Simulador de circuitos de mando

La marcha-paro con autorretención y la inversión de giro son los dos primeros esquemas que monta cualquier electricista, y los que más se repiten en las máquinas. Aquí puedes manejarlos con los pulsadores y ver, a la vez, por dónde pasa la tensión en el esquema de mando, qué contactores cierran en el de potencia y hacia dónde gira el motor. También puedes quitar los enclavamientos o invertir con el motor en marcha, para ver qué pasa cuando se hace mal.

Cómo se usa

• Esquema: elige entre la marcha-paro con autorretención y la inversión de giro.
• Pulsadores: un toque es una pulsación corta; si mantienes pulsado, dura lo que lo mantengas.
• Enclavamientos (solo en la inversión): puedes quitar el eléctrico, añadir el de pulsadores o combinar los dos.
• Esquemas: en el de potencia, el verde marca por dónde pasa la corriente; en el de mando, dónde hay tensión. Los contactos se dibujan como están en cada momento, no en reposo.

Marcha-paro con autorretención

Un pulsador solo da tensión mientras se mantiene pulsado. Para que el motor siga en marcha al soltarlo, se pone en paralelo con el pulsador de marcha S1 un contacto auxiliar normalmente abierto del propio contactor, el 13-14 de KM1. Al pulsar S1, la bobina de KM1 recibe tensión, el contactor cierra y su 13-14 se cierra también. Cuando se suelta S1, la tensión sigue llegando a la bobina por ese contacto: el contactor se alimenta a sí mismo. A esto se le llama autorretención o realimentación, y en un PLC su equivalente es el enclavamiento con la propia salida.

Para parar, el pulsador de paro S0 va en serie, antes de todo lo demás. Al pulsarlo se corta la tensión de la bobina, el contactor cae, el 13-14 se abre y, al soltar S0, ya no hay nada que vuelva a alimentarla. En serie con S0 va también el contacto 95-96 del relé térmico F1: si el motor se calienta de más, F1 abre el mando igual que si alguien pulsara paro.

El orden importa. Como el paro está en serie con todo, si se pulsan marcha y paro a la vez gana el paro. Es una regla de seguridad: ante la duda, la máquina se para. Prueba a mantener pulsado Paro y pulsar Marcha en el simulador.

Por qué el paro es un contacto cerrado

El pulsador de paro y el térmico se cablean con contactos normalmente cerrados (NC). Si se suelta un cable o se rompe un contacto, el circuito se abre y la máquina se para o no arranca: el fallo lleva a una situación segura. Si el paro fuera un contacto abierto que hay que cerrar para parar, un cable suelto dejaría la máquina sin paro, y nadie se daría cuenta hasta que hiciera falta. Por eso también en los programas de PLC el paro llega como una entrada que está a 1 mientras todo va bien.

La autorretención tiene otra ventaja de seguridad: si se va la luz, el contactor cae y, cuando vuelve, la máquina no arranca sola, porque el 13-14 está abierto. Hay que pulsar marcha otra vez. Un motor mandado con un interruptor de dos posiciones, en cambio, arrancaría solo al volver la tensión.

Los pilotos

Los pilotos dicen al operario qué pasa sin abrir el cuadro. En el esquema, H1 (verde, en marcha) se enciende con otro auxiliar normalmente abierto de KM1, el 23-24, y H2 (ámbar, disparo térmico) con el contacto abierto 97-98 del relé térmico, que se cierra cuando dispara. Es mejor encender el piloto de marcha con un contacto del contactor que en paralelo con su bobina: así indica que el contactor ha cerrado de verdad, no solo que le llega tensión.

Inversión de giro

Un motor trifásico cambia de sentido al intercambiar dos de sus tres fases. Para eso se usan dos contactores: KM1 conecta L1, L2 y L3 al motor tal cual y lo hace girar a derechas, y KM2 cruza dos fases, aquí L1 con L3, y lo hace girar a izquierdas. En el esquema de potencia se ve el cruce justo debajo de KM2. Cada contactor tiene su pulsador de marcha (S1 y S2) y su autorretención, y los dos comparten el paro S0 y el térmico F1.

El peligro está en que entren los dos a la vez: con KM1 y KM2 cerrados, L1 y L3 quedan unidas a través de los contactores y se produce un cortocircuito entre fases. Para evitarlo se usan enclavamientos.

Los tres enclavamientos

• Eléctrico: en serie con la bobina de cada contactor va un contacto auxiliar normalmente cerrado del otro (el 61-62, o el 21-22, según el bloque de contactos). Mientras KM1 está cerrado, su 61-62 está abierto y la bobina de KM2 no puede recibir tensión. Es el imprescindible.
• Por pulsadores: se usan pulsadores de doble contacto, y el contacto cerrado de S2 va en serie con la rama de KM1 y el de S1 con la de KM2. Al pulsar S2, primero se abre la rama de KM1 y luego se cierra la de KM2. Permite invertir sin pasar por paro.
• Mecánico: una pieza que se monta entre los dos contactores y que impide físicamente que cierren a la vez. Los inversores que venden ya montados lo llevan. Es la última barrera si algo falla en el mando.

Lo habitual en una máquina es el eléctrico más el mecánico; el de pulsadores se añade cuando se quiere invertir en marcha. Lo que no vale es quedarse solo con el de pulsadores. Al pulsar S2, KM1 se queda sin tensión, pero sus contactos tardan unos milisegundos en separarse y, al separarse, la corriente sigue pasando por el arco otros pocos milisegundos. Si KM2 cierra en ese tiempo, hay cortocircuito. El contacto 61-62 de KM1 solo deja paso a KM2 cuando KM1 ya ha soltado. Quita el enclavamiento eléctrico en el simulador, deja el de pulsadores e invierte en marcha.

Invertir en marcha: el frenado a contracorriente

Cuando el motor gira a derechas y se conecta a izquierdas sin dejar que pare, el campo magnético gira en un sentido y el rotor todavía en el otro. El motor frena con fuerza, se para y arranca en sentido contrario. Durante ese tiempo pide más corriente que en un arranque directo, y la máquina recibe un golpe. Unas pocas inversiones seguidas calientan el motor lo suficiente para que dispare el térmico: pruébalo en el simulador. Por eso, salvo que la máquina esté pensada para ello, lo normal es obligar a pasar por paro y, si hace falta, añadir un temporizador que espere a que el motor se pare antes de dejar invertir.

Errores típicos

• Cablear el paro con un contacto abierto: un cable suelto deja la máquina sin paro.
• Poner la autorretención en paralelo con el paro y la marcha a la vez, en lugar de solo con la marcha: el paro deja de funcionar.
• Usar un contacto de otro contactor para la autorretención: cada contactor se retiene con su propio 13-14.
• Olvidar el enclavamiento eléctrico en una inversión, o fiarlo todo a los pulsadores.
• Cruzar las fases en los dos contactores, o en ninguno: el motor gira igual con los dos pulsadores.
• Confiar en el piloto: un piloto encendido no garantiza que el motor gire; un piloto fundido tampoco significa que esté parado.

¿Das clase? Hay una ficha de práctica para imprimir con este simulador, con ejercicios y soluciones. Más material en la página para profesores.

Para entender el tema a fondo: Componentes: aparamenta, sensores y neumática, con teoría y test.

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