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Ing. Jorge Cosco Grimaney
DISEÑO y MONTAJE
DE EQUIPOS ELÉCTRICOS
Expositor
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE de INGENIERÍA QUÍMICA y TEXTIL
ÁREA ACADÉMICA DE CURSOS COMPLEMENTARIOS
CONERA DE HILOS
LABORATORIO DE BOMBAS MOTORES
ELÉCTRICOS
INSTALADOS EN
EL
LABORATORIO
DE BOMBAS
INTERCAMBIADOR DE CALOR
1.- Normatividad y potencia a instalar
2.- Sistema de acoplamiento
3.- Montaje del equipo eléctrico
4.- Instalaciones eléctricas Industriales
5.- Instalación de seguridad del equipo eléctrico
6.- Instalación de protección del operador
7.- Instalación de automatismos
DISEÑO Y MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOS INDUSTRIALES
CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONALEl Código Nacional de Electricidad ha sido formulado por el Ministerio de Energía y Minas; El Código Nacional de Electricidad está conformado por lo Tomos siguientes:
TOMO I PRESCRIPCIONES TOMO II SISTEMA DE GENERACIÓNTOMO III SISTEMA DE TRANSMISIÓNTOMO IV SISTEMA DE DISTRIBUCIÓNTOMO V SISTEMA DE UTILIZACIÓN
El SISTEMA DE UTILIZACIÓN contiene los siguientes ítems :
1.- Requisitos para una instalación eléctrica
2.- Diseño y protección de las instalaciones
3.- Métodos y materiales de instalación4.- Instalación de artefactos eléctricos
5.- Instalación de emplazamientos especiales
6.- Condiciones especiales7.- Sistemas de comunicación8.- Verificación y prueba de
instalaciones
CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL y POTENCIA
POTENCIA INSTALADA
20
Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina.. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular o lineal, mediante contacto de ruedas dentadas.
Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo.
SISTEMAS DE ACOPLAMIENTO MECANICO
Un servo accionamiento se utiliza para controlar la posición, velocidad y torque que un motor emplazará en un sistema determinado. Pueden ser mecánicos, eléctricos, neumáticos e hidráulicos
SISTEMAS DE ACOPLAMIENTO MECANICO
Las transmisiones por correa, en su forma más sencilla, consta de una cinta colocada con tensión en dos poleas: una motriz y otra movida. Al moverse la cinta (correa) trasmite energía desde la polea motriz a la polea movida por medio del rozamiento que surge entre la correa y las poleas
CIMENTACIONMuchas máquinas pueden instalarse perfectamente en montajes de aislamiento contra vibraciones directamente en los suelos normales de las fábricas, dependiendo del tipo de terreno sobre el cual se hace el montaje
Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la maquina al suelo. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos muy coherentes
MONTAJE MECÁNICO
Cimentaciones de máquinasA diferencia de las cimentaciones de edificación, que generalmente están sometidas a cargas estáticas o cuasiestáticas, las cimentaciones de maquinaria están sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas cíclicas obligan a considerar el estado límite de servicio de vibraciones y el estado límite último de fatiga.Algunos tipos de cimentación usados para maquinaria son:Tipo bloque Tipo celdas De muros Porticadas Con pilotes Sobre apoyos elásticos De soporte
MONTAJE MECÁNICO
* Para aumentar la rigidez de la máquina y mantener una alineación exacta cuando se cambia la carga.
* Para aumentar la masa de inercia y reducir la vibración generada por la propia máquina.
* Para bajar el centro de gravedad de una máquina con una parte superior muy pesada o para estabilizar una masa descentrada.
* Para repartir cargas estáticas y dinámicas en una superficie mayor.
* Para permitir el uso de aisladores de vibraciones elásticas cuando es necesario aislar vibraciones de baja frecuencia.
* El aislamiento contra choques y vibraciones en las cimentaciones ofrece las condiciones óptimas para el funcionamiento sin problemas de las máquinas con las mínimas perturbaciones a o desde el entorno.
Algunas máquinas o aplicaciones necesitan cimentaciones de hormigón y aisladores por diversos motivos
El aislamiento contra choques y vibraciones en las cimentaciones ofrece las condiciones óptimas para el funcionamiento sin problemas de las máquinas con las mínimas perturbaciones a o desde el entorno.La selección del sistema de aislamiento de cimentaciones más eficaz depende de factores tales como la máquina, las vibraciones y los choques, además de las condiciones de su emplazamiento.
Las cimentaciones de hormigón armado y las estructuras asociadas deberían estar diseñadas por ingenieros o consultores cualificados y su construcción debería realizarla un especialista experimentado.
INSTALACIÓN ELÉCTRICAS INDUSTRIALES
ESQUEMAS ELECTRICOS
F U N C IO N A L D EE M P L A ZA M IE N T O
D EP R IN C IP IO
E X P L IC A T IV O S
ESQUEMA EXPLICATIVO
• Su misión es facilitar el estudio y la comprensión del funcionamiento de una instalación o parte de la misma.
• Una misma instalación puede ser objeto de varios esquemas desde el más sencillo hasta el más complicado.
ESQUEMA FUNCIONAL
• Permite formarse una idea general del funcionamiento limitándose a su principio esencial.
• Los elementos estarán representados por símbolos sin necesidad de las uniones materiales.
G MT
G: Generador de energíaT: Transformador monofásico 220 / 110V.M: Motor monofásico 110V.
DE EMPLAZAMIENTO
• Representa la arquitectura de un local y la ubicación aproximada de los aparatos de uso y los que los controlan.
S a
a a
ESQUEMA DE PRINCIPIO
• Los símbolos de los diferentes elementos de una misma instalación están separados y situados de manera que el trazado de cada circuito se aproxime a una recta.
MANDO DE DOS LAMPARAS
L1 L2
S a
a
a
ESQUEMAS ELECTRICOS
G E N E R A LD E C O N E X IO N E S
D EC A N A L IZA C IO N
D ER E A L IZA C IO N
ESQUEMA DE REALIZACION
• Sirven de guía en la realización y verificación de las conexiones de una instalación o parte de la misma.
GENERAL DE CONEXIONES
• En este esquema están representadas todas las conexiones y todos los conductores.
• También se denomina esquema multifilar.
S a
a
DE CANALIZACION
• Representa las conexiones entre los diferentes aparatos de una instalación.
• Se le denomina también esquema de cableado exterior.
I
L
I : InterruptorL : Lámpara1; 2 y 3 : Dos conductores en tubería PVC
1
2
3
EJEMPLO
• Efectuar los esquemas de principio, general de conexiones y de canalización de una lámpara gobernada desde dos lugares distintos.
DE PRINCIPIO
VIVOMENSAJEROS
CONTROL NEUTROa
S a3S a3
L1 L2
GENERAL DE CONEXIONES
a
S a3 S a3
DE CANALIZACION
S a3 S a3
a
TABLEROS DE CONTROL
• Conjunto de dispositivos electromecánicos distribuidos ordenadamente dentro de un gabinete.
• Permite el control de máquinas eléctricas (apertura y cierre).
TIPOS
• Empotrado• Adosado• Auto soportado
COMPONENTES DE LOS TABLEROS DE CONTROL
PULSADORES
• Auxiliar de mando provisto de un elemento destinado a ser accionado por la fuerza de un dedo y que tiene una energía de retorno acumulada (resorte)
IEC DIN
ARRANQUE(START)
PARADA(STOP)
3
4
3
4
1
2
1
2
¡ ESTADO DE REPOSO !
PULSADORES
S1Q3
4
1
2S2Q
PULSADOR 1DE MARCHA
PULSADOR 2DE PARADA
DESIGNACION
CLASE NUMERO FUNCION
S1B : Pulsador 1 marcha derecha S2B : Pulsador 2 marcha izquierda
CONTACTOR
• Dispositivo que sirve para el cierre o apertura de contactos principales o auxiliares.
• Los hay : mecánicos, electromagnéticos, electro neumáticos.
CONTACTOR
1 3 5 13 21
2 4 6 14 22CONTACTOS
PRINCIPALES(Circuito de fuerza)
CONTACTOSAUXILIARES
(Circuito de mando)
A1
A2
NUCLEO
PARTE MOVIL
BOBINA
CONTACTOR
• Contactos principales :
Tienen un solo dígito en sus contactos y están normalmente abiertos.
• Contactos auxiliares :
Tienen dos dígitos
N.A. 13 y 14; 23 y 24; 33 y 34 etc.
N.C. 11 y 12; 21 y 22; 31 y 32 etc.
CONTACTOR
A1
A2
A1
A2
BOBINA
13
1413
14
11 11
12 12
CONTACTOS
N. A. N. C.
DESIGNACION :
K1M : Contactor Nº 1 función principalK2A : Contactor Nº 2 función auxiliar
RELE TÉRMICO
• Es un dispositivo de sobre intensidad que provoca la apertura, con o sin retardo de un aparato mecánico de conexión, cuando la corriente que circula por sus vías principales sobrepasa un valor prefijado.
• Se conecta directamente a los contactores y en serie con los contactos principales (protege contra sobrecargas).
RELE TÉRMICO
95
96
97
98
1 3 5
CONTACTOSPRINCIPALES
(Circuito de fuerza)
4 6
CONTACTOSAUXILIARES
(Circuito de mando)
DESIGNACION : F2F
2
TEMPORIZADOR ON-DELAY
A1
A2
15 s
55
56
67
68
Contactos auxiliares de acciónretardada a la conexión
DESIGNACION : K1T K2T
Relé de maniobra retardado a la conexión(al trabajo)
ESQUEMA DE MANDO: TEMPORIZACION A LA CONEXION
ESQUEMA DE MANDO: TEMPORIZACION A LA CONEXION
TEMPORIZADOR OFF-DELAY
A1
A2
15 s
65
66
57
58
Contactos auxiliares de acciónretardada a la desconexión
DESIGNACION : K1T K2T
Relé de maniobra retardado a la desconexión(al reposo)
ESQUEMA DE MANDOTEMPORIZACION A LA DESCONEXION
ESQUEMA DE MANDO
FUSIBLES
• Protege contra sobreintensidades (cortocircuitos)
DESIGNACION : F1F
LÁMPARAS DE SEÑALIZACION
• Son indicadores luminosos que nos indican el funcionamiento de un sistema.
• Van en el circuito de mando.
X1
X2
DESIGNACION : H1H
Automatismos
LÓGICA CABLEADA
La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, diodos, relés de protección, válvulas óleo-hidráulicas o neumáticas y otros componentes. Los cableados incluyen funciones de comando y control, de señalización, de protección y de potencia.
Se entiende por controlador lógico programable (PLC), o autómataprogramable, a toda máquina electrónica, basada en microprocesador, diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales.Realiza funciones lógicas: series, paralelos, temporizaciones, contajes y otras más potentes como cálculos, regulaciones, etc..También se le puede definir como una “caja negra” en la que existen unos terminales de entrada a los que se conectarán pulsadores, fines de carreras, detectores de posición, etc., conectándose a los terminales de salida, dispositivos tales como contactores, relees, electroválvulas, lámparas, etc., de tal forma que la actuación de estos últimos está en función de las señales de entrada que están activadas en cada momento y según el programa almacenado.Campo de aplicaciónEl PLC por sus especiales características de diseño tienen un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware amplía continuamente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.
LÓGICA PROGRAMADA : PLC
CONTROL POR CONTACTORES
ARRANQUE DIRECTO DE
MOTORES
M3~
Instalación del circuito de potencia de un motor trifásico
R S T
Fusibles
Contactos
M3~
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TSProtección
De Sobrecargas
Tablero
Motortrifásico
Tubo flexible
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Alimentación trifásica R-S-T
M3~
R TS
Arranque directo, sin inversión del sentido de giro, mando por contactor.
Plano esquemático del control
El mando se realiza mediante un contactor y una caja de pulsadores marcha-paro. En el circuito de potencia se dispone protección contra corto circuitos, por medio de un Relee Térmico, situado antes del contactor; el circuito de mando también esta protegido contra cortocircuitos mediante un fusible adecuado al consumo de corriente de la bobina del contactor
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
START
Circuito de enclavamiento
Es el que se encarga de activar o de desactivar el circuito de mando del automatismo, permitiendo que dicho circuito permanezca activo o desactivado a pesar de que haya desaparecido la orden de marcha o paro.
Arranque directo, sin inversión del sentido de giro, mando por contactor.
R S T
STOP
START
Plano de conexiones
Contactor Botonera
Motor trifásico
BobinaContactos
NO
Fusible
M3~
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
STOP
NO
Fusible
S T
Bobina
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
START
T
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
STOP
NO
Fusible
S
Bobina
START
OL
T
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
STOP
NO
Fusible
S
Bobina
START
OL
T
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
STOP
NO
Fusible
S
Bobina
START
OL
T
Alimentación trifásica R-S-T
Plano esquemático del control
Plano de situación o construcción
STOP
NO
Fusible
S
Bobina
START
OL
Alimentación trifásica R-S-T
START
STOPOFF
ON
LECTURA DE PLANOS DE TABLEROS DE CONTROL
ARRANQUE DIRECTO
CIRCUITO DE TEMPORIZACION
INVERSION DE GIRO
• La inversión de giro de un motor, es un circuito que permite cambiar el sentido de giro de un motor.
Para conseguir la inversión de giro de un motor asíncrono trifásico, solo es necesario intercambiar la conexión de dos fases de las tres que alimentan al motor .
• Esto se consigue por medio de los contactores de dos contactores KM1 Y KM2
ESQUEMA DEL CIRCUITO DE FUERZA
ESQUEMA DEL CIRCUITO DE MANDO
ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO
• Los motores de potencia consumen alta corriente cuando arrancan.
• Para disminuir la corriente de arranque se hace funcionar al motor en el arranque, en conexión estrella.
• Mediante un temporizador después de un tiempo t ,el motor pasa a la conexión triangulo.
• Para ello se necesitan tres contactores, KM1 , KM2 y KM3
ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO
ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO
ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO
ESQUEMA DE MANDO
ESQUEMA DE MANDO
ESQUEMA DE MANDO
ESQUEMA DE MANDO
ESQUEMA DE MANDO
ESQUEMA DE MANDO
ESQUEMA DE MANDO
INSTALACIÓN DE DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS de SEGURIDAD
SEGURIDAD ELÉCTRICA
Garantiza la integridad física de aquellos que operan con equipos eléctricos.
Evitar voltajes peligrosos entre estructuras, equipos y el terreno durante fallas o en condiciones normales operación.
Dispersar las pequeñas corrientes provenientes de los equipos electrónicos.
Dispersar a tierra las corrientes de falla y las provenientes de sobretensiones ocasionadas por rayos, descargas en líneas o contactos no intencionales con la estructura metálica de un equipo eléctrico.
Los pozos contienen tierra tratada y aditivos químicos que aseguran una baja resistencia del terreno al paso de la corriente eléctrica hasta donde se conecta el circuito de tierra de las instalaciones internas.
INSTALACIÓN DE AUTOMATISMOS