Una descripción general de los productos eléctricos modernos usando el ejemplo de los productos de Moeller
La gama de productos eléctricos fabricados actualmente es tan amplia que una descripción detallada de sus variedades, características y características de uso requeriría una publicación de varios volúmenes. Esto no es necesario para la revisión. Basta mostrar con el ejemplo de los aparatos eléctricos individuales las posibilidades que abre el uso de equipos modernos.
La ingeniería eléctrica, que apareció simultáneamente con el desarrollo de la electricidad, se desarrolló gradualmente, desde los conectores, seccionadores y dispositivos de protección más simples hasta los sistemas de microprocesadores más complejos que aseguran el funcionamiento coordinado de cientos de dispositivos eléctricos sin intervención humana, de forma automática.
El desarrollo de sistemas de alimentación y automatización basados en productos Moeller (así como ABB, Legrand, Schneider Electric, etc.), gracias a la unificación y estandarización, consiste actualmente en la selección de elementos y dispositivos existentes y su disposición en un determinado esquema que puede ser arbitrariamente complejo y de varios niveles: el rango es lo suficientemente amplio para cualquier solución de ingeniería. Solo necesita saber exactamente qué ofrece el fabricante al desarrollador y, a partir de eso, continuar desarrollando los detalles al incluir información adicional (catálogos, sitios, revisiones técnicas, etc.).
La división tradicional de productos en productos industriales y domésticos actualmente no está justificada: la electrificación de los hogares modernos a veces se convierte en una tarea seria, no inferior en complejidad al diseño de una línea de montaje industrial. Protección multinivel, automatización de sistemas de riego y calefacción, control remoto: esta es una lista incompleta de sistemas utilizados para las necesidades del hogar. En base a esto, sería recomendable mirar los productos eléctricos como un todo, de esta manera evitamos repeticiones innecesarias y obtenemos una imagen más o menos clara.
Sistema de visualización y control
En el caso de que la complejidad del sistema eléctrico dificulte la gestión de los dispositivos dispersos por el territorio, o se requiera un seguimiento constante de su estado, se monta una unidad de indicación y control, combinando elementos de control (botones, interruptores, joysticks) y elementos de visualización (bombillas y tableros).Esto permite, sin moverse de un lugar, gestionar, por ejemplo, una línea de montaje, mientras se ejerce un control sobre la salud de todos sus elementos y el proceso de montaje.
La política de surtido de Moeller es tal que los elementos de control tienen un diseño modular: cada uno de ellos consta de al menos tres elementos: la parte exterior protegida del agua y el polvo, la parte de conexión media y la parte de contacto inferior.
La parte exterior puede ser: una lente transparente (para bombillas), un botón (transparente y no), una manija (para interruptores giratorios y joysticks), un cilindro de bloqueo (para interruptores de llave) o un potenciómetro equipado con una escala. La parte central es la misma para todos los elementos: en un lado, el elemento externo se inserta en él y, en el otro, los internos encajan en su lugar, hasta cuatro piezas. Las partes inferiores se seleccionan individualmente de dos tipos de elementos: contactos (para cerrar y abrir) y Módulos LED (para bombillas y botones).
Los mandos ya montados se pueden montar en cajas de marca (de 1 a 12 plazas estándar), en dinrack (mediante un adaptador especial) o en cualquier caja adecuada con orificio de 22 mm (para RMQ-Titan). Los botones y las luces están equipados con varias superposiciones simbólicas o placas de información que informan sobre el propósito de este o aquel elemento de control.
Para sistemas de control más complejos, puede ser recomendable el uso de elementos de la serie RMQ-16, que se diferencian por la forma rectangular de los elementos externos, lo que permite montarlos de manera más compacta, de extremo a extremo y con un diámetro de plataforma más pequeño. — 16 mm.
Si es necesario monitorear el estado de la instalación del generador no desde el panel de control, sino, digamos, desde dos o tres puntos distantes del dispositivo, puede usar torres de señalización especiales, que se ensamblan a partir de cilindros multicolores con luz constante. , parpadeando y parpadeando (luces estroboscópicas). Además, la torre puede incluir un indicador sonoro (zumbador) que suele señalar una emergencia.
Sensores para sistemas de automatización
El funcionamiento de cualquier sistema automático (desde las persianas hasta la cadena de montaje) se basa principalmente en el principio de retroalimentación: el sistema de control supervisa la posición de las partes móviles del mecanismo y, de acuerdo con esta posición, regula el funcionamiento del motor. accionamientos (hidráulicos), lo que en última instancia permite lograr un funcionamiento bien coordinado de todo el sistema. Los "ojos y oídos" del sistema automático son sensores cuyos contactos se cambian en el momento de un cierto cambio en el entorno externo. Según a qué responda exactamente el sensor, se refiere a uno u otro grupo de sensores.
Los sensores más simples y comunes, los interruptores de límite (series LS y AT), se activan mediante una acción mecánica en su pasador, que está alineado con el grupo de contacto dentro de su carcasa. El módulo base de dicho sensor, según los requisitos que se le imponen, está equipado con varios accesorios: un rodillo y un pasador, cuya variedad, como la estructura interna del módulo base, es muy diversa y se selecciona individualmente.
Si desea capturar el movimiento de un objeto metálico, el llamado sensor capacitivo (serie LSC) o inductivo (serie LSI). El sensor sensible a la presión (que se configura a partir de 0,6 bar) está disponible en la serie MCS.
Relés multifunción
Anteriormente se describen varios sensores que responden a cambios en el entorno. Ahora veremos dispositivos que procesan señales de sensores y controlan directamente unidades eléctricas.
El dispositivo de automatización más simple, el mecanismo de control de persianas, no requiere ningún dispositivo de control especial: los contactos del interruptor de límite controlan directamente el motor de accionamiento. Pero, ¿qué sucede si no hay un sensor, pero hay, por ejemplo, cinco de ellos, y las señales de ellos deberían hacer que no solo se encienda el motor, sino también la ejecución de parte de un programa complejo, digamos, para controlar la calefacción y ventilación del almacén del museo?
A mediados del siglo XX, tal tarea habría causado un serio dolor de cabeza al diseñador, ya que tales tareas eran realizadas por complejos circuitos de relés de diodos, que eran problemáticos para la instalación y puesta en marcha, sin mencionar las posibles reparaciones. Pero ahora, gracias a los avances en la ciencia y la tecnología que llevaron a la aparición de los microcontroladores, la tarea se ha vuelto tan simple que un estudiante puede manejarla.
Son relés multifuncionales de la serie Easy. Tal relé es una unidad de tamaño pequeño, en la parte superior de la cual hay terminales de entrada (para sensores) y terminales de alimentación, y en la parte inferior hay terminales de salida, desde donde se envían señales a los dispositivos controlados. simplicidad externa, este dispositivo esconde capacidades impresionantes: un solo relé de la serie Easy 800 puede controlar un pequeño taller de ensamblaje, y cuando se combinan varios relés con un cable de red en un sistema, es casi imposible agotar sus capacidades.
La instalación del relé Easy implica varios pasos.En primer lugar, se desarrolla un algoritmo de control que tiene en cuenta las necesidades del cliente y las características del proceso de trabajo: en función de los procesos controlados, se seleccionan sensores discretos (finales de carrera, relés de control de fase, etc.) o analógicos (reguladores). .
Dependiendo de la complejidad del algoritmo resultante, se selecciona un tipo específico de relé (simple, serie 500 o multifuncional: serie 800, con o sin pantalla). Luego, usando una computadora y un cable especial, se programa el relé seleccionado; el algoritmo especificado se guarda en la memoria del relé. Después de eso, el relé se prueba, instala y conecta a la fuente de alimentación (220 o 24 V), así como a los cables de los sensores y de los variadores.
Si es necesario, el relé está equipado con una pantalla gráfica portátil MFD-Titan (resistente al polvo y la humedad), que permite mostrar información sobre los procesos controlados, tanto en forma de números como en forma de diagramas gráficos, cuya vista es también configurable usando una computadora.
Contactores
Los relés descritos anteriormente, así como los dispositivos de control, tienen un inconveniente: la corriente máxima que pueden pasar es baja, hasta 10A. En la mayoría de los casos, los dispositivos controlados (especialmente los industriales) consumen más corriente, por lo que se necesitan dispositivos de transición especiales (contactores) para su control. En estos dispositivos, la gran corriente requerida para alimentar un dispositivo potente es controlada por una pequeña corriente que pasa a través de la bobina de control. En este caso, fluye una gran corriente a través de los contactos individuales de alta corriente.
Los contactores más pequeños (DILA, DILER, DILR) se utilizan cuando la corriente de control es muy pequeña y la controlada no es demasiado alta (no más de 6 A). A una corriente controlada más alta, se utiliza un control de dos etapas.Estos contactores son de tamaño pequeño y se colocan en un carril DIN estándar. Están equipados con contactos auxiliares, supresores (parachispas) y relés de retardo neumáticos (para DILR).
Los contactores DILE (E) M son similares a los anteriores, pero tienen una corriente de funcionamiento superior (6,6 — 9 A).
Los siguientes en el nivel son los contactores recientemente aparecidos de la serie DILM (7 — 65). Ellos, como los anteriores, están montados en un riel DIN, pero están diseñados para una corriente más alta, de 7 a 65 A. Se complementan con adiciones frontales y laterales. contactos, supresores, así como relés térmicos utilizados al alimentar motores eléctricos (ver más abajo).
Los contactores DIL (00M — 4AM145) son grandes y se pueden montar en placa. De los contactores de media potencia (corriente de 22 a 188 A), tienen el juego más completo: laterales, traseros y frontales adicionales. contactos, supresor, relé térmico y relé de retardo neumático.
Los contactores DILM más potentes (185 — 1000) con una potencia de hasta 1000 A, tienen dimensiones más grandes, se instalan en una placa de montaje y están equipados con complementos laterales. contactos, un enclavamiento mecánico para recolectar en un circuito reversible (ver más abajo), un relé térmico, una tapa protectora para un relé térmico, así como abrazaderas para abrazaderas de cable.
Además de los contactores individuales, también se fabrican conjuntos de contactores para arrancar motores trifásicos (estrella-triángulo, serie SDAIN) y para interruptor de transferencia automática (entrada de respaldo automático), serie DIUL.
Además del control remoto de la carga de potencia, el contactor se puede utilizar como dispositivo de arranque y protección del motor eléctrico — junto con un relé térmico que contiene un disparador térmico que abre el circuito en caso de sobrecarga, un regulador de corriente de disparo y un botón de disparo, que abre el circuito de la bobina y desactiva el circuito. El circuito inverso se usa cuando dos contactores están operando en pares y solo uno de ellos puede estar operando en cualquier momento, para suministrar energía de respaldo a la carga en caso de una falla de energía principal.
Relé de control
Los relés de control son dispositivos funcionalmente independientes que controlan la carga en función de su función. Los relés de retardo de tiempo contienen un circuito que retrasa el encendido o apagado de la carga durante un período de tiempo predeterminado. Este retraso es necesario en sistemas que combinan cargas inductivas potentes y no inductivas potentes (por ejemplo, motores eléctricos y calentadores eléctricos) para evitar sobrecargar la red en el momento del encendido: la carga no inductiva se enciende un poco más tarde cuando los motores entran en un modo de funcionamiento de corriente relativamente baja. Además, estos relés se utilizan en dispositivos de automatización.
Los relés de retardo más simples de la serie DILET tienen un diseño electromecánico y un tiempo de retardo de 1,5 s a 60 h. Los relés electrónicos de retardo de tiempo (ETR) son más pequeños y permiten tiempos de retardo de 0,05 s a 100 h.
Los relés de monitoreo de voltaje permiten que la carga se apague cuando el voltaje de suministro cambia críticamente, evitando así daños a la unidad principal costosa y difícil de instalar.
El relé EMR4-I monitorea el voltaje monofásico, sus límites mínimo y máximo, así como, si es necesario, el retardo de encendido o apagado.
El relé EMR4-F monitorea la igualdad de fase del voltaje trifásico y también protege la carga de la falla de fase. El relé EMR4-A le permite ajustar el desequilibrio permisible del voltaje trifásico monitoreado.
El relé EMR4-W es similar al EMR4-I pero está diseñado para control de voltaje trifásico. Los relés de control de nivel de líquido, como sugiere su nombre, se utilizan para mantener el nivel de un líquido (generalmente agua) en un depósito (como una piscina).
En el momento en que el nivel de líquido excede los límites limitados por los contactos de control, el relé enciende o apaga la bomba, suministrando líquido al tanque. La serie de estos relés se denomina EMR4-N.
Si por algún motivo la carcasa del grupo electrógeno no está conectada a tierra, puede ser recomendable instalar un relé de la serie EMR4-R que controle la resistencia entre la carcasa de la unidad y tierra y apague la unidad en caso de que esta resistencia se exceda peligrosamente. El valor de resistencia en el que se produce el corte es ajustable.
Todos los relés de la serie EMR4 están montados en carril DIN, tienen indicación del estado actual del dispositivo y permiten una carga de hasta 5 A por línea.
Interruptores para seccionadores
Para el disparo manual (apagado) y la conmutación de cargas con un consumo de corriente de hasta 315 A, se utilizan interruptores de potencia de las series T (0-8) y P (1, 3 y 5) operados por un mando giratorio.
Se diferencian en el tipo de instalación: versión abierta (resistente a salpicaduras y humedad), con montaje en panel y con falso panel.Además, el mango de control se puede equipar con un anillo protector para evitar el accionamiento accidental. El interruptor puede equiparse con manijas negras y rojas de diferentes tamaños, así como diferentes mecanismos con esquemas de conmutación seleccionables individualmente (hasta 16 direcciones de conmutación).
Los interruptores en miniatura de la serie TM son similares a los anteriores, pero de menor tamaño.
Iniciar dispositivos de seguridad
El funcionamiento de los motores eléctricos, dondequiera que se utilicen, se caracteriza por los mismos requisitos para su arranque y funcionamiento, o mejor dicho, para los dispositivos que los proporcionan. Así aparecieron los dispositivos de protección de arranque, que tanto arrancan suavemente el motor eléctrico como aseguran su funcionamiento seguro: control de la corriente máxima de carga, cortocircuito y presencia de las tres fases.
Estructuralmente, dicho dispositivo es una unidad única con un mango incluido y dos reguladores: la corriente de ruptura de la liberación térmica (de 0,6 a 1,5 de corriente nominal) y la corriente de liberación electromagnética (hasta 10 veces la nominal). Son de la serie PKZM (de 0,1 a 65 A).
Los dispositivos de protección de arranque PKZM01 están disponibles para corrientes nominales de 0,1 a 16 A y tienen dimensiones pequeñas. No tienen un botón de encendido; se reemplaza por los botones START y STOP en negro y rojo. Los dispositivos PKZM (0 y 4) tienen un botón giratorio.
Todos los dispositivos PKZM, si es necesario, están equipados con contactos laterales y frontales adicionales, manijas remotas con ejes largos (para instalación en un gabinete), así como protectores contra sobretensiones instalados (como los propios dispositivos de protección del arrancador) en el riel DIN.
Si el motor consume más de 63 A, se utiliza un disyuntor de potencia de la serie NZM (consulte a continuación) para la protección.
Seccionadores de interruptor de potencia
La protección de circuitos bajo una gran carga de corriente tiene una serie de características: el proceso de encendido y apagado va acompañado de un fuerte arco y chispas, y cortocircuito a altas corrientes, requiere una mayor fuerza eléctrica del interruptor de seguridad; de lo contrario, en lugar de protección, se quemará. Con corrientes superiores a 400 A, el esfuerzo requerido para manipular la máquina se vuelve demasiado grande; esto requiere la introducción de un mecanismo de control remoto.
Los interruptores automáticos de la serie NZM tienen suficiente potencia eléctrica, así como una variedad de accesorios para cumplir con todos los requisitos de seguridad modernos y equipar el cuadro de distribución de una fábrica, taller o edificio residencial.
Una máquina NZM típica (en configuración básica) es un bloque de plástico rectangular con almohadillas de contacto de entrada y salida y una palanca de cambios en la parte delantera. En la parte inferior del frente se encuentran los reguladores de corriente de los disparadores térmicos y electromagnéticos, así como los retardos de encendido y apagado, que se muestran debajo de la ranura. Estas máquinas están equipadas con: prensacables, manijas giratorias laterales y frontales, módulos de protección contra sobretensiones y accionamientos de motor que permiten encender y apagar la máquina de forma remota. Los mismos accionamientos se utilizan al instalar máquinas automáticas en el circuito del interruptor de transferencia automática (a partir de 250 A, este circuito no se ensambla en contactores, sino en máquinas automáticas).
Además de la función de protección, los interruptores automáticos NZM (accionados por motor) también se utilizan como seccionadores. Sus cámaras de arco y tomas de corriente hacen que sea fácil y seguro para las personas desconectar una línea eléctrica. Proporcionar una caja fuerte fuente de alimentación carga muy potente (hasta 6300 A), puede utilizar máquinas en serie de la serie IZM. Tienen un motor incorporado que le permite controlar la máquina presionando un pequeño botón en el frente. Además, la máquina IZM está equipada con un relé multifuncional con una pantalla que muestra tanto su estado como los parámetros de la red eléctrica. Automatización modular.
Las máquinas potentes, como las máquinas de la serie NZM e IZM, se usan con relativa poca frecuencia; una carga tan poderosa todavía es rara. Con mucha más frecuencia, cuando protegen una red, especialmente una doméstica, utilizan la automatización modular. Dichos dispositivos se caracterizan por corrientes de limitación relativamente bajas (hasta 125 A), carcasas estándar (modulares) de pequeñas dimensiones y están montados en un riel DIN.
Los dispositivos de este tipo se distinguen por su simplicidad de instalación, selección y operación. Su gama es muy amplia, desde simples disyuntores hasta dispositivos de automatización multifuncionales. Los tamaños estándar permiten la instalación de una amplia variedad de dispositivos en cajas unificadas de plástico y metal que se diferencian únicamente en la cantidad de módulos instalados en ellas.
La serie X-pole incluye disyuntores de sobrecorriente, cortocircuito y corriente de fuga.
Los disyuntores que protegen el cableado conectado a ellos contra sobrecargas y cortocircuitos, que pueden provocar sobrecalentamiento e incendio del conductor, tienen una designación de serie PL. Los disyuntores PL4 tienen una capacidad de corte estándar para Rusia e inaceptablemente baja para Europa: 4,5 kA. Tales máquinas se producen para corrientes nominales de 6 a 63A.
La serie PL6 incluye máquinas con una rigidez eléctrica estándar europea de 6 kA y actualmente son las más utilizadas. Se fabrican para corrientes nominales de 2 a 63A. Si es necesario proporcionar una mayor rigidez dieléctrica, se utilizan máquinas PL7 (10 kA). Su corriente nominal varía de 0,16 a 63A.
En los casos en que la corriente nominal supere los 63 A, pero la máquina debe tener dimensiones modulares estándar, puede usar el dispositivo de la serie PLHT — además de los valores estándar (20 — 63 A, interrupción 25 kA), tienen corrientes de 80, 100 (20 kA) y 125A, con un poder de corte de 15 kA.
Los disyuntores diseñados para proteger a una persona de una descarga eléctrica cuando toca accidentalmente un cable desnudo, así como para evitar la combustión espontánea de un cable con aislamiento viejo, se fabrican en la serie PF y se denominan RCD (dispositivos de corriente residual).
Las diferencias entre los RCD de las series PF4, PF6 y PF7 son similares a las diferencias entre las series PL4, PL6 y PL7 de interruptores automáticos convencionales (difieren en el poder de corte último). Los RCD de las series PFNM y PFDM pueden soportar una corriente máxima de hasta 125 A, además, el PCDDM RCD tiene mayor confiabilidad y no requiere pruebas mensuales (como otros dispositivos). Los RCD destinados a la protección de personas tienen corrientes de fuga nominales de 10 y 30 mA, para protección contra la combustión espontánea: 100 y 300 mA. Estos últimos, por regla general, se colocan en la entrada, inmediatamente después de la máquina de escribir.
Los disyuntores que combinan estructuralmente un RCD y una máquina convencional se denominan disyuntores diferenciales y se fabrican en la serie PFL. Al igual que los dispositivos modulares anteriores, tienen capacidades de corte de 4,5 kA (PFL4), 6 kA (PFL6) y 10 kA (PFL7). Todos los dispositivos anteriores están equipados con contactos adicionales, disparadores remotos, etc.
Además de los dispositivos de protección, se producen una serie de dispositivos auxiliares en un diseño modular que aumentan la comodidad y seguridad del consumo de electricidad.
Los interruptores automáticos de las series IS y ZP-A se parecen exteriormente a las máquinas automáticas (PL), pero no tienen liberación automática; se utilizan como interruptores principales que desactivan el tablero de distribución. Las máquinas Z-MS son similares a los dispositivos PKZ descritos anteriormente, pero son más simples y están diseñadas para proteger motores eléctricos de baja potencia (0,1-40 A).
El relé de mínima tensión Z-UR, como su nombre indica, desconecta la carga conectada cuando la tensión de red cae por debajo del límite establecido en este dispositivo.
Los interruptores sensibles a la luz DS-G se activan cuando cambia la iluminación, lo que acompaña al cambio de hora del día, para el encendido/apagado automático del alumbrado público. Están disponibles en tres versiones: con sensor integrado en el relé, con sensor remoto y con temporizador integrado.
Los temporizadores electromecánicos Z-S y SU-G están diseñados para conmutar la carga de acuerdo con un programa dado cada dos días o semanas, y el intervalo de conmutación mínimo es de 20 minutos (para el temporizador diario) y 8 horas (para el semanal).
Los temporizadores SU-O y Z-SDM son digitales, con una pantalla LCD que muestra el programa y su progreso.
El relé de tiempo Z-ZR proporciona un retraso al encender o apagar una carga con una capacidad de hasta 2000 VA, cuyo valor se establece de 50 ms a 30 minutos.
El relé de la serie Z-TL realiza la misma función, pero tiene un diseño más simple y se usa para encender las lámparas de la escalera.Después de aplicar un pulso desde el botón de encendido a su entrada, enciende la luz por un tiempo de 0,5 a 20 minutos, que se pueden configurar individualmente. Para señalar una emergencia, se necesita una señal para alertar a tantas personas como sea posible. Lo mejor desde este punto de vista es un tono de marcado o tono de llamada. Este es un dispositivo de este tipo, con el tamaño de un módulo estándar, que se produce en la serie Z-SUM / GLO, en Tensión nominal 230, 24 y 12V.
Hoy en día, muchos fabricantes de timbres ofrecen perillas de timbre de estilo vintage, incluidas las de metal. De reglas de seguridad electrica, el voltaje que pasa a través de dichos botones no debe exceder los 36V, por lo tanto, en la mayoría de las llamadas, se proporciona un circuito de alimentación adicional de 24V. Para ser alimentado por una red estándar de 220V, se utiliza un transformador campana modular de la serie TR-G.
Si la carga en la red, cuando todas las cargas se encienden al mismo tiempo, excede el máximo permitido, utilizando el relé de carga prioritaria de la serie Z-LAR, puede garantizar la operación continua del usuario más importante apagando rápidamente todos los demás.