TEMPORIZADORES ELECTRICOS.

TEMPORIZADORES.

Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden.

Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamados contactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, de haberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.

El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente. Los temporizadores se pueden clasificar en:

- Térmicos.

- Neumáticos.

- De motor síncrono.

- Electrónicos.

Los temporizadores pueden trabajar a la conexión o a la desconexión.

- A la conexión: cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que conmuta los contactos.

- A la desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo conmuta los contactos.

A continuación describimos el funcionamiento de algunos tipos de temporizadores:

1.- Temporizador a la conexión o al trabajo.

Aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se ha energizado el elemento motor del temporizador. En el momento de energizar el temporizador, los contactos temporizados que tiene siguen en la misma posición de estado de reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado, cambian de estado, es decir que el contacto NA se cierra y el contacto NC se abre.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los bornes de su bobina. A1 y A2, a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciómetro o regulador frontal del aparato si es electrónico. También se le puede regular mediante un potenciómetro remoto que permita el mando a distancia; este potenciómetro se conecta a los bornes con las letras Z1 y Z2 y no puede aplicarse a los relés de los contactos.

2.- Temporizador a la desconexión o al reposo.

En este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan como temporizados después de cierto tiempo de haber sido des energizado el elemento motor del temporizador. Cuando se energiza el temporizador, sus contactos temporizados actúan inmediatamente como si fueran contactos instantáneos, manteniéndose en esa posición todo el tiempo que el temporizador esté energizado.  

Es un relé cuyo contacto de salida conecta instantáneamente al aplicar la tensión de alimentación en los bornes A1 y A2 de la bobina. Al quedar sin alimentación, el relé permanece conectador durante el tiempo ajustado por el potenciómetro frontal o remoto, desconectándose al final de dicho tiempo.

3.- Temporizadores térmicos.

Los temporizadores térmicos actúan por calentamiento de una lámina bimetálica. El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina.

Constan de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y está conectado en serie con la lámina bimetálica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lamina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario y deje de funcionar

4.- Temporizadores neumáticos.

El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relé.

Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.

5.- Temporizadores de motor síncrono.

Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor, con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se produce la apertura o cierre del circuito.

6.- Temporizadores electrónicos.

El principio básico de este tipo de temporización, es la carga o descarga de un condensador mediante una resistencia. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos, siempre que su resistencia de aislamiento sea mayor que la resistencia de descarga: en caso contrario el condensador se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.

7.- Temporizadores para arrancadores estrella triángulo.

Es un temporizador por pasos destinado a gobernar la maniobra de arranque estrella triángulo. Al aplicarle la tensión de alimentación, el contacto de estrella cierra durante un tiempo regulable, al cabo del cual se abre, transcurre una pausa y se conecta el contacto de triángulo. El tiempo de pausa normal está entre 100 y 150 ms.

Ahora hemos cogido las diferentes clases de temporizadores y les hemos aplicado a los relés con lo que tenemos las siguientes temporizaciones:

- Mecánica o neumática

- Magnética (relés de manguito).

- Térmicas (relés de bilamina).

- Eléctrica (relés de condensador).

8.- Temporización neumática.

Temporizadores en los cuales la temporización se obtiene regulando la entrada de aire en un fuelle, hasta que se llene completamente, momento en el cual éste acciona los contactos del temporizador. El aire es expulsado del fuelle prácticamente en forma instantánea.

Un relé con temporización neumática consta esencialmente de tres partes principales:

8.1.- Un temporizador neumático que comprende un filtro por donde penetra el aire comprimido, un vástago de latón en forma de cono,

Solidario con un tornillo de regulación para el paso de aire un fuelle de goma y un resorte antagonista situado en el interior de este fuelle. El tornillo de regulación asegura la regulación progresiva de la temporización; las gamas de temporización cubren desde 0.1 segundos a 1 hora.

8.2.- Una bobina electromagnética para corriente continua o alterna, según los casos.

8.3.- Un juego de contactos de ruptura brusca y solidaria al temporizador neumático por medio de un juego de levas y palancas.

El relé de retardo a la desconexión tiene el siguiente funcionamiento: cuando se des excita la bobina, el contacto solidario con ella tarda cierto tiempo en soltarse, debido a la acción del temporizador neumático. Al soltarse este contacto, actúa sobre un micro ruptor, que desconecta el circuito de mando.

La temporización puede ser a la excitación o a la des excitación de la bobina o combinando ambos efectos.

9.- Temporización magnética.

En este caso, se trata de relés cuya bobina está alimentada exclusivamente por corriente continua.

La temporización magnética se consigue ensartando en el núcleo magnético del relé, un tubo de cobre. Este tubo puede tener el espesor de algunos milímetros y rodear al núcleo en toda su longitud, constituyendo una camisa o bien puede ser de un diámetro igual a la base del carrete de la bobina y una longitud limitada, y en este caso se llama manguito ; el manguito puede ser fijado delante, es decir, en la parte de la armadura o detrás, es decir, en la parte opuesta de la armadura. En ambos casos, como se verá enseguida los efectos de retardo serán distintos

•  Con camisa de cobre (retardo a la desconexión)

•  Con manguito de cobre, lado armadura (retardo a la conexión y a la desconexión).

•  Con manguito de cobre, lado culata (retardo a la desconexión)

1.-Culata, 2.- Núcleo de hierro, 3.- Camisa o manguito de cobre, 4.- Bobinado, 5.- Armadura.

La camisa o el manguito de cobre actúan como una espira en cortocircuito; la corriente inducida en esta espira cortocircuitada se opone a las variaciones del flujo que la han engendrado, lo que origina el efecto de retardo.

Como dicho efecto aumenta con la intensidad de la corriente inducida, será conveniente una camisa maciza de metal buen conductor como el cobre, directamente enfilada sobre el núcleo; de esta forma, se obtiene un buen retardo a la desconexión, mediante los relés de camisa, pero aumentando el efecto de atracción.

En los relés de manguito, cuando éste está en la parte anterior, significa que el arrollamiento está situado más atrás, aumentado el flujo dispersor y reduciendo por consiguiente, la eficacia de la bobina en la atracción; como consecuencia, se obtiene retardo tanto a la conexión como a la desconexión del relé.

Si el manguito está situado en la parte posterior del relé, se obtiene solamente un retardo a la desconexión del relé, dada la posición del arrollamiento respecto a la armadura.

10.- Temporización térmica

Los relés térmicos o dispositivos que utilizan procedimientos térmicos para la temporización, pueden incluirse en los siguientes grupos:

•  Relés de bilamina.

•  Relés de barras dilatables.

10.1.- Relés de bilamina.

Recordemos que una bilamina está constituida por dos láminas metálicas, acopladas en paralelo y atravesadas por la corriente eléctrica, que las calienta por el efecto Joule.

1.- Bobinado de mando, 2.- bilamina, 3.- bornes de salida.

Como los coeficientes de dilatación de las dos láminas son distintos cuando se calientas una atrae a la otra y cuando se enfrían vuelve a la posición inicial.

11.- Relés de barras dilatables

Constituyen una mejora de los anteriores, los contactos se mueven cuando la diferencia de temperatura entre dos barras dilatables idénticas alcanza el valor deseado, estando una de las barras calentada eléctricamente por la corriente de mando.

1.- bobinado de mando, 2.- barra dilatable, 3.- bornes de salida.

De esta forma las variaciones de temperatura ambiente actúan de la misma manera sobre la posición de las dos barras dilatables, sin tener efecto alguno sobre la posición de los contactos. Por consiguiente, solo la barra calentada eléctricamente manda los contactos. De esta forma, se obtiene temporizaciones comprendidas entre 2 segundos y 4 minutos, con una precisión de un 10 %.

12.- Temporización electrónica.

Son aquellos cuyo sistema de temporización está conformado por circuitos electrónicos. Se encuentra una gran variedad de modelos, dependiendo de su funcionamiento

La temporización electrónica está muy extendida. Se utiliza con relés electromagnéticos cuya bobina está prevista para ser alimentada con corriente continua. Para obtener una buena temporización, la tensión continua debe estabilizarse por ejemplo con ayuda de un diodo Zener.

El principio básico de este tipo de temporización es la carga o descarga de un condensador “C “mediante una resistencia “ R “. por lo general se emplean condensadores electrolíticos de buena calidad, siempre que su resistencia de aislamiento sea bastante mayor que la resistencia de descarga R : en caso contrario, el condensador C se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.

Situemos el inversor en la posición 1: el condensador C se cargará a la tensión E de la fuente de alimentación. Situemos el inversor en la posición 2: entonces el condensador se descargará progresivamente sobre la resistencia R.

13-Temporizador electromecánico.

Temporizador en el cual la temporización se consigue mediante engranajes, con sistemas comparables a los relojes mecánicos. El conteo del tiempo programado se inicia al energizar un pequeño motor síncrono de velocidad constante, que mueve una serie de engranajes, para reducir la velocidad del motor. El último de los engranajes lleva un pin o tope para accionar unos contactos de apertura lenta o un micro ruptor de apertura brusca, los cuales actúan como contactos temporizados.