ACE-C08.0

2007

IES JUAN ANTONIO SUANZES

Flix Gonzlez Fernndez

[AUTOMATISMO INDUSTRI AL]Gua para el diseo genrico de la instalacin de un automatismo industrial.

CUADRO MANIOBRA

S4

H1,H2,H3

M1 M2 M3S1 S2 S3MOLINO 2 VELOCIDADES ELEVADOR TRANSPORTADOR

LNEA DE ALIMENTACINPE

automatismo industrial ACE C08

2

Introduccin curso 2006-07.

El ejemplo que aqu se presenta tiene como objetivo servir de gua de realizacin para el diseo de una

instalacin de automatismo industrial de carcter bsico. En el punto Pliego de condiciones se hace la

propuesta y en los siguientes se desarrolla el mtodo de trabajo que se cree ms conveniente para la

elaboracin de la documentacin necesaria previa a la realizacin y entrega de cualquier instalacin.

Una vez el alumno conoce y ha puesto en prctica los procesos de mecanizado, montaje y cableado de

cuadros llega el momento de adquirir autonoma controlando las fases del diseo y siendo capaz de elaborar

una documentacin homologable con el perfil de tcnico que se busca.

El alumno recibir una propuesta de trabajo similar a la que aqu se presenta y deber elaborar una

documentacin tcnicamente correcta para lo cual ha de seguir cuidadosamente todas las indicaciones que se

contemplan en este ejemplo que como ya se ha dicho utilizar como referente durante toda la elaboracin.

Tambin han de cumplirse las siguientes normas para la presentacin del documento final:

Portada con fecha, nombre de autor y ttulo del proyecto.

ndice de contenidos en la primera pgina.

nicamente se utilizar la cara anterior de las hojas que sern formato A4.

Todas las hojas numeradas (margen inferior a la derecha).

Los textos sern manuescritos.

Los croquis con regla, a escala y siguiendo las normas del dibujo tcnico.

Los esquemas con regla con simbologa y referenciado UNE-CEI.

Conjunto grapado o encarpetado

Fecha de entrega: ______________________

Contenido PLIEGO DE CONDICIONES. .......................................................................................................... 3

1 ESQUEMAS. ............................................................................................................................ 4

1.1 PROTECCIN GENERAL........................................................................................................ 4

1.2 CUADRO DE MANIOBRA. POTENCIA. ...................................................................................... 5

1.3 CUADRO DE MANIOBRA. MANDO. .......................................................................................... 6

2 HOJAS TCNICAS..................................................................................................................... 7

2.1 SELECCIN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIN Y MANIOBRA.................................................... 7

2.2 ELECCIN DEL TIPO Y SECCIN DE LOS CONDUCTORES. ........................................................ 11

2.3 SELECCIN DE LA ENVOLVENTE Y ACCESORIOS. .................................................................... 13

3 PLANOS DE CONSTRUCCIN..................................................................................................... 17

3.1 CROQUIS DE MONTAJE DE DISPOSITIVOS. ............................................................................ 17

3.2 CROQUIS DE MECANIZADO. ................................................................................................ 18

4 LISTADO DE MATERIALES. ....................................................................................................... 21


3

PLIEGO DE CONDICIONES.

La instalacin consiste en un sistema triturador de ridos para una fbrica de cermica industrial. El conjunto

est constituido por los siguientes elementos funcionales:

Un molino de rodillos accionados por un motor elctrico trifsico M1 de 7,5 Kw y dos bobinados

separados para velocidades de 2930 y 960 rpm.

Un transportador de banda y rodillos en plano inclinado ascendente accionado por un motor elctrico

trifsico M2 de 3 Kw y 700 rpm.

Un transportador de similares caractersticas que el anterior pero en disposicin horizontal y

accionado por un motor elctrico trifsico M1 de 0,75 Kw y 1395 rpm.

Se trata de definir el equipo elctrico necesario para la maniobra de los tres motores aludidos. En la eleccin

del sistema de arranque para cada motor se tendrn en cuenta las prescripciones que establece el

Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin a travs de la ITC-BT-47.

La seleccin de los dispositivos de gobierno y proteccin se establecer teniendo en cuenta que todos los

motores han de poder arrancar en condiciones de plena carga y su tiempo de arranque no llega en ningn

caso a los 10 segundos.

Todos los dispositivos de mando y proteccin exceptuando las botoneras irn alojados en un cuadro o cofre

metlico puesto a tierra. El sistema elctrico ir protegido en todas sus partes contra el polvo y contra la

proyeccin de agua con un IP54 como mnimo.

La alimentacin al cuadro se tomar del embarrado trifsico a 400V del armario de distribucin general de la

fbrica. La lnea al cuadro ser de cable tripolar tendido por una bandeja metlica de escalera que sale del

armario de distribucin y pasa por la vertical del punto de ubicacin del cuadro de maniobra realizando un

recorrido de 85 metros. En el cuadro de distribucin se colocarn las protecciones adecuadas para la lnea.

Las lneas individuales de los motores discurrirn a lo largo de canales empotrados en el suelo de longitudes:

20 metros para M1

15 metros para M2

20 metros para M3

Los requerimientos desde el punto de vista funcional sern los que a continuacin se detallan:

1. Cada motor podr ser puesto en marcha nicamente desde su mando local correspondiente; as M3

se podr poner en marcha desde la botonera S3, M2 desde S2 y M1 desde S1.

2. La velocidad de M1 se pre-seleccionar mediante un conmutador S4 situado en el cuadro.

3. Cada motor se podr detener de forma manual desde el mando local correspondiente (S1, S2 o S3

segn el caso) y tambin de forma automtica por actuacin de las protecciones.

4. La parada de M1 provocar la parada automtica de M2 y M3; la parada de M2 provocar la parada

automtica de M3.

5. M3 no podr ponerse en marcha si no lo est M2 ni este si no lo est M1.

6. La tensin de mando en el cuadro ser MBTS.

7. Se indicar mediante pilotos de color verde situados en el frontal del cuadro el estado de marcha de

cada uno de los motores.

La documentacin a entregar constar de los siguientes apartados:

1. Esquemas:

1. Circuitos de potencia.

2. Circuito de mando.

2. Hojas tcnicas:

1. Determinacin de los dispositivos de proteccin y maniobra

2. Determinacin del tipo y seccin de los conductores.

3. Determinacin del tipo y dimensiones de la envolvente.

3. Planos de acondicionamiento del cuadro:

1. Croquis de montaje.

2. Croquis de mecanizado.

4. Listado de materiales.


4

1 ESQUEMAS.

1.1 PROTECCIN GENERAL.

Esquema de conexiones de los dispositivos de proteccin general de la derivacin en el cuadro general de

distribucin de fbrica.

-F0.1

6 5

4 3

2 1

I> I> I> 2

1

F0.2

4 3

L1

L2

L3

3~ 400V/50Hz

Al cuadro de maniobra

13

14

14

12

A1

A2

1

7 16

17

-F0.3

L1 L2 L3


5

1.2 CUADRO DE MANIOBRA. POTENCIA.

-K1M1

6 5

4 3

2 1

-F1.1

6 5

4 3

2 1

I> I> I> X

1.6

M

3

-M1

V1

U1

W1 W2

V2

U2

-F1.21

6 5

4 3

2 1

-K1M3

6 5

4 3

2 1

-F3.2

6 5

4 3

2 1

-K1M2

6 5

4 3

2 1

-K3M2

6 5

4 3

2 1

X1.

5

X1.

4

-K2M1

6 5

4 3

2 1

X1.

9

-F1.22

6 5

4 3

2 1

X1.

8

X1.

7

-K2M2

6 5

4 3

2 1

X1.12

M

3

-M2

V1

U1

W1 V2

U2

W2

-F2.2

6 5

4 3

2 1

X1.

11

X1.

10

X1.

15

X1.

14

X1.

13

-F2.1

6 5

4 3

2 1

I> I> I>

-F3.1

6 5

4 3

2 1

I> I> I>

M

3

-M3

W1

V1

U1

X1.

16

X1.

17

X1.

18

L1 X1.1

L2 X1.2

L3 X1.3

-A1

6 5

4 3

2 1

Del cuadro general de

distribucin

-F1.3

6 5

4 3

2 1


6

1.3 CUADRO DE MANIOBRA. MANDO.

4 5

6 7 8 9 1 2 3 10 11

MOLINO ELEVADOR TRANSPORTE ALIMENTACIN MBTS 24V~

5 (13/14) 5 (61/62) 9 (53/54)

6 (13/14) 4 (61/62) 9 (53/54)

8 (13/14) 8 (61/62)

7 (61/62) 7 (55/56) 8 (67/68) 9 (13/14)

10 (13/14)

-S1.1

11

12

-S1.2

13

14

-K2M1

61

62

-K1M1

13

14

-S1.3

11

12

-K2M2

67

68

X2.

2

X2.3

-K2M2

55

56

A2

A1

-K1M1

-F1.22

96

95

-H1

2 1

-F1.21 96

95

-K2M1

13

14

23

24

-K1M1

61

62

A2

A1

-K2M1

-F2.2

41

42

-K3M2

61

62

A2

A1

-K1M2

-K1M2

61

62

A2

A1

-K3M2

A2

A1

-K2M2

A2

A1

-K1M3 -H3

2 1

-H2

2 1

-K1M3

13

14

-K2M2

13

14

-K1M2

13

14

-S2.1

11

12

-S2.2

13

14

X2.

4

X2.6

-S3.1

11

12

-S3.2

13

14

X2.

7

X2.9

-F3.2

95

96

X2.

5

X2.

8

2 1

-F4.21

2 1

-F4.12

2 1

-F4.11

2 1

-F4.22

-T1 2U1 1U1

400V/24V 100VA

1U2 2U2

Al borne X1.2

Al borne X1.3

X2.

1

-K1M1

53

54

-K2M1

53

54

-A1

LI+

LI2


7

2 HOJAS TCNICAS

2.1 SELECCIN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIN Y MANIOBRA.

2.1.1 Tipos de arranque. (Normativa de referencia: REBT ITC-BT 47.)

Se parte de las caractersticas de los motores utilizados que son:

Motor U (V) P (kW) n (rpm) In (A) Ia/In Cos

M3 400/690 0,75 1395 1,91 4,2 0,8

M2 400/690 3 700 7,6 4,1 0,74

M1.1

M1.2 400 7,5

960

2930

17

13,8

4,6

6,9

0,74

0,89

M3 puede arrancar directo y a plena carga puesto que hasta 0,75 KW la ITC-BT 47 para motores de CA lo

permite independientemente del valor de la relacin Ia/In.

M2 no puede arrancar directo puesto que su Ia/In = 4,1 > 3 fijada en la misma instruccin como mxima

relacin para motores entre 1,5 Kw y 5 Kw. Poniendo un estrella-tringulo reducimos la relacin Ia/In a una

tercera parte: (4,1In / 3)/In = (5,63,85/3)/3,85)=1,36 < 3 y por lo tanto es sobradamente suficiente para

cumplir la normativa.

M1 tiene dos bobinados separados. Se trata como si tuviramos dos motores diferentes.

En velocidad II no puede arrancar directo ni con acoplamiento estrella-tringulo dada su relacin

Ia/In=6,9 siendo 2 la mxima permitida. En este caso se utilizar un regulador de arranque

progresivo ajustado para una Imax = 2In = 213,8= 27,6 A.

En velocidad I no puede arrancar directo y a plena carga ya que Ia/In=4,6 > 2. Podra utilizarse un

arrancador estrella-tringulo ya que 4,6/3 = 1,53 < 2 relacin permitida entre 5 y 15 Kw

No obstante, como vamos a utilizar un regulador de arranque para la velocidad larga, este mismo

podremos emplearlo tambin para la corta. Como el regulador se ajusta para 27,6 A la relacin Ia/In

se queda en 27,6/17 = 1,62, claramente por debajo de la permitida.

Conclusin:

Motor Mtodo de arranque

M3 Directo.

M2 Estrella / Tringulo.

M1 Regulador progresivo comn a las dos velocidades.

2.1.2 Descripcin general.

La lnea de alimentacin al cuadro quedar protegida contra los efectos de los cortocircuitos, sobrecargas y

ante la aparicin de corrientes de fuga con posibilidad de ajuste del disparo tanto en lo que respecta a las

sobrecargas como a las intensidades de defecto.

Ya en el cuadro, los circuitos de potencia correspondientes a cada motor sern protegidos contra los efectos

de los cortocircuitos por disyuntores magnticos y contra los efectos de las sobrecargas mediantes rels

trmicos bimetlicos.

El regulador de arranque A1 del motor M1 llevar su proteccin especfica mediante fusibles ultra-rpidos.

El circuito de mando se alimenta a travs de un transformador de aislamiento de 400V / 24V. Su circuito

primario se protege mediante fusibles aM y el secundario mediante fusibles gG.

La maniobra se soluciona mediante contactores tripolares de categora de empleo AC3 (marcha constante

una vez arrancados y desconexin en marcha normal) con bobinas para una tensin de 24 V-50Hz.


8

2.1.3 Dispositivos para los circuitos de potencia.

Circuito del motor M1:

Proteccin cortocircuitos.- Se pondr un disyuntor magntico F1.1 de intensidad nominal mayor

que 17 A que es la mayor de los dos bobinados presentes en el motor. La tensin asignada de

empleo no ser menor que 400V y su capacidad de corte estar por encima de los 4,5 KA.

Proteccin sobrecargas.- Se utilizar un rel trmico bimetlico en cada uno de los bobinados

F1.21 y F1.22 siendo estos adecuados en su margen de ajuste para las intensidades nominales

de cada caso 17 A para la velocidad corta y 13,8 A para la velocidad larga. Sern clase 10A y de

accin diferencial de manera que puedan actuar cuando falta una fase ( ITC BT 47). Tensin

asignada de empleo superior a 400 V.

Contactores.- Uno K1M1 para el bobinado de baja velocidad con una In >17 A y otro K2M1 de

In > 13,8 A para el bobinado de alta velocidad. Ambos tripolares en categora AC3 y servicio

permanente con tensin asignada de empleo superior a 400 V. La tensin de las bobinas ser 24 V-

50Hz.

Regulador de arranque progresivo.- El regulador ser de clase 10 (rampa de arranque ajustable

hasta 10 segundos) y de intensidad nominal superior a 17 A con tensin asignada de empleo

superior a 400 V. Ir protegido en cada una de sus fases por un fusible ultra-rpido clase gR.


Proteccin cortocircuitos.- Disyuntor magntico tripolar F2.1 para una intensidad nominal mnima

de 7,6 A. Resto de caractersticas como en el caso de F1.1.

Proteccin sobrecargas.- Rel trmico bimetlico F2.2 de caractersticas como las descritas para

los F1.21 y F1.22 pero de intensidad de regulacin 7,6 0,58 = 4,4 A dado que se trata de un

estrella-tringulo.

Contactores.- El de lnea K2M2 y el de tringulo K3M2 de intensidad nominal mayor que 4,4 A.

El de estrella K1M2 se elige de un calibre inferior al resultante para los anteriores. Resto de

caractersticas como en el caso anterior.


Proteccin cortocircuitos.- Disyuntor magntico tripolar F3.1 para una intensidad nominal mnima

de 1,91 A. Resto de caractersticas como en los casos anteriores.

Proteccin sobrecargas.- Rel trmico bimetlico F3.2 de caractersticas como las descritas para

los casos anteriores pero de intensidad de regulacin Ir= 1,91 A.

Contactores.- Uno K1M3 con una In > 1,91 A y resto de caractersticas igual que en los casos

anteriores.

En la siguiente tabla aparece la seleccin de los dispositivos de proteccin y mando requeridos para la

maniobra de los tres motores en la parte de potencia.

Dispositivo Fabricante Modelo-Tipo Caractersticas

F1.1 Disyuntor magntico 3p TELEMECANICA GV2 LE-20 18A15kA

F2.1 Disyuntor magntico 3p TELEMECANICA GV2 LE-14 10A100kA

F3.1 Disyuntor magntico 3p TELEMECANICA GV2 LE-07 2,5A100kA

F1.21,F1.22 Rel trmico TELEMECANICA LRD-21 12..18A

F2.2 Rel trmico TELEMECANICA LR7-K0312 3,7..5,5A

F3.2 Rel trmico TELEMECANICA LR7-K0308 1,8..2,6A

F1.3 Portafusibles 10x38 3p LEGRAND LEXIC 058 38 16-25 A / 500 V

Fusibles 10x38 SIBA 60 034 34.20 gRL / 20 A / 500 V

K1M1,K2M1 Contactor 3p~ TELEMECANICA LC1-D18B7 18A440VAC3-24Vca

K1M2,K1M3 Contactor 3p~ TELEMECANICA LC1-K06B7 6A440VAC3-24Vca

K2M2,KM3M2 Contactor 3p~ TELEMECANICA LC1-D09B7 9A440VAC3-24Vca

A1 Arrancador suave Altistart 01 TELEMECANICA ATS 01N222QN 22 A /415 V / 50-60 Hz


9

2.1.4 Dispositivos para el circuito de mando.

En principio seleccionamos todos los elementos auxiliares necesarios para satisfacer las necesidades de

control que se extraen del esquema del circuito de mando. Aqu tenemos en cuenta los contactos auxiliares

que puedan traer consigo los propios contactores anteriormente seleccionados.

Dispositivo Fabricante Modelo-Tipo Caractersticas

S1.1, S1.2, S1.3

S2.1, S2.2, S2.3

S1, S2, S3

Pulsador rasante 22 mm TELEMECANICA XB4-BA3311 1NA verde

Pulsador rasante 22 mm TELEMECANICA XB4-BA4322 1NC rojo

Caja unidad de mando TELEMECANICA XAL-D02 2 taladros RAL7035

H1,H2,H3 Piloto luminoso 22 mm TELEMECANICA XB4-BV63 Color verde

Lmpara incandescencia TELEMECANICA DL1-CE024 2W

K1M2 Bloque de contactos TELEMECANICA LA1-KN11 1NA+1NC inst.

K3M2,K1M1,K2M1 Bloque de contactos TELEMECANICA LAD-N11 1NA+1NC inst.

K2M2 Bloque de contactos TELEMECANICA LAD-T2 1NA+1NC temp. Tra.

S4 Selector TELEMECANICA XB4-BD25 1NA+1NC

La potencia del transformador de mando vendr dada por las necesidades de los rganos de accionamiento

de los contactores y el resto de dispositivos que se alimenten a travs del circuito de mando como puedan

ser pilotos, detectores del tipo alimentado, microaccionadores, etc.

En nuestro caso las potencias de los distintos elementos receptores que se alimentan del transformador de

mando son las siguientes:

DISPOSITIVO N ACCIONADOS LLAMADA (VA) MANTENIMIENTO (VA)

Contactor modelo D 4 3 70 7

Contactor modelo K 1 1 30 4,5

Lmpara modelo DL1 3 3 - 2

Para determinar la potencia consumida por los rganos de accionamiento de los contactores se suma a la

potencia de llamada del contactor de mayor consumo las potencias de mantenimiento del resto de

contactores.

As pues la potencia requerida para el accionamiento de los contactores ser:

PBOB = 70 + 72 + 4,5 = 70 + 14 + 4,5 = 88,5 VA

A esta potencia habr que sumar la correspondiente a las lmparas de los pilotos:

PL = 2 3 = 6 W

Finalmente, la potencia necesaria ser la suma de las anteriores:

PMANDO = PBOB + PL = 88,5 + 6 = 94,5 VA

Esta ser la mnima potencia que deber suministrar el transformado de mando.

Las caractersticas del transformador y sus protecciones se reflejan en la siguiente tabla:

Dispositivo Fabricante Modelo - Tipo Caractersticas

F4.1 Portafusibles bipolar LEGRAND LEXIC 058 26 10-16A / 400V

Fusible cil. talla 00 LEGRAND 120 01 1 A / aM / 20kA / 500 V

F4.2 Portafusibles bipolar LEGRAND LEXIC 058 26 10-16 A / 400V

Fusible cil. talla 00 LEGRAND 123 04 4 A / gG / 20kA /500 V

T1 1 Transformador TELEMECANICA ABL-6TS10B P=100VA / U1=400V / U2=24V


10

2.1.5 Dispositivos de proteccin general.

El parmetro de partida ser la intensidad de lnea:

IM1 + IM2 + IM3 =17 + 7,6 + 1,91 = 26,51 A

La intensidad del circuito de mando es de 100/400 = 0,25 A y, en principio, podemos no considerarla para la

seleccin de los elementos de proteccin general.

Por lo tanto, los dispositivos de proteccin de la lnea debern ser de intensidad asignada superior a 27 A.

La proteccin ser integral cortocircuitos-sobrecargas-corrientes de fuga por medio de un interruptor

automtico magnetotrmico F0.1 de disparo trmico ajustable provisto de bobina de disparo a emisin de

tensin controlada desde un rel diferencial F0.3 de umbral de disparo ajustable asociado a un sensor de

corriente de defecto de ncleo toroidal cerrado. Un magnetotrmico bipolar F0.2 protege el circuito del rel

diferencial.

Dispositivo Fabricante Modelo - Tipo Caractersticas

F0.1 Interruptor automtico 3p TELEMECANICA

GV3 ME40 400V / 25..40A 35kA

Bobina de emisin GV3 D38 400 V

F0.2 Interruptor magnetotrmico 2p LEGRAND DX 06461 400 V / 2 A / 10kA / curva C

F0.3 Rel diferencial FANOX

ELR-3C 400 V/50 Hz Is = 0.025 .. 25A

Transformador toroidal CT1/35 D = 35mm


11

2.2 ELECCIN DEL TIPO Y SECCIN DE LOS CONDUCTORES.

Normativa de referencia: REBT ITC-BT 19 , ITC-BT 47, UNE 20460-5-523:2004.

Esta es una parte muy importante del proceso, la correcta eleccin de los cables evitar la aparicin de

excesivas cadas de tensin que provocaran un deficiente funcionamiento de los motores y, por otra parte, el

sobrecalentamiento de las lneas con el consiguiente deterioro de los aislamientos de los conductores y los

riesgos que esto conlleva.

Tomamos como datos de partida las distintas intensidades ya consideradas y tenemos en cuenta lo que dice

la ITC BT47 del REBT respecto a las intensidades aplicables para el clculo de los conductores que alimenten

motores as como la ITC BT19 (1) para el establecimiento del mtodo de instalacin, la intensidad admisible,

la seccin adecuados a cada tramo de la instalacin

Cuando se trata de la lnea a un motor se aplicar un factor corrector de 1,25 a la In. Si se trata de un grupo

de motores se aplica el factor 1,25 al de mayor intensidad y a este resultado se suman la In del resto.

Teniendo en cuenta todo lo dicho podemos establecer la tabla de intensidades aplicables para cada uno de los

tramos especificando al mismo tiempo la longitud del tramo y el mtodo de instalacin:

Tramo Mtodo de instalacin Mtodo de

referencia Aislamiento

L

(m)

Intensidad aplicable

(A)

Motor 1 Multipolar canal empotrado en el suelo (51) B2 XLPE 20 171,25

13,81,25

21,25

17,25

Motor 2 Multipolar canal empotrado en el suelo (51) B2 XLPE 15 7,61,250,58 5,51

Motor 3 Multipolar canal empotrado en el suelo (51) B2 XLPE 20 1,911,25 2,4

General Multipolar en bandeja (31) E XLPE 85 171,25+7,6+1,

91 30,76

Las secciones teniendo en cuenta el calentamiento se obtienen de la tabla de intensidades mximas

admisibles presente en la norma UNE 20460-5-523:2004 Tabla A52.1bis

Tramo

Intensidad

Aplicable

(A)

Imx admitida (A)

N de

circuito

s

Factor

de reduccin

Imax admitida

corregida

(A)

Seccin

aplicable

(mm2)

General 31 36 1 1 36 4

Motor 1 21,25

17,25

22

22

1

1 1

22

22

2.5

2,5

Motor 2 5,51 16 2 0,8 12,8 1,5

Motor 3 2,4 16 1 1 16 1,5

Hay que comprobar que las secciones obtenidas cumplan con los requisitos de cada de tensin mxima

admitida que es de un 6,5% por tratarse de instalacin de fuerza perteneciente a un usuario con centro de

transformacin propio.

Esta mxima cada de tensin es en valor absoluto:

e = 400 x 0,065 = 26 V

1 Los valores de intensidades admisibles se toman de la UNE 20460-5-523:2004 Tabla A52.1bis de aparicin posterior al

REBT y que modifica algunos valores de intensidad admisible.


12

La cada de tensin tomando como temperatura la mxima admitida en el aislamiento de los cables con

aislamiento XLPE (90C) sern:

e11 =

3 x L1x I1 cos 11

=

1,73 x 20 x 17 x 0,74

= 3,95 V

90 x S11 44 x 2,5

e12 =

3 x L1x I1 cos 12

=

1,73 x 20 x 13,8 x 0,89

= 3,86 V

90 x S12 44 x 2,5

e2 =

3 x L2x I2 cos 2

=

1,73 x 15 x 4,4 x 0,74

= 1,28 V

90 x S2 44 x 1,5

e3 =

3 x L3x I3 cos 3

=

1,73 x 20 x 1,91 x 0,8

= 0,8 V

90 x S3 44 x 1,5

eL =

3 x LLx (I11 cos 11+I2 cos 2+I3 cos 3)

=

385(170,74+7,60,74+1,910,8)

= 6,6 V

90 x SL 44 x 4

La mayor cada de tensin se produce en el motor M1 cuando funciona en velocidad corta e = e11 + eL =

3,95 + 6,6 = 10,55 V que es menor que la permitida de 26 V y por lo tanto perfectamente vlida.

As que definitivamente utilizaremos los siguientes cables para cada uno de los tramos mencionados:

TRAMO FABRICANTE TIPO DESIGNACIN DIMETRO

(mm)

PESO

(kg/km)

Lnea general PRYSMIAN RETENAX FLEX 0.6/1kV RV-K 3x4 mm2 11,1 200

Lnea M1 PRYSMIAN RETENAX FLEX 0.6/1kV RV-K 3x2,5 mm2 10,1 150



Cuadro M1 PRYSMIAN RETENAX FLEX 0,6/1KV RV-K 1x2,5 6,2 54



Cuadro mando PRYSMIAN PIREPOL FLEX H07V-K 1x1,5 mm2 2,8 14

Botoneras PRYSMIAN RETENAX FLEX 0.6/1kV RV-K 3x1,5 mm2 9,2 110


13

2.3 SELECCIN DE LA ENVOLVENTE Y ACCESORIOS.

Todos los aparatos que colocamos en un cuadro elctrico generan calor durante su funcionamiento normal.

Este calor puede conducir a un aumento de la temperatura en el interior de la envolvente que ponga en

peligro el correcto funcionamiento de los aparatos contenidos en ella.

Por esta razn se hace necesario utilizar algn sistema de control para evitar que la temperatura en el

interior de los cuadros pueda alcanzar valores inadmisibles.

Los medios tcnicos utilizados para controlar trmicamente los cuadros son diversos:

Ventilacin natural por disipacin trmica de la propia envolvente, ventilacin natural mediante aberturas con

rejillas en la envolvente, ventilacin forzada mediante impulsores y extractores de aire, grupos de

climatizacin, etc.

En nuestro caso, al tratarse de una instalacin de pequea envergadura con el cuadro situado en una nave

industrial bien ventilada, es suficiente utilizar el sistema de control de ventilacin natural por disipacin

trmica de la propia envolvente. Lo ms adecuado en estos casos es utilizar una placa de montaje metlica

que hace las veces de soporte y disipador trmico al mismo tiempo. La envolvente propiamente dicha puede

ser metlica o de material sinttico ignifugo con el grado de proteccin adecuado a las condiciones que se

van a tener en el lugar de ubicacin.

2.3.1 DETERMINACIN DE LA SUPERFICIE DE MONTAJE.

En la prctica, para obtener la superficie de montaje apropiada, suele dar buenos resultados multiplicar por un factor entre 3 y 4 la suma de las superficies de todos los aparatos incluyendo las bornas de conexin.

Hacindolo as tendremos segura la incorporacin de canaletas de ancho adecuado y espacio de seguridad

suficiente desde los bordes de las mismas hasta las conexiones de los dispositivos.

Es importante,por lo tanto, tomar nota de las dimensiones de todos los aparatos que debamos montar para poder evaluar con precisin la superficie requerida y no llevarnos sorpresas de ltima hora. En la hoja siguiente se ha colocado la informacin de las dimensiones de cada uno de los dispositivos tal y como aparecen en las respectivas guas tcnicas de los fabricantes.

A partir de estos datos se ha construido la tabla de superficies siguiente:

Designacin Aparato Fab Cant a b h S ST

Disyuntor magntico GV2 LE TELEM. 3 45 89 84,5 40,05 120,15

Rel trmico LRD-21 TELEM. 2 45 46 93 20,7 41,40

Rel trmico LR2-K0312+LA7-K0064 TELEM. 1 45 80 75 36 36,00

Rel trmico LR2-K0308 TELEM. 1 45 58 65 26,1 26,10

Base portafusibles LEXIC 058 38 LEGRAND 1 53,4 94 118 50,2 50,20

Contactor LC1-D TELEM. 4 45 77 137 34,65 138,60

Contactor LC1-K06B7 TELEM. 2 45 58 92 26,1 52,20

Arrancador progresivo ATS 01N222QN TELEM. 1 45 154 130,7 69,3 69,30

Transformador ABL-6TS10B TELEM. 1 85 86 94 73,10 73,10

Base portafusibles LEXIC 058 26 LEGRAND 2 35,5 94 104 33,37 66,74

Borna Viking 3 39062 LEGRAND 3 8 48,4 51 3,9 11,70

Borna Viking 3 39061 LEGRAND 15 6 48,4 45,4 2,9 43,50

Borna Viking 3 39060 LEGRAND 9 5 48,4 45,4 2,42 21,78

SUPERFICIE OCUPADA POR APARATOS Y BORNAS EN cm2 751

Para determinar la superficie tomaremos como factor multiplicador 3,5. As tenemos que:

751 3,5 = 2628 cm2

Se trata entonces de acudir a los catlogos y buscar una placa de cuyas dimensiones propocionen una superficie prxima a la calculada.

Ej.: La AM3-PG75 de TELEMECANICA tiene unas dimensiones de 665x450 y 2992 cm2 de superficie.


14

77

86

117

129

141

45

LC1-D09 a D18 tripolar

LAD-N C

LA6-DK10 /LAD-6K10

LAD-T, R, S

455735

LA1-K

58

LC1-K con LA1-K Sobre perfil

65 45

58

116

LR2-K Montaje directo bajo contector

80

44,5

44,5

44,545

==

GV2-LE

112,8

130,7

72,2

45

154

ATS 01N222 . . a ATS 01N232 . .

Bornasde paso VIKING3

A

B

C

D

E

Ref. A B C D E

390 01 48,4 39,1 49,4 45,4 52,9

390 02 48,4 46 55 51 58,5

390 04 48,4 46 55 51 58,5

390 06 57,1 54,5 67 63 70,5

390 08 57,1 54,5 67 63 70,5

390 60 48,4 39,1 49,4 45,4 52,9

390 61 48,4 39,1 49,4 45,4 52,9

390 62 48,4 46 55 51 58,5

390 64 48,4 46 55 51 58,5

390 66 57,1 54,5 67 63 70,5

390 68 57,1 54,5 67 63 70,5

390 70 71,6 66 99 95 102,5

390 77 71,6 69 66,7 62,7 70,2

390 78 71,6 69 66,7 62,7 70,2

30

46

,5

54,5

11,5 e

XB4-BV6

68

25 e 30

46

,5

XB4-BD

2.3.1.1 DIMENSIONES DE LOS DISPOSITIVOS DEL CUADRO.


15

2.3.2 ELECCIN DEL TIPO DE ENVOLVENTE.

Para seleccionar el armario, cuadro o cofre, adems de las dimensiones del mismo, tendremos en cuenta el

grado de proteccin necesario. Hay que evitar la penetracin de polvo y de agua, un IP55 es lo adecuado en

nuestro caso.

Las dimensiones superficiales vienen dadas de antemano con la seleccin de la placa de montaje. Hay que

seleccionar por lo tanto el armario o cofre relacionado con la placa de montaje a utilizar.

De entre los de iguales dimensiones superficiales utilizaremos el de profundidad adecuada a la altura de los

aparatos que disponemos dentro del cuadro. En nuestro caso el aparato de mayor altura es el contactor LC1-

D que cuando lleva acoplado un bloque de contactos temporizados puede alcanzar una profundidad de 141

mm. Se suele dejar un margen de seguridad de 20 mm para la separacin de la placa de montaje al fondo

del cuadro.

Como hay que montar tres pilotos y un selector en la puerta del armario tendremos en cuenta la cota de

penetracin de estos que es de 43 mm.

As pues la profundidad til del armario ha de ser superior a 141 + 20 + 43= 204 mm.

2.3.3 ELECCIN DEL CANAL PORTACABLES.

Llegados a este punto, nos queda determinar las dimensiones del canal para el cableado dentro del armario.

Tenemos que dejar un espacio libre entre los bordes de las canaletas y los bornes de los aparatos de, al

menos, seis veces el dimetro del conductor de mayor dimetro utilizado para el cableado del interior del

cuadro.

En la tabla final que confeccionamos en la seleccin de los cables, el de mayor dimetro es de 6,2 mm por lo

tanto si multiplicamos por seis resulta un espacio de seguridad mnimo de 37,2 mm de separacin de los

bornes de los dispositivos con respecto a los canales.

Siendo as entrara perfectamente una canaleta de 30 mm de ancho.

Para determinar la profundidad del canal, como los conductores que ms ocupan son los de potencia y estos

siempre acaban en un regletero, se suele tomar como base para el clculo el nmero de bornes de conexin

que tiene el regletero y el dimetro de los cables que a ellos se conectan sin tener en cuenta los bornes que

puedan pertenecer a la alimentacin.

Lo que se hace es calcular la seccin de todos los conductores como si fueran cuadrados de lado igual a su

dimetro, la suma de secciones multiplicada por un factor entre 2 y 3 nos dar la seccin mnima requerida

para el canal.

En nuestro caso tenemos los siguientes valores:

Bornes N Dimetro Seccin ocupada Seccin total

X1.4 a X1.9 6 6,2 38,44 230,64

X1.10 a X1.18 9 5,7 32,49 292,41

X2.1 a X2.9 9 2,8 7,84 70,56

TOTAL SECCIN CONDUCTORES 593,61

Ahora se multiplica el valor obtenido por el factor 2,5 y tenemos un rea de:

593,61 x 2,5 = 1484 mm2

Como el ancho de la canaleta es de 30 mm su altura ser como mnimo:

1484: 30 = 49,46 mm


16

2.3.4 ENTRADA DE CABLES.

La entrada de cables se realizar por la parte inferior del cofre mediante tapa desmontable a la que

dotaremos de prensaestopas roscados adecuados para el paso de cables y que, al menos, garanticen un

IP54.

En total tenemos nueve mangueras:

Una de alimentacin de 11,1 mm de dimetro.

2 del motor M1 con 10,1 mm de dimetro cada una.

2 del motor M2 con 9,2 mm de dimetro cada una.

1 del motor M3 con 9,2 mm de dimetro.

3 de las botoneras de 9,2 mm de dimetro cada una.

Por lo que en la tapa se montarn nueve prensaestopas M20 de dimetro de paso 7/13 mm e IP68.

Caractersticas de la envolvente seleccionada y de los accesorios para el montaje y cableado:

Designacin Marca Modelo- Referencia Dimensiones

Cofre metlico TELEMECANICA ACM-GV7525 700x500x250

Placa compacta TELEMECANICA AM3-PG75 665x450x2

Fondo canaleta PVC TELEMECANICA AK2- GA35 2000x30x55

Tapa canaleta PVC TELEMECANICA AK2- CA3 2000x30

Perfil omega OBO 2069 GC 2000x35x7,5

Prensaestopas latn niquelado IP68 PEMSA IRIS-M 210 312 00 M20x1,5 7/13 mm


17

F4.1 T1 F1.3F3.1F2.1F1.1F4.2

K1M3 K1M1 K2M1 A1K1M2F2.2K2M2K3M2

F3.2 F1.21 F1.22

X1.1 a X1.18 X2.1 a X2.9

3 PLANOS DE CONSTRUCCIN.

3.1 CROQUIS DE MONTAJE DE DISPOSITIVOS.

Escala 1:4


18

15 45 165 165 45

62,6

79,2

142

127,

210

210

250

28 X O 4

15

3.2 CROQUIS DE MECANIZADO.

3.2.1 PLACA DE MONTAJE.

Escala 1:4


19

100 100150 150

10

03

53

,5

6 x 22

24

6,5

3.2.2 PUERTA.

Escala 1:4


20

30

40

40

40

40

40

40

50

30

30

37

60

9 x 22,5

3.2.3 PASO DE CABLES.

Escala 1:2


21

4 LISTADO DE MATERIALES.

DESIGNACIN Cantidad FABRICANTE TIPO/MODELO REFERENCIA PRECIO C/U

Cable 0.6/1kV RV-K 3x4 mm2 85 PRYSMIAN RETENAX

Cable 0.6/1kV RV-K 3x2,5 mm2 40 PRYSMIAN RETENAX

Cable 0.6/1kV RV-K 3x1,5 mm2 105 PRYSMIAN RETENAX

Cable 0,6/1KV RV-K 1x2,5 24 PRYSMIAN RETENAX

Cable 0,6/1KV RV-K 1x1,5 24 PRYSMIAN RETENAX

Cable H07V-K 1x1,5 mm2 50 PRYSMIAN PIREPOL

Interruptor automtico ajustable tripolar 1 TELEMECANICA GV3 ME40

Bobina de emisin 400V para GV3 1 TELEMECANICA GV3 D38

Interruptor magnetotrmico bipolar C2A 1 LEGRAND DX 06461

Rel diferencial de fugas a tierra 1 FANOX ELR-3C

Transformador toroidal para ELR-3C 1 FANOX CT1/35

Portafusibles bipolar 2 LEGRAND LEXIC 058 26

Fusible cilndrico 8,5x31,5 1A 2 LEGRAND aM 120 01

Fusible cilndrico 8,5x31,5 4A 2 LEGRAND gG 123 04

Transformador 400/24V-100VA 1 TELEMECANIQUE ABL-6TS10B

Selector 1NA+1NC 22 mm dimetro 1 TELEMECANIQUE XB4-BD25

Pulsador rasante 1NC 22 mm dimetro 3 TELEMECANIQUE XB4-BA3311

Pulsador rasante 1NA 22 mm dimetro 3 TELEMECANIQUE XB4-BA4322

Caja unidad de mando 3 TELEMECANIQUE XAL-D02

Piloto luminoso verde 22 mm dimetro 3 TELEMECANIQUE XB4-BV63

Lmpara incandescencia 2W-24V 3 TELEMECANIQUE DL1-CE024

Bloque de contactos instantneos 1NA+1NC 1 TELEMECANIQUE LA1-KN11

Bloque de contactos instantneos 1NA+1NC 3 TELEMECANIQUE LAD-N11

Bloque de contactos temporizados trabajo 1na+1nc 1 TELEMECANIQUE LAD-T2

Disyuntor magntico tripolar 1 TELEMECANIQUE GV2 LE-20


22

DESIGNACIN Cantidad FABRICANTE TIPO/MODELO REFERENCIA PRECIO C/U



Rel trmico 2 TELEMECANIQUE LRD-21

Rel trmico 1 TELEMECANIQUE LR7-K0312

Rel trmico 1 TELEMECANIQUE LR7-K0308

Portafusibles 10x38 tripolar 1 LEGRAND LEXIC 058 38

Fusible 10x38 3 SIBA gR 60 034 34.20

Contactor tripolar AC3 2 TELEMECANIQUE LC1-D18B7

Contactor tripolar AC3 2 TELEMECANIQUE LC1-K06B7

Contactor tripolar AC3 2 TELEMECANIQUE LC1-D09B7

Arrancador suave Altistart 01 1 TELEMECANIQUE ATS 01N222QN

Bornas de paso 6 mm DIN 3 LEGRAND VIKING3 39062

Bornas de paso 4 mm DIN 15 LEGRAND VIKING3 39061

Bornas de paso 2,5 mm DIN 9 LEGRAND VIKING3 39060

Cofre metlico 700 x 500 IP55 1 TELEMECANICA ACM-GV7525

Placa compacta para armario 700 x 500 1 TELEMECANICA AM3-PG75

Fondo canaleta PVC 30 mm 4 TELEMECANICA AK2- GA35

Tapa canaleta PVC 30mm 4 TELEMECANICA AK2- CA3

Perfil DIN simtrico 35x7,5 2 OBO 2069 GC

Prensaestopas latn niquelado IP68 M20 dimetro 6/13 9 PEMSA IRIS-M 210 312 00

Fin del documento

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ACE-C08.0