Como aclaración del procedimiento explicado en la sección 9-1, consideraremos un circuito dado y determinaremos la causa probable de algunas de las averías que supondremos han ocurrido en este circuito.
Fig. 9-1. Circuito control del compresor de una instalación de Acondicionamiento de aire.
La figura 9-1 es el circuito de un compresor perteneciente a un equipo de acondicionamiento de aire. Los componentes que aparecen en el diagrama son los siguientes: la bobina CR es un relé de control. La bobina M1 es el arrancador para
la bomba de agua fría. La bobina M2 es el arrancador para la bomba del agua del
condensador. La bobina M3 es el arrancador para la bomba de aceite del
compresor. La bobina M4 es el arrancador del motor del compresor. El contacto
designado por T es un termostato que responde a la temperatura del retorno de agua fría. Su función es poner en marcha y bomba de agua del condensador cuando su temperatura alcanza valor predeterminado. El contacto designado por
PS1 es un interruptor de presión del aceite cuya función es parar el compresor si
falla la bomba de aceite y también impedir que arranque antes de que se haya obtenido una presión predeterminada del aceite. El contacto designado por PS1 es
un interruptor de caudal en el sistema de tubería de agua fría. Su función es impedir que funcione el compresor siempre que no sea suficiente el caudal de agua del condensador en el serpentín.
R.L. Mc.Intyre
Supongamos ahora que hay que diagnosticar una avería en este circuito. Lo primero que deberemos hacer será averiguar cuál es la avería que se ha producido en este circuito basándonos en las manifestaciones del propietario o del operador. Supongamos que nos dicen que la bomba de agua del condensador no arranca como debe. Entonces, por el estudio del esquema, podemos suponer que la sección del circuito del relé de control está funcionando correctamente que el contacto CR2 se cierra y que la bomba de agua fría funciona correctamente. En
esta tercera línea del esquema debe haber, no obstante, algún defecto.
En la verificación de los relés de sobrecarga es posible que determinemos que no se disparan. Suponiendo que así sea, a continuación verificaremos el termostato para comprobar si su contacto se cierra debidamente. A este respecto señalemos que la determinación del ajuste de este termostato y de la temperatura real del agua nos indicará si se debe abrir o cerrar. Supongamos que debido al paro de la máquina la temperatura del agua ha aumentado hasta un punto en que es necesario que estos contactos se cierren. Supongamos también que los contactos del termostato están cerrados. Entonces lo procedente es inspeccionar el arrancador de la bomba de agua fría para determinar si el contacto M1 se cierra cuando es
activado este contactor.
Si nuestra inspección de este arrancador indica que su contacto se cierra correctamente, a continuación desconectaremos los hilos de la bobina M2 y
aplicaremos un ohmetro a la bobina para determinar si su conductor está o no cortado. Por el análisis precedente es casi seguro que esta bobina estaba cortada y en nuestro ejemplo supongamos que así ocurre. Antes de reemplazar esta bobina, deberá ser examinado el arrancador en cuanto concierne al funcionamiento mecánico. Determinamos que el brazo de contacto que sube y baja o bascula para mover los contactos no está agarrotado y que la tracción del muelle no es excesiva. Examinamos también las caras de las piezas polares magnéticas para ver que no han silo deformadas ni deterioradas por alguien al forzarlas o a consecuencia de las muchas operaciones de cierre del contactor. Cuando todos los problemas mecánicos han quedado eliminados, instalamos una nueva bobina en el arrancador.
Será una buena práctica verificar la tensión en los extremos de los hilos que alimentan a esta bobina antes de ponerla en servicio. Esto se puede hacer conectando un voltímetro entre los extremos de dichos hilos y haciendo que el circuito de control funcione hasta este punto. Si la tensión es excesivamente baja
o excesivamente alta, habrá que determinar la causa de este defecto. De lo contrario, se puede quemar la nueva bobina.
Supongamos que este circuito no funciona mal en lo que a esto respecta, y que según nos informan todo funcionaba bien excepto el compresor. Entonces activaremos el circuito y observaremos su secuencia para determinar por nosotros mismos dónde está el fallo. Debemos comprobar que el relé de control funciona, la bomba de agua fría arranca, la bomba de agua del condensador arranca y también la bomba de aceite del compresor arranca.
Supondremos que aquí termina la secuencia y que el compresor no funciona correctamente. Examinamos nuevamente el circuito correspondiente a M4 y
encontramos que posee un contacto accionado por el contactor de la bomba de aceite que puede ser causa de avería, así como también un interruptor de presión y dos interruptores de caudal. Nuevamente debemos determinar cuál de estos componentes no funciona correctamente. Si estos componentes son fácilmente accesibles, la inspección visual de cada uno de ellos puede revelarnos inmediatamente cuál es el defectuoso. Sin embargo, si son inaccesibles, un buen procedimiento a seguir es desconectar el circuito de control para determinar si llega tensión a la bobina, descartando así la posibilidad de que la avería esté en la bobina.
Supongamos que el contacto M3 funciona correctamente y que lo hemos
comprobado. También hemos comprobado que los dos interruptores de caudal funcionan correctamente y que sus contactos cierran. Entonces lo único que queda por verificar es el interruptor de presión. En algunos casos puede ser necesario volver a calibrar los interruptores de presión con presiones conocidas para comprobar que funcionan con los valores de ajuste indicados en sus cuadrantes. Nuevamente lo procedente será inspeccionar físicamente y determinar la causa real de que no funcione esta parte correctamente.
Resumen
Aunque este procedimiento pueda parecer excesivamente simplificado, es un ejemplo de cómo se sigue el esquema para diagnosticar la avería supuesta y puede servir de guía en la práctica.
Independientemente de la complejidad que pueda haber en el circuito de control, se le puede separar en ramas individuales tales como las que aquí y en otras
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secciones de este libro nos han servido de ejemplo. Un diagnosticador experto sabrá separar en ramas sencillas un circuito por muy complicado que sea hasta llegar a localizar él componente defectuoso de la manera que aquí hemos explicado.
Preguntas de repaso
1. ¿Cuándo es necesario verificar completamente las conexiones de todo el circuito de control?
2. ¿Por qué deben ser desconectados los terminales de una bobina a fin de determinar exactamente si el arrollamiento de ésta está deteriorado o no? 3. ¿Es necesariamente de naturaleza eléctrica la avería en un circuito de control? 4. ¿Se puede afirmar que un circuito eléctrico que comprenda contactos móviles
está perfectamente cerrado porque dichos contactos están cerrados?
5. ¿Por qué en el diagnóstico de averías se debe hacer funcionar una máquina en una parte de su secuencia de operaciones antes de tratar de localizar la avería?
6. ¿Cuáles son las dos causas posibles de disparo repetido de los relés de sobrecarga?
7. ¿Debe probar el circuito el reparador después de reparar un defecto, o debe intentar determinar todas las causas de avería antes de probar el circuito? 8. ¿Cuáles son las causas más frecuentes de avería en los arrancadores de
motor?
9. Cuando se diagnostica un circuito que ha estado funcionando ¿procede comprobar que el conexionado es correcto?
10. ¿Cuál es la principal causa de avería de los dispositivos piloto tales como los interruptores de flotador o los de fin de carrera?
11. En la figura 9-1, ¿cuál será la causa más probable de que el circuito solamente funcione durante el tiempo en que se mantiene apretado el pulsador ARRANQUE?
12. ¿Cuál será la causa más probable de avería si, cuando se aprieta el pulsador
ARRANQUE, el relé de control permanece excitado pero la bobina M1 no hace
el enganche?
13. ¿Cuáles serán los resultados de que los relés de sobrecarga del circuito de la bobina M2 esté abierto mientras el compresor funciona?
14. ¿Qué es generalmente más difícil, hallar la causa de la avería o repararla después de localizada?
15. ¿Cuál de los dos trabajos mencionados en la pregunta 14 requiere más conocimientos?
R.L. Mc.Intyre
De la misma manera que el arrancador electromagnético liberó a la máquina del eje de transmisión, el control estático está liberando a la máquina y al operador de la servidumbre del relé y el contactor magnético de acción lenta, propenso a averías y de corta vida. La aparición del control estático abre un nuevo y vasto campo de posibilidades para las máquinas y los procesos completamente automá- ticos.
En los capítulos anteriores de este libro hemos tratado del control electromagnético, es decir, el control por medio de contactos móviles y núcleos magnéticos. En este capítulo presentamos un nuevo lenguaje del control. Podemos definir el término estático como «perteneciente o caracterizado por una condición fija o estacionaria». Esta definición nos da la clave del significado de control estático, o control por medio de dispositivos que no tienen partes móviles.
El problema que siempre ha presentado el control electromagnético ha sido el fallo de los componentes. Los dispositivos tales como los relés y los contactores tienen bobinas que requieren corrientes relativamente poco intensas para accionar el mecanismo que actúa sobre los contactos. Las bobinas tienden a quemarse y el mecanismo está constantemente sometido a desgaste. Los propios contactos son frecuentemente deteriorados por el polvo, la grasa y otras materias extrañas que producen arco y la picadura o quemadura de sus superficies. Para cualquier instalación de un solo motor con funciones de control relativamente sencillas y en las que algunos millones de operaciones constituyen un factor de duración o vida útil satisfactoria, el circuito de control magnético es y continuará siendo la solución más práctica y económica del problema de control. Sin embargo, cuando las demandas del circuito requieren un número importante de funciones de control, cuando la rapidez de la conmutación constituye u n factor primordial, y cuando es esencial una vida larga en términos de número de operaciones, la conmutación estática mediante el uso de circuitos lógicos llega a ser económicamente factible y casi imperativa. Otro factor que debe ser considerado cuando se elige un sistema para controlar una máquina o proceso es el requisito de espacio para los componentes de control. El uso de control electromagnético en un sistema complicado exige bastante espacio disponible, mientras que el espacio que se necesita para los dispositivos de conmutación estática es mucho menor. También las condiciones ambientales atmosféricas pueden ser una razón suficiente para el uso del control estático.
Los interruptores estáticos funcionan a bajas tensiones de c.c., usualmente de 10 a 20 voltios, y con corrientes muy pequeñas. No tienen partes móviles expuestas a desgaste ni requieren ajustes. Tampoco tienen contactos que se puedan quemar o en los que se pueda depositar la suciedad o materias extrañas, y por consiguiente no requieren atenciones de limpieza.
El control estático ofrece varias ventajas con respecto al electromagnético. La primera y muy importante es la mayor confiabilidad o seguridad del circuito. Un sistema estático es mucho más apto para producir una señal de salida cuando y sólo cuando se requiere dicha señal. La larga duración de los conmutadores estáticos, que es completamente independiente del número de operaciones realizadas, los hace casi indispensables en los sistemas de control automatizados. La conmutación estática proporciona una velocidad mucho más alta de funcionamiento, tal como frecuentemente requieren las máquinas y procesos modernos. Se pueden realizar muchas funciones de control en ambientes adversos en los que los dispositivos magnéticos de control quedarían destruidos o por lo menos su vida se acortaría por las sustancias químicas y otras materias