Elementos Electricos y Electronemuaticos(7)

ELEMENTOS ELÉCTRICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS

• En los circuitos eléctricos, la energía eléctrica es puesta, procesada y transmitida mediante determinados elementos.

• A continuación se presentarán los elementos más usados, nos siendo estos los únicos a poder utilizar y será responsabilidad del diseñador, el buscar y utilizar los elementos que mejor desempeñen los comandos deseados.


• Elementos de entradas de señales eléctricas:– Tienen la finalidad de permitir la entrada de

señales eléctricas provenientes de diversas partes de un mando, con diversos tipos y tiempos de accionamiento.

– Si un equipo es controlado por medio de conmutación de contactos eléctricos, se trata de un mando por contactos, en caso contrario se trataría de mandos si contactos o mandos electrónicos.


• Elementos de entradas de señales eléctricas:– Los elementos se

clasifican por su función en:

• Contactos Normalmente abiertos

• Contactos Normalmente cerrados

• Contactos conmutadores (una combinación de los dos anteriores)


• Elementos de entradas de señales eléctricas:– Además se diferencia entre interruptores con y

sin retención.– Los primeros ocupan un estado cuando son

accionados y lo mantienen hasta que dejan de ser accionados, vuelven a su posición inicial.

– Los últimos ocupan un estado cuando se accionan y lo mantienen sin que sea necesario seguir accionándolo. Disponen de un sistema de bloqueo mecánico.


• Elementos sin retención:– Un botón pulsador ocupa una posición de

conmutación determinada mientras que es activado.

– Se muestran contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados.


• Elementos sin retención:– Abajo se muestra un

botón pulsador que posee ambos contactos en el mismo cuerpo (NC y NO).

– Se observa la nomenclatura debajo de la figura.


• Interruptores con retención:– Estos mantienen su posición por efecto

mecánico, cuando son accionados.– Sólo volviéndose a accionar, desbloquean se

posición y vuelven a su estado inicial.– La identificación de interruptores se rige por la

norma Din 43605 y su montaje está definido.– La activación debe estar identificada con una

raya (I) o la palabra ON.– La desactivación con un círculo (O), o la

palabra OFF


• Interruptores con retención:– En el caso de botones, si

los botones están un al lado del otro la desactivación siempre está a la izquierda,

– Si los botones están uno sobre el otro, la desactivación siempre está abajo.


• Interruptores con retención:– Los elementos generadores de señales pueden

tener las más diversas formas de accionamiento.

– Abajo se muestra un botón conmutador de balancín con enclavamiento.


• Interruptores mecánicos de fin de carrera:– Se observan ahora símbolos de interruptores

manuales según la norma DIN 40713.

Interruptor NO accionamiento manual

Interruptor NO accionado por presión manual

Interruptor NC accionamiento manual tirando

Interruptor NC accionamiento manual girando


• Interruptores mecánicos de fin de carrera:– Estos permiten consultar

determinadas posiciones finales de partes de máquinas, o de otros elementos de trabajo.

– Al elegir este tipo de emisores, los criterios son el esfuerzo mecánico, la seguridad del contacto y la exactitud del punto de conmutación.


• Interruptores mecánicos de fin de carrera:– Se observan ahora símbolos de conmutadores

mecánicos de fin de carrera.– Los interruptores de final de carrera también

pueden clasificarse según la entrada de la señal en contacto lento o contacto de ruptura brusca.

Interruptor NO de final de carrera accionado por palanca con rodillo

Interruptor NO de final de carrera accionado por balancín


• Detectores de proximidad según el principio de Reed.– Este contacto cierra

cuando se acerca un campo magnético y emite una señal eléctrica.

– El campo magnético puede ser provisto por un pistón con un imán colocado en este.


• Detectores de proximidad inductivos:– A un transmisor inductivo

se aplica un voltaje, produce un campo magnético de alta frecuencia.

– Los detectores de proximidad inductivos solamente reaccionan frente a objetos metálicos.


• Detectores de proximidad capacitivos:– Al acercarse un objeto metálico o no metálico a

la superficie activa del sensor, aumenta la capacidad eléctrica entre la conexión con tierra y dicha superficie activa.

– Esto hace que se excite un oscilador y un amplificador evalúa la señal.


• Detectores de proximidad ópticos:– El iniciador opto-eléctrico reacciona sin contacto

directo frente a todo tipo de materiales.– El detector emite una luz cuya reflexión varía en

función del material.– De este modo es factible seleccionar materiales

que producen reflexiones diferentes.– Al igual que todos los detectores de proximidad,

es insensible a las vibraciones, es estanco al agua y no se desgasta.

– Los tipos de detectores de proximidad ópticos son:


Barrera de luz con emisor y receptor separados

Barrera de reflexión compuesta de emisor y receptor incorporados en una sola caja, y de un reflector

Detector de luz de reflexión. Funciona con distancias más cortas que el anterior ya que utilizan al objeto como reflector


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Los relays o relés (del francés relais que significa

antepuesto), son utilizados en máquinas y equipos como elementos de control y regulación.

– Son elementos constructivos que conmutan y controlan con poca energía.

– Son utilizados principalmente para el procesamiento de señales.

– Puede ser descrito como un conmutador de rendimiento definido y accionado electromagnéticamente.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Debe cumplir con

determinados requisitos prácticos:

• Sin necesidad de mantenimiento.

• Elevadas frecuencias de conmutación.

• Conmutación de corrientes y voltajes muy pequeños y también, relativamente altas.

• Velocidad de trabajo alta, i,e., tiempos mínimos de conmutación.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Conectando voltaje a la

bobina, fluye corriente que crea un campo magnético que desplaza al inducido hacia el núcleo de la bobina.

– El inducido está provisto con los contactos mecánicos que cierran o abren.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Para simplificar la lectura de los esquemas

eléctricos, se utilizan símbolos para los relés.– Los relés son denominados K1, K2, K3…– Las conexiones eléctricas (en la bobina) se

llaman A1 y A2.– Las puntas del contacto se denominan con dos

números. El primero determina el número de contactos, es decir, 1, 2, 3, 4, etc.

– El segundo nos dice si es NO o NC.


Relé NO. Nótese que son 4 contactos, por lo que el primer número identifica el número de contacto, el 1, el 2, etc. El segundo número indica que es normalmente abierto (3/4).

Relé NC. Nótese ahora que el segundo número es 1 y 2, esto indica que es normalmente cerrado.

En este relé con contactos combinado, vea que se mantiene la nomenclatura.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Los relés polarizados se utilizan en aquellos

casos en los que se dispone de poca potencia para la excitación del relé.

– El resorte permite ajustar el inducido en tres posiciones de reposo diferentes:

• Posición de reposo unilateral: cuando no está accionado el relé, el inducido siempre mantiene el mismo contacto. La fuerza del campo magnético aumenta cuando pasa corriente y el inducido conmuta la otro contacto. Cuando deja de exitarse el relé, vuelve a su posición inicial.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:

• Posición de reposo bilateral: en estado de desconexión está cerrado uno de los dos contactos. Al producirse la excitación del relé, el inducido conmuta al otro contacto. Al concluir el estado de excitación, el inducido permanece en el contacto que está activado.

• Posición de reposo intermedio: si el relé no se encuentra en estado de excitación, el inducido se posiciona exactamente entre los dos contactos. Al conectarse el relé, el inducido actúa sobre uno de los dos contactos en función de la dirección de la corriente. Al término del estado de excitación, el inducido vuelve a su posición de reposo intermedia.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Corte de un relé polarizado:


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Los relés de impulso de corriente son contactores

electromagnéticos que mantienen su estado de conmutación incluso cuando se les retira la energía.

– Dicha permanencia en estado de conmutación se obtiene mediante un bloque mecánico.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Los relés con magnetismo residual (de

adherencia), mantiene mucho magnetismo residual, por lo que mantiene su posición incluso después de retirarse el impulso de mando.

– Un impulso negativo desconecta el relé.– Tiene una autorretención magnética.


• Elementos de procesamiento de señales eléctricas:– Relés temporizadores:

• Este tipo de relés tiene la función de desconectar o conectar contactos en un circuito acoplados detrás de los interruptores normalmente abiertos o cerrados.

• Estos relés efectúan dicha conexión o desconexión después de un tiempo determinado y ajustable.

• Existen dos tipos de temporizadores:– Con retardo en la conexión.– Con retardo a la desconexión.

• Se muestra adelante los símbolos, un esquema de funcionamiento y el diagrama de funcionamiento.


Diagrama de funcionamiento

Símbolo de temporizador con conexión retardada y esquema de construcción


Diagrama de funcionamiento

Símbolo de temporizador con desconexión retardada y esquema de construcción


• Contactores electromagnéticos:– Son capaces de activar grandes potencias con

pequeñas potencias de mando.– Los contactos son desplazados por un

electroimán.– Son utilizados para poner en marcha motores,

estufas acumuladoras nocturnas, calefacciones, equipos de aire acondicionado, grúas, etc.

– A diferencia de los relés, estos son utilizados para el accionamiento de potencia, mientras que los primeros se usan para control.


• Contactores electromagnéticos:– Ventajas:

• Activación de grandes potencias con baja potencia de mando.

• Separación galvánica entre el circuito de mando y el de corriente principal.

• Prácticamente sin mantenimiento.

• Independientes de la temperatura.

Corte de un contactor


• Contactores electromagnéticos:– Desventajas:

• Desgaste de los contactos.• Elevado nivel de ruidos al conmutar.• Grandes dimensiones.• Velocidad de conmutación limitada a 10 ms hasta 50

ms.

Tipos de contactor y símbolo


• Sistemas de conversión de energía:– Los convertidores que se analizan a continuación

son electroválvulas que se encargan de convertir las señales eléctricas en señales neumáticas.

– Los diferentes tipos son:

Electroválvula 2/2 NC accionamiento manual


Electroválvula 3/2 NC accionamiento manual

Electroválvula 3/2 NO accionamiento manual


Electroválvula 3/2 NC servopilotada y accionamiento manual

Electroválvula 4/2 servopilotada y accionamiento manual


Electroválvula 5/2 servopilotada y accionamiento manual

Electroválvula 4/2 de impulso eléctrico bilateral


Electroválvula 5/2 de impulso eléctrico bilateral


Electroválvula 5/4 conformada por dos válvulas 5/2. Se muestra la posición normal


Electroválvula 5/4 mostrada en la posición cuando se activa la bobina del lado izquierdo.


Electroválvula 5/4 mostrada en la posición cuando se activa la bobina del lado derecho


Electroválvula 5/4 mostrada en la posición cuando se activan ambas bobinas a la vez.


Convertidor de señal neumático eléctrico


Convertidor de señal neumático eléctrico para sistemas de baja presión


Convertidor de señal neumático eléctrico (presostáto, switch de presión)

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