza y los esquemas de control en forma independiente. Uno de los motivos de que el circuito de fuerza este en forma independiente es para darle más orden a nuestro esquema y se pueda diferenciar bien la parte de fuerza que deseamos controlar. Los esquemas se hacen por separado para la instalación poder hacerla así también ya que los tableros de control en una industria no se encuentran cerca de los equipos a controlar ya que se tiene a un operador desde otro punto monitoreando el proceso.

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4. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.    

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Concluimos que el contactor es un elemento de control que puede soportar corrientes altas. También según la investigación aprendimos que el contactor es un elemento que evita la formación de arcos eléctricos Vimos que en un relé y un contactor la gran diferencia es la corriente q puede soportar cada uno de ellos Observamos que en un circuito de mando simple de arranque de un motor necesitamos un enclavamiento en el pulsador de marcha para que se auto sostenga en circuito. Vimos que en un circuito para el arranque de un motor necesitamos una protección térmica por cada motor que exista en nuestro circuito. Observamos que el contactor posee un botón de enclavamiento automático para pruebas.

5. BIBLIOGRAFÍA.     

http://intranet2.minem.gob.pe/web/archivos/dge/legislacion/codigonacional/ codigo1.pdf http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/MA-EL-1-08.pdf http://es.scribd.com/doc/6057937/Simbologia-Electrica http://es.scribd.com/doc/43881968/Contactores-de-estado-solido#download http://html.rincondelvago.com/contactores-y-elementos-auxiliares-demando_1.html