Practica1 Relevadores Y ores 2jm2o

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA CURSO: ACTUADORES Y ACCIONAMIENTOS PRACTICA 1: RELEVADORES Y ORES RELEVADORES Y ORES I. EL RELEVADOR

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios os que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

Al circular la corriente se crea un campo magnético, que mejora al utilizar un núcleo, se genera una fuerza mayor a la del resorte jalando la plancha del o, al momento de energizar se cierra y habrá continuidad, la línea tendrá resistencia cero. Al momento de cerrar los os se generara el efecto rebote debido a la oscilación del resorte afectando en la placa móvil.

El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los os dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los os hagan una conexión. Estos os pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Partes de los relés:

Tipos de relés: Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de os, de su intensidad isible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación y desactivación, etc. Cuando controlan grandes potencias se les llama ores en lugar de relés. 

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Relés electromecánicos: Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo lo más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los os dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado). Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus os. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes. Relé tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con os en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos os conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla. Relés polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de o. Al excitar el electroimán, se mueve la armadura y

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provoca el cierre de los os. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los os ó cerrando otro circuito. Relé de estado sólido: Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un opto acoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los os del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecánico destruirían en poco tiempo los os. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos. Relé de corriente alterna: Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los os. Es decir, los os de un relé conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y Latinoamérica oscilarán a 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente alterna se modifica la resonancia de los os para que no oscilen. Relé de láminas: Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su o, las demás no. Los relés de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros sistemas de telecontrol.

II. EL OR Un or es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se de tensión a la bobina (en el caso de ser ores instantáneos). Un or es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

1. Objetivo.    

Conocer e Identificar en forma experimental los elementos que conforman la estructura de un or y un relevador. Conocer el funcionamiento de un relevador, or y establecer las diferencias entre ambos dispositivos. Conocer, identificar y seleccionar mediante catalogo los diferentes tipos de ores y relevadores. Conocer y determinar la potencia transitoria y estacionaria de los ores

2. Materiales y/o equipos. En esta práctica emplearemos dos las siguientes marcas de catálogos.  Catalogo general de ABB ores y otros dispositivos  Catalogo general de Allen-Bradley para ores y relevadores  Catalogo general de Telemecanique para ores y relevadores  Catalogo general de siemens para ores y relevadores En esta práctica emplearemos dos ores y dos relevadores de diferentes marcas.       

Dos ores magnéticos de diferentes marcas Dos relevadores de control de diferentes marcas Un multímetro Cables de conexión Un destornillador de estrella Un destornillador plano Una pinza amperimétrica.

3. Desarrollo. 3.1 De dos catálogos de marcas diferentes ores busque y seleccione tres dos tipos de ores magnéticos, corriente mayor o igual a 40 A. 3.2 Anote sus características físicas y eléctricas (3.1) 3.3 Investigue la representación simbólica: europeo y americano de cada dispositivo seleccionado (3.1) 3.4 Para los ores y relevadores Iidentificar y conocer sus componentes y realizar un cuadro comparativo de ambos. 3.4.1 Identifique las partes externas 3.4.2 Anote las características eléctricas y mecánicas de las etiquetas. 3.4.3 Medir la resistencia de la bobina (A1 y A2) 3.4.4 Mida la continuidad e Identifique los os abiertos y cerrados 3.4.5 Identifique los os auxiliares y de fuerza. ¿Cuál es la diferencia entre los auxiliares y los de fuerza? , ¿Cuál es el número que lo identifica?, ¿Esta en sistema Americano o Europeo?

3.4.6 ¿Cuál es la corriente y voltaje máximo que soportan los os Auxiliares y de fuerza?, ¿Cuales el número que lo identifica?, ¿Esta en sistema Americano o Europeo? 3.4.7 Desmontar los ores y relevadores e identifique los elementos que conforman el circuito electromagnético (Bobina, núcleo y armadura) y los os. Todas las fotos deben ser descritas. 3.4.8 Digitalizar todas sus partes (internas y externas) 3.4.9 ¿Cuantos os están Normalmente abiertos y normalmente cerrados?, ¿Cual es el número que lo identifica?, ¿Esta en sistema Americano o Europeo? 3.4.10. Calcular la potencia transitoria y estacionaria de los ores 3.4.11. Tabla con valores Medidos de corriente, voltaje, resistencia, etc., medidos en régimen transitorio y estacionario. 3.5. Identifique el tipo de pulsadores ¿Cuál es la diferencia entre los pulsadores e interruptores? , ¿Cuál es el número de los os? 3.5.1. Mida la resistencia entre terminales Debe ilustrar todo el desarrollo de la práctica. 4. Resultados y conclusiones. 5. Referencias

Anexo I I.1 Hoja de datos, or TeSys LC1-D0(9-25)

ANEXO 3: ORES Un or es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". CLASIFICACIÓN:    

ores electromagnéticos. Su accionamiento se realiza a través de un electroimán. ores electromecánicos. Se accionan con ayuda de medios mecánicos. ores neumáticos. Se accionan mediante la presión de un gas. ores hidráulicos. Se accionan por la presión de un líquido.

CONSTITUCIÓN DE UN OR ELECTROMAGNÉTICO. - os principales. Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Están abiertos en reposo. - os auxiliares. Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Están acoplados mecánicamente a los os principales y pueden ser abiertos o cerrados. - Bobina. Elemento que produce una fuerza de atracción (FA) al ser atravesado por una corriente eléctrica. Su tensión de alimentación puede ser de 12, 24 y 220V de corriente alterna, siendo la de 220V la más usual. - Armadura. Parte móvil del or. Desplaza los os principales y auxiliares por la acción (FA) de la bobina. - Núcleo. Parte fija por la que se cierra el flujo magnético producido por la bobina. - Resorte. Es un muelle encargado de devolver los os a su posición de reposo una vez cesa la fuerza FA. FUNCIONAMIENTO DEL OR. A los os principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías. Los os auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del or y aseguran las autoalimentaciones , los mandos, enclavamientos de os y señalizaciones en los equipos de automatismo.

Cuando la bobina del or queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los or principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser: - Por rotación, pivote sobre su eje. - Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas. - Combinación de movimientos, rotación y traslación. Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los os por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. La bobina está concebida para resistir los choque mecánicos provocados por el cierre y la apertura de los os y los choques electromagnéticos debidos al paso de la corriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina o circuito magnético, a veces los dos se montan sobre amortiguadores. Si se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y el de parada en serie. SIMBOLOGÍA Y REFERENCIADO DE BORNES. Los bornes de conexión de los ores se nombran mediante cifras o códigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y las labores de cableado. - Los os principales se referencian con una sola cifra, del 1 al 16. - Los os auxiliares están referenciados con dos cifras. Las cifras de unidades o cifras de función indican la función del o: * 1 y 2, o normalmente cerrados (NC). * 3 y 4, o normalmente abiertos (NA). * 5 y 6, o de apertura temporizada. * 7 y 8, o de cierre temporizado. - La cifra de las decenas indica el número de orden de cada o en el or. En un lado se indica a qué or pertenece. - Las bobinas de un or se referencian con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qué or pertenece. - El or se denomina con las letras KM seguidas de un número de orden.

ELECCIÓN DE UN OR ELECTROMAGNÉTICO. Es necesario conocer las siguientes características del receptor: - La tensión nominal de funcionamiento, en voltios (V). - La corriente de servicio (Ie) que consume, en amperios (A). Potencia (Pm) (kW)

mecánica Corriente (Ie) (A)

de

servicio

220 V

380 V

0,75

3

2

1,1

4

2,5

1,5

6

3,5

2,2

8,5

5

3

11

6,5

4

14,5

8,5

5,5

18

11,5

7,5

25

15,5

10

35

21

11

39

23

15

51

30

22

73,5

44

- La naturaleza y la utilización del receptor, o sea, su categoría de servicio. Categoría de servicio

Ic / Ie

Factor de potencia

AC1

1

0,95

AC2

2,5

0,65

AC3

1

0,35

AC4

6

0,35

- La corriente cortada , que depende del tipo de categoría de servicio y se obtiene a partir de la corriente de servicio, amperios (A). Los pasos a seguir para la elección de un or son los siguientes: 1. Obtener la corriente de servicio (Ie) que consume el receptor. 2. A partir del tipo de receptor, obtener la categoría de servicio. 3. A partir de la categoría de servicio elegida, obtener la corriente cortada (Ic) con la que se obtendrá el calibre del contador.

Además, hay que considerar la condición del factor de potencia, ya que, en el caso de los circuitos de alumbrado con lámparas de descarga (vapor de mercurio, sodio,...) con factor de potencia 0,5 (sin compensar), su categoría de servicio es AC3, aunque por su naturaleza debería ser AC1. Mientras que si estuviera compensado a 0,95, su categoría sería AC1. Aplicaciones. Las aplicaciones de los ores, en función de la categoría de servicio, son: Categoría de servicio

Aplicaciones

AC1

Cargas puramente resistivas para calefacción eléctrica,...

AC2

Motores asíncronos para mezcladoras, centrífugas,...

AC3

Motores asíncronos para aparatos de aire acondicionado, compresores, ventiladores,...

AC4

Motores asíncronos para grúas, ascensores,...

EJEMPLO Elegir el or más adecuado para un circuito de calefacción eléctrica, formado por resistencias débilmente inducidas, cuyas características son las siguientes: - Tensión nominal: 220 V - Potencial total: 11 kW - Factor de potencia: 0,95 inductivo.

Solución: 1. La corriente de servicio se obtiene aplicando la expresión de la potencia en circuito trifásico: Ic = P / raizcad3 * V * cos ϕ = 30,5 A 2. La categoría es AC1, por ser resistivo el receptor y su factor de potencia próximo a la unidad. 3. La corriente cortada es igual a la servicio, por lo que el calibre del or a elegir es de 32 A.

Las categorías del or elegido son: - Categoría: AC1 (por ser el cos ϕ = 0,95). - Calibre: 32 A.

GLOSARIO: Flujo magnético: Magnitud física que se produce en el interior de una bobina situada en un circuito magnético, cuando se le aplica una corriente eléctrica entre sus extremos. Este flujo se cierra a través del núcleo y la armadura, produciéndose una fuerza de atracción entre las mismas. Corriente de servicio: Corriente que consume un receptor (estufa eléctrica, lámpara, motor,…) de forma permanente. Calibre: La corriente que es capaz de soportar el or durante 8 horas seguidas sin que se sobrecaliente. AC1, AC2,… Corriente cortada: La máxima corriente que es capaz de cortar un or sin destruirse por sobrecalentamiento (soporta 1.000.000 de maniobras aprox.).

REFERENCIA:  [1] http://www.profesormolina.com.ar/electromec/or.htm  [2] http://www.tuveras.com/electrotecnia/Potencias_trifasica/potencias_trifasica.htm  [3] https://lp.babbel.com/d/SPA_tutorial.html?l1=SPA&l2=ENG&autostart=beginner&ch=ORG 

ANEXO 4: Ejemplo de cálculo En 220 volt de alterna para algunos ores desde 9 a 22 A., la corriente de arranque de la misma es 0,340 A., siendo la corriente de retención 0,052 A. La bobina de 380 Vac., posee una corriente de arranque de 0,188 A., y una corriente de retención de 0,026 A. ¿Cuanto consume una bobina de 24 Vac? Se debe tener en cuenta que para cualquier tensión, las potencias de arranque y de retención de las bobinas se mantienen constantes Potencia de arranque de bobinas ores tamaño 0 y 1 = 60VA Potencia de retención = 11VA Teniendo en cuenta que la potencia aparente P = U x I, con U = 24V y despejando la corriente, entonces I retención ( Bobina 24 Vca ) = 11VA / 24V = 0,46A I Arranque ( Misma bobina ) = 60 VA / 24V = 2,5 A Y así para cualquier tensión que se quiera obtener los valores. Es muy importante para alimentar estos ores en 24Vca, considerar un trafo de 50 VA que pueda entregar el pico de arranque sin caer la tensión