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