modulo 22 control en gabinete mccs y control encerrado

Módulo de Aprendizaje 22:

Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
Se
rie

Bási

ca 10

1


Temario Comenzaremos con una presentación general para introducirlo a los puntos prin-cipales de estos dispositivos y las partes que los conforman. Después analizare-mos con detalles cada uno de estos temas:

Controles en Gabinete 4 Razones de los Gabinetes 4 Especificaciones de los Gabinetes 5

Repaso 1 8

Control en Gabinete 9 Componentes 9 Dispositivos 9 Ayuda al Cliente para Seleccionar Productos 10

Repaso 2 12

Centros de Control de Motor 13 Ventajas de los Centros de Control de Motor 13 MCC vs. Arrancadores Montados en Pared 13 MCC vs. Panel a la Medida 12 Beneficios de los MCCs 14

Componentes de los MCCs 15 Clasificaciones de MCC 16 Componentes de la Estructura 17 Componentes de la Unidad 20 Ayuda a los Clientes para Seleccionar Productos 22 Requerimientos Eléctricos 22 Requerimientos Estructurales 22 Requerimientos de la Unidad 22

Repaso 3 25

Glosario 26

Respuestas del Repaso 1 28



Página 2


Bienvenido Bienvenido al Módulo 22 que trata de Control en Gabinete. El término control en gabinete se utiliza para describir un grupo de productos tales como Control en Gabinete y Centros de Control de Motor.

Como en el caso de los demás módulos de esta serie, este módulo presenta pequeñas secciones de material nuevo seguidas por una serie de preguntas sobre este material. Estudie el material cuidadosamente y conteste después a las preguntas sin hacer referencia a lo que acaba de leer. Usted es el mejor juez de su asimilación del material. Repase el material tan frecuentemente como lo con-sidere necesario. Lo más importante es establecer una base sólida sobre la cual construir conforme pasa de tema en tema y de módulo en módulo.

Nota sobre Estilos de Fuentes

Los puntos esenciales se presentan en negritas.

Los elementos del Glosario se presentan en cursivas y subrayados la primera vez que aparecen

Viendo el Glosario Las versiones impresas tienen el glosario al final del módulo. Usted puede tam-bién hojear el Glosario seleccionando con el mouse la marca de Glosario en el margen izquierdo.

Los CONTROLES EN GABINETE son varios tipos de Contactores y Arrancadores que tienen su propio gabinete en pared o en piso.

Figura 1. Controles en Gabinetes

Los CENTROS DE CONTROL DE MOTORES son grandes gabinetes en piso diseñados para contener numerosos dispositivos de control de motores estándares tales como arrancadores, reguladores y controladores lógicos programables.

Figura 2.

Página 3


Controles en Gabinete

En otros módulos, hemos aprendido que un equipo de control puede ser adquir-ido sin gabinete (“abierto”), o bien puede comprarse dentro de un alojamiento metálico o de plástico (“gabinete”). Los gabinetes ofrecen protección mecánica y eléctrica para el equipo. Ofrecen también protección para el operador del equipo. Puesto que el equipo de control se encuentra encerrado en un gabinete, el oper-ador no puede tocar las conexiones eléctricas vivas y lastimarse.

Razones de los Gabinetes

El Código Eléctrico Nacional (NEC) y los códigos eléctricos locales determinan la selección apropiada de un tipo de gabinete para una aplicación particular. La Aso-ciación Nacional de Fabricantes de Equipo Eléctrico (NEMA) y la Comisión Elec-tro-Técnica Internacional (IEC) han establecido estándares para la protección de dispositivos en varios entornos. Los tipos de gabinetes son especificados para resistir al agua, polvo, aceite o hasta a explosiones en ubicaciones peligrosas. Comentaremos estas especificaciones en el tema siguiente de este módulo.

Otro propósito de colocar un equipo de control dentro de un gabinete es central-izar la ubicación de los dispositivos. Esto puede ahorrar tiempo y dinero con rel-ación a la colocación de cables hacia los dispositivos. Puede también hacer más fácil operar y dar mantenimiento a los dispositivos cuando están ubicados central-mente, como en el caso de un centro de control de motor.

En Campo En una fábrica que hace partes de helicópteros, un arrancador en gabinete es montado en una máquina que prueba el par aplicado a los pivotes.

Figura 3. Gabinete en una Fábrica

El arrancador en gabinete tiene botones de MANUAL, DESCONEXIÓN y AUTO colocados cómodamente en su cubierta frontal. Existe también un botón de reini-cialización en la cubierta en caso de que se tenga que reinicializar un relevador de sobrecargas. Luces indicadores le dicen al operador cuando la máquina está conectada, cuando funciona en modo automático. El operador está protegido contra lesiones mecánicas y eléctricas por el gabinete.

Página 4


Especificaciones de los Gabinetes

NEMA asigna clasificaciones de tipo a los gabinetes. Cuando un gabinete es clasificado como un tipo particular, esto significa que es fabricado de materiales específicos y ha aprobado pruebas específicas. IEC tiene también pruebas y estándares para gabinetes. Asignan una clasificación IP.

Los tipos más comunes de gabinetes son los siguientes:

NEMA Tipo 1 (de conformidad con IP40) –Estos gabinetes están diseñados para aplicaciones en interiores. Son adecuados para instalaciones en las cuales no existen condiciones inusuales, pero en las cuales se requiere de una cierta protección contra un contacto accidental. Están diseñados para cumplir las pruebas de Entrada de Varilla y Resistencia a la Oxidación. Para este propósito, el gabinete es fabricado de láminas de acero tratado para resistir a la corrosión. Según el tamaño, se proporcionan chiqueadores en la parte superior, en el fondo y a veces en los lados de tal manera que se pueda introducir fácilmente cables eléctricos en el gabinete. Se conocen frecuentemente como gabinetes para propósitos generales.

Figura 4. Gabinete NEMA 1

NEMA Tipo 3R (de conformidad con IP52) –Estos gabinetes están diseñados para uso en exteriores en condiciones en las cuales puede llover o bien se puede formar hielo en la parte externa. Como los gabinetes de Tipo 1, se fabrican de láminas de acero y están diseñados para resistir a la corrosión. Además tienen una junta en la cubierta para no dejar penetrar el agua. Están diseñados para aprobar pruebas para Penetración de Varilla, Resistencia a la Corrosión, Lluvia y Formación Externa de Hielo. Según el tamaño, se sujeta una placa de cubierta sobre la parte superior para la colocación de un conducto. La mayoría de estos gabinetes tienen chiqueadores en la parte inferior. Se proporcionan con tapones removibles o placas de dispositivo para montar un control en cubierta. Se conocen frecuentemente como gabinetes a prueba de lluvia.

Figura 5. Gabinete NEMA 3R

Página 5


La tabla siguiente muestra cómo interpretar el número IP para determinar la especificación de protección de un gabinete.

En Campo En esta fábrica de galletas, la masa es amasada en grandes recipientes. Brazos mecánicos mueven la masa conforme se agregan nueces y chispas de choco-late.

NEMA Tipo 4X (de conformidad con IP65) –Son muy similares a los gabinetes de Tipo 4 excepto que se fabrican de acero inoxidable, con junta. Ofrecen una mejor resistencia a la corrosión y deben resistir a una prueba de rocío de sal de 200 horas. Se conocen frecuentemente como gabinetes a prueba de corrosión

Figura 6. Gabinete NEMA 4X

NEMA Tipo 12 (de conformidad con IP62) –Estos gabinetes son diseñados para uso en interiores en aplicaciones sucias y polvosas. Se fabrican de lámina de metal y ofrecen protección contra líquidos (no corrosivos) que gotean, polvo. No tienen Chiqueadores. Se proporcionan con tapones removibles para el montaje de control en cubierta. Se conocen frecuentemente como gabinetes a prueba de polvo.

Figura 7. Gabinete NEMA 12

1er Dígito Protección Contra: 2do Dígito Protección Contra :0 Ninguna protección 0 Ninguna protección 1 Objetos sólidos mayores de 50 mm 1 Gotas de agua que caen

verticalmente 2 Objetos sólidos mayores de 12 mm 2 Agua que gotea de manera inclinada 3 Objetos sólidos mayores de 2.5 mm 3 Agua rociada 4 Objetos sólidos mayores de 1 mm 4 Agua salpicada 5 Contra polvo, Penetración limitada 5 Chorros de agua6 Contra polvo, ninguna penetración

(hermético al polvo) 6 Mares agitados

7 Efectos de inmersión 8 Sumersión

Página 6


Figura 8. Los Gabinetes Protegen el Proceso de Producción de Alimentos

Un arrancador en gabinete montado sobre un poste de soporte cercano controla los brazos.

Al final del día, todo el piso de producción y todo el equipo es limpiado con una solución aplicada con manguera.

El gabinete NEMA Tipo 4X impide la penetración del agua rociada hacia el arrancador.

Página 7


Repaso 1 Conteste las siguientes preguntas sin hacer referencia al material que se le acaba de presentar. Empiece la siguiente sección cuando esté seguro que entiende lo que acaba de leer.

1. Los gabinetes proporcionan protección contra ______________ y _____________ para el equipo.

2. El NEC y los códigos eléctricos locales determinan el tipo de gabinete a uti-lizar para una aplicación dada. VERDADERO FALSO

3. NEMA asigna clasificaciones _______ a los gabinetes.

4. IEC asigna clasificaciones ____ a los gabinetes.

Relacione la clasificación de Tipo NEMA con su nombre común:

5. NEMA Tipo 1 ___ a. Hermético al polvo 6. NEMA Tipo 3R ___ b. Para propósito general 7. NEMA Tipo 4 ___ c. A prueba de corrosión 8. NEMA Tipo 4X ___ d. A prueba de lluvia 9. NEMA Tipo 12 ___ e. A prueba de agua

Página 8


Control en Gabinete En general, el término “Control en Gabinete” se utiliza para describir contactores o arrancadores de motor alojados en un gabinete metálico o de plástico. Además, un control en gabinete se refiere a dispositivos montados individualmente.

Componentes Los componentes principales de un control en gabinete son los siguientes:

• Gabinete: consta de una puerta o cubierta levantable, con rieles o ranuras de tornillo para montaje.

• Controlador: un contactor o arrancador montado en una placa posterior sujetada por el gabinete. Se puede encontrar información sobre estos dispos-itivos en el Módulo 19.

• Control de Reinicialización: un botón para el Relevador de Sobrecargas de un arrancador que debe ser accesible desde el exterior del gabinete. Este botón es montado de tal manera que cuando se oprima, su vástago llegue hasta el botón de reinicialización del relevador de sobrecargas.

• Control de Cubierta: es un área para montar los botones de ARRANQUE, PARADA, y otros botones de control, interruptores selectores y luces indica-doras.

• Mecanismo de Manijas: para combinación de arrancadores, se incluyen mecanismos de manija para el Desconectador.

Figura 9. Componentes de Control en Gabinete

Dispositivos Los dispositivos de control típicamente encontrados en un gabinete incluyen los siguientes:

Arrancadores no de combinación o contactores: Pueden ser de una sola velocidad, de velocidades múltiples, reverso o no reverso. Pueden ser de tipo manual o magnético. Pueden ser contactores de tipo alumbrado.

Figura 10. Arrancadores No de Combinación

Página 9


Tipos adicionales de control en gabinetes incluyen Paneles de Bomba, Controla-dores de Interrupción en Vacío, Controladores de Frecuencia Ajustable y Arrancadores Enfriadores. Cada uno de estos controladores se utiliza en aplica-ciones especiales tales como control de bombas múltiples, minería y HVAC.

Ayuda al Cliente para Seleccionar Productos

Como usted puede imaginarse, ayudar a un cliente a seleccionar un control en gabinete no es más complicado que ayudarle a seleccionar un control abierto.

La tensión del motor, su potencia, el Amperaje de Plena Carga y la tensión de bobina deben utilizarse para determinar el tamaño del arrancador. La función del arrancador, plena tensión o tensión reducida, reverso o no reverso, velocidades múltiples, magnético o manual, determina su diseño.

El lugar en donde estará colocado ayuda a determinar el gabinete apropiado para esta aplicación. Recuerde que el NEC y los códigos eléctricos locales determinan el tipo de gabinete que se debe de emplear.

Arrancadores de combinación: Pueden ser desconectadores de tipo fusible, sin fusible o interruptor de circuito. Pueden ser reverso o no reverso.

Figura 11. Arrancadores de Combinación

Arrancadores de Tensión Reducida: Pueden ser autotransformadores, devanados de parte, conectados en Y delta o bien de estado sólido. Pueden ser de tipo de combinación o no combinación (El Módulo 21 ofrece mayor información sobre estos tipos de arrancadores). Control de Grupo Multi-Pak: Grupos modulares de arrancadores colocados en bastidores o montados en la pared en un solo gabinete. Están disponibles en NEMA Tipo 1 y pueden tener 4 ó 6 arrancadores de Tamaño 1 a Tamaño 4.

Figura 12. Compartimiento Multi-Pak para Cuatro Arrancadores

Página 10


En Campo La estación de bombeo está trabajando duro en esta planta de purificación de agua. Pero el control en gabinete le ayuda a funcionar sin problemas.

Figura 13. Planta de Purificación de Agua

Página 11


Repaso 2 Conteste las preguntas siguientes sin hacer referencia al material que se le acaba de presentar. Empiece la sección siguiente cuando esté seguro que entiende lo que acaba de leer.

Para cada aplicación a continuación, liste el gabinete de Tipo NEMA que debe ser seleccionado para el control en gabinete.

1. Arrancadores de motor para ventiladores de escape en un garaje de estacio-namiento: _____

2. Arrancadores de combinación en área de producción de una fábrica de latas de aluminio: _____

3. Arrancadores utilizados para manejar un equipo de lavado de car-ros:________

4. Control en gabinete utilizado en un cargador de barco en una playa: _______

5. Control en gabinete utilizado en una máquina trituradora de papel: ______

Página 12


Centros de Control de Motor

La sencillez es la idea de base de los Centros de Control de Motor. Los compo-nentes de control estándares están alojados en una serie de grandes gabinetes divididos en secciones. Los componentes están montados dentro de Unidades Enchufables.

Ventajas de los Centros de Control de Motor

Usted puede considerar que un Centro de Control de Motor (MCC) es una fila de gavetas para archivos, cada gaveta representando una sección de MCC. Los cajones de la gaveta para archivos representan las unidades enchufables que alojan los componentes del control de motor.

Figura 14. Un MCC Típico

Si usted ha leído los módulos sobre fundamentos y control de motores (16), bot-ones pulsadores (17), contactores y arrancadores (19), controladores de fre-cuencia ajustable (20), arrancadores de tensión reducida (21), y controladores lógicos programables (24), y entiende como operan, tiene ya algún conocimiento sobre los centros de control de motor.

MCC vs. Arrancadores Montados en Pared

Cuando los arrancadores están montados en pared, están todos en gabinetes separados. Cada uno debe ser montado individualmente, lo que eleva los costos de instalación. Si la aplicación utiliza numerosos arrancadores, entonces se requiere de mucho espacio de pared. El espacio para colocar los Conductos entre los gabinete debe también estar disponible. Cada unidad debe estar alam-brada individualmente, incrementando otra vez los costos de instalación. La masa resultante de conductos pueden perjudicar la apariencia de la instalación.

MCC vs. Panel a la Medida

En un panel a la medida, varios arrancadores, interruptores de circuito y otros componentes de control están montados y alambrados juntos en un gran gabi-nete. El suministro de energía al panel es habitualmente a través de un interrup-tor de circuito principal. Pueden ser una buena alternativa al montaje en pared. Sin embargo, presentan algunas desventajas.

Para dar servicio a un componente individual, se debe desconectar todo el panel. Esto puede requerir de la desconexión de una parte importante de la producción, simplemente porque un arrancador debe ser cambiado o debe recibir manten-imiento. No existen barreras entre componentes individuales, lo que incrementa la probabilidad de que una falla pueda extenderse en todo el panel. En los pane-les listados según UL, una limitación de capacidad de 5,000 amperes como Corri-ente de Falla es típica. Puesto que grandes gabinetes para paneles a la medida pueden ser bastante costosos, el espacio para montar los componentes se utiliza de manera muy eficiente. Sin embargo, esto puede crear problemas en el caso de una expansión futura, y puede requerir de otro panel o de unidades montadas en pared separadas.

Página 13


Beneficios de los MCCs Muchos clientes prefieren utilizar Centros de Control de Motor y no paneles mon-tados en pared o a la medida. Las razones incluyen cuestiones de seguridad, menos tiempo muerto, ahorros en cuanto a la instalación, una apariencia más agradable y lugares centralizados. Vamos a comentar estos asuntos con may-ores detalles.

Los MCCs ofrecen seguridad puesto que los centros emplean barreras entre sec-ciones y unidades para una mejor contención de las fallas. El MCC es frecuente-mente listado según UL o certificado por CSA para resistir corrientes de falla más altas sin daño. Unidades enchufables individuales pueden ser removidas y se les puede dar servicio en banco de trabajo, lejos de tensiones peligrosas.

Los MCCs reducen el tiempo muerto puesto que una unidad enchufable individ-ual puede recibir mantenimiento mientras que las demás unidades permanecen excitadas. Muchas instalaciones tienen unidades de repuesto disponibles de tal manera que una unidad descompuesta puede ser rápidamente reemplazada. Las reparaciones pueden efectuarse después en la unidad original que se vuelve refacción.

Los MCCs ofrecen ahorros de instalación en cuanto a tiempo y mano de obra. En lugar de montar cada uno de varios gabinetes más pequeños, un MCC entero puede ser rápidamente fijado sobre el piso. Solamente un grupo de cables de acometida llega al MCC. El MCC distribuye la energía eléctrica a las unidades individuales a través de su Red de Bus de Potencia. Además, cada una de las unidades es embarcada previamente alambrada. El electricista puede concen-trarse en la conexión de los dispositivos de control y motores al centro.

Los MCCs ofrecen un lugar centralizado para facilitar el mantenimiento, la revisión y el monitoreo. Los gabinetes ofrecen una apariencia uniforme y los aero-ductos internos eliminan las confusiones de conductos.

En Campo Una gran empresa de impresión tiene cuatro prensas offset que funcionan durante tres turnos. Tiene también otras prensas más pequeñas, guillotinas, sec-adoras y otras máquinas con motores que requieren de control. Se encuentran también numerosos ventiladores de techo en toda la planta.

Figura 15. Un MCC Mantiene las Prensas en Funcionamiento

Todos estos motores son controlados desde un lugar central que tiene un centro de control de motor. El MCC mantiene a un mínimo el tiempo muerto causado por mantenimiento y detección de fallas. Si se introduce una nueva prensa, es fácil de agregar una unidad enchufable y conectarla al MCC.

Página 14


Componentes de los MCCs

Los centros de control de motor constan de dos partes básicas: secciones y unidades.

Una sección típica tiene 90" de alto y 20" de ancho. La profundidad puede variar de 16" a 21". Las secciones se conocen también como estructuras.

Alojan el bus vertical que lleva la energía eléctrica a las unidades individuales. Cuando varias secciones están atornilladas juntas, un bus horizontal pasa a través de la parte superior para alimentar el bus vertical. Barreras Aislantes se proporcionan para evitar un contacto accidental con las barras bus vivas.

Figura 16. Secciones de MCC

Varias unidades pueden ser montadas en una sección. Una unidad es un con-tenedor enchufable que aloja arrancadores, PLCs, controladores y otros dispositi-vos de control.

Figura 17. Unidad de MCC

Las unidades enchufables de un MCC tienen Conectores de Potencia en la parte posterior para permitir que sean enchufadas en las barras bus de potencia de la estructura. Otro conector proporciona conexión a tierra. Este conector hace una conexión con el bus de conexión a tierra antes que los conectores de potencia enganchen el bus vertical.

Página 15


Figura 18. Conectores de Bus de Unidad

Clasificaciones de MCC Los centros de control de motor son clasificados con base en el nivel de inter-cableado entre las unidades y las secciones. NEMA ha definido dos clases difer-entes de configuraciones de alambrado y tres tipos de alambrado.

Los centros de control de Clase 1 no incluyen ningún interalambrado. Son esen-cialmente un grupo mecánico de control de motor, Unidades de Derivación de Ali-mentador y otras unidades colocadas dentro de la estructura. Conexiones del bus horizontal están incluidas, pero no se efectúa ningún alambrado ni interbloqueo entre las unidades.

Centros de control de Clase II incluyen interalambrado e interbloqueo entre las unidades. Son sistemas de control completos que incluyen diagramas que ilus-tran la operación de las unidades de control.

El tipo de alambrado es utilizado para designar la cantidad de alambrado de campo requerido por el cliente.

Un alambrado de tipo A, significa que no hay Bloques de Terminales en la unidad. El cliente hace las conexiones de control y carga directamente a los dispositivos. Existe un alambrado de fábrica mínimo entre los dispositivos.

Figura 19. Clase I Tipo A

El alambrado de Tipo B significa que existen bloques de terminales dentro de cada unidad. El alambrado de fábrica corre desde el arrancador de motor en la unidad hasta el bloque de terminales. El cliente debe efectuar un alambrado de campo en cada unidad, pero solamente hasta las terminales marcadas en el bloque de terminales.

Figura 20. Clase I Tipo B

Página 16


Componentes de la Estructura

Veamos ahora los componentes individuales que conforman la estructura de un MCC.

Las estructuras están disponibles en especificaciones de gabinete estándares de NEMA 1A/IP50 (para interiores, con juntas), NEMA 3R/IP52 (a prueba de lluvia), y NEMA 12/IP62 (hermético al polvo). Una versión a prueba de goteo especial, NEMA 2, está disponible a veces. Este gabinete tiene un panel de techo especial con una protección contra goteo y canales para el agua para evitar que los líqui-dos goteen en el centro. Sin embargo no es para uso en exteriores.

Establecimos que la altura estándar de la estructura es de 90” pero no todo el espacio está disponible para el montaje de unidades enchufables. Aeroductos horizontales se encuentran entre la parte superior y la parte inferior y se requiere de un espacio para el bus horizontal. Esto deja aproximadamente 72” para el montaje de las unidades.

Un alambrado de Tipo C significa que existen bloques de terminales maestros montados ya sea en el aeroducto superior o en el aeroducto inferior de cada sección. La fábrica alambra cada unidad al bloque de terminales de unidad y lleva todo el alambrado hacia los bloques de terminales maestros. El cliente puede entonces llevar el alambrado de control y carga hasta las terminales marcadas.

Figura 21. Clase I Tipo C

Cuando el MCC es Clase II, se utilizan alambrados de Tipo B y Tipo C. Además del alambrado al bloque de terminales de unidad, la fábrica interalambra los arrancadores en la misma sección y entre secciones para una Clase II Tipo B.

Figura 22. Clase II Tipo B

Un centro de control de motor de Clase II, Tipo C tiene todas las interconexiones de un Tipo B, pero incluye también todo el alambrado hasta los bloques de terminales maestros.

Figura 23. Clase II Tipo C

Página 17


Algunas estructuras están construidas “espalda contra espalda”. Esto significa que existen unidades de control en ambos lados de la estructura. El aeroducto que atraviesa la sección posterior es un poco más grande, de tal manera que se disponen de solamente 66" para el montaje de unidades en la parte posterior. Estas estructuras de espalda a espalda son cómodas para aplicaciones que requieren de acceso de ambos lados y cuando se desea ahorrar espacio de piso.

Los aeroductos horizontales superiores están aislados del bus horizontal principal que atraviesa cada sección de la estructura.

Figura 24. Aeroducto Horizontal Superior

Los aeroductos horizontales en la parte inferior abarcan generalmente toda la profundidad, proporcionando una entrada de conducto ilimitada.

Tanto los aeroductos de la parte superior como de la parte inferior están cubiertos con una puerta, que permite el acceso pero proporciona también protección.

Figura 25. Aeroducto Horizontal de la Parte Inferior

La mayoría de los MCCs están equipados con un aeroducto vertical en el lado derecho de cada sección que se extiende sobre toda la altura de 90". El alam-brado de control y de carga es accesado a través de la puerta. Se proporcionan soportes a intervalos para sujetar el alambrado y los cables.

Establecimos que la estructura distribuye la energía eléctrica a las unidades indi-viduales utilizando un sistema de bus vertical y horizontal.

El bus horizontal proporciona una distribución de energía trifásica a partir del suministro principal de energía eléctrica. El bus vertical en cada sección está conectado al bus horizontal. Dispositivos de sujeción y barreras aislantes se proveen para proteger contra corrientes de falla.

Página 18


Figura 26. Distribución de Bus de MCC

Los cables de suministro de energía eléctrica que penetran en el MCC deben estar conectados a las Zapatas principales o a un dispositivo de desconexión principal. El desconectador puede ser un interruptor de circuito en caja moldeada o un interruptor con fusible

Los compartimientos de zapatas entrantes se utilizan cuando el dispositivo de desconexión principal para el MCC se encuentra en un switchgear cercano. Si el dispositivo de desconexión principal para el MCC debe ser montado en el MCC, el interruptor de circuito principal o el desconectador principal están alambrados físicamente al bus. Estas unidades no son de tipo enchufable sino que se montan directamente sobre el marco.

Una barra bus neutral se requiere a veces. Está montada habitualmente en el fondo de cada sección vertical.

Figura 27. Bus Neutral de MCC

El bus de conexión a tierra se ofrece en forma estándar en los MCCs, general-mente en la parte superior de cada sección en el aeroducto horizontal. A veces se monta en el aeroducto de fondo como opción.

Página 19


Figura 28. Bus de Conexión a Tierra de MCC

Componentes de la Unidad

Las unidades en un centro de control de motor pueden contener combinaciones de arrancadores, interruptores de circuito, interruptores desconectadores, regula-dores de frecuencia ajustable, arrancadores de estado sólido, transformadores, paneles de alumbrado, controladores lógicos programables, paneles de video control, monitoreo digital y sistema de comunicación. No vamos a cubrir todos estos elementos con grandes detalles aquí puesto que se ven en otros módulos de aprendizaje. Pero vamos a ver con más detalles las unidades en las cuales se montan estos dispositivos.

La unidad se fabrica de acero, envuelve los componentes de la unidad proporcio-nando tres lados de un gabinete protector. Las unidades más pequeñas miden 6 pulgadas de alto, con incrementos de 6 pulgadas generalmente hasta 72 pulga-das. La mayoría de los arrancadores, hasta el Tamaño 5, pueden montarse como unidades enchufables. Las unidades que no pueden ser del tipo enchufable se montan directamente sobre el marco del MCC.

La cubierta de la unidad incluye espacio para montar dispositivos de control en la parte frontal, que pueden ser desplazados de manera articulada para propósitos de mantenimiento.

Figura 29. Cubierta de Unidad Enchufable

La unidad tiene cuatro puntos de montaje, dos de cada lado, que soportan la unidad dentro de la estructura. Enganchan rieles guía colocados cerca de la parte superior de espacio de unidad. El riel guía permite la inserción y el retiro fácil de las unidades y ofrece una separación parte superior/parte inferior entre las unidades. Permiten también una alineación precisa para una conexión correcta en el bus vertical.

Un cerrojo se utiliza para sujetar la unidad en el lugar. Cuando se libera el cerrojo, la unidad puede ser parcialmente extraída, desenganchándose de los conectores para inspección o mantenimiento. La unidad puede ser asegurada con un can-

Página 20


dado de tal manera que no pueda ser introducida de nuevo. O bien la unidad puede ser totalmente removida del centro para mantenimiento.

Figura 30. Cerrojo de Unidad

Las unidades que son parte de los centros de control de Tipo B o Tipo C incluyen bloques de terminales separables. Se montan en un chiqueador que tiene acceso al aeroducto vertical. Si la unidad debe ser extraída para propósitos de manten-imiento o reparación, el alambrado puede permanecer dentro del centro.

Figura 31. Bloques de Terminales Separables

La estructura presenta puertas abisagradas. Incluyen recortes, en caso necesa-rio, para dispositivos de control y manijas de desconexión. Puertas preparadas se proporcionan para unidades vacías como por ejemplo cuando se deja un espacio en una estructura o se reserva para uso futuro.

Figura 32. Puerta de Unidad

Página 21


Ayuda a los Clientes para Seleccionar Productos

Vamos a repasar algunos de los pasos involucrados en la selección de centros de control de motor. Sin embargo, no veremos de nuevo como leer especifica-ciones, dibujos ni conexiones.

Para seleccionar y cotizar un centro de control de motor, una de las tareas más importantes es recopilar todos los datos del cliente. Para que la fábrica construya el centro en el tiempo requerido para el proyecto, se debe suministrar una infor-mación precisa y completa. Si falta información, el proceso será más lento o será necesario efectuar correcciones costosas.

Algunas de las informaciones necesarias incluyen los requerimientos eléctricos, tamaños del arrancador de motor y otras unidades así como detalles de la estruc-tura. Es también importante cerciorarse de las modificaciones especiales u opciones requeridas.

Requerimientos Eléctricos

La tensión de alimentación será listada en el dibujo esquemático o “unifilar”. Indique cuidadosamente la tensión, hertz y número de alambre. Por ejemplo, indique si el sistema es de 3 hilos o de 4 hilos.

Se requieren también datos sobre cables de acometida. El tamaño de los cables, su número por fase y el punto de acometida deben conocerse. ¿Los cables entran desde arriba o abajo de la sección de acometida? Revise por eventuales requisitos de medición o Transformadores.

¿Se requieren de zapatas principales o bien se debe de colocar un desconecta-dor principal en el MCC?

¿Si se requiere de un desconectador, se trata de un interruptor de circuito o de un desconectador con fusible? Si el cliente ha especificado un interruptor de circuito, se debe conocer el tamaño del marco y la especificación de disparo. Si se especi-fica un desconectador con fusible, se debe saber quien suministra los fusibles y qué tipo de fusibles. Revise para determinar los eventuales accesorios especiales tales como Bobina De Disparo, protección contra Falla de Conexión a Tierra, etc.

Requerimientos Estructurales

La especificación de tipo de gabinete, color de pintura, profundidad de la estruc-tura y distribución se listan en la especificación. ¿Es una unidad frontal solamente o bien de espalda a espalda? La información en cuanto al bus es evidentemente importante. La Resistencia Nominal de los Sujetadores de Bus, el Revestimiento en los buses horizontales, verticales y de neutro, el material del bus horizontal principal, y la capacidad de corriente se listan en las especificaciones. Cerciórese de revisar si se requiere de un bus de conexión a tierra.

Las especificaciones le indicarán la clase y el tipo de alambrado para el MCC. ¿Se requiere de un interalambrado y de bloques de terminales maestros? O bien ¿se trata de Clase II Tipo B con bloques de unidades de terminal solamente? Revise para determinar si se requiere de bloques de terminales especiales, alam-brado y marcadores de alambre específicos.

Requerimientos de la Unidad

Cuando se estudia las especificaciones de un arrancador de motor, revise el tipo de desconectador, quién suministrará los fusibles, requerimientos de interbloqueo adicionales así como Capacidades Interruptivas Nominales. Revise los desconectadores de alimentación para determinar el Valor Nominal de Disparo del interruptor de circuito, el tipo de fusible de desconectador con fusible y los requerimientos de montaje (una o dos unidades).

Revise la tensión del circuito de control, requerimientos de transformador y fus-ible. Si se requieren de Dispositivos Piloto, ¿Son de tipo resistencia o transforma-dor? Recopile información sobre los interruptores selectores o botones pulsadores que puedan requerirse.

Página 22


Cuando se trata de determinar el tamaño de arrancadores de motor, revise si existe una restricción de tamaño mínimo. Algunas especificaciones requieren de arrancadores de motor no menores que tamaño 0 o tamaño 1, independiente-mente de los valores nominales del motor.

Revise los requerimientos de relevador de sobrecarga y los Factores de Servi-cios, valores nominales de amperaje de plena carga así como opciones espe-ciales. Se debe especificar también claramente los requerimientos de reguladores, PLCs y tableros.

Página 23


En Campo Un hospital debe cerciorarse que no tiene problema de energía. Después de todo, vidas dependen de esto.

Figura 33. Una Solución para Salvar Vidas

Un centro de control de motor maneja el control de toda la maquinaria y sistemas del edificio. Pero para asegurar la ausencia de fallas de suministro de energía eléctrica, se utiliza un ATS (interruptor de transferencia automática) para transfer-encia a un MCC idéntico excitado por un generador.

No se había tenido suficiente espacio para colocar paneles a la medida por dupli-cado, y las unidades montadas en pared no habrían podido ser transferidas a suministro de energía de emergencia. Los MCCs ofrecen una solución para sal-var vidas.

Acaban ustedes de ver las ventajas de la utilización de centros de control de motor, los componentes que utilizan y cómo seleccionarlos.

Página 24


Repaso 3 Conteste las preguntas siguientes sin hacer referencia al material que se le acaba de presentar. Empiece la sección siguiente cuando esté seguro que haya enten-dido lo que acaba de leer.

1. Nombre tres razones por las cuales los clientes deben utilizar de preferencia centros de control de motor: ________________________________________________________________________________________________

2. Existen dos partes básicas en un MCC: Un ___________________ (que se conoce también como un ___________)y un ________________ .

3. El bus __________________ distribuye energía a cada sección y el bus __________________ suministra energía a cada unidad.

Relacione la clase y tipo de alambrado con su definición:

4. Clase I, Tipo A ____ a. Bloques de terminales maestros, interalambrados

5. Clase I, Tipo B ____ b. Bloques de terminales de unidad, sin interalambrado

6. Clase I, Tipo C ____ c. Bloques de terminales de unidad, interalambrados

7. Clase II, Tipo B ____ d. De bloques de terminales maestros, sin interalambrado

8. Clase II, Tipo C ____ e. Sin bloques de terminales, sin interalambrado

Página 25


Glosario Sujetadores de Bus Material utilizado para sujetar barras bus de suministro

de energía eléctrica en su lugar mientras una corriente eléctrica elevada fluye en ellas.

Conducto Tubos metálicos utilizados para proteger el alambrado de campo y de control.

Contactor Un dispositivo de control que utiliza una corriente de control para excitar o desexcitar la carga conectada a él.

Desconectador Un dispositivo utilizado para remover circuitos eléctricos de la fuente de alimentación. Puede ser un interruptor de circuito o un interruptor con fusibles/sin fusibles.

Control en Gabinete Vatios tipos de contactores y arrancadores que tienen su propio gabinete separado en pared o piso.

Corriente de Falla El pico de amperaje creado durante una falla eléctrica. Unidades de Derivación de Alimentador

Unidades enchufables que contienen interruptor de circuito o interruptores de fusible. Se conocen también como unidades removibles.

Amperaje de Plena Carga

El valor nominal de la corriente a esperar cuando un motor está funcionando a su tensión, velocidad y par especificados.

Falla de Conexión a Tierra

Una condición en la cual la corriente proveniente de línea de suministro de energía eléctrica está fluyendo hacia la tierra.

IEC Comisión Electro-Técnica Internacional Penetración Penetración de polvo, líquido u otro material en el

gabinete. Capacidades Interruptivas Nominales

La cantidad de corriente que un dispositivo puede manejar durante una situación de corriente de falla.

IP Protección contra Penetración. Es un estándar Europeo que especifica el nivel de protección proporcionado contra la penetración de contaminantes en el gabinete.

Barreras Aislantes Barreras de altura completa fabricada de poliéster reforzado con vidrio con recortes para permitir qué conectores de unidad enganchen en bus vertical.

Chiqueadores Orificios pre-estampados para la inserción de un conducto en un gabinete.

Zapata Dispositivo de conexión para sujetar el alambrado. Centros de Control de Motor

Grandes gabinetes colocados en piso diseñados para contener numerosos dispositivos de control de motor estándares tales como arrancadores, controladores y controladores lógicos programables.

NEC Código Eléctrico Nacional.NEMA Asociación Nacional de Fabricantes de Productos

Eléctricos.

Página 26


Relevador de Sobrecargas

Un relevador diseñado para detectar el calentamiento del motor y dispararse cuando el calor rebasa un valor preestablecido, protegiendo así el motor.

Control en Gabinete Un término utilizado para describir un grupo de productos tales como centros de control de motor y controles en gabinetes.

Dispositivos Piloto Equipo diseñado para interfaz con operadores tales como botones pulsadores, interruptores selectores y luces indicadoras.

Revestimiento Material metálico aplicado sobre otro metal para formar un buen conductor.

Unidades Enchufables

Partes de un centro de control de motor que contiene los arrancadores, controladores, PLCs, etc. Se conoce también como una unidad.

Bus de Potencia Barras metálicas utilizadas para conducir la energía eléctrica.

Conectores de Potencia

Presillas metálicas utilizadas para conexión con el bus de potencia en un MCC.

Factores de Servicio Porcentaje de demanda adicional que puede colocarse en un motor sin dañar el motor.

Bobina De Disparo Dispositivo utilizado para disparar a distancia un interruptor de circuito.

Arrancador Un contactor conectado a un relevador de sobrecarga para excitar o desexcitar la carga de motor conectada a él.

Bloques de Terminales

Dispositivos utilizados para conectar todo el alambrado de control en un punto central.

Transformador Un dispositivo utilizado para cambiar la tensión CA de un nivel a otro.

Valor Nominal de Disparo

El punto en el cual un interruptor de circuito desconectará el suministro de energía eléctrica.

Resistencia Nominal El nivel de amperaje que puede ser manejado sin daño severo.

Página 27


Respuestas del Repaso 1

1. Mecánico, eléctrico

2. verdadero

3. tipo

4. IP

5. B

6. E

7. D

8. C

9. A


1. 3R

2. 1

3. 4

4. 4X

5. 12


1. Tres de los siguientes:Seguridad Facilidad de mantenimiento Ahorro de instalación Tiempo muerto reducido Ubicación central

2. Sección, estructura, unidad

3. Horizontal, vertical

4. E

5. B

6. D

7. C

8. A

Página 28

modulo 22 control en gabinete mccs y control encerrado

Documents