diseño de manual de mantenimiento para contactores

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA

ANTONIO JOSE DE SUCRE

EXTENSION CIUDAD BOLIVAR

DEPARTAMENTO DE TESIS Y PASANTIA

ESCUELA TECNOLOGICA

CATEDRA: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION II

DISEO DE UN MANUAL DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO PARA CONTACTORES MARCA SIEMENS DE BOBINA 110 VOLTIOS DE

PANEL DE CONTROL DE LA EMPRESA Siderrgica del Orinoco ALFREDO MANEIRO CIUDAD GUAYANA, ESTADO BOLIVARTutor: ngel Martnez Autor (a): Laura Gonzlez

C.I. 23.552.327

Ciudad Bolvar, Julio de 2014.





ESCUELA TECNOLOGICA


DISEO DE UN MANUAL DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO PARA CONTACTORES MARCA SIEMENS DE BOBINA 110 VOLTIOS DEPANEL DE CONTROL DE LA EMPRESA Siderrgica del Orinoco ALFREDO MANEIRO CIUDAD GUAYANA, ESTADO BOLIVARTrabajo Especial de Grado presentado como requisito para optar al Ttulo de Tcnico Superior Universitario En ElectrnicaTutor: ngel Martnez Autor (a): Laura Gonzlez

C.I. 23.552.327

Ciudad Bolvar, Julio de 2014.

CINCO CM VER MANUAL

APROBACIN DEL TUTOR ACADMICO

En mi carcter de Tutor (a) del Trabajo Especial de Grado presentado por el ciudadano: LAURA EDUVIGES GONZALEZ, para optar al Ttulo de Tcnico Superior Universitario en Electronica, considero que ste rene los requisitos y mritos suficientes para ser sometido a presentacin pblica y evaluacin por parte del jurado examinador que se designe.

En Ciudad Bolvar a los ___ das del mes de _______ de 2014________________________

Tutor (a): ngel MartnezC.I. V.- 11.167.739CINCO CM VER MANUAL



AMPLIACION CIUDAD BOLIVAR


ESCUELA TECNOLOGICA

DISEO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO PARA CONTACTORES MARCA SIEMENS DE BOBINA 110 VOLTIOS DE LA EMPRESA CVG Siderrgica del Orinoco, C.A. (SIDOR)

Por: Laura Eduviges Gonzlez

Trabajo especial de Grado aprobado en nombre del Instituto Universitario de Tecnologa Antonio Jos de Sucre, por el siguiente Jurado, a los ____das del mes de _______ del 2014__________________________ _______________________

Nombre y Apellido: Nombre y Apellido:

C.I: C.I: INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA




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DISEO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO PARA CONTACTORES MARCA SIEMENS DE BOBINA 110 VOLTIOS DE LA EMPRESA CVG Siderrgica del Orinoco, C.A. (SIDOR)

Por: Laura Gonzlez

Trabajo especial de Grado aprobado en nombre del Instituto Universitario de Tecnologa Antonio Jos de Sucre, por el siguiente Jurado, a los ____ das del mes de _____________ de 2014, con mencin Honorfica y/o recomendacin de publicacin.

__________________________ _______________________

Nombre y Apellido: Nombre y Apellido:

C.I: C.I:

DEDICATORIA

A Dios Todopoderoso quien siempre me ha acompaado y fortalecido para seguir adelante.

A mis padres por todo su amor y dedicacin para el logro de esta meta.

A mis profesores por brindarme su amistad y las enseanzas las cuales me han servido en la elaboracin de este trabajo de investigacin.

Laura GonzlezAGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por haberme acompaado y guiado a lo largo de mi carrera, por ser mi fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de aprendizajes, experiencias y sobre todo felicidad. Agradezco a mis padres por apoyarme en todo momento, por los valores que me han inculcado, y por haberme dado la oportunidad de tener una excelente educacin en el transcurso de mi vida. Sobre todo por ser un excelente ejemplo de vida a seguir. Agradezco la confianza, apoyo y dedicacin de tiempo a mis profesores por haber compartido conmigo sus conocimientos y sobre todo su amistad.

A mis amigos por confiar y creer en m y haber hecho de mi etapa universitaria un trayecto de vivencias que nunca olvidar.

A mis hermanos por apoyarme en aquellos momentos de necesidad por ayudar a la unin familiar. A todos ellos por llenar mi vida de grandes momentos que hemos compartido.

Laura GonzlezINDICE GENERAL

DEDICATORIA..vi

AGRADECIMIENTO....vii

INTRODUCCION....x

CAPITULO I. EL PROBLEMA..12

1.1 Planteamiento del Problema..12

1.2 Objetivos de la Investigacin.15

1.2.1 Objetivo General.15

1.2.2 Objetivos Especficos..........15

1.3 Justificacin...16

1.4 Alcance..17

1.5 Limitaciones...17CAPITULO II. MARCO TEORICO..18

2.1 Antecedentes de la Investigacin..18

2.2 Bases Tericas...20

2.2.1 El Contactor....20

2.2.2 Descripcin del contactor23

2.2.3 Partes del Contactor23

2.2.3.1 Carcaza.23

2.2.3.2 Electroimn..24

2.2.3.3 Bobina..24

2.2.3.4 El Ncleo..25

2.2.3.5 Armadura..26

2.2.3.6 Contactos..27

2.2.3.7 Contactos principales...28

2.2.3.8 Contactos secundarios..29

2.2.4 Funcionamiento del Contactor30

2.2.5 Clasificacin de los Contactores.....31

2.2.6 Categora de empleo33

2.2.7 Criterios para la eleccin de un contactor...............34

2.2.8 Ventajas del uso de los contactores.35

2.2.9 Causa del deterioro de los contactores35

2.2.10 Deterioro en la bobina...36

2.2.11 Deterioro en el ncleo y la armadura........36

2.2.12 Deterioro en los contactos.37

2.2.13 Mantenimiento..38

2.2.14 Objetivos del Mantenimiento39

2.2.15 Mantenimiento Correctivo....40

2.3 Bases Legales.40

2.4 Sistema de Variables..41

2.5 Operacionalizacin de las Variables..42

2.6 Definicin de Trminos.....................................43CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO.44

3.1 Tipo de Investigacin....................44

3.2 Diseo de Investigacin....................44

3.3 Poblacin y Muestra..45

3.3.1 Poblacin.45

3.3.2 Muestra46

3.4 Tcnicas de Recoleccin de Datos.46

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS49

Esta pgina comienza en cinco centimetrosINTRODUCCIONEn cualquier industria moderna, sobre todo en la industria petroqumica y de refinacin se utilizan cientos de motores elctricos de diferentes potencias y tensiones nominales de trabajo. Su control y mando se realiza generalmente mediante contactores magnticos, que dentro del equipamiento elctrico es generalmente el elemento que ms falla.

Dentro del mbito del mantenimiento de los contactores las principales averas que pueden sufrir son que se queme la bobina ,que se desgasten los contactos o que se queden pegados (soldados) los contactos .Generalmente las bobinas son alimentadas por corriente alterna, con voltajes que varan desde 24 Volt (alimentadas mediante un transformador reductor) hasta 440Volt ,energa que toman directamente de la lnea de fuerza que alimenta al motor ,aunque existen casos aislados de alimentacin de las bobinas con corriente continua.

El objeto es obtener los mximos resultados de produccin de la instalacin y equipos, hacindolos funcionar con mayor eficacia. Los daos, la disminucin del ritmo de produccin involuntario, la falta de precisin y ajuste, provocan fallas y no permiten una produccin eficaz. El mantenimiento moderno busca mantener los equipos en estado ideal para obtener la mxima calidad en un tiempo ptimo y la mayor seguridad posible. Mantener en excelentes condiciones los equipos no aumenta los gastos de manera exagerada y s disminuye los costos globales para la obtencin de ptimos resultados.Dada la gran importancia que tienen los contactores en la actualidad se realiza este trabajo de investigacin el cual se titula: Diseo de un sistema de Mantenimiento Correctivo para contactores marca siemens de bobina 110 voltios de

la empresa CVG Siderrgica del Orinoco, C.A. (SIDOR), y el mismo estar estructurado de la siguiente manera:Capitulo I. El Problema explicas brevemente lo que va en cada capitulo Capitulo Ii. Marco TeoricoCapitulo Iii. Marco Metodologicod

CAPTULO I

1.1 Planteamiento del Problema

A lo largo de los aos, los fabricantes de contactores elctricos han jugado muchos juegos de marketing. Histricamente, 3 tipos de contactores eran fabricados: contactores tipo NEMA, contactores de propsito definido, y contactores de propsito general. La gente de marketing deca que los contactores NEMA eran los mejores, y los de propsito general los peores. De hecho, los contactores eran muy similares en su construccin, pero estaban clasificados de manera diferente. Para una potencia dada, un contactor tipo NEMA estaba clasificado para proveer 10 millones de arranques/paradas. Un contactor de propsito general estaba clasificado para solo 1 milln de arranques/paradas. De haber sido usado un contactor de propsito general ms grande, se hubieran podido lograr 10 millones de arranques/paradas, y un contactor de uso general podra haber sido tan bueno como un contactor tipo NEMA.

En un esfuerzo por terminar con la confusin y hacer los mismos contactores alrededor del mundo (Europa y Asia no utilizan este sistema de 3 clasificaciones), grandes fabricantes como Allen Bradley, Cutler Hammer y Square D, desarrollaron un nuevo contactor el contactor IEC. IEC por sus siglas en ingles Internacional Electro-technical Commission. Estos contactores estn clasificados por el nmero de arranques/paradas en su vida til y el mximo amperaje permisible. Este acercamiento ms sensato, busc eliminar la confusin, pero no fue posible, ya que un contactor IEC puede ser clasificado para 20 millones, 10 millones, o 1/4 de milln de arranques/paradas, por lo que resulta difcil hacer una comparacin entre los 4

tipos de contactores. Casi todas las compaas fabricantes de gras y polipastos se han cambiado a los contactores IEC, pues estn ms disponibles debido a la produccin en masa a nivel mundial.

La automatizacin en la empresa actual requiere del conocimiento y manejo de los elementos que conforman los sistemas automticos y de su forma de trabajo para brindar tanto diseos como mantenimiento preventivo y correctivo a dichos sistemas. As mismo el auge cada vez mayor de desarrollo de sistemas automticos no slo en la industria sino en el mbito de todo tipo de instalaciones tanto residenciales como comerciales, obligan a los electricistas a prepararse para atender esta demanda cada vez mayor de sistemas automticos.

En la industria es necesario conocer la forma en que trabajan estos sistemas automticos para poder realizar el mantenimiento adecuado, ya que el dao de cualquier parte del sistema podra causar retardos en la produccin o incluso la para total, si se trabaja con produccin en serie. Para evitar estos tipos de retraso se deben realizar mantenimientos preventivos y correctivos. El trabajador debe conocer y entender tanto la forma de trabajo del sistema como las posibles causas de daos en l, para brindar correcta y rpida solucin a cualquier problema que se presente.

En general el uso de energa elctrica en las diferentes aplicaciones manejan todos los tipos de automatizacin que el electricista actual debe estar capacitado para manejar, corregir, mejorar disear e implementar. El contactor resulta un elemento indispensable en la automatizacin para el mando de las secuencias de trabajo.Los contactores se emplean para el mando local o a distancia de mquinas de cualquier gnero. Sobre todo se utilizan los sistemas de mando en que la potencia de acoplamiento y la frecuencia de maniobra se plantean severas exigencias, por ejemplo en maquinas y herramientas y laminadores. Aadiendo rels trmicos se emplean como protectores de motores.

Las empresas avanzan en su posicionamiento competitivo por medio de esfuerzos, acciones y decisiones orientadas a garantizar sistemas y activos operando de manera eficaz; clientes y usuarios satisfechos; riesgos reducidos; mnimos incidentes ambientales y costos ptimos. Por ende, el mantenimiento se considera un componente fundamental para el buen funcionamiento de la empresa, repercutiendo directamente en su proceso productivo.

SIDOR C.A., constituye la principal siderrgica de la Regin Guayana y de la Regin Andina de Venezuela, la cual se destaca por la produccin de acero de alta calidad y la comercializacin de productos semi-elaborados (planchones, lingotes y palanquillas), planos (laminados en caliente, laminados en fro, hojalata y hoja cromada) y largos (barras y alambrn). Utiliza para la produccin de acero tecnologas de reduccin directa (HyL y Midrex) y hornos de arco elctrico.

Actualmente se presenta fallas en los diferentes equipos elctricos que se encuentran en esta empresa, repercutiendo directamente en la efectividad del mantenimiento correctivo y los sistemas de calidad, debido a que los contactores normalmente se gastan porque al cerrarse se produce una chispa entre las dos puntas metlicas que cierran el circuito. Con el tiempo, estas chispas desgastan las puntas metlicas o generan residuos no conductores que se acumulan en las puntas, lo que pone en peligro su vida til y su buen funcionamiento.

En virtud de esto se llevara a cabo un Diseo de un sistema de Mantenimiento Correctivo para contactores marca siemens de bobina 110 voltios de la empresa CVG Siderrgica del Orinoco, C.A. (SIDOR), con la finalidad de a largar su vida elctrica y prevenir fallas que pongan en riesgo su funcionalidad dentro de la empresa. En el desarrollo de esta investigacin se plantean las siguientes interrogantes: Cules son los beneficios que produce el diseo de un sistema de mantenimiento correctivo para contactores marca Siemens de bobina de 110 voltios?

Qu se debe tener en cuenta para el diseo de mantenimiento correctivo?1.2 Objetivos de la Investigacin1.2.1 Objetivo General

Disear un sistema de Mantenimiento Correctivo para contactores marca siemens de bobina 110 voltios de la empresa CVG Siderrgica del Orinoco, C.A. (SIDOR)1.2.2 Objetivos Especficos

Identificar la situacin actual en la que se encuentran los contactores. Analizar los componentes necesarios para el diseo del sistema de mantenimiento correctivo. Identificar la importancia de realizar mantenimiento correctivo Determinar las principales causas por las que se requiere un mantenimiento correctivo.

1.2 Justificacin de la Investigacin corregir numero

Aqu va lo importante de hacer el mantenimiento de los contactoresLos contactores son de gran importancia ya que los mismos son beneficiosos en cuanto a los siguientes aspectos: automatizacin en el arranque y paro de motores, posibilidad de controlar completamente una mquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones, se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeas, seguridad para personal tcnico, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeos, control y automatizacin de equipos y mquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de aparatos auxiliares(como interruptores de posicin, detectores inductivos, presostatos, temporizadores, etc.), y un ahorro de tiempo a la hora de realizar algunas maniobras.

A estas caractersticas hay que aadir que el contactor:

es muy robusto y fiable, ya que no incluye mecanismos delicados.

se adapta con rapidez y facilidad a la tensin de alimentacin del circuito de control (cambio de bobina).

facilita la distribucin de los puestos de paro de emergencia y de los puestos esclavos, impidiendo que la mquina se ponga en marcha sin que se hayan tomado todas las precauciones necesarias.

protege el receptor contra las cadas de tensin importantes (apertura instantnea por debajo de una tensin mnima).

funciona tanto en servicio intermitente como en continuo.

A lo anterior expuesto es de gran importancia realizar mantenimiento correctivo a los contactores, ya que se a larga su vida til y se reducen gastos en reemplazarlos por uno nuevo.

1.3 Alcance

Est investigacin es de gran importancia, ya que en la industria es necesario conocer la forma en que trabajan estos sistemas elctricos para poder realizar el mantenimiento adecuado que garantice su funcionalidad.1.5 LimitacionesDurante el desarrollo de este trabajo de investigacin se pueden presentar las siguientes limitaciones: el acceso a la informacin dentro de la empresa No contar con los materiales necesarios para llevar a cabo el mantenimiento correctivo

CAPITULO II

MARCO TEORICO2.1 Antecedentes de la Investigacin

A continuacin se presentan investigaciones ya existentes que guardan de manera directa e indirecta relacin con el objeto de estudio:

Jhon Hurtado, (2009) en su investigacin titulada, Disear un circuito electrnico que pueda manejar una carga de alta potencia, utilizando circuitos integrados de baja potencia. Describe que el contactor es un interruptor accionado a distancia por medio de un electroimn, asimismo en el desarrollo de su investigacin menciona paso a paso como estn conformados los contactores, sus caractersticas y propiedades. El presente trabajo se relaciona con el objeto de estudio ya que el mismo aporta conocimientos sobre los conceptos bsicos que se desarrollaran en esta investigacin.

Javier Pinto, (2009) en su trabajo de investigacin titulado Diseos de Mantenimiento para Contactores Elctricos y Elementos Auxiliares de Mando presenta un resumen en cuanto a la teora del contactor, su funcionamiento, sus componentes y funciones de cada uno de ellos, con el fin de familiarizarnos con este importante elemento que nos permitir la realizacin de muchos montajes cada vez ms complejos y tiles en la vida practica de la ingeniera y de la industria. Asimismo nos permite saber cules son las causas por las que un contactor necesita

mantenimiento. Est investigacin fue tomada en cuenta ya que la misma nos permite tener ms conocimientos del objeto en estudio.

Jos Velsquez, (2011) en su investigacin Los Contactores Electromagnticos hace nfasis que los contactores son dispositivos electromecnicos diseados para manejar seales elctricas de corrientes normalmente grandes, por medio de otras seales elctricas de corrientes pequeas, llamadas seales de control. Normalmente las corrientes controladas son mayores que las de control. Est investigacin es de gran ayuda ya que la misma nos permite saber de que se componen los contactores y cmo funcionan, y los elementos que deben considerarse para realizar un mantenimiento que garantice su vida til.

Mabel Farias, (2013) en su tesis de grado titulada Optimizar el sistema de mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos elctricos y mecnicos en los talleres de cilindros de laminacin de la empresa Siderrgica del Orinoco, C.A.. la cual estuvo enfocada en estudiar todo loo referente al mantenimiento de equipos elctricos, con la finalidad de garantizar su vida til dentro de la empresa. Por tal motivo este trabajo fue considerado en esta investigacin, ya que el mismo nos permite tener una idea ms amplia sobre los procedimientos que se deben considerar al momento de realizar un mantenimiento correctivo a un contactor.

Prcticamente, la totalidad de las aplicaciones industriales, tales como mquinas-herramientas, equipos para minas, trenes de laminacin, puentes-gras, etc., precisan de la colaboracin de gran nmero de motores para realizar una determinada operacin, siendo conveniente que puedan ser controlados por un nico operador situado en un "centro de control", desde donde sea posible observar y supervisar todas las partes de la instalacin. Esta clase de trabajo no se puede realizar con interruptores o cualquier otro elemento de gobierno que precise de un mando

. Estos y otros problemas similares pueden quedar solventados con el uso de contactores montados segn un circuito de marcha-paro que denominaremos "funcin memoria" y que es base de los automatismos elctricos.

Estas investigaciones aportan grandes conocimientos acerca de los contactores, y permiten tener una idea ms clara acerca del funcionamiento de los mismos.

2.2 Bases Tericas

2.2.1 El Contactor

Podemos definir un contactor como un aparato mecnico de conexin y desconexin elctrica, accionado por cualquier forma de energa, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga.Las energas utilizadas para accionar un contactor pueden ser muy diversas: mecnicas, magnticas, neumticas, fludricas, etc. Los contactores corrientemente utilizados en la industria son accionados mediante la energa magntica proporcionada por una bobina, y a ellos nos referimos seguidamente.

Un contactor accionado por energa magntica, consta de un ncleo magntico y de una bobina capaz de generar un campo magntico suficientemente grande como para vencer la fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separada del ncleo una pieza, tambin magntica, solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos elctricos.

As pues, caracterstica importante de un contactor ser la tensin a aplicar a la bobina de accionamiento, as como su intensidad potencia. Segn sea el fabricante, dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento, tanto en continua como en alterna siendo las ms comnmente utilizadas, 24, 48, 220, y 380. La intensidad y potencia de la bobina, naturalmente dependen del tamao del contador.

El tamao de un contactor, depende de la intensidad que es capaz de establecer, soportar e interrumpir, as como del nmero de contactos de que dispone (normalmente cuatro). El tamao del contactor tambin depende de la tensin mxima de trabajo que puede soportar, pero esta suele ser de 660 V. para los contactores de normal utilizacin en la industria.

Referente a la intensidad nominal de un contactor, sobre catlogo y segn el fabricante, podremos observar contactores dentro de una extensa gama, generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar potencias dentro de un amplio margen; as, por ejemplo, un contactor para 25 A. conectado en una red bifsica de 380 V. es capaz de controlar receptores de hasta 380 25=9.500 VA. y si es trifsica 3 220 25=16.454 VA. Naturalmente nos referimos a receptores cuya carga sea puramente resistiva (cos = 1), ya que de lo contrario, las condiciones de trabajo de los contactos quedan notablemente modificadas.

Cuando el fabricante establece la corriente caracterstica de un contactor, lo hace para cargas puramente hmicas y con ella garantiza un determinado nmero de maniobras, pero si el cos de la carga que se alimenta a travs del contactor es menor que uno, el contactor ve reducida su vida como consecuencia de los efectos destructivos del arco elctrico, que naturalmente aumentan a medida que disminuye el cos .

Por lo general, los contactores que utilicemos referirn sus caractersticas a las recomendaciones C. E. I (Comit Electrotcnico Internacional), que establecen los siguientes tipos de cargas:

AC-1Para cargas resistivas o dbilmente inductivas cos = 0,95.

AC-2Para cargar inductivas (cos = 0.65) .Arranque e inversin de marcha de motores de anillos rodantes.

AC-3Para cargas fuertemente inductivas (cos = 0.35 a 0.65). Arranque y desconexin de motores de jaula.

AC-4Para motores de jaula: Arranque, marcha a impulsos y frenado por inversin.

2.2.2 Descripcin del ContactorLa figura anterior describe las partes del contactor.

2.2.3 Partes del Contactor

2.2.3.1 Carcaza

La carcaza es el elemento en el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor, para lo cual es fabricada en un material no conductor con propiedades como la resistencia al calor, y un alto grado de rigidez. Uno de los ms utilizados materiales es la fibra de vidrio pero tiene un inconveniente y es que este material es quebradizo y por lo tanto su manipulacin es muy delicada. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de pegantes.

2.2.3.2 Electroimn

Tambin es denominado circuito electromagntico, y es el elemento motor del contactor. Est compuesto por una serie de elementos cuya finalidad es transformar la energa elctrica en un campo magntico muy intenso mediante el cual se produce un movimiento mecnico aprovechando las propiedades electromagnticas de ciertos materiales.

2.2.3.3 Bobina

Consiste en un arrollamiento de alambre de cobre con unas caractersticas muy especiales con un gran nmero de espiras y de seccin muy delgada para producir un campo magntico. El flujo magntico produce un par magntico que vence los pares resistentes de los muelles de manera que la armadura se puede juntar con el ncleo estrechamente.

Bobina energizada con CA.

Para el caso cuando una bobina se energiza con corriente alterna, se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que solo se cuenta con la resistencia del conductor, ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el ncleo, esta corriente tiene factor de potencia por consiguiente alto, del orden de 0.8 a 0.9 y es llamada corriente de llamada.

Esta corriente elevada produce un campo magntico muy grande capaz de vencer el par ejercido por los muelles o resorte que los mantiene separados y de esta manera se cierra el circuito magntico unindose la armadura con el ncleo trayendo como consecuencia el aumento de la reactancia inductiva y as la disminucin de hasta aproximadamente diez veces la corriente producindose entonces una corriente llamada corriente de mantenimiento con un factor de potencia ms bajo pero capaz de mantener el circuito magntico cerrado.

Para que todo este procedimiento tenga xito las bobinas deben ser dimensionadas para trabajar con las corrientes bajas de mantenimiento pues si no se acciona el mecanismo de cierre del circuito magntico la corriente de llamada circular un tiempo ms grande del previsto pudiendo as deteriorar la bobina.

Bobina energizada con CC.

En este caso no se presenta el fenmeno anterior puesto que las corrientes de llamada y de mantenimiento son iguales. La nica resistencia presente es la resistencia de la bobina misma por lo cual las caractersticas y la construccin de estas bobinas son muy especiales.

La bobina puede ser energizada por la fuente de alimentacin o por una fuente independiente.

2.2.3.4 El Ncleo

Su funcin es concentrar y aumentar el flujo magntico con el fin de atraer la armadura eficientemente. Est construido de lminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras con el fin de evitar las corrientes parsitas.

El pequeo entrehierro entre la armadura y el ncleo se crea con el fin de eliminar los magnetismos remanentes.

Cuando circula una corriente alterna por la bobina es de suponerse que cuando la corriente pasa por el valor cero, el ncleo se separa de la armadura puesto que el flujo tambin es cero pero como esto sucede 120 veces en un segundo (si la frecuencia es de 60Hz) por lo cual en realidad no hay una verdadera separacin pero esto sin embargo genera vibraciones y un zumbido adems del aumento de la corriente de mantenimiento; por esto las bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra las cuales producen un flujo magntico desfasado con el principal de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.

2.2.3.5 Armadura

Es un elemento mvil muy parecido al ncleo pero no posee espiras de sombra, su funcin es la de cerrar el circuito magntico ya que en estado de reposo se encuentra separada del ncleo. Este espacio de separacin se denomina entrehierro o cota de llamada.

Tanto el cierre como la apertura del circuito magntico suceden en un espacio de tiempo muy corto (10 milisegundos aproximadamente), todo debido a las caractersticas del muelle, por esto se pueden presentar dos situaciones.

Cuando el par resistente es mayor que el par electromagntico, no se logra atraer la armadura.

Si el par resistente es dbil no se lograra la separacin rpida de la armadura.

Cada una de las acciones de energizar o desenergizar la bobina y por consiguiente la atraccin o separacin de la armadura, es utilizada para accionar los contactos que obran como interruptores, permitiendo o interrumpiendo el paso de la corriente. Estos contactos estn unidos mecnicamente (son solidarios) pero son separados elctricamente.

2.2.3.6 Contactos

El objeto de estos elementos es permitir o interrumpir el paso de la corriente, son elementos conductores, los cuales se accionan tan pronto se energiza o se desenergiza la bobina por lo que se les denomina contactos instantneos. Esta funcin la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando.

Los contactos estn compuestos por tres partes dos de las cuales son fijas y se encuentran ubicadas en la carcaza y una parte mvil que une estas dos y posee un resorte para garantizar el contacto

Las partes que entran en contacto deben tener unas caractersticas especiales puesto que al ser accionados bajo carga, se presenta un arco elctrico el cual es proporcional a la corriente que demanda la carga, estos arcos producen sustancias que deterioran los contactos pues traen como consecuencia la corrosin, tambin las caractersticas mecnicas de estos elementos son muy importantes.

2.2.3.7 Contactos Principales

Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente en el circuito principal, es decir que acta sobre la corriente que fluye de la fuente hacia la carga.

Es recomendable estar verificando la separacin de estos que permiten que las partes fijas y mviles se junten antes de que el circuito magntico se cierre completamente, esta distancia se le denomina cota de presin. Esta no debe superar el 50%.

En caso de cambio de los contactos se tienen las siguientes recomendaciones:

Cambiar todos los contactos y no solamente el daado.

Alinear los contactos respetando la cota inicial de presin.

Verificar la presin de cada contacto con el contactor en funcionamiento.

Verificar que todos los tornillos y tuercas se encuentren bien apretados.

Debido a que operan bajo carga, es determinant4e poder extinguir el arco que se produce puesto que esto deteriora el dispositivo ya que produce temperaturas extremadamente altas, para esto, los contactos se encuentran instalados dentro de la llamada cmara apaga chispas, este objetivo se logra mediante diferentes mecanismos.

Soplado por auto-ventilacin: Este dispositivo consiste en dos aberturas, una grande y una pequea, al calentarse el aire, este sale por la abertura pequea entrando aire fresco por la abertura grande y este movimiento de aire hace que se extinga la chispa.

Cmaras desionizadoras: Estas cmaras consisten en un recubrimiento metlico que acta como un disipador de calor y por esto el aire no alcanza la temperatura de ionizacin. Este mtodo suele acompaarse por el soplado por auto-ventilacin.

Transferencia y fraccionamiento del arco: Consiste en dividir la chispa que se produce de manera que es ms fcil extinguir chispas ms pequeas. Esto se realiza mediante guas en los contactos fijos.

Soplo magntico: Este mtodo emplea un campo magntico que atrae la chispa hacia arriba de la cmara aumentando de esta manera la resistencia. Este mtodo suele ir acompaado del soplado por auto-ventilacin y debe realizarse en un tiempo no muy largo pero tampoco extremadamente corto.

2.2.3.8 Contactos Secundarios

Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeas porque estos actan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de sealizacin.

Dado que en ocasiones deben trabajar con los PLC estos contactos deben tener una confiabilidad muy alta.

Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares. Normalmente los contactos auxiliares son:

Instantneos: Actan tan pronto se energiza la bobina del contactor.

De apertura lenta: La velocidad y el desplazamiento del contacto mvil es igual al de la armadura.

De apertura positiva: Los contactos abiertos y cerrados no pueden coincidir cerrados en ningn momento.

Sin embargo se encuentran contactores auxiliares con adelanto al cierre o a la apertura y con retraso al cierre o a la apertura. Estos contactos actan algunos milisegundos antes o despus que los contactos instantneos. Existen dos clases de contactos auxiliares:

Contacto normalmente abierto: (NA o NO), llamado tambin contacto instantneo de cierre: contacto cuya funcin es cerrar un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra abierto.

Contacto normalmente cerrado: (NC), llamado tambin contacto instantneo de apertura, contacto cuya funcin es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor. En estado de reposo se encuentra cerrado.

2.2.4 Funcionamiento del Contactor

Cuando la bobina se energiza genera un campo magntico intenso, de manera que el ncleo atrae a la armadura, con un movimiento muy rpido. Con este movimiento todos los contactos del contactor, principales y auxiliares, cambian inmediatamente y de forma solidaria de estado.

Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las caractersticas de los contactores:

Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensin, que un contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactos se suelden.

Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar, sin riesgo de dao de los contactos y de los aislantes de la cmara apaga chispas. La corriente es ms dbil en cuanto ms grande es la tensin.

Para que los contactos vuelvan a su posicin anterior es necesario des energizar la bobina. Durante esta des energizacin o desconexin de la bobina (carga inductiva) se producen sobre-tensiones de alta frecuencia, que pueden producir interferencias en los aparatos electrnicos.

Desde el punto de vista del funcionamiento del contactor las bobinas tienen la mayor importancia y en cuanto a las aplicaciones los contactos tienen la mayor importancia.

2.2.5 Clasificacin de los ContactoresLos contactores se pueden clasificar de acuerdo con:

Por su construccin . Contactores electromecnicos: Son aquellos ya descritos que funcionan de acuerdo a principios elctricos, mecnicos y magnticos.

Contactores estticos o de estado slido: Estos contactores se construyen a base de tiristores. Estos presentan algunos inconvenientes como:

Su dimensionamiento debe ser muy superior a lo necesario.

La potencia disipada es muy grande (30 veces superior).

Son muy sensibles a los parsitos internos y tiene una corriente de fuga importante.

Su costo es muy superior al de un contactor electromecnico equivalente.

Por los contactos que tiene.

Contactores principales.

Contactores auxiliares.

Por la carga que pueden maniobrar (categora de empleo). Tiene que ver con la corriente que debe maniobrar el contactor bajo carga.

2.2.6 Categora de Empleo

Para establecer la categora de empleo se tiene en cuenta el tipo de carga controlada y las condiciones en las cuales se efectan los cortes.

Las categoras ms usadas en AC son:

AC1: Cargas no inductivas (resistencias, distribucin) o dbilmente inductivas, cuyo factor de potencia sea por lo menos 0.95.

AC2: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de anillos.

Al cierre el contactor establece el paso de corrientes de arranque equivalentes a ms o menos 2.5 la corriente nominal del motor. A la apertura el contactor debe cortar la intensidad de arranque, con una tensin inferior o igual a la tensin de la red.

AC3: Para el control de motores jaula de ardilla (motores de rotor en cortocircuito) que se apagan a plena marcha.

Al cierre se produce el paso de corrientes de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o ms veces la corriente nominal del motor. A la apertura corta el paso de corrientes equivalentes a la corriente nominal absorbida por el motor. Es un corte relativamente fcil.

AC4: Se refiere al arranque, al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de jaula.

Al cierre se produce el paso de la corriente de arranque, con intensidades equivalentes a 5 o ms veces la corriente nominal del motor. Su apertura provoca el corte de la corriente nominal a una tensin, tanto mayor como tanto mayor es la velocidad del motor. Esta tensin puede ser igual a la tensin de la red. El corte es severo.

En corriente continua se encuentran cinco categoras de empleo: DC1, DC2, DC3, DC4 y DC5.

Un mismo contactor dependiendo de la categora de empleo, puede usarse con diferentes corrientes.

2.2.7 Criterios para la eleccin de un Contactor

Para elegir el contactor que ms se ajusta a nuestras necesidades, se debe tener en cuenta los siguientes criterios:

Tipo de corriente, tensin de alimentacin de la bobina y la frecuencia.

Potencia nominal de la carga.

Condiciones de servicio: ligera, normal, dura, extrema. Existen maniobras que modifican la corriente de arranque y de corte.

Si es para el circuito de potencia o de mando y el nmero de contactos auxiliares que necesita.

Para trabajos silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas es recomendable el uso de contactores estticos o de estado slido.

Por la categora de empleo.

2.2.8 Ventajas del uso de los contactoresLos contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos y por los cuales es recomendable su utilizacin.

Automatizacin en el arranque y paro de motores.

Posibilidad de controlar completamente una mquina, desde barios puntos de maniobra o estaciones.

Se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas, mediante corrientes muy pequeas.

Control y automatizacin de equipos y mquinas con procesos complejos, mediante la ayuda de los aparatos auxiliares de mando, como interruptores de posicin, detectores inductivos, presstatos, temporizadores, etc.

Ahorro de tiempo al realizar maniobras prolongadas.

2.2.9 Causas del deterioro de los contactores

Cuando un contactor no funciona o lo hace en forma deficiente, lo primero que debe hacerse es revisar el circuito de mando y de potencia (esquemas y montaje), verificando el estado de los conductores y de las conexiones, porque se pueden presentar falsos contactos, tornillos flojos etc.

Adems de lo anterior es conveniente tener en cuenta los siguientes aspectos en cada una de las partes que componen el contactor:

2.2.10 Deterioro en la bobina La tensin permanente de alimentacin debe ser la especificada por el fabricante con un 10% de tolerancia.

El cierre del contactor se puede producir con el 85% de variacin de la tensin nominal y la apertura con el 65%.

Cuando se producen cadas de tensin frecuentes y de corta duracin, se pueden emplear retardadores de apertura capacitivos.

Si el ncleo y la armadura no se cierran por completo, la bobina se recalentar hasta deteriorarse por completo, por el aumento de la corriente de mantenimiento.

2.2.11 Deterioro en el Ncleo y la Armadura

Cuando el ncleo y la armadura no se juntan bien y/o se separan, produciendo un campo electromagntico ruidoso, es necesario revisar:

La tensin de alimentacin de la bobina: si es inferior a la especificada, generar un campo magntico dbil, sin la fuerza sufriente para atraer completamente la armadura.

Los muelles, ya que pueden estar vencidos por fatiga del material, o muy tensos.

La presencia de cuerpos extraos en las superficies rectificadas del ncleo y/o armadura. Estas superficies se limpian con productos adecuados (actualmente se fabrican productos en forma de aerosoles). Por ningn motivo se deben raspar, lijar y menos limar.

2.2.12 Deterioro en los contactos

Cuando se presenta un deterioro prematuro es necesario revisar:

Si el contactor corresponde a la potencia nominal del motor, y al nmero y frecuencia de maniobras requerido.

Cuando la eleccin ha sido la adecuada y la intensidad de bloqueo del motor es inferior al poder de cierre del contactor, el dao puede tener origen en el circuito de mando, que no permite un correcto funcionamiento del circuito electromagntico.

Cadas de tensin en la red, provocadas por la sobre-intensidad producida en el arranque del motor, que origina prdida de energa en el circuito magntico, de tal manera que los contactos, al no cerrarse completamente y carecer de la presin necesaria, acaban por soldarse.

Vibracin de los contactos de enclavamiento, que repercute en el electroimn del contactor de potencia, provocando cierres incompletos y soldadura de los contactos.

2.2.13 El MantenimientoEs una herramienta producto de la exigencia a que la industria est sometida para optimizar todos sus aspectos, tanto de costos, como de calidad, y conduce a la necesidad de analizar de forma sistemtica las mejoras que puedan ser introducidas en la gestin tanto tcnica como econmica. El ingreso siempre proviene de la venta de un producto o servicio, lo cual lleva a la empresa a centrar sus esfuerzos en optimizar los recursos en funcin de produccin. El mantenimiento es un problema que surgi al querer prestar servicio continuamente, de ah que sea visto como un mal necesario, una funcin subordinada a la produccin cuya finalidad es reparar desperfectos en forma rpida y barata. La labor del mantenimiento, est relacionada estrechamente con la prevencin de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene la responsabilidad de mantener en buenas condiciones, los elementos asociados a la red de distribucin y herramientas, equipo de trabajo, permitiendo un mejor desenvolvimiento y seguridad evitando en parte riesgos en el rea laboral. El diseo de cualquier sistema organizativo y su posterior informatizacin e implementacin debe siempre tener presente que est al servicio de unos determinados objetivos.

2.2.14 Objetivos del MantenimientoEl objeto es obtener los mximos resultados de produccin de la instalacin y equipos, hacindolos funcionar con mayor eficacia. Los daos, la disminucin del ritmo de produccin involuntario, la falta de precisin y ajuste, provocan fallas y no permiten una produccin eficaz. El mantenimiento moderno busca mantener los equipos en estado ideal para obtener la mxima calidad en un tiempo ptimo y la mayor seguridad posible. Mantener en excelentes condiciones los equipos no aumenta los gastos de manera exagerada y s disminuye los costos globales para la obtencin de ptimos resultados. El mantenimiento debe cumplir los siguientes objetivos: Optimizar de la disponibilidad del equipo productivo.

Disminuir de los costos de mantenimiento.

Optimizar de los recursos humanos.

Maximizar la vida de los elementos asociados a las redes de distribucin.

El mantenimiento adecuado, tiende a prolongar la vida til de los bienes, a obtener un rendimiento aceptable de los mismos durante ms tiempo y a reducir el nmero de fallas.

2.2.15 Mantenimiento CorrectivoEs aquel que se ocupa de la reparacin una vez se ha producido el fallo en cualquier elemento de la red o instalacin. Dentro de este tipo de mantenimiento se puede contemplar dos tipos de enfoques:

Mantenimiento paliativo o de campo (de arreglo): Este se encarga de la reposicin del servicio elctrico, aunque no quede eliminada la fuente que provoc la falla.

Mantenimiento curativo (de reparacin): Este se encarga de la reparacin propiamente, eliminando las causas que han producido la falla.Mientras se prioriza la reparacin sobre la gestin, no se puede prever, analizar, planificar, controlar, rebajar costos.

2.3 Bases LegalesNorma Covenin 863-76

Esta norma abarca los contactores destinados a cerrar y abrir circuitos elctricos y si estn provistos de rels adecuados, a proporcionar la proteccin de circuitos contra las sobrecargas que pueden producirse en operacin.

La presente norma tiene por objeto indicar:

Las caractersticas de los conectores

Los requisitos que deben cumplir los contactores con respecto a:

a) Su funcionamiento y su comportamiento en servicio normal

b) Sus propiedades dielctricas

c) Los grados de proteccin que proporcionan

Los ensayos destinados a verificar si cumplen con estos requisitos y los procedimientos de ensayos.

2.4 Sistema de VariablesVariable dependiente: Mantenimiento CorrectivoVariable independiente: Contactor Marca Siemens de bobina de 110 voltios. Variable --------------------------------- Mantenimiento Correctivo Dimensin------------------------------- Anlisis Causas

Componentes necesarios

Beneficios

Factor econmico

Indicadores------------------------------ Determinar su estado Fallas operativas

Materiales y personal calificado A larga su vida til

Reduce gastos

2.5 Operacionalizacin de las VariablesObjetivo General: objetivo general completoVariableDimensinIndicadoresTcnica de recoleccin de datosInstrumento

Mantenimiento CorrectivoAnlisisDeterminar su estadoRevisin documental

Entrevistas

Observacin Directa

Encuestas

CausasFallas operativasObservacin Directa

EncuestaCuestionario

Componentes necesariosMateriales y personal calificadoEncuestaCuestionario

BeneficiosA larga su vida tilRevisin documental

EncuestaCuestionario

Factor EconmicoReduce gastosRevisin documental

Cuestionario

2.6 Definicin De Trminos Corriente: Paso de la electricidad por un conductor. Diccionario de la lengua espaola 2005 Espasa-Calpe.Carcasa: presentacin visual del contactor. Diccionario de la lengua espaola 2005 Espasa-Calpe.Electroimn: m. Barra de hierro dulce imantada artificialmente por la accin de una corriente elctrica. Diccionario de la lengua espaola 2005 Espasa-Calpe.

Bobina: Parte del sistema de encendido de un motor de explosin, en la que se efecta la transformacin de la corriente. Diccionario de la lengua espaola 2005 Espasa-Calpe.

Ncleo: Es una parte metlica, de material ferromagntico, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa. Diccionario de la lengua espaola 2005 Espasa-Calpe.Contactos: tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Diccionario de la lengua espaola 2005 Espasa-Calpe.

CAPITULO III

MARCO METODOLOGICO

3.1.- Tipo de InvestigacinDescriptiva

Este trabajo de investigacin se encuentra enmarcado mediante una investigacin del tipo descriptiva. Segn Rivas (1995) seala que la investigacin descriptiva, trata de obtener informacin acerca del fenmeno o proceso, para describir sus implicaciones. (p.54). Este tipo de investigacin, no se ocupa de la verificacin de la hiptesis, sino de la descripcin de hechos a partir de un criterio o modelo terico definido previamente.Tamayo y Tamayo (2008), afirma que: Comprende la descripcin, registro, anlisis e interpretacin de la naturaleza actual, y la composicin o procesos de los fenmenos. El enfoque se hace sobre conclusiones dominantes o sobre cmo una persona, grupo, institucin o cosa se conduce o funciona en el presente (p. 58).3.2 Diseo de InvestigacinInvestigacin de Campo

El diseo a utilizar en esta investigacin ser de campo, ya que se basa en recoger hechos directamente de la realidad con la finalidad de realizar el diseo de mantenimiento correctivo para un contactor marca Siemens de bobina de 110 voltios.corregir

Segn Arias (1999), define el diseo de la investigacin como la estrategia que adopta el investigador para responder al problema planteado (p.30).

Segn Arias (2004), la investigacin de campo consiste en la recoleccin de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variables alguna. (p. 94)3.3 Poblacin y Muestra

3.3.1 Poblacin

La poblacin en esta investigacin estuvo representada por el objeto en estudio.

Arias (1999), seala que la poblacin es el conjunto de elementos con caractersticas comunes que son objetos de anlisis y para los cuales sern validas las conclusiones de la investigacin. (p.98).Segn Levin & Rubin (1999: 135), una poblacin es el conjunto de todos los elementos que se estudian y acerca de los cuales se intenta sacar conclusiones. El concepto de poblacin en estadstica, se precisa como un conjunto finito o infinito de personas u objetos que presentan caractersticas comunes.De Barrera (2008), define la poblacin como un: conjunto de seres que poseen la caracterstica o evento a estudiar y que se enmarcan dentro de los criterios de inclusin (p.141)

3.3.2 Muestra

Se tomo como muestra el total de la poblacin. Para Balestrini (1997), La muestra es obtenida con el fin de investigar, a partir del conocimiento de sus caractersticas particulares, las propiedades de una poblacin (p.138).

Para Hurtado (1998), consiste: en las poblaciones pequeas o finitas no se selecciona muestra alguna para no afectar la valides de los resultados. (p.77).3.4 Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de Datos

Las tcnicas de recoleccin de datos, son definidas por Tamayo (1999), como la expresin operativa del diseo de investigacin y que especfica concretamente como se hizo la investigacin (p. 126). El presente trabajo de investigacin se realizo mediante:

La Observacin. Arias (2006) asegura que En este caso el investigador pasa a formar parte de la comunidad o medio donde se desarrolla el estudio (p. 70).

La Entrevista. Es una forma especfica de interaccin social. El investigador se sita frente al investigado y le formula preguntas, a partir de cuyas respuestas habrn de surgir los datos de inters. Se establece as un dilogo, pero un dilogo peculiar, asimtrico, donde una de las partes busca recoger informaciones y la otra se nos presenta como fuente de estas informaciones.

Silva y Pelachano (1979, 13) la definen de la manera siguiente: "Es una relacin directa entre personas por la va oral, que se plantea unos objetivos claros y prefijados, al menos por parte del entrevistador, con una asignacin de papeles diferenciales, entre el entrevistador y el entrevistado, lo que supone una relacin asimtrica".

La Encuesta Segn Naresh K. Malhotra, las encuestas son entrevistas con un gran nmero de personas utilizando un cuestionario prediseado. Segn el mencionado autor, el mtodo de encuesta incluye un cuestionario estructurado que se da a los encuestados y que est diseado para obtener informacin especfica.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Stevenson W. [1994] Anlisis de Sistemas Elctricos de Potencia. Segunda Edicin. Mc Graw Hill. Mxico.

Augusto Tabares, (1999) Administracin Moderna de Mantenimiento. Brasil: Grfica Editora NAT Ltda.

Dixon, Daffuaa. (2000) Sistemas de Mantenimiento: Planeacin y control. Mxico: Editorial Limusa Wiley S. A.

Charles K. Alexander - Matthew N.O.Sadiku, (2007) Titulo: "Fundamentos de circuitos elctricos", Edicin: 3ra Edicin, Impreso: Mxico Como esta en el manualDIRECCIONES WEB

http://www.monografias.com/electricas/fundamentos-controles-electricas.pdf

http://www.automantenimiento.net/electricidad/partes-de-un-contactor http://www.rincondelvago.com/contactores-y-elementos-auxiliares-de-mando.

http://www.wikipedi.org/wiki/contactor

diseño de manual de mantenimiento para contactores

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