Download Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado

Módulo de Aprendizaje 22:
Serie Básica 101
Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
Temario
Comenzaremos con una presentación general para introducirlo a los puntos principales de estos dispositivos y las partes que los conforman. Después analizaremos con detalles cada uno de estos temas:
Controles en Gabinete
Razones de los Gabinetes
Especificaciones de los Gabinetes
4
4
5
Repaso 1
8
Control en Gabinete
Componentes
Dispositivos
Ayuda al Cliente para Seleccionar Productos
9
9
9
10
Repaso 2
12
Centros de Control de Motor
Ventajas de los Centros de Control de Motor
MCC vs. Arrancadores Montados en Pared
MCC vs. Panel a la Medida
Beneficios de los MCCs
13
13
13
12
14
Componentes de los MCCs
Clasificaciones de MCC
Componentes de la Estructura
Componentes de la Unidad
Ayuda a los Clientes para Seleccionar Productos
Requerimientos Eléctricos
Requerimientos Estructurales
Requerimientos de la Unidad
15
16
17
20
22
22
22
22
Repaso 3
25
Glosario
26
Respuestas del Repaso 1
28
Respuestas del Repaso 2
28
Respuestas del Repaso 3
28
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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.
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.
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 considere 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.
Viendo el Glosario
Las versiones impresas tienen el glosario al final del módulo. Usted puede también hojear el Glosario seleccionando con el mouse la marca de Glosario en el
margen izquierdo.
Los elementos del Glosario se presentan en cursivas y subrayados la primera vez
que aparecen
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
Controles en
Gabinete
En otros módulos, hemos aprendido que un equipo de control puede ser adquirido 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 operador 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 Asociación Nacional de Fabricantes de Equipo Eléctrico (NEMA) y la Comisión Electro-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 centralizar la ubicación de los dispositivos. Esto puede ahorrar tiempo y dinero con relación a la colocación de cables hacia los dispositivos. Puede también hacer más
fácil operar y dar mantenimiento a los dispositivos cuando están ubicados centralmente, 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 reinicialización 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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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
La tabla siguiente muestra cómo interpretar el número IP para determinar la
especificación de protección de un gabinete.
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 agua
6
Contra polvo, ninguna penetración
(hermético al polvo)
6
Mares agitados
7
Efectos de inmersión
8
Sumersión
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 chocolate.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 utilizar 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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 dispositivos 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 indicadoras.
•
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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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
Tipos adicionales de control en gabinetes incluyen Paneles de Bomba, Controladores de Interrupción en Vacío, Controladores de Frecuencia Ajustable y
Arrancadores Enfriadores. Cada uno de estos controladores se utiliza en aplicaciones 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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 estacionamiento: _____
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 carros:________
4. Control en gabinete utilizado en un cargador de barco en una playa: _______
5. Control en gabinete utilizado en una máquina trituradora de papel: ______
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Centros de Control
de Motor
La sencillez es la idea de base de los Centros de Control de Motor. Los componentes 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), botones pulsadores (17), contactores y arrancadores (19), controladores de frecuencia 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 alambrada 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 gabinete. El suministro de energía al panel es habitualmente a través de un interruptor 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 mantenimiento. No existen barreras entre componentes individuales, lo que incrementa
la probabilidad de que una falla pueda extenderse en todo el panel. En los paneles listados según UL, una limitación de capacidad de 5,000 amperes como Corriente 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.
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Beneficios de los MCCs
Muchos clientes prefieren utilizar Centros de Control de Motor y no paneles montados 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 mayores detalles.
Los MCCs ofrecen seguridad puesto que los centros emplean barreras entre secciones y unidades para una mejor contención de las fallas. El MCC es frecuentemente 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 individual 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 concentrarse 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 aeroductos 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, secadoras 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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 contenedor enchufable que aloja arrancadores, PLCs, controladores y otros dispositivos 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.
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Figura 18. Conectores de Bus de Unidad
Clasificaciones de MCC
Los centros de control de motor son clasificados con base en el nivel de intercableado entre las unidades y las secciones. NEMA ha definido dos clases diferentes de configuraciones de alambrado y tres tipos de alambrado.
Los centros de control de Clase 1 no incluyen ningún interalambrado. Son esencialmente un grupo mecánico de control de motor, Unidades de Derivación de Alimentador 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 ilustran 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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
Componentes de la
Estructura
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
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 líquidos 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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 alambrado 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 individuales 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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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, generalmente en la parte superior de cada sección en el aeroducto horizontal. A veces se
monta en el aeroducto de fondo como opción.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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, reguladores 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 proporcionando tres lados de un gabinete protector. Las unidades más pequeñas miden 6
pulgadas de alto, con incrementos de 6 pulgadas generalmente hasta 72 pulgadas. 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-
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 mantenimiento o reparación, el alambrado puede permanecer dentro del centro.
Figura 31. Bloques de Terminales Separables
La estructura presenta puertas abisagradas. Incluyen recortes, en caso necesario, 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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 especificaciones, 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 información 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 estructura. 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 desconectador 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 especifica 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 estructura 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, alambrado 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 fusible. Si se requieren de Dispositivos Piloto, ¿Son de tipo resistencia o transformador? Recopile información sobre los interruptores selectores o botones
pulsadores que puedan requerirse.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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, independientemente de los valores nominales del motor.
Revise los requerimientos de relevador de sobrecarga y los Factores de Servicios, valores nominales de amperaje de plena carga así como opciones especiales. Se debe especificar también claramente los requerimientos de
reguladores, PLCs y tableros.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 transferencia a un MCC idéntico excitado por un generador.
No se había tenido suficiente espacio para colocar paneles a la medida por duplicado, y las unidades montadas en pared no habrían podido ser transferidas a
suministro de energía de emergencia. Los MCCs ofrecen una solución para salvar vidas.
Acaban ustedes de ver las ventajas de la utilización de centros de control de
motor, los componentes que utilizan y cómo seleccionarlos.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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 entendido 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
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
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.
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Control en Gabinete: MCCs y Control Encerrado
Respuestas del
Repaso 1
1. Mecánico, eléctrico
2. verdadero
3. tipo
4. IP
5. B
6. E
7. D
8. C
9. A
Respuestas del
Repaso 2
1. 3R
2. 1
3. 4
4. 4X
5. 12
Respuestas del
Repaso 3
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
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