AUTOMATISMO

AUTOMATISMOS ELECTRICOS

Por: Ing. Ovidio Reyes

INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

Para lograr la inversión de giro de un motor basta con montar dos contactores en paralelo, uno le enviará las 3 fases en un orden y en otro intercambiará dos de las fases entre sí manteniendo la tercera igual. El esquema de potencia quedará como sigue.

 

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

A. Inversor de giro pasando por paro. Mando de dos contactores mediante dos pulsadores de marcha (S2 y S3) y parada a través del contacto del relé térmico  F2 o pulsador S1. Ambos contactores no pueden funcionar a la vez (enclavamientos eléctricos). La marcha de un contactor debe pasar por paro. En caso de avería por sobre intensidad lucirá HAv.

B.   Inversor de giro sin pasar por paro. Mando de dos contactores a través de los pulsadores S2 y S3. Parada del motor por avería F2 o el pulsador S1. Sólo puede funcionar uno y la inversión de marcha no es necesario pasar por paro.

TEMPORIZADORES

Los temporizadores son unos relés que cambian sus contactos en función del tiempo. Básicamente son de dos tipos:

·        

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

·        

Temporizador a la desconexión: al activar la bobina los contactos cambian inmediatamente y es al desconectarla cuando temporizan, pasado el tiempo programado retornan a reposo.

En el mercado existen multitud de temporizadores, los hay con contactos de los dos tipos, que incluyen contactos instantáneos,  con contactos intermitentes, etc.  

La numeración de los contactos es la correspondiente a los especiales.

Ejemplos de esquemas con temporizadores:

1.  Desconexión del contactor al cabo de un tiempo de accionar el SM.

2.   Conexión de KM  pasado un tiempo del accionamiento de SM. Parada por SP.

 

3.   Conexión y desconexión intermitente de KM al accionar SM.

 

4.   Conexión secuencial de tres contactores a través de SM. Parada total con SP.

 

ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO

Un motor trifásico, en el momento del arranque, consume entre 3 y 7 veces la intensidad nominal.  Estas puntas de corriente, aunque no perjudican el motor, pueden ocasionar trastornos en los demás aparatos. Para evitar esto se realizan unos arranques especiales y uno de ellos es la estrella-triángulo.

Para realizar dicho arranque necesitamos acceder a los 6 bornes del motor y que trabaje nominalmente en triángulo. Con este arranque reducimos la tensión en el primer punto a √3 veces menor (conexión de KLínea y  KEstrella), de esta manera la intensidad también se reduce. Pasado un tiempo KT aplica la tensión nominal al motor (deja conectado KLínea y KTriángulo).

El esquema de potencia es como sigue:

Esquemas de mando existen varios, uno de ellos es el de figura siguiente que es uno de los más seguros que hay. Por ejemplo; si KL no funciona la maniobra no se inicia,  una vez utilizado el temporizador este es desconectado, si KT está clavado no arranca el motor, etc. 

 Ing. Ovidio Reyes C.I.V: 45.702

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CALCULO DE ALIMENTADOR Y PROTECCION PARA MOTORES

CALCULO DE ALIMENTADORES Y PROTECCIONES PARA UN MOTOR Y PARA UN GRUPO DE MOTORES                      Ing. Ovidio Reyes C.I.V.: 45.702

En los ejemplos y estudios siguientes; mostramos, la forma correcta de dimensionar alimentadores de motores y de seleccionar sus protecciones contra sobre-corrientes. Según requerimientos del CEN (Código Eléctrico Nacional).

En una primera parte  explicamos cómo seleccionar los dispositivos de protección contra un corto circuito y la protección de falla de tierra para varias conexiones típicas de motores.

Entendiendo como punto crucial de ese artículo, el no sobre calcular el dispositivo de la protección, y se requieren los cálculos separados de corto circuito y la protección de falla de tierra, para obtener resultados reales.

Por otra parte también existe confusión, en lo que se refiere a protección de dimensionamiento de corto circuito y de falla de tierra para un alimentador común que abastece a más que un motor. Por lo tanto indicamos los cálculos del circuito ramal y luego lo referente a la selección del alimentador principal, así como las protecciones respectivas, siguiendo las recomendaciones del CEN y poder obtener resultados correctos.

EJEMPLO 1

CALCULAR ALIMENTADOR Y PROTECCION PARA UN MOTOR

Los conductores del circuito ramal. SECCION 430.6 del CEN (Determinación de las capacidades de corriente y nominal de los motores), los conductores del circuito ramal que alimenten un solo motor, tendrán una capacidad de corriente no menor que el 125 % de la corriente nominal a plena carga del motor (FLC).

Para ilustrar esto, consideremos el caso de: Motor 3 HP, monofásico, 115V. La FLA del motor es de 34 AMPS., calculemos el alimentador y los fusibles del elemento dual para el corto circuito y la protección de falla de tierra.

• Por CEN, Tabla 430.148, la corriente FLC es 34 AMPS.

• Por tanto 34 AMPS. × 125 el % = 43 AMPS.

• Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que clasifique, puede ser calibre # 6 AWG - TW 60ºC – CAP. 55 AMPS, ó el indicado calibre # 6 AWG –THHN – 75ºC, CAP. 65 AMPS.

Para el cálculo del dispositivo de protección, con referencia SECCION 430.52 del CEN (Capacidad nominal o ajuste para circuitos de un solo motor), el dispositivo de protección contra cortocircuito y falla a tierra del circuito ramal del motor, será capaz de soportar la corriente de arranque del motor y será seleccionado de acuerdo a los factores indicado en Tabla 430-152 del CEN, según el tipo de motor el tipo de dispositivo de protección. Cuando los valores del dispositivo de protección obtenido, no corresponda con la valuación estándar de dispositivos de protección, usted debe usar el siguiente dispositivo más alto. Para ilustrar esto, volvamos al  ejemplo 1.

• Por CEN, Tabla 430-152, multiplique: 34 AMPS. × 175 % = 59,5 AMPS.

• Por tanto se selecciona un Fusible con retardo de tiempo de 60 AMPS.

Figura: 1 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobre-corriente, basadas en las SECCIONES 430-22(a) y 430-52 (c) (1) del CEN.

EJEMPLO 2

CALCULAR ALIMENTADORES Y PROTECCIONES PARA DOS (2) MOTORES

Para el caso de este ejemplo, seguimos los siguientes pasos:

1.- Dimensionamos los circuitos ramales y los dispositivos de protección de acuerdo con lo indicado en el ejemplo 1, para cada motor, una vez realizado esto, usted está listo a pasar al paso siguiente.

2. calculamos el alimentador principal común para los dos (2) motores. De acuerdo con la SECCION 430-24 del CEN (Conductores que alimentan varios motores), los conductores que alimentan a dos o más motores tendrán una capacidad igual a la suma del valor nominal de la corriente a plena carga de todos los motores, mas el 125% del valor de la corriente del motor más grande del grupo.

Así tenemos en SECCION 430-17 del CEN, se considera como motor de mayor potencia aquel que tenga la más alta corriente a plena carga (FCL).

Para el ejemplo de estudio tenemos:

• Un Motor de 5 HP, 230V (28 AMPS.), motor monofásico

• Un Motor de 3 HP, 230V (17 AMPS.), motor monofásico

(Uno) de 28 AMPS. y (Uno) de 17 AMPS.

• El motor más grande es 28 AMPS.

• Por tanto el alimentador el alimentador debe ser calculado para:

  28 AMPS. × 1.25 + 17 AMPS. = 52 AMPS.

• Se selecciona el conductor más cercano Tabla 310-16, que clasifica puede ser un Calibre # 6  AWG – TW 60ºC de 55 AMPS. ó un Calibre # 6 AWG – THHN 75ºC de 65 AMPS.

  

Figura: 2 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobre-corriente, para dos (2) motores, basadas en las SECCIONES 430-62(a) del CEN.

Para el cálculo del dispositivo de protección, con referencia SECCION 430.53 (Varios motores o cargas en un circuito ramal). Cuando los valores del dispositivo de protección obtenido, no corresponda con la valuación estándar de dispositivos de protección, usted debe usar el siguiente dispositivo más alto.

Para la protección se seleccionan Interruptores Automáticos de tiempo inverso.

• Por CEN, Tabla 430-152, multiplicar las corrientes FLCs. por 250%

• Para el motor de 5 HP., multiplicar: 28 AMPS. × 250% = 70 AMPS.

• Para el motor de 3 HP., multiplicar: 17 AMPS. × 250% = 42,5 AMPS.

• Por tanto clasifican Interruptores Automáticos de capacidades 70 AMPS. y de 45 AMPS, respectivamente para cada motor (ver Figura 3).

• Para la protección principal consideramos la protección del motor más grande más la corriente FCL del motor menor. Así tenemos: 70 AMPS. + 17 = 87 AMPS.

Asumimos la inmediata inferior que es un Interruptor Automático de 80 AMPS.

EJEMPLO 3

CALCULAR EL CONDUCTOR DEL ALIMENTADOR COMUN PARA DOS (2) MOTORES

Para este caso tenemos:

• Un Motor de 5 HP, 230V (28 AMPS.), motor monofásico

• Un Motor de 7.5 HP, 230V (40 AMPS.), motor monofásico.

• El motor más grande es 40 AMPS.

Figura: 3 Se ilustra la selección del calibre y tipo de conductores del alimentador principal, para dos (2) motores, basada en las SECCIONES 430-24 del CEN.

• Por tanto el alimentador el alimentador debe ser calculado para:

  40 AMPS. × 1.25 + 28 AMPS. = 78 AMPS.

• Se selecciona en Tabla 310-16, el conductor más cercano que clasifica que es el conductor Calibre # 4 AWG – THHN para 75ºC y de capacidad 85 AMPS.

EJEMPLO 4

CALCULAR ALIMENTADOR PRINCIPAL COMUN, RAMALES Y  PROTECCIONES PARA UN GRUPO DE MOTORES

Para este ejemplo se requiere calcular el alimentador común, conductor (THHN – 75ºC) y los dispositivos de protección para cada uno de los motores (con Interruptores de tiempo inverso), para los siguientes motores ó grupo de motores:

• Tres (3) de 1 HP, monofásicos, 120 V.

• Tres (3) de 5 HP, monofásicos, 208 V.

• Uno (1) de 15 HP, rotor bobinado, trifásico, 208 V.

Dimensionar valores nominales SECCION 240-6, Tabla 430-52 para interruptores automáticos para los diferentes tipos de motores. Comience por determinar los FCLs para cada motor de acuerdo con los HP,  Voltaje y tipo de motor, en Tablas: 430-48 y 430-49, para cada motor especifico y luego asignarle la protección inmediata superior que le corresponda (sin sobredimensionar).

Para los motores de 1 HP, monofásicos, 120 V: FLC es 16A.

16A × 250 el % = 40A

Para los motores de 5 HP, monofásico, 208 V: FLC es 30.8A.

30.8A × 250 el % = 77A (el Siguiente tamaño de arriba es 80A.)

Para el motor de 15 HP, rotor bobinado, trifásico, 208 V: FLC es 46.2A.

46.2A × 150 el % (el rotor bobinado)

56.9A (el Siguiente tamaño de arriba es 70A.)

Figura: 4 Se ilustra la selección del calibre y tipo de conductores del alimentador principal, para un grupo de motores, basada en las SECCIONES 430-24 del CEN.

Alimentadores Ramales para cada motor:

• Tres (3) de 1 HP, monofásicos, 120 V.: FCL es 16 AMPS:

• Por tanto 16 AMPS. × 125 el % = 20 AMPS.

• Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que es el calibre # 14 AWG – THHN  90ºC – CAP. 25 AMPS.

• Tres (3) de 5 HP, monofásicos, 208 V.: FCL es 30.8 AMPS:

• Por tanto 30.8 AMPS. × 125 el % = 38.5 AMPS.

• Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que es el calibre # 8 AWG – THHN  90ºC – CAP. 50 AMPS.

• Uno (1) de 15 HP, trifásico, 208 V.: FCL es 46.2 AMPS:

• Por tanto 46.2 AMPS. × 125 el % = 57.75 AMPS.

• Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que es el calibre # 6 AWG – THHN  90ºC – CAP. 70 AMPS.

Figura: 5 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobre-corriente, basadas en las SECCIONES 430-22(a) y 430-52 (c) (1) del CEN.

Ahora, calculemos el conductor del alimentador común, para el suministro eléctrico a varios motores, este debe tener una capacidad no menor del 125 % del FLC motor de tasa más alta SECCION 430-17 de CEN, y la suma de las FLCs de los otros motores SECCION 430-24 del CEN.

Continuando con este ejemplo, se suman todas las capacidades, multiplicando el más alto motor evaluado por 125 %. Así tenemos:

• (46.2 AMPS. × 1.25) + 30.8 AMPS. + 30.8 AMPS. + 16 AMPS. = 136 AMPS.

Según Tabla 310-16 se selecciona un conductor calibre # 1/0 THHN - 75ºC, de Cap. 150 AMPS., que es el conductor más adecuado para 136 AMPS. de capacidad.

Para seleccionar el tamaño el conductor del alimentador principal, de forma exacta, basta con incluir sólo los motores que están en la misma fase. Por esa razón, estos cálculos sólo involucran a cuatro motores del grupo (ver distribución de motores en Figura: 4).

Generalidades:

• Los conductores de un circuito ramal que alimenta un solo motor tendrá una capacidad de corriente no menor que el 125% de la corriente nominal a plena carga del motor.

• Los conductores que alimentan dos o más motores tendrán una capacidad igual a la suma del valor nominal de la corriente a plena carga de todos los motores, más el 25 % del valor de la corriente del motor más grande del grupo.

• Si los motores de mayor potencia del grupo son dos o más de igual potencia, se considerará a uno solo de estos motores como el mayor para los cálculos anteriores. 

• Capacidad o juste del dispositivo de protección, para el caso de un solo motor, es la capacidad permitida por el art. 430-52. La protección requerida se considera cumplida cuando este dispositivo de protección tenga una capacidad o ajuste que no exceda los valores dados en la Tabla 430-152.

• Capacidad o juste del dispositivo de protección, para el caso de un grupo de motores, es la capacidad permitida por el art. 430-53. Se pueden conectar a un circuito ramal dos o más motores de cualquier capacidad nominal o motores y otras cargas, teniendo cada motor dispositivos individuales de protección contra sobre carga en marcha, aprobados para instalación en grupo.

• Un alimentador que sirve a una carga fija y especifica de motores, cuyos conductores tienen calibres basados en el art. 430-24, deberá estar provisto de un dispositivo de protección de valor nominal o ajuste no mayor de la capacidad o ajuste del mayor de los dispositivos de protección del circuito ramal contra cortocircuito y falla a tierra de cualquiera de los motores del grupo (basada en las Tablas 430-152), mas la suma de las corrientes a plena carga de los motores del grupo.

• Recuerde, que los conductores del alimentador del motor, deben estar protegidos en contra sobre corrientes que resulta de cortos circuitos y o de falla a tierra, para evitar los daños por recargas del motor. Por lo tanto esta protección debe ser la adecuada.

• Cuando usted selecciona el siguiente tamaño abajo en lugar del siguiente tamaño arriba. Recuerde, que en el CEN, no se requiere que usted excede la protección del circuito del ramal y Otra vez, recuerde que usted no hace cálculos para la protección motor en recarga. Usted hace cálculos para la protección de cortos circuitos y fallas de tierra, únicas — no el recargo.

• Para cualquier duda sobre el tema planteado, consulte lo referente a alimentadores y circuitos ramales de motores SECCION 430 del CEN. En el ejemplo Nº 8 del código eléctrico nacional se ilustra esto con números reales, un cálculo completo sobre motores, conductores y protección contra sobre corrientes (Referido a los artículos 430-22, 430-24, 430-32. 430-52, 430-62 y las Tablas 430-48, 430-49, 430-50, 430-51 y 430-52). 

Recopilado por:

Ing. Ovidio Reyes C.I.V.: 45.702

      Maracaibo – Venezuela – 2.011

Edificio de Energía Positiva (+)

Un edificio de “energía positiva”

“De Bonne Energie” es una construcción de Grenoble, Francia, cuya particularidad es la de ser un edificio de “energía positiva”, es decir, que produce más energía de la que consume.

Se utilizaron dos “claves” para lograr esta maravilla: Reducción de la necesidad de energía y generación energética mediante placas fotovoltaicas.

Este edificio de 1.600 m2 alberga oficinas que poseen una demanda de energía menor que la producción de sus placas fotovoltaicas.

El tapón térmico

Buchon thermique” (algo así como “tapón térmico”), por la noche tapa totalmente las ventanas, con lo que tan sólo pierde 1 ºC. Por el día, estos sistemas dejan pasar los rayos solares para calentar el interior. Junto con otras medidas, como las ventanas de triple acristalamiento y un alto nivel de aislamiento, este edificio tan solo necesita bombas de calor de 5 Kw[1]… para la calefacción total. El consumo anual del edificio es de 28,74 kWh/m2 – 41.300 Kw/h.
Para reducir el consumo de energía se implementaron diversos sistemas de control de confort térmico. El sistema “

Por otra parte, para la generación de electricidad se instaló en la cubierta del edificio un sistema fotovoltaico de 435 m2, que proporciona 47.500 Kw/h al año, es decir, menos de  los 41.300 Kw/h anuales que consume efectivamente.

Retorno de inversión

Aunque evidentemente para la construcción de este edificio se ha necesitado una inversión mayor que otro edificio de oficinas “estándar” y, por lo tanto, también tiene precios de venta o alquiler más altos (aproximadamente 525 €/m2), la ausencia de gastos en suministros eléctricos para climatización o para el funcionamiento del equipamiento de la oficina permite recuperar dicha inversión fácilmente.

En este edificio de Grenoble hay excedentes de producción energética que generan beneficios directos. Lo mejor de todo es que no estamos hablando de un proyecto futuro, ni de un edificio experimental desarrollado por una universidad, sino de un edificio de oficinas real, que ya existe y cuyos espacios se venden mediante los canales tradicionales del sector inmobiliario.

Queda claro que se pueden construir edificios con un impacto medioambiental mínimo y que es posible vivir y trabajar en edificios energéticamente limpios, eficientes y autosustentables.

http://www.tgmdigital.com/arq-a-paisajismo/353-un-edificio-de-energia-positiva

Fuente:

CONSEJOS ÚTILES PARA LA COMPRA DE UN ELECTRODOMESTICO:

Consejos útiles para comprar un nuevo electrodoméstico

 

1.- Elige el electrodoméstico que mejor se adecúe a su emplazamiento futuro (la cocina), al tipo de energía disponible en tu hogar (gas, electricidad), y al espacio disponible en aquella (no será el mismo aparato el destinado a un apartamento que a una casa de verano).

2.- Valora el consumo energético durante los próximos años del aparato, y en caso de grandes artículos de gama blanca (frigoríficos, lavadoras, hornos eléctricos, aires acondicionados y otros), la información de su etiqueta energética (la llevan obligatoriamente):

•  Su consumo energético superará a lo largo de su vida útil su coste inicial,

• Recuerda que comprar un aparato con una etiqueta energética con la letra A (A+ o A++ en el caso de los refrigeradores) exige un mayor desembolso inicial que se compensa con un menor consumo energético a lo largo de su vida útil.

3.- Elige el electrodoméstico que mejor se adecúe a tu estilo de vida y necesidades del momento: no confundas grande con mejor si el número de personas que lo utilizarán no acompaña al tamaño.

•  En ese caso aunque el aparato sea eficiente (etiqueta energética, A ó B) su consumo puede ser superior al de un aparato de menor eficiencia pero con menor capacidad para nuestras necesidades. 

4.- Infórmate de si existe un “Plan de Renovación” por los parte de algún organismo del estado (una subvención por la retirada de tu viejo aparato).

5.- La propia denominación de este equipamiento indica que la inmensa mayoría funciona con electricidad, si bien en algunos casos existen alternativas con otras fuentes de energía, fundamentalmente gas natural.

6.- Elige un establecimiento comercial que te ofrezca un buen servicio mantenimiento y repuestos, lista de talleres autorizados en la zona. Así como el respectivo certificado de garantía de tu artefacto, años de la garantía y que partes del equipo están cubiertas por la garantía.

7.- No compres un aparato de segunda mano salvo que tengas garantías de la antigüedad efectiva del aparato.

• Revisa en ese caso el estado general del aparato, haz una prueba de funcionamiento, y pacta una garantía de al menos un mes con el vendedor, ya que una vez en marcha podrás tener sorpresas.

8.- Presta atención a aspectos accesorios como el ruido, que en el caso de las refrigeradoras, y lavadoras, suelen generar muchos disgustos.

9.- Si compras por Internet, exige en su caso, la instalación del aparato (lavadora, lavavajillas, aire acondicionado, etc.) e infórmate de cómo, cuándo y quién la hará, y de cómo se llevarán el aparato viejo y qué harán con él. Y si está adherido a Confianza online (sistema ágil de resolución de conflictos entre empresas de internet y consumidores), mejor.

10.-  Disfruta de la comodidad y confort que te da un electrodoméstico nuevo.

Preparado por: Ing. Ovidio Reyes C.I.V.: 45.702

ÍNDICE DE PROTECCIÓN DE EQUIPOS ELECTRICOS:

Índices de protección (IP), para equipos Eléctricos: