DISEÑO y MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE de INGENIERÍA QUÍMICA y TEXTIL ÁREA ACADÉMICA DE CURSOS COMPLEMENTARIOS DISEÑO y MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOS Expositor Ing. Jorge Cosco Grimaney

CONERA DE HILOS

MOTORES ELÉCTRICOS INSTALADOS EN EL LABORATORIO DE BOMBAS

INTERCAMBIADOR DE CALOR

DISEÑO Y MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOS INDUSTRIALES 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

CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL El 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 GENERACIÓN TOMO III SISTEMA DE TRANSMISIÓN TOMO IV SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN TOMO 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 instalación 4.- Instalación de artefactos eléctricos 5.- Instalación de emplazamientos especiales 6.- Condiciones especiales 7.- Sistemas de comunicación 8.- Verificación y prueba de instalaciones

CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL y POTENCIA

POTENCIA INSTALADA 20

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 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 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

CIMENTACION Muchas 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 máquinas A 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 Algunas máquinas o aplicaciones necesitan cimentaciones de hormigón y aisladores por diversos motivos * 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.

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

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.

DE EMPLAZAMIENTO Representa la arquitectura de un local y la ubicación aproximada de los aparatos de uso y los que los controlan.

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.

ESQUEMAS ELECTRICOS

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.

DE CANALIZACION Representa las conexiones entre los diferentes aparatos de una instalación. Se le denomina también esquema de cableado exterior.

EJEMPLO Efectuar los esquemas de principio, general de conexiones y de canalización de una lámpara gobernada desde dos lugares distintos.

DE PRINCIPIO

GENERAL DE CONEXIONES

DE CANALIZACION

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)

PULSADORES

CONTACTOR Dispositivo que sirve para el cierre o apertura de contactos principales o auxiliares. Los hay : mecánicos, electromagnéticos, electro neumáticos.

CONTACTOR

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

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

TEMPORIZADOR ON-DELAY

ESQUEMA DE MANDO: TEMPORIZACION A LA CONEXION

ESQUEMA DE MANDO: TEMPORIZACION A LA CONEXION

TEMPORIZADOR OFF-DELAY

ESQUEMA DE MANDO TEMPORIZACION A LA DESCONEXION

ESQUEMA DE MANDO

FUSIBLES Protege contra sobreintensidades (cortocircuitos)

LÁMPARAS DE SEÑALIZACION Son indicadores luminosos que nos indican el funcionamiento de un sistema. Van en el circuito de mando.

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.

LÓGICA PROGRAMADA : PLC Se entiende por controlador lógico programable (PLC), o autómata programable, 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 aplicación El 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.

CONTROL POR CONTACTORES M 3~ ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES CONTROL POR CONTACTORES

Instalación del circuito de potencia de un motor trifásico R S T Fusibles Contactos M 3~

M 3~ Alimentación trifásica R-S-T R T S Tablero Motor trifásico Tubo Protección De Sobrecargas Tablero Motor trifásico Tubo flexible

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

Alimentación trifásica R-S-T 3~ R T S

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 Bobina Contactos NO Fusible M 3~

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano de situación o construcción STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control STOP NO Fusible S T Bobina Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción START

Plano esquemático del control Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción STOP NO Fusible S Bobina START OL T

Plano esquemático del control Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción STOP NO Fusible S Bobina START OL T

Plano esquemático del control Alimentación trifásica R-S-T Plano esquemático del control Plano de situación o construcción STOP NO Fusible S Bobina START OL T

Plano esquemático del control 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 START STOP OFF 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 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. 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.

INSTALACIÓN DE AUTOMATISMOS