EN6 Mantenimiento y Operacion de Equipos Electronicos Con Potencia

CENTRO EDUCATIVO SALESIANOS TALCA

Especialidad de Electrónica

Módulo

MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN DEEQUIPOS ELECTRÓNICOS DE POTENCIA

Nombre Alumno:

Curso :

R.U.N :

Docente: Fernando Tapia Ramírez

Mantenimiento y operación de equipos electrónicos de potencia 2

IntroducciónEste módulo está asociado al área de competencia “Montar, instalar y desmontarcomponentes, dispositivos y equipos electrónicos” y “Mantener y operar dispositivos yequipamiento electrónico”. Es de carácter obligatorio y para su desarrollo se requiere de180 horas.Dicho módulo presenta como objetivo principal desarrollar en el alumno y alumna lacapacidad de operar y mantener los sistemas de control electrónico, de amplia utilizacióna niveles industriales y comerciales. En él, el alumno y alumna:

• Identifica y analiza las técnicas utilizadas para el control electrónico de la potenciaeléctrica.

• Aplica técnicas de análisis y de diseño de sistemas electrónicos utilizadas enprocesos industriales, en el área de la inversión y la conversión de la energíaeléctrica.

• Mide, prueba, opera, calibra, establece diagnósticos de fallas y repara equiposcontroladores de potencia.

• Modifica, analiza y documenta circuitos de control electrónico de potencia.

• Resuelve problemas prácticos en circuitos de control electrónico de potencia. Elpresente módulo puede ser asumido a partir del dominio de conceptos básicosinvolucrados en el módulo de medición y análisis de componentes y circuitoselectrónicos, sistemas digitales, diseño y operación de sistemas de controleléctrico y operación con sensores.

• Respecto a la relación con otros sectores de la Formación General, el módulopresenta la oportunidad de reforzar y complementar, en un contexto de aplicación,los siguientes aprendizajes:

Matemática:

Operatoria básica con números reales y resolución de ecuaciones.

Física y química:

El trabajo con sensores, permite estudiar un sinnúmero de fenómenos de transformaciónde energía, parámetros físicos con sus correspondientes unidades y formas de medición.

Lenguaje y Comunicación:

Lectura comprensiva de instrucciones, elaboración de informes y conclusiones a partir deobservaciones.

Idioma extranjero (Inglés):

Traducción e interpretación de manuales y catálogos.


Materiales Necesarios.

• Cuaderno Universitario 100 Hojas Aproximadamente.

• Lápiz Grafito.

• Goma de borrar.

• Lápices pasta de 3 colores diferentes.

• Transportador.

• Calculadora científica con las siguientes funciones: Modos DEG y RAD,

Funciones trigonométricas, Conversor de coordenadas polares a rectangulares y

viceversa, trabajo de números con notación científica (10x) y en lo posible su

respetivo manual suministrado por el fabricante.

• Disponibilidad de un PC, Pentium 133 MHz, 32 MB RAM, Windows 95, como

mínimo y acceso a Internet, de 1 Hora semanal.

• Diccionario Inglés Español.


Contenidos

Fundamentos y aplicaciones del control de potencia:

• Control por atenuación.

• Control por conmutación.

• Modulación por amplitud de pulsos (PAM).

• Modulación por ancho de pulso (PWM).

• Modulación por frecuencia (PFM).

Circuitos discretos e integrados para la modulación de pulsos:

• Circuitos de disparo, aislación y acoplamiento.

• Configuraciones circuitales para la etapa de potencia.

Semiconductores para las etapas de potencia:

• Tiristores.

• Transistores bipolares.

• MOSFET.

• IGFET

Inversores:

• Inversión de CA a CC.

• Inversión de CC a CA.

Convertidores:

• Conversión de CC a CC.

• Conversión de CA a CA.

Fundamentos, propiedades y circuitos para el control automático.


Nivelación Cálculos Eléctricos dePotencia


En los artefactos e instalaciones eléctricas se transforma la energía eléctrica e otrostipos de energía. La parte aprovechable de la energía transformada puede obtenerse apartir de la potencia activa. Sin embargo, las bobinas dan lugar a una reactancia inductivanociva, pues hacen que por los conductores de alimentación circulen corrientes másintensas. A partir de una determinada intensidad deberán compensarse estas corrientesmediante conexiones especiales de condensadores.

El ejemplo siguiente nos permitirá aclarar el tema de la compensación eléctricamonofásica: Una instalación eléctrica conectada a la red monofásica de 220 V, con unfactor de potencia medio de 0.6 , se compone de los siguientes circuitos:

220 V 47.7A

COS ϕm 0.6

L1 2.2 KW M1 3 KW L2 1.1 KW

Con los valores de: factor de potencia, tensión aplicada y el de la potencia activatotal, podemos calcular los valores siguientes:

P= PL1 + PM1 + PL2 = 2.2 + 3 + 1.1 = 6.3 KW

S= P/ Cos ϕ = 6.3 / 0.6 = 10.5 KVA QXC = S . Sen ϕ = 10.5 . 0.8 = 8.4 Kvar

La única parte útil es la potencia activa, que vale 6.3 KW. Si la instalación eléctricafuera sólo circuito resistivo, debería circular una corriente de línea de 28.6 A.

I = P / V = 6 300 / 220 = 28. 6 A

A causa de la reactancia inductiva, circula no obstante una corriente más intensa, de47.7 A, que también deberá tomarse de la red de distribución. Por otro lado, una corrientemás intensa provocará también unas pérdidas mayores en los conductores dealimentación de la instalación eléctrica.

Como la mayoría de las cargas que se presentan en las instalaciones industrialesson resistivas en combinación con bobinas (circuito RL), se podrán instalarcondensadores para compensar la instalación eléctrica, pues como hemos visto en losestudios anteriores (circuitos RLC), los condensadores ofrecen un comportamientoopuesto a las bobinas.

TEMA 1- COMPENSACIÓN MONOFÁSICA

Fig. 1. Magnitudes medidas en una instalación eléctrica concargas resistivas e inductivas (circuito RL).

Circuito de alumbrado fluorescentes 1.1 KWCircuito de fuerza: motores 3 KWCircuito alumbrado incandescentes 2.2 KW


Como el fenómeno que se produce en las bobinas y condensadores son físicamenteopuestos, el sentido de sus respectivos vectores1 de potencia reactiva es tambiénopuesto. De aquí que los condensadores contrarresten los efectos de las bobinas y que elángulo formado por la potencia aparente y la potencia activa se modifique mediante el usode condensadores, debido a la diferencia matemática en el largo de las magnitudes de losvectores reactivos de las bobinas (QXL) y los condensadores (QXC).

En síntesis, en una instalación eléctrica, las potencias reactivo inductiva (QXL)se compensan mediante potencias reactivo capacitivas (QXC).

Continuando con nuestro ejemplo de compensación, la figura 2 nos muestra enforma simplificada la instalación eléctrica, la cual se encuentra dividida en un resistor yuna reactancia inductiva. La corriente reactiva IXL (o bien QXL) debe compensarse con otracorriente reactiva IXC (o bien QXC) proporcionada por la conexión de un condensador alcircuito (fig.3), de manera que el circuito total resultante sea lo más cercano a un circuitoresistor puro.

Fig. 2 Circuito equivalente de la instalación eléctrica(Circuito RL)

Fig. 3 Compensación en paralelo de una cargainductiva (Circuito RLC)

Para obtener la capacidad del condensador necesario, para una compensaciónmonofásica, se determinaran los valores eléctricos de calculo considerando el circuitocomo si estuviera en resonancia (Cos ϕ =1), es decir QXL = QXC (8.4 Kvar)

QXC = V . IXC Remplazando IXC por IXC = V / XC Se tendrá que:

QXC = V2 / XC Remplazando XC por XC = 1 / 2 π f C Se obtiene:

C=2

C

VF2

Q

⋅⋅π⋅C =

2220502

8400

⋅⋅π⋅= 552 µF

Para una Potencia reactiva de 8.4 Kvar, tendremos una capacidad de 552 µF. Paracompensar 1 Kvar se precisará un valor proporcionalmente menor:

==µ

varK1C

varK4.8

F55266 µF

1 Recuerde el diagrama vectorial de potencia de un circuito RLC


Un condensador con una capacidad de 66 µF permite compensar una potenciareactivo inductiva de 1 Kvar, en una instalación eléctrica de 220 V – 50 Hz.

Es importante recalcar nuevamente que , en las instalaciones eléctricas industriales,no se suele compensar hasta alcanzar un valor de Cos ϕ =1, pues entonces podríanaparecer fenómenos de resonancia.

Ahora bien, para calcular el valor de la potencia reactivo capacitiva de unainstalación eléctrica, se emplea una fórmula mediante los valores de la tangente fi (tg ϕ),que sustituye los valores del ángulo de desfase de la instalación (tg ϕ1) y del ángulo dedesfase que se quiera llegar después de la compensación (tg ϕ2). Mediante los diagramasvectoriales de potencia en los circuito RL y RLC se puede obtener la relaciones paraobtener la potencia reactiva. El único valor que no cambia es la potencia activa.

Qc = P (tg ϕ1 - tg ϕ2)

Para el ejemplo que citamos anteriormente el factor de potencia medio vale 0.6, conlo que ángulo de desfase es de ϕ1 = 53.1° (tg ϕ1 = 1.332). Si se quiere compensar lainstalación a un factor de potencia de 0.95, el ángulo de desfase será de ϕ2 = 18.2°(tg ϕ2 =0.3287). La potencia reactiva consumida por el condensador será entonces :

Qc = P (tg ϕ1 - tg ϕ2) = 6.3 KW (1.332 – 0.3287) = 6.32 Kvar

Aplicando la fórmula de la capacidad (o la equivalencia de 1Kvar = 66 µF), se tendráque para este valor de potencia se precisa un condensador de 416 µF .

Para poder determinar el valor del factor de potencia las empresas distribuidoras deenergía eléctrica conectan a las instalaciones eléctricas industriales de cada usuario,medidores de energía activa y medidores de energía reactiva. La energía reactiva es uncomponente de la energía total (la aparente) que debe transmitirse hasta el consumidor,pero que obliga a sobredimensionar las instalaciones eléctricas, lo que implica una mayorinversión en ellas.

La legislación vigente restringe a una proporción mínima determinada la relaciónentre la energía activa y la energía reactiva. Del valor de este cuociente se obtiene el Cosϕ o factor de potencia, cuyo valor mínimo aceptable, para no incurrir en recargos, es de0.93, vale decir, no tienen recargo los valores comprendidos entre 0.93 y 1.

Al mejorar el factor de potencia en una instalación eléctrica industrial se tendrá:

• Una disminución de la corriente en la línea de alimentación• Una menor caída de tensión en los conductores.• Una menor Pérdida de energía. Obteniendo un mejor rendimiento de las máquinas.• Una disminución del recargo en la cuenta de suministro eléctrico.


q TRABAJO INDIVIDUAL (preguntas de repaso)

1. ¿Qué se entiende por compensación?2. ¿Qué es el factor de potencia?3. ¿A qué se debe un bajo factor de potencia en una instalación eléctrica industrial?4. Realiza los diagramas vectoriales en que se demuestre la disminución del ángulo de desfase5. ¿Cómo determinan las empresas suministradoras de energía eléctrica el factor de potencia de

la instalación?6. En una instalación eléctrica de 220 V – 50Hz, con una potencia activa de 120 KW se debe

compensar el Cos ϕ 0.5 hasta llegar a 0.9. ¿Cuál deberá ser la capacidad del condensadoradicional?

7. ¿Qué efectos tiene un bajo factor de potencia?8. ¿Qué efectos tiene un buen factor de potencia?

q INVESTIGACION

Busca información del procedimiento de recargo, en la facturación de un bajo factor de potenciapor parte de las empresas suministradoras de energía eléctrica.

& Ejemplo de procedimiento de cálculo.

Una equipo fluorescente, de 220 V – 40 W, tiene un factor de potencia de 0.5 y toma unacorriente de servicio de 0.455 A. El factor de potencia debe ser mejorado a cos ϕ = 0.95, pormedio de una compensación en paralelo. Calcular:a) La absorción de potencia del equipo fluorescente;b) La potencia reactiva necesaria del condensador;c) La capacidad del condensador;d) La corriente después de la compensación.

þ Solución :a) P1 = V . I . cos ϕ = 220 . 0.455 . 0.5 = 50 Wb) Qc = P1 (tg ϕ1 - tg ϕ2) = 50 (1,732 – 0, 3287) = 70,165 VAR

c) C =2

C

VF2

Q

⋅⋅π⋅ =

2220502

165,70

⋅⋅π⋅= 4,61 µF

d) I =2

1CosVP

ϕ⋅=

95.022050⋅

= 0,24 A

• Ejercicios de aplicación.

1. La corriente que circula por un motor monofásico de 220 V/1.5 KW, es de 14 A. Elmotor tiene un factor de potencia de 0.8. Por compensación en paralelo se debemejorar el factor de potencia a 0.95. Determine:a) El rendimiento del motor;b) La capacidad del condensador necesario para la compensación;c) La corriente después de la compensación;

2. En una conservadora con aire acondicionado funcionan, en servicio, dos motores decorriente alterna, simultáneamente.

Motor del compresor M1: 220 V/2 KW; I= 23.2 A; Cos ϕ 0.56Motor del ventilador M2: 220 V/0.5 KW; I= 9.1 A; Cos ϕ 0.5La conservadora debe ser compensada a un factor de potencia Cos ϕ m2 0.9. Calcule:


a) La corriente en la línea de alimentación sin compensación;b) El factor de potencia medio Cos ϕ m1;c) La capacidad del condensador necesario para la compensación;d) La corriente con la compensación.


Medición del factor de potencia (f.p.) con un amperímetro y un voltímetro.

El siguiente procedimiento, a conocer, corresponde a una técnica de medición indirecta deuna magnitud la que es muy importante de conocer en una instalación eléctrica y que noscondiciona directamente su buen funcionamiento y aprovechamiento adecuado de laenergía. Como requisito elemental, solo queda mencionar que para la buenainterpretación del método, se sugiere en lo posible el uso de instrumentos digitales, loscuales nos permitirán trabajar con a lo menos 2 decimales. Este método es muy prácticopor que en ocasiones no tenemos un cofímetro disponible.

Materiales necesarios para su ejecución.

• Amperímetro digital.• Carga resistiva pura, por ejemplo una estufa de barras de micrón.• La carga a la cual debemos averiguar su factor de potencia.

Procedimiento:

a) Conectar en paralelo la carga resistiva con la carga que se desea medir el f.p. (puedeser un motor o directamente la entrada a una instalación eléctrica desconocida)

b) Registrar los valores RMS de la corriente que entrega la fuente, la corriente que pasapor la resistencia y la corriente que pasa por la carga.

c) Ahora resuelve tu problema como un análisis vectorial y aplicando las leyes deKirchoff suponiendo que el ángulo del voltaje es cero y calcula el ángulo. A partir dedicho análisis, aparece la siguiente expresión, la cual nos da el coseno del ánguloBeta,

por lo tanto, el ángulo se obtiene a través del uso de la expresión trigonométrica inversa.

)(ββ Arctg=


Luego calculamos el factor de potencia, con

)180cos( β−=fp

Recordar que:

IR, es la corriente de la carga puramente resistiva.IL, es la corriente de la carga a la cual deseamos conocer su factor de potencia.IT, es la corriente total producida por el sistema.

Ejemplo de cálculo.

El siguiente circuito, corresponde al modelamiento, de un motor eléctrico, al cual ledeseamos medir su factor de potencia. Se asume que dicho motor se encuentrafuncionando en condición de régimen permanente.

Calculamos el coseno de Beta

2176,0526,0948,02

179,1525,0948,02

222222

−=××

−+=

−+=

LR

TLR

IIIIICosβ

°=−== 56.102)2176,0()( ArctgArctg ββ

22,0)56.102180cos()180cos( =°−=−= βfp

Lo cual, se interpreta como un factor de potencia inadecuado y que debe ser mejorado.


Ejercicio.

Determine el factor de potencia del sistema que a continuación se muestra.


Un sistema trifásico, se modela a través del uso de tres generadores monofásicos, los cualestienen la particularidad de tener cada una de sus fases desfasadas en 120 grados una de laotra, a partir de ello, podemos deducir que nunca las tres fases llegan a su punto máximo nimenos a su punto mínimo al mismo tiempo.

TEMA 1- Aplicaciones del Sistema Trifásico


& Ejemplo:

En conexión triángulo, un horno de templado absorbe de la red 220/380 V, una potencia de 9KW. Para bajar la potencia es posible la conmutación en estrella. Calcule:a) la potencia y la resistencia de fase, en conexión triángulo;b) La corriente de fase y de línea en conexión triángulo;c) La potencia total en conexión estrella;d) La corriente, en conexión estrella

þ Solución :a) Pf∆ = P∆ / 3 = 9 / 3 = 3 KW = 3000 W Rf = V2 / Pf = 3802 / 3000 = 48.13 Ω

b) If = V / R = 380 / 48.13 = 7.89 A I = 3 · If = 3 · 7.89 = 13.67 A

c) PfΥ = VfΥ2 / Rf = 2202 / 48.13 = 1000 W = 1 KW PΥ = 3 · PfΥ = 3 · 1 = 3 KW

d) I = Vf/ Rf = 220 / 48.13 = 4.57 A o bien I = PΥ / 3 · V = 3000 / 3 · 380 = 4.56 A

1. Las tres espirales de calefacción de un termo eléctrico trifásico conectado enestrella, consumen una corriente de 9.1 A. Calcule la potencia del termo y laresistencia de una de las espirales de calefacción.

2. Un horno industrial absorbe, en conexión estrella de una red 220/380 V, la potenciade 12 KW. Dibuje el circuito y complete los valores eléctricos. Calcule: La corrientede línea y, la tensión, resistencia y potencia de fase;

3. Los tres resistores de un horno de panadería tienen 32 Ω cada uno y estánconectados en estrella. La tensión nominal es de 380 V. Calcule para ambasconexiones Y∆. : La tensión, la corriente y la potencia, de fase y de línea.

Tipo: DJ 198 CA 24 M 3 ∼

∆ 380 V I 9 A 4 KWCOS ϕ 0.80 1.435 rpm 50 hz

8. Calcule con los datos de la placa decaracterísticas S, P1, Q,η

A E G

Clase aislam. P33 VDE D530/69


La Electrónica de Potencia, al igual que la “Electrónica de Señales débiles”, requiere delconocer el funcionamiento de máquinas y equipos a operar, debido a que no tiene ningúnsentido, el contar con elgran universo dedispositivos presentes enel mercado, sin quetengan una utilidadpráctica. Es por ello, quecon el propósito deorientar la operación delos dispositivos a estudiaren el presente curso,procederemos a conocerel funcionamiento yparámetros relevantes deun motor de corrientealterna, centrándonosespecíficamente en laversión mas utilzada quecorresponde al motor deinducción.Los motores de corrientealterna serán tuscompañeros de días ynoches en tus procesospor eso es importante quesepas cuidarlos y operarlos.Los motores son maquinas eléctricas comunes pero de modelos variados que encontrarasen las industrias de diferentes tipos de procesos.Los motores de corriente alterna son los de mayor campo de aplicación, tanto en elámbito domestico como en el industrial.

Los motores asincrónicos trifásicos.

La mayor parte de las máquinasindustriales está movida por motoresasincrónicos trifásicos, es decir,motores que reciben la energíaeléctrica en forma de corriente alternade tres fases o hilos, y la transformanen energía mecánica.Estos motores tienen un uso industrialmuy generalizado debido a su sencillezde construcción, su robustez y, su fácilmantenimiento y su ventajoso precio.

TEMA 2- El Motor de Inducción


Partes estructurales del motor.

Los motores asincrónicos trifásicos, al igual que los motores de corriente continua, estáncompuestos de un estator o parte fija y de un rotor que es la parte móvil.El estator es la parte fija del motor, está formada por la carcasa, que está construida porchapas de acero provistas de ranuras, donde se introducen tres bobinas inductoras, cuyosextremos van conectados a la placa de bornes, desde la cual el motor se conectará a lared de alimentación.

El rotor es la parte móvil que va girando en el interiordel estator. El llamado rotor jaula de ardilla se componede una serie de conductores metálicos ensamblados endos coronas también metálicos, cuyo aspecto esparecido a una jaula que forman un cilindro metálicomontado en un eje que gira sobre rodamientos. Estemotor también se conoce como el motor de inducción.

Funcionamiento.

En primer lugar, la corriente trifásica a la que se conecta el motor se utilizaexclusivamente

para que circulepor las bobinasinductoras delestator con el finde que se genereen la máquina uncampo magnéticoque, en este caso,


es giratorio. En segundo lugar, en los conductores que forman el rotor se inducencorrientes eléctricas, como consecuencia del campo magnético giratorio, originándosetambién otro campo magnético giratorio con velocidad menor que el campo magnéticorotatorio del estator. Este campo magnético atrasado trata de alcanzar al campomagnético rotatorio del estator y lleva al rotor haciendo que éste gire y el motor funcione.

Velocidad de giro.

En el motor asincrónico trifásico en funcionamiento, hemos de distinguir dosvelocidades, la del campo magnético y la del rotor.La velocidad de giro del campo magnético, “n1”, viene determinada por la expresión:

pfn ⋅

=60

1

Donde:

n1 = Velocidad de giro del campo magnético rotatorio (rpm)f = frecuencia de la corriente alterna (Hz)p = número de pares de polos.

La velocidad de giro del motor “n2”. No puede ser igual a n1, ya que en ese caso no segenerarían corrientes inducidas en los conductores del rotor y en consecuencia tampocose generaría ninguna fuerza electromagnética sobre ellos, con lo que el motor nofuncionaría. Por esta razón estos motores reciben el nombre de asincronos.La diferencia de velocidades entre la velocidad del campo magnético rotatorio y lavelocidad del rotor se denomina deslizamiento que no es más allá de 40 rpm.

1001

21 ×−

=n

nns

Ejemplo de Cálculo

Calcular la velocidad de giro del campo magnético de un motor asíncrono de seis polosque está conectado a una red de corriente alterna de frecuencia 50 Hz. Calcular tambiénla velocidad de giro del rotor si el motor trabaja con un deslizamiento del 4 %

Aplicamos directamente la expresión para calcularla velocidad de giro del campomagnético

N1 = 60 f / p n1 = 60 x 50 / 3 n1= 1000 rpm.

A partir de este dato despejamos n2 que es la velocidad del rotor del motor.

S = (n1- n2) / n1 x 100


n2 = n1 (1- s / 100) n2 = 1000 (1- 4/100) n2 = 960 rpm.

El campo magnético gira a 1000 rpm y el rotor a 960 rpm.

Ejercicio

Complete la siguiente tabla, con los valores que se piden:

Frecuencia Polos N1 N2 S Motor ogenerador

50 Hz 4 7500rpm 2 1500rpm 5%

100 Hz 1700rpm 1%85 Hz 4 1700rpm

Características Eléctricas de los motores trifásico de corriente alterna.

ü En el instante de arrancar, la velocidad de giro del rotor es casi cero. En ese

momento la intensidad absorbida es

de seis veces la intensidad nominal,

que es llamada la corriente de partida

y el par motor es 1,5 veces el par

nominal.

ü Durante el periodo de aceleración, la

intensidad va reduciéndose

progresivamente. El par en cambio

disminuye al inicio, pero luego

aumenta hasta llegar al máximo

cuando la velocidad de giro es el 75% de la velocidad nominal.

ü Cuando el motor alcanza su valor nominal de velocidad, tanto la intensidad

absorbida como el par motor se aproximan mucho a cero al estar sin carga en el

eje.

ü El arranque de estos motores puede ser directo o indirecto


ü El arranque directo el motor se pone en servicio conectado directamente a la línea

de alimentación sin dispositivos de ajuste de la tensión de entrada que ajusten la

corriente de partida del motor.

ü Los motores de bajas potencias se conectan en forma directa a las líneas

trifásicas. En el arranque indirecto la tensión que se aplica al motor en el momento

de ser puesto en servicio es una tensión reducida por dispositivos como partidores

suaves, autotransformadores, métodos de conexión, etc. Los que al reducir la

tensión de alimentación reducen las corrientes de partida de los motores.



Unidades de Potencia

Caballo de vapor 1 CV Unidad de potencia eléctrica, equivale a 0,745 KW.Caballo de fuerza 1 HP Unidad de potencia eléctrica, equivale a 0,745 W.

Circuito de control o de mando de un motor eléctrico y sus proteccioneselementales.

El circuito de mando o de controlesta compuesto por todos losdispositivos de comando comobotoneras, interruptores,selectores, switch, reléstemporizadores, lámparas pilotosde indicación, switch de limite decarrera, alarmas luminosas,sensores inductivos, fotoceldas,palancas de mando, etc. Todolos elementos con los cuales tuoperas en forma directa oindirecta la partida o la parada deun equipo.Los dispositivos de controlpermiten o interrumpen lacomunicación de la tensión decontrol hasta el elementoactuador que es quien operacerrando o abriendo loscontactos para comunicar laalimentación de la potenciaeléctrica al motor.Estos dispositivos estánpreparados con contactosabiertos y cerrados comunicados con mecanismos encapsulados los que al seraccionados abren los contactos normalmente cerrados y cierran los contactosnormalmente abiertos.

Definiciones:

Corto circuito: Un cortocircuito es un circuito en el que se efectúa una conexióndirecta, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre losterminales de la fuente de fuerza electromotriz.

Falla de aislación: Vía de baja resistencia en materiales que normalmente sonaislantes, en donde se produce la circulación de la corriente eléctrica debidoanomalías.

Sobrecarga: Se produce sobrecarga cuando los artefactos conectados a uncircuito determinado sobrepasan la potencia para la cual está dimensionado elcircuito, haciendo actuar normalmente a las protecciones.


Falla eléctrica: Se define falla eléctrica, a aquella anomalía que ocurre en uncircuito eléctrico, derivado del paso de la corriente eléctrica.

Código de colores del conductor: Colores empleados en las instalaciones eléctricas,en donde, cada línea se señaliza de la siguiente forma:

L1 AzulL2 NegroL3 RojoN BlancoT. Protección Verde, Amarillo, Verde-Amarillo

Actuación de la protección: se denomina así al momento en el cual unaprotección eléctrica cualquiera, realiza la desconexión de un circuito eléctrico.

Tipos de protección eléctrica elementales.

Protección contra corto circuito: es la protecciónencargada de realizar una desconexión del circuito en dondese produjo un corto circuito. Esta protección protege a lainstalación. Se clasifican por la corriente de ruptura y tipo enel cual actuaron. Generalmente lo encontramos como unfusible o un disyuntor magneto térmico. Su conexión es enserie al circuito que se desea proteger, interrumpiendo lalínea activa o fase.

Protección contra fallas de aislación: en el primer capítulode este módulo, estudiamos una seriede riesgos eléctricos, uno de ellos, esaquel en donde un operario sufre unadescarga eléctrica por el simple hechode tocar un máquina que tenía una carcaza metálica. Ahora bien, laforma de funcionamiento es esta protección se basa en un principiofísico que se refiere a que la suma vectorial de la corriente deentrada de un circuito eléctrico, mas la suma de la corriente desalida de este debe ser igual a cero. Por ejemplo si medimos lacorriente que entra a una lámpara, esta debe medir lo mismo en lasalida, de este modo si la sumamos, su valor debe ser igual a cero.


Protección contra sobrecargas (motores): El relé térmico es un dispositivo que permiteproteger un circuito de sobrecorriente, que pueden ser graduales por problemas de

consumo excesivo, fallas a masa no directas, motores conproblemas de sobrecarga mecánica, una fase menos en elcircuito, etc. El relé térmico, interruptor térmico, proteccióntérmica y cualquier otro tipo de protección que tenga incluidoeste sistema de desconexión automática, protegerá el circuitode estas anomalías de funcionamiento.

Protección contra asimetrías de tensión e inversión de lasecuencia de fase: Dicha protección, permite detener elcircuito de alimentación del motor de inducción, de maneraindirecta. La primera forma que la acciona, corresponde a unacaída de tensión previamente configurada, la cual al no serdetectada a tiempo puede producir severos daños al motoreléctrico, debido a que una baja de tensión, producirá unaumento en la corriente consumida, al encontrarse este con

carga. En el caso siguiente, una inversión o secuencia de fase inadecuada, haría que elmotor cambie su sentido de giro y como consecuencia podríamos producir daños alsistema mecánico que se encuentra en movimiento. En el circuito que se muestra acontinuación, se expone la secuencia de arranque del motor de inducción, como seobserva, al arrancar el motor, se produce una corriente de partida elevada (·3 a 5 vecessu valor nominal), hasta luego estabilizarse en su valor nominal. En el siguientediagrama, se expone la simulación del resultado que nos dará a entender la necesidad deun relé de asimetría.


Resultados obtenidos al suprimir una de las fases del sistema.

Como se observa, la falta de una de las fases en el sistema, produce un incremento de lacorriente nominal en el motor, que se resume en la adición de la corriente de la restanteen las otras dos presentes.

Algunos dispositivos utilizados para el mando de un motor eléctrico, se muestran acontinuación.

Botoneras. Son dispositivos que están provistos de contactoscerrados y abiertos y lámparaspiloto que permiten indicar elestado de operación en tiemporeal del equipo que se estáoperando.La botoneras tiene coloresestandarizados como semuestra en la tabla siguiente:

Su interpretación por color semuestra en la siguiente página.


Para las luces piloto indicadoras de estados de operación de los equipos también estacodificado los colores de funcionamiento

Relés. Los relés están compuestos por contactos abiertos y cerrados acoplados al núcleomóvil de una bobina que alser recorrida por unacorriente eléctrica accionaeste núcleo accionando loscontactos y cambiando losde estado.Existen también relés deestado sólido que sonmateriales semiconductoresencapsulados que segúncaracterísticas de voltajesen sus junturas permiten elpaso de la corrienteeléctrica, dichos dispositivos


serán estudiados en mas profundidad en la unidad siguiente.Existe una variedad de relés que permiten controlartiempo, distancias, posiciones, etc. Lo que va dando lascondiciones de operación de la secuencia de control segúnlas características diseñadas en el circuito de control.Los circuitos de control son muy variados y quedansujetos a estándares eléctricos, pueden ser muy sencilloscomo la partida de un motor o muy complejos cuando sonparte de una secuencia de operación que encierracondiciones variadas de operación y control.

Circuitos Prácticos para el arranque de un motor trifásico.

Arranque de un motor trifásico, a través del uso de un interruptor monopolar.(Básico)

Esquema de fuerza Esquema de mando


Arranque de un motor trifásico, a través del uso de una configuración decontactores marcha paro y lámparas indicadoras de marcha y fallo del relé desobrecarga.

Esquema de fuerza Esquema de mando

Para producir el arranque del motor, es necesario que el pulsador SB2 se cierreesporádicamente de modo de excitar el contactor KM1, en caso de una falla desobrecarga, los contactos 97 y 98, se cerrarán suprimiento la alimentación a KM1 yencendiendo la lámpara de aviso HL2.

¿ Que misión cumple SB1?

¿Que misión cumple la lámpara HL1?


ü Actividad de síntesis.

1. Mencione dos diferencias entre el motor de inducción jaula de ardilla y el motoruniversal.

2. Dibuje las partes principales del motor de inducción trifásico.

3. ¿Cómo se produce el giro en el motor de inducción trifásico?.

4. Calcule la velocidad de giro de un motor de inducción trifásico, si funciona en nuestropaís y posee 4 polos. Calcule además el deslizamiento si su velocidad de giro es1500rpm. A partir de ello, indique si está funcionando como motor o generador.

5. ¿Qué entiende por deslizamiento?

6. Refiérase a 4 características eléctricas del motor de inducción.

Tipo: DJ 198 CA 24 M 3 ∼∆ 380 V I 9 A 4 KW

COS ϕ 0.80 1.435 rpm 50 hz

7. Calcule con los datos de la placa decaracterística

A E G

Clase aislam. P33 VDE D530/69Potencia aparente, potencia activa, potencia reactiva, rendimiento, y el dimensionamientocompleto de todas las protecciones del sistema.

8. Diseñe un circuito de mando electromagnético que permita el arranque de un motortrifásico con el uso de dos pulsadores de mando y 3 de paro.


Otro dispositivo que conocerás es el transformador, éste se encuentra inserto en todaspartes donde se requiere de una adaptación del voltaje o tensión. A modo de asociar suutilidad, podemos decir, que es de uso habitual cuando cargas tu equipo celular, o usas

algún eliminador de pilas para poner enfuncionamiento un discman.El transformador eléctrico es undispositivo estático que modifica losvalores de la tensión e intensidadmanteniendo la potencia (existe unmínimo de perdidas de potenciasasociadas a la transmisión).Los

transformadores y los motores reciben potenciaeléctrica, pero mientras el motor entrega potenciamecánica, el transformador entrega potencia eléctrica.Los transformadores y los generadores entreganpotencia eléctrica, el generador recibe potenciamecánica el transformador recibe potencia eléctrica.

Partes de un transformador.

a. Circuito magnético.b. Bobinado primario. ( Que es el que se conecta a lared).(V1 e I1).c. Bobinado secundario(el que va conectado a lacarga o consumo). (V2 e I2).

El circuito magnético estáformado por núcleos quese constituyen de chapasdelgadas de acerolaminado con altoporcentaje de silicioconocido como fierrosilicoso, que reúne

mejores características en lo que a calidad magnéticase refiere. Los bobinados primario y secundario deltransformador están confeccionados de alambre decobre aislado formando bobinas que puedencombinarse entre sí que van instaladas en los núcleos. Todo el conjunto esta aislado ygeneralmente solo se puede ver los terminales de conexión.

TEMA 2 El Transformador


Funcionamiento del transformador.

En su forma elemental es una de las máquinas más económicas y simple, puesto que senecesita disponer de sólo dos bobinas.

La bobina primaria es la que recibe la energía eléctrica desde un generador o una fuentede corriente alterna y la bobina secundaria entrega esta energía al equipo que esta como

carga, este puede ser un grupo deresistencias, un motor eléctrico, etc. Entreestas bobinas no hay contacto eléctricodirecto y la transferencia de energíaeléctrica de una bobina a otra se hace pormedio de un campo magnético alterno.

El bobinado primario al ser recorrido poruna corriente alterna produce un campomagnético alterno, en la bobina delsecundario al quedar sometida a éstecampo variable se induce un voltaje en susterminales que pasa a ser el voltajesecundario.

El transformador elevara o reducirá el nivel de voltaje del secundario, esta relación entrelos niveles de voltaje se llama razón de transformación y esta directamente relacionadacon las características constructivas deltransformador, de las cuales se puederescatar la cantidad de vueltas de losbobinados (N) y la sección de éstos.

Un transformador que fue diseñado con unarazón de transformación de dos es a uno esun transformador reductor de tensión, ahorasi conecta la tensión de la red en elsecundario pasa a ser un elevador detensión.

Por ejemplo un transformador de 220/ 110 Volt , 1 KVA, corresponde a un transformadorreductor. En los transformadores se distingue las siguientes características nominales:


Potencia del transformador.

Que corresponde al producto de la Tensión, por la Corriente RMS de alimentación alsistema. Cuando hablamos de potencia en un transformador, hablamos de su potenciaaparente y no de su potencia activa, ya que esta última, está condicionada por el factor depotencia de la carga, por lo tanto la potencia de un transformador se mide en la unidad deVA. Sin embargo, si por casualidad nos llegamos a encontrar con un transformador en elcual la potencia es expresada en WATTS, asumiremos que esta pensado para un factorde potencia unitario, lo cual traerá como consecuencia el asumir que S=P.

Razón de transformación.Este importante parámetro, está relacionado con la Tensión y corriente del primario yTensión y corriente del secundario, se expresa a través de la siguiente expresión

Donde:

V1 = Voltaje primario.I1 = Corriente primaria.V2 = Tensión secundaria.I2 = Corriente secundaria.

La relación de transformación, se expresa a través de la siguiente expresión:

1

2

2

1

II

VVn ==

Si n es mayor que 1, el transformador es REDUCTOR.Si n es menor que 1, el transformador es ELEVADOR.Si n es igual a 1, el transformador es AISLADOR O cumple la misión de actuar comoBUFFER.

Tipos de transformadores.

Transformadores hay muchos de diferentes tamaños y modelos tanto en distribución deenergía como industriales, domiciliarios y domésticos como el que usas en el cargador debaterías de tú equipo celular o transformador que está en el poste de tendido publico de tuvilla donde vives.

Transformadores de potencia.

Los transformadores de tensión constante otransformadores de potencia se clasifican en:transformadores de línea y transformadores de distribución,los primeros se emplean en líneas de transmisión deenergía en niveles voltajes altos. Los de distribución seutilizan en la distribución de energía a las redes para elconsumo.

2211 IVIV =


Transformadores de potencial y corriente.

Existen modelos de transformadores para muestreotensiones y corrientes, lo llamados transformadores demedida. Los hay de potencial y corriente.

Songeneralmentede razones detransformaciónalta, porejemplo,1000/5 peromuy exactos,ya que la

muestra obtenida de tensión se utilizará enequipos de protección y monitoreo.

Cuestionario.

1. Dibuje en sincronía, la tensión de entrada y salida de un transformador, reductor 220V/ 12V , 50 Hz. Recuerde que los valores anteriormente indicados, corresponden avalores RMS.

2. Determine la relación de transformación de un transformador, conectado a la redpública que entrega 70V.

3. Un transformador, presenta una relación de transformación, n=2.5 y su tensiónmáxima en el primario es de 155V. Determine: Tensión RMS del primario, Tensiónmáxima del secundario, Tensión RMS del secundario y corriente RMS, para una cargade 56 ohm.

4. Una fuente de poder, requiere para funcionar de manera óptima una corriente de 2 A yuna tensión de alimentación de 15V. Determine la potencia por la que se deberádimensionar como mínimo el transformador a utilizar en dicho diseño.

5. Investigue la tensión típica, que se requiere para producir una chispa en la bujía de unmotor de combustión interna.


En nuestras vidas cotidianas, estamos rodeados de diversa tecnología electrónica en la

cual se ve directamente involucrado el proceso de conversión de la corriente alterna, que

alimenta nuestros hogares y lugares de trabajo, a una conversión a corriente continua.

Dicho proceso, recibe el nombre de rectificación. Antes de abarcar este punto,

estudiaremos brevemente una serie de problemas producidos por la ciencia que hemos

decidido estudiar, la electrónica, para ello, comenzaremos clasificando los tipos de cargas

conectados al sistema eléctrico, las cuales nos permitirán entender algunos tipos de

problemas habituales que debemos tratar en lo posible de habitar y en algunos casos

lidiar con ellos, debido a la condición esporádica con la que aparece.

LAS CARGAS LINEALES Y NO LINEALES

Carga lineal: una carga se dice lineal cuando la corriente que ella absorbe tiene la

misma forma que la tensión que la alimenta. Esta corriente

no tiene componentes armónicos. Para estudiar las

características de los sistemas eléctricos es usual

considerarlos como resultado de la interconexión de

diferentes bloques básicos:

d) La fuente de alimentación, usualmente un voltaje

sinusoidal.

b) El consumo, usualmente constituido por resistencias,

inductancias y condensadores de valores fijos.

Ejemplo: Las resistencias de calefactores, cargas inductivas de régimen establecidos,

tales como motores o transformadores. Así, cuando el consumo es un calefactor eléctrico

de 1000 W y el voltaje es 220 V efectivos, el voltaje y la corriente tendrán la forma de la

Figura 1. Si el consumo es un motor de 1/6 HP, rendimiento 80%, factor de potencia

0,85, el voltaje y la corriente tendrán la forma de la Figura 2.

TEMA 3 Tipos de Cargas y Rectificación Polifásica



Carga no lineal o deformante: Una carga se dice “no lineal” cuando la corriente que

ella absorbe no es de la misma forma que la tensión que la alimenta. Esta corriente

es rica en componentes armónicos donde su espectro será función de la naturaleza de

carga.

Ejemplo: Fuentes de alimentación de computadoras, motores de arranque, el entrehierro

de un transformador, cargadores de batería, variadores de frecuencia, etc.

Los circuitos eléctricos y electrónicos con los que nos podemos encontrar en terreno son

variados. No podemos limitarnos solamente, a pensar en que la presencia de armónicas

lo hacen circuitos tan sencillos como rectificadores. Ahora bien, debido a la experiencia

de los profesionales del área eléctrica, es posible resumir este tipo de circuitos, los cuales

se estudiarán en más detalle a medida que avance el módulo.

La electrónica de potencia puso a disposición de los hogares y las empresas productivas

diversos equipos capaces de controlar el producto final: iluminación variable, velocidad

ajustable, etc. Así, aproximadamente un 50% de la energía eléctrica pasa por un

dispositivo de electrónica de potencia antes que ésta sea finalmente aprovechada.

La electrónica de potencia hace uso de diodos, transistores y tiristores, y prácticamente

todos ellos trabajan en el modo de interrupción

(«switching»). Esto significa que trabajan

esencialmente en 2 estados:

a) Estado de conducción.

Corresponde a un interruptor cerrado. La corrientepor el dispositivo puede alcanzar valoreselevados, pero el voltaje es nulo y, por tanto, ladisipación de potencia en él es muy pequeña.

b) Estado de bloqueo.Corresponde a un interruptor abierto. La corrientepor el dispositivo es muy pequeña y el voltaje eselevado; así, la disipación de potencia en eldispositivo es también pequeña en este estado.Todos los semiconductores de potencia pasanrápidamente de un estado a otro, mediante circuitosque consumen usualmente menos de 5 W se realizael control de estos dispositivos.


La Figura 3 muestra un dispositivo

para controlar la corriente en un

consumo lineal constituido por una

inductancia y una resistencia. El

voltaje es interrumpido por los

semiconductores y deja de sersinusoidal; la corriente es nula en

determinados intervalos de tiempo.

El usuario puede controlar los

instantes de conducción y por

tanto variar el voltaje y la corriente.

Al resultar corrientes no sinusoidales se habla de distorsión armónica y deconsumos no-lineales.


RECTIFICACIÓN POLIFÁSICA

Como ya sabemos, rectificar, es convertir una tensión alterna en una tensión continua.

Ahora bien, sin necesidad de volver a hacer mención al principio de funcionamiento que

tiene un diodo semiconductor, lo cual fue visto en un curso anterior, nos remitiremos

ahora dar a conocer algunas características técnicas que debemos identificar al momento

de realizar la selectividad de un diodo de potencia.

Características en Polarización Inversa:

Tensión inversa de trabajo, VRWM : Máxima tensión inversa que puede soportar deforma continuada sin peligro de avalancha.

Tensión inversa de pico repetitivo, VRRM : Máxima tensión inversa que puede soportarpor tiempo indefinido si la duración del pico es inferior a 1ms y su frecuencia de repeticióninferior a 100 Hz.

Tensión inversa de pico único, VRSM : Máxima tensión inversa que puede soportar poruna sola vez cada 10 ó más minutos si la duración del pico.

Tensión de ruptura, VBD : Valor de la tensión capaz de provocar la avalancha aunquesolo se aplique una vez por un tiempo superior a 10ms.

Características en Polarización Directa:

Corriente media nominal, IFW(AV) : Valor medio de la máxima corriente de pulsossenoidales que es capaz de soportar el dispositivo en forma continuada con la cápsulamantenida a una determinada temperatura (típicamente 100º C).

Corriente de pico repetitivo, IFRM : Corriente máxima que puede ser soportada cada20ms con duración de pico 1ms.

Corriente de pico único, IFSM : Corriente máxima que puede ser soportada por una solavez cada 10 ó más minutos siempre que la duración del pico sea inferior a 10ms.

Características de tensión y corriente en el diodo durante la conmutación:

Tensión directa, VON. Caída de tensión del diodo en régimen permanente para

Tensión de recuperación directa, Vfr. Tensión máxima durante el encendido.

Tiempo de recuperación directa, tON. Tiempo para alcanzar el 110% de VON.

Tiempo de subida, tr. Tiempo en el que la corriente pasa del 10% al 90% de su valordirecto nominal. Suele estar controlado por el circuito externo


Tiempo de recuperación inversa, trr. Tiempo que durante el apagado del diodo, tarda laintensidad en alcanzar su valor máximo (negativo) y retornar hasta un 25% de dicho valormáximo. (Tip. 10 µs para los diodos normales y 1uS para los diodos rápidos (corrientesmuy altas).

Luego de hacer mención a las características que se deben tener en cuenta, al momentode llevar a cabo la selectividad de un diodo, es necesario hacer mención a algunasutilidades prácticas que este tiene, por lo cual nos centraremos en la rectificación. Acontinuación se exponen los circuitos rectificadores mas utilizados a nivel industrial.

TIPO DE RECTIFICADOR ECUACIONES ASOCIADAS

Monofásico de media onda

πmaxVVdc=

Recordar que en este tipo derectificador existe una parte del

período en el cual la tensión es cero.

Monofásico de onda completa

πmax2VVdc=

Este tipo de rectificador tiene comoinconveniente el uso de cuatrodiodos. Sin embargo, tenemos laposibilidad de poder encontrar estepuente rectificador en una solacápsula, situación que trae consigoel beneficio de mejorar lascondiciones de ventilación.


Polifásico de Media onda

En este tipo derectificación, se debetener en cuenta queen cada períodoconducirán “q”diodos.

Rectificador trifásico de onda completa

max33 VVdcπ

=

NOTA: En el caso de cargas inductivas (altamente inductivas), lasformas de onda de corriente, se ven alteradas, debido a que cadainductor es un filtro, por lo tanto, más continua será la corriente.

qIdcI

qsenaxIc

qq

senVOndaMediaVdc

DIODOTOTAL ==

==

)(1Im

sistemadelfasesdeNúmero)(1max)(

ππ

ππ


Luego de haber estudiado los diversos circuitos rectificadores utilizados en los sistemaselectrónicos de potencia, se expone a continuación el análisis armónico de un circuitorectificador que representa el sistema de frenado de un motor monofásico de inducción,para ello, se determina del siguiente circuito, la tensión y corriente en la carga (comprendela tensión total en el conjunto RL), de un simulador, y luego obtener su respectivo análisisde espectro en tensión y corriente, con el fin de poder determinar a partir de éste el factorde potencia.(considere f=50 Hz).cabe destacar, que el procedimiento empleadoanteriormente, corresponde a un procedimiento que es ejecutado por un instrumento,denominado ANALIZADOR DE ESPECTROS.

De circuito anterior, utilizando Versión demo, del simulador, Electronics Workbench 8.0, se obtienela tensión en la carga, resultando:


Análisis espectral de tensión

DC component: 48.7386No. Harmonics: 9, THD: 53.7725 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1

Harmonic Frequency Magnitude Phase Norm. Mag Norm. Phase-------- --------- --------- ----- --------- ----------- 1 50 91.1067 8.70978 1 0 2 100 40.94 -102.44 0.449363 -111.15 3 150 12.454 31.4527 0.136697 22.7429 4 200 10.4706 178.95 0.114927 170.24 5 250 4.72941 -3.4233 0.0519107 -12.133 6 300 12.4665 121.947 0.136834 113.238 7 350 8.47393 -171.4 0.0930111 -180.11 8 400 6.30991 133.593 0.0692585 124.883 9 450 13.0321 177.765 0.143042 169.055

Análisis espectral de Corriente.

DC component: 2.36424

No. Harmonics: 9, THD: 33.1999 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1

Harmonic Frequency Magnitude Phase Norm. Mag Norm. Phase-------- --------- --------- ----- --------- ----------- 1 50 3.49401 -32.585 1 0 2 100 1.11827 -161.3 0.320054 -128.72 3 150 0.212275 -49.279 0.0607539 -16.694 4 200 0.155914 116.586 0.0446233 149.171 5 250 0.0594115 -118.25 0.0170038 -85.663 6 300 0.0915878 53.6449 0.0262128 86.2299 7 350 0.07386 127.523 0.021139 160.108 8 400 0.0327851 73.6539 0.00938323 106.239 9 450 0.0852811 107.202 0.0244078 139.787


Del resultado del análisis espectral, es posible ahora, llevar a cabo su interpretación:

• Idc= 2.36 A

• I 1 (Corriente rms del primer armónico)= A453.2247.3

=

• Distorsión armónica Global o total (THD)= 33.19%, o sea el valor eficaz de losarmónicos es el 33.19% de la amplitud fundamental.

• Ángulo de retraso = -32.585 º , (observar que es en retraso), que corresponde alángulo de desfase entre la tensión y la corriente.

• Factor de desfasaje = FD = cos(-32.585)= , (en retraso).

• Luego el factor de potencia, considerando la distorsión, resulta:

79.0841.0)3382.0(1

1cos1

1212

=×+

=×+

= ϕTHD

FP

El cual es un valor relativamente alto, debido a la componente continua que existe en sucomposición.

Acitividad

1. ¿Cual es la diferencia entre una armónica y la distorsión armónica?.2. Si la frecuencia fundamental de un sistema eléctrico es de 65 Hz, ¿Cuanto vale su

posible tercer armónico?.3. Dibuje el diagrama de espectros producidos por una señal sinusoidal, de frecuencia

1Khz, hasta el cuarto armónico, la amplitud de la frecuencia fundamental es de 24V.4. Mencione 3 cargas lineales y 3 cargas no lineales.5. A partir del uso de un manual técnico, determine los parámetros importantes

mencionados del diodo 1N4007.6. Determine el valor de tensión continua que será posible obtener a partir del uso de

una configuración de rectificación monofásica de media onda, si la fuente dealimentación entrega 24 V (RMS).

7. Determine el valor de la fuente de alimentación, que produce la salida de unrectificador de onda completa monofásico, que entrega una tensión de 13.5V. Dibujeademás el circuito, al cual se hace mención indicando todas sus magnitudes con surespectivo valor.

8. Diseñe por completo un circuito rectificador trifásico, de media onda, del cual se utilizala red de alimentación de nuestra ciudad. Como en cualquier circuito encargado adiseñar, Ud. Debe considerar en lo solicitado, la muestra del diagrama orepresentación circuital, magnitudes respectivas y selectividad justificada del conjuntorectificador.

9. En una instalación eléctrica en la cual se caracteriza el uso de alrededor de 35computadoras y además 4 impresoras láser, se desea investigar si los filtrosarmónicos funcionan adecuadamente. Para ello, se hace un análisis de la calidad de laenergía eléctrica, a través del uso de un analizador de espectros, el cual arroja lossiguientes resultados en tensión.


DC component: -0.002185

No. Harmonics: 6, THD: 0.00852907 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1

Harmonic Frequency Magnitude Phase-------- --------- --------- ----- --------- ----------- 1 60 109.93 -0.0014653 2 120 0.00423431 57.2189 3 180 0.00425102 129.61 4 240 0.0042634 -154.64 5 300 0.00418132 -82.784 6 360 0.00403102 -10.856

A partir de ello, determine:

a) Valor de la componente continua.b) Distorsión armónica total. ¿Es alta o baja? ¿Qué significa su valor?.c) Amplitud y Frecuencia de la señal fundamental.d) Amplitud y Frecuencia del cuarto armónico.e) Diagrama de espectros hasta el tercer armónico.f) Ángulo de desfase del tercer armónico.


OBJETIVOS

• Conocer las Características técnicas y mecánicas que se deben tener en cuenta almomento de escoger un transistor para ser utilizado en Técnicas de electrónica depotencia.

• Lograr describir el Funcionamiento de un transistor en conmutación.• Entender precauciones técnicas que implican el uso de estos con cargas inductivas.

Transistores Bipolares

El transistor bipolar de uniones, conocido también por BJT (siglas de su denominación

inglesa Bipo- lar Junction Transistor), es un dispositivo de tres terminales denominados

emisor, base y colector. La propiedad más destacada de este dispositivo es que aproxima

una fuente dependiente de corriente: dentro de ciertos márgenes, la corriente en el

terminal de colector es controlada por la corriente en el terminal de base. La mayoría de

funciones electrónicas se realizan con circuitos que emplean transistores, sean bipolares

o de efecto de campo, los cuales se estudiarán mas adelante. Ambos transistores son,

por tanto, los dispositivos básicos de la electrónica moderna. En este capítulo se

presentará el comportamiento del transistor bipolar en uso como interruptor.

Los símbolos quecorresponden a este tipo

de transistor son lossiguientes:

Transistor NPN Estructura de untransistor NPN

TransistorPNP

Estructura de untransistor PNP

En la siguiente imagen, se muestra un gráfico resumen que indica las respectivas zonasde trabajo del transistor, de las cuales se desprenden mas adelante las respectivasecuaciones o valores de tensión o corriente válidos para cada zona.

TEMA 4 EL TRANSISTOR BIPOLAR


Zona de corte Zona Activa Zona de Saturación

0≈

≈≈

IcVVccVce fuente

bIIcRb

VbeVccIb

VccVce

×=

−=

<<

β

0 RcVccIc

RbVbeVbIb

Vce

=−

=

≈ 0

Vb=Vcc, si es alimentado por lamisma fuente de alimentación.En esta zona, debemos sercuidadosos de no excedernosen el valor de la corriente debase (Ib), ya que si la seguimosaumentando, podemos quemarel transistor.

Un transistor funciona como un interruptor para el circuito conectado al colector (Rc) si sehace pasar rápidamente de corte a saturación y viceversa. En corte es un interruptorabierto y en saturación es un interruptor cerrado. Los datos para calcular un circuito detransistor como interruptor son: el voltaje del circuito que se va a encender y la corrienteque requiere con ese voltaje. El voltaje Vcc se hace igual al voltaje nominal del circuito, yla corriente corresponde a la corriente Icsat. Se calcula la corriente de saturación mínima,luego la resistencia de base mínima a través de las siguientes expresiones:

IBSAT min = Icsat / β

RBMax = Von/IBsat min

NOTA: Estas expresiones, sólo deben utilizarse para efectos dediseño, en las zonas de corte y saturación, ya que en condiciones

dinámicas, puede verse involucrado otro estado del transistor (zonaactiva).


Donde:Von es el voltaje en la resistencia de base para encender el circuito, el circuito debeusar una RB por lo menos 4 veces menor que RBmax.Adicionalmente se debe asegurar un voltaje en RB de apagado Voff que haga que el

circuito entre en corte. En la siguiente imagen, se indica un resumen de los circuitos mas

comunes que permiten utilizar el transistor en las zonas de corte y saturación.

La principal aplicación de transistor como interruptor es en los circuitos e integradoslógicos, allí se mantienen trabajando los transistores entre corte o en saturación, en otrocampo se aplican para activar y desactivar relés, en este caso como la carga es inductiva(bobina del relé) al pasar el transistor de saturación a corte se presenta la "patadainductiva" que al ser repetitiva quema el transistor, es por ello, que se debe hacer unaprotección con un diodo en una aplicación llamada diodo volante. Otra aplicación práctica,corresponde a la modulación por anchura de impulsos PWM, la cual será punto deanálisis en esta unidad.Ahora bien, debemos ser precavidos ya que este dispositivo será sometido a tensiones ycorrientes altas, lo cual nos condiciona el tipo de encapsulado que estos tienen, ya queestán pensados en su construcción para disipar calor. A continuación, se exponenalgunos de ellos, que corresponden a los más comunes encontrados en los diversosequipos de electrónica de potencia.


Cápsula TO-3. Se utiliza para transistores degran potencia, que siempre suelen llevar unradiador de aluminio que ayuda a disipar lapotencia que se genera en él.Arriba a la izquierda vemos su distribución determinales, observando que el colector es elchasis del transistor. Nótese que los otrosterminales no están a la misma distancia de losdos agujeros.

A laderechavemos laforma decolocarlosobre unradiador,con sus tornillos y la mica aislante. La función de lamica es la de aislante eléctrico y a la vez conductortérmico. De esta forma, el colector del transistor noestá en contacto eléctrico con el radiador.

Cápsula TO-220. Se utiliza paratransistores de menos potencia, parareguladores de tensión en fuentes dealimentación y para tiristores y triacs debaja potencia. Generalmente necesitanun radiador de aluminio, aunque a vecesno es necesario, si la potencia que van adisipar es reducida. Abajo vemos laforma de colocarle el radiador y eltornillo de sujeción. Se suele colocar unamica aislante entre el transistor y elradiador, así como un separador deplástico para el tornillo, ya que la partemetálica está conectada al terminalcentral y a veces no interesa que entreen contacto eléctrico con el radiador.


Cápsula TO-126. Se utiliza entransistores de potencia reducida, a losque no resulta generalmente necesariocolocarles radiador. Arriba a la izquierdavemos la asignación de terminales deun transistor BJT y de un Tiristor. Abajovemos dos transistores que tienen estacápsula colocados sobre pequeñosradiadores de aluminio y fijados con sutornillo correspondiente.

Nota: Para efectos prácticos, se debe mencionar que en cada manual de fabricante de

cada transistor o cualquier dispositivo electrónico, se indica si es necesario instalar un

disipador, después de una determinada corriente.

Ejemplos de Cálculo.

1. Calcular las corrientesde emisor, base ycolector en el circuitoque a continuación semuestra, suponiendoque el transistor secomporta según lazona activa, y tiene uncomportamientoidéntico al real,correspondiente aundiodo de silicio.Considerar VBB =VCC=10 V; RB = 100 kΩ; RC = 500 Ω; βF = 100.Demuestre además que el transistor se encuentra en la zona activa.

Desarrollo:

Vcc=Vbb=10VRb=100K ohmRc=500 ohmBf=100Vbe=0.7

Para demostrar que el transistor se encuentra en la zona activa, se debe cumplir que :

mAmAAIbIcIeCKLIemAIIc

AKRb

VbeVccIb

b

3093.93.993..3.993100

93100

7.010

=+=+=∴⇒

=×=×=

=−

=−

=

µ

µβ

µ


VccVce <<0O sea:

VVceV 100 <<

Para obtener el Vce, se puede recurrir directamente a la medición de tensión entre elcolector y el emisor. Sin embargo, podemos determinarlo a través del uso de L.K.V..Resultando lo siguiente:

VVcemIcRcVccVce

VceIcRcVcc

35.5)5003.9(10

0

=×−=−=⇒

=++−

Si interpretamos el resultado, de Vce, podemosdecir de acuerdo al criterio, que el transistor seencuentra trabajando en la zona activa.

& Desarrolle los siguientes ejercicios y conteste las siguientes preguntas.

1. Determine el resistorde Base a utilizar, conel fin de emplear untransistor NPN, en lazona de Corte ySaturación,configurado en emisorcomún, el cual tieneun factor deamplificación decorriente 150 y lacarga corresponde auna lámpara quepuede funcionar a unatensión variable entre 12V y 16V, que consume una corriente máxima de500mA.(Resp: Con Von=15V, Rb=1.13Kohm)

2. Diseñe por completo un circuito que permita controlar un relé, comandado por untransistor, operado en la zona de corte y saturación, el cual tiene un factor deamplificacion de corriente 100. El relé a comandar, corresponde a un relé del tipoSPTD, con bobina de 12V@100mA, y contactos de 10A, los cuales arrancarán unventilador alimentado a una tensión de 220V con un consumo máximo de 1A. Para taldiseño, determine los valores de RB y las respectivas consideraciones prácticas,frente a una carga de estas características.


3. Analice el siguiente circuito y determine lo siguiente:

a) Corriente de Base yColector, considerandoVbe=0.6V, con A=1(resp. 19.4mA )

b) Estado que debeadoptar el Switch A, demodo que la lámparase encienda.(resp. A=0,Vce=20V)

NOTA: La lámpara seencenderá si y solo si,se encontrase sometidaa 12 V como Mínimo.Además, considere queesta tiene unaresistencia eléctrica encondiciones de funcionamiento de 100K ohm.

4. Investigue a través de manuales técnicos, los siguientes parámetros del Transistormodelo TIP31C.

Parámetro MagnitudIc MáxHfe o B (Beta)Vce MaxIb MaxAncho de Banda

5. Determine la corriente de base del siguiente circuito, considerando que el transistorque se modela, corresponde aun dispositivo del tipo TIP31Cy éste se encuentra enfuncionamiento en la zonaactiva.


6. Del circuito que se presenta a continuación, explique brevemente si es posible o noque la lámpara se encienda.

8. Del modelo que se indica a continuación, llene la siguiente tabla con los datos que sepiden.

Datos Se requiere

Ib=0 Vce=

Vce=0 Zona de Trabajo=

Vce=15V y Vcc=14.5V Zona de Trabajo=

Ib=1mA, Beta=500, Ic= 1 A Zona de Trabajo=

Ib=0 Zona de Trabajo=

Ib=2mA , Beta=100, Ic= 200mA Zona de Trabajo=

Beta=200, Ic=5 A, Zona Activa Ib=

9. Investigar que es el efecto Early.10. Investigar nuevas técnicas de ventilación para semiconductores, en especial para

microprocesadores. Se sugiere visitar el sitio web de “Electronics Cooling”.

11. Presente un diseño, a libre elección, el cual se proyecte a ser montado en ellaboratorio, en el cual se utilice un transistor en la zona de corte o saturación.


El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una alta ganancia decorriente.

Está compuesto internamente por dos transistores bipolares que se conectan escascada.

Ver la forma en la figura.

El transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2.

La ecuación de ganancia de un transistor típico es: IE= x IB (Corriente de colector es

igual a beta por la corriente de base).

Entonces analizando el gráfico:

Ecuación del primer transistor es: IE1 = 1 x IB1 (1),

Ecuación del segundo transistor es: IE2 = 2 x IB2 (2)

Observando el gráfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma que lacorriente de base del transistor T2. Entonces IE1 = IB2 (3)

Entonces utilizando la ecuación (2) y la ecuación (3) se obtiene:

IE2 = 2 x IB2 = 2 x IE1

Reemplazando en la ecuación anterior el valor de IE1 (ver ecuación (1) ) se obtiene laecuación final de ganancia del transistor Darlington.

TEMA 5 CONFIGURACIÓN DARLINGTON


IE2 = 2 x 1 x IB1

Como se puede deducir, este amplificador tiene una ganancia mucho mayor que la de un

transistor corriente, pues aprovecha la ganancia de los dos transistores. ( la ganancias se

multiplican).

Si se tuvieran dos transistores con ganancia 100 (b = 100) conectados como un transistor

Darlington y se utilizara la formula anterior, la ganancia sería, en teoría:

2 x 1 = 100 x 100 = 10000.

Como se ve es una ganancia muy grande. En la realidad la ganancia es menor.

Se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con

corrientes muy pequeñas.

Muy importante: la caída de tensión entre la base y el emisor del transistor Darlington es

1.4 voltios que resulta de la suma de las caídas de tensión de base a emisor del primer

transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base a emisor del segundo transistor B2 y E2 (0.7

voltios).

Esta configuración sirve para que el dispositivo sea capaz de proporcionar una gran

ganancia de corriente (parámetro del transistor) y, al poder estar todo integrado,

requiere menos espacio que dos transistores normales en la misma configuración. La

ganancia total del Darlington es el producto de la ganancia de los transistores

individuales. Un dispositivo típico tiene una ganancia en corriente de 1000 o superior.

También tiene un mayor desplazamiento de fase en altas frecuencias que un único

transistor, de ahí que pueda convertirse fácilmente en inestable. La tensión base-emisor

también es mayor, siendo la suma de ambas tensiones base-emisor, y para transistores

de silicio es superior a 1.2V.


Aplicaciones Practicas del Transistor Darlington

Mando de un motor DC

Cuando el pulsador permanece sin accionar la tensión en la base delDarlington es cero y por lo tanto está en corte, no circulan corrientes y elmotor permanece parado.

Si se acciona el pulsador, la tensión en la base aumenta y se pasa asaturación, en este momento, el Darlington permite el paso de corriente y elmotor se pone en marcha.

Como la ganancia de corriente es de 1000 aproximadamente, si se hacecircular una corriente de 1 mA por la base por el colector circulará unacorriente de 1000 mA es decir de un Amperio.

La resistencia R1 limita la corriente que entra por la base.

Por otra parte la caída de tensión entre la base y el emisor del Darlington secorresponde con la caída de tensión en dos diodos de silicio en polarizacióndirecta, es decir 1,4 V.

El diodo en paralelo con el motor protege al Darlington del pico de corrienteque produce el bobinado del motor en el mismo momento en el que elDarlington pasa de saturación a corte debido a la fuerzacontraelectromotriz.


Arreglo Darlington comercial

Existen diversas maneras de utilizar un transistor para poder comandar una carga.

Sin embargo, nos remitiremos a presentar una versión ampliada que dispone de 7

salidas, las cuales se encuentran en el interior de una sola cápsula. La estructura

de este dispositivo se muestra a continuación.

Así mismo las entradas TTL deben ser alimentadas con una tensión máxima de 5

V o de lo contrario el chip resultará dañado.

Las 7 salidas de potencia no son mas que la amplificación mediante un array de

transistores Darlington (ULN2003) de las salidas TTL 0 a 6 (la salida 7 no es

usada). Este chip puede drenar una corriente máxima de 500 ma, lo que es

suficiente para activar un LED, un relé y hasta un motor DC de bajo consumo (tipo

motor de grabador).

La imagen que a continuación se muestra, expone la estructura interna de este Circuitointegrado.





& Cuestionario Final

1. Cual es la diferencia entre un transistor Darlington y un transistor normal?.

2. Que nombre recibe la conexión presente en la configuración Darlington?

3. Escriba la ecuación que permite calcular la corriente que circula por el Emisorde un transistor Darlington.

4. Un transistor con una ganancia de 100 y otro con una ganancia de 75, seconectan en cascada, permitiendo la circulación de una corriente de 5 mA porsu base. A partir de ello, determine la ganancia total de la configuración y lacorriente que circula en el emisor y en el colector de dicho arreglo.

5. Mencione el valor aproximado de la caída de tensión producida por el transistordarlington en sus emisores.

6. Un circuito del tipo IC555, genera pulsos con amplitudes de 7V en alto y 0 enbajo. Dicho circuito es utilizado para comandar un motor de un ventilador elcual funciona de manera intermitente, por lo tanto, se pide presentar de maneraaproximada el bosquejo necesario para satisfacer dicho requerimiento.

7. Mencione las características técnicas mas importantes del dispositivoULN2003.

8. Plantee un diseño a libre elección en el cual se utilice un transistor del tipoDarlington.


Regulador De Tensión Integrado LM317

En el ámbito de la electrónica, a diario nos encontramos en formacotidiana con la necesidad de tener un sistema de alimentacióneléctrica, que sea lo mas exacta y estable, existiendo diversoscircuitos y configuraciones que nos ofrecen alternativas, quesatisfacen dicha situación. A continuación estudiaremos uncircuito integrado que recibe un nivel de tensión por su entrada ylo entrega regulado por su salida, de acuerdo al ajuste que recibepor el pin de ajuste, que consiste en el uso de un potenciómetro oresistor fijo, de acuerdo a la condición de diseño, que altera lareferencia y actúa de acuerdo a su ecuación de control. Esampliamente utilizado en fuentes de voltaje de buena calidad.Aunque la referencia mencionada se usa para voltajes positivos,existiendo para voltajes negativos existe su homólogo con lareferencia LM337.A continuación se describen las configuraciones mas utilizadas

a) Regulador de tensión Básico

Este circuito entrega una salida de voltaje quedepende de las resistencias R1 y R2. C1 serequiere sólo si el rectificador de voltaje seencuentra distante. Su ecuación considera lacorriente que circula por el potenciómetro deajuste, pero debido a que en el peor de los casos,es tan baja, será obviada para efectos decálculos, resultando:

Parámetro LM317T UnidadesVout 1,2-37 Volt

Vin Máx 40 VoltIout 1,5 amperesPot 15 Watios

Se recomienda el uso de R1, con un valorde 240ohm y un potenciómetro de 5 Kohm.

TEMA 6 REGULADORES DE TENSIÓN

Especificaciones Técnicas

Voltaje de salida ajustable entre 1,2 y 37 VoltProtección contra sobrecargas

Protección Térmica


b) Control digital on/off de una fuente regulada

A través del transistor podemos controlar el encendido y apagado en la salida de tensión.Cuando se aplica un "0"a labase, la tensión aparece en lasalida de acuerdo a la posicióndel potenciómetro, pero si seaplica un "1", el voltaje se salidaserá el mínimo (1,25V), sinimportar la posición delpotenciómetro. El modelo quese presenta, esta configuradopara entregar una tensión de5V. Sin embargo, podemoscambiar el R2, por elpotenciómetro y lograremosajustar los valores de la salida

de tensión de acuerdo a la necesidad.

c) Cargador de batería de baja corrienteCon los valores queaparecen aquí podemosconstruir fácilmente unelemental cargador debaterías, obviamentesiempre y cuando no superela barrera de los 1,5amperes (en este caso labatería).


d) Fuente conmutada de bajo costo.La siguiente fuente de alimentación, corresponde a una fuente conmutada, la cual es deaplicación en diversos sistemas de alimentación y sistemas electrónicos que requieran unvalor considerable de corriente de trabajo, tales como fuentes de alimentación de PCportátiles, equipo de pruebas de radio, etc.


Reguladores de Tensión Alterna

Los sistemas eléctricos de edificios, están compuestos en gran parte de cargasmonofásicas que son alimentadas frecuentemente con una fuente de 4 hilos en estrellaaterrizada. Con la llegada de la computadora personal y la fuente de alimentaciónconmutada a principios de los 80's un porcentaje cada vez mayor de estos tipos decargas son no lineales por naturaleza, es decir producen armónicas. Losdispositivos monofásicos generalmente exhiben las siguientes armónicas de lafundamental en la forma de onda de corriente: 3, 5, 7, 9, 11, 13, etc. (estoincluye todas las armónicas impares) En estos tipos de aplicaciones debe tomarse encuenta los siguientes puntos:

1. Aún en condiciones de carga balanceada las armónicas múltiplos de tres se sumaránen el conductor neutro. La tercera armónica es generalmente mucho mayor que el restoy es habitualmente la más significativa.

2. Los transformadores alimentadores conectados en delta-estrella aterrada bloquearánla mayoría de las corrientes de tercera armónica y sus múltiplos, evitando que fluyanhacia el sistema de alta tensión. Consecuentemente, esta conexión es preferida en estaaplicación.

3. Debido a las corrientes de neutro potencialmente altas en esta aplicación, unconductor neutro común puede dimensionarse tanto como al doble de los conductores defase o llevar neutros separados por fase.

4. Los transformadores necesitan ser dimensionados o corregidos para manejar las altascorrientes armónicas. Esta es la aplicación principal de los transformadores clasificadoscon factor K.

5. Se recomiendan interruptores de operación con rms real

6. Pueden aplicarse filtros a las cargas para reducir las armónicas a lo largo del sistema.Esto puede reducir la clasificación de factor-K necesario del transformador, así como losrequerimientos de corriente de neutro.

Pueden emplearse transformadores en zig-zag o estrella-delta para atrapar las armónicasde secuencia cero tales como h= 3, 6, 9, etc. Esto reducirá el trabajo en el equipo antesdel transformador.

A continuación, se describen los principales problemas eléctricos, en los cuales se veninvolucradas variaciones de tensión.



En función de lo anterior, podemos encontrar como solución Ingenieril equiposdenominados estabilizadores de tensión, los cuales están destinados a la estabilizaciónde las oscilaciones de la tensión de la red o del generador al nivel que asegure elfuncionamiento sin problemas de todos los equipos usados habitualmente en hogares,oficinas, etc. (televisores, radios, vídeos, DVD, ordenadores, impresoras, copiadoras,refrigeradores, microondas, etc.). El modelo técnico garantiza el funcionamiento sinoperador, la alta fiabilidad y la acessibilidad del precio para el círculo más amplio posiblede usuarios.Los estabilizadores se suministran en tres niveles de rendimiento que sedistinguen por la posible carga, es decir, por la suma de las potencias de todos losequipos conectados.

Características técnicas de un Estabilizador de tensión

Datos Ejemplo

Potencia Equipos: Trifásico desde 6 a 250 KVA Monofásico desde 2 a70 KVA

Intensidad Máxima: Según modelo.Rendimiento: > 98%Distorsión: NingunaFrecuencia: De 50 a 60 HzTª Ambiente de Trabajo: - 30ºC / +50ºCHumedad Ambiente: De 0% a 97% sin condensación

Protección Tª Trafos: Medida permanente de la temperatura de lostrafos, produciendo by-pass en caso decalentamiento excesivo.

Protección Magnetotérmica: Independiente por fase.By-pass: Interno: Automático, NO BREAK, independiente

para cada fase. Externo: Manual y automático.

Precisión: Mejor del 0’5%. (Escalones de estabilización de0,7V)

Campo Regulación: Salida de ±45 V respecto a la tensión de entrada.

Tipo Regulación:Independiente para cada fase con diferentestensiones predeterminadas, pudiéndose fijar lahistéresis de 1 a 5 voltios. Todos los parámetrospueden ser prefijados según el criterio del usuario.


Reguladores comerciales

Sistemas de respaldo

¿Qué es una UPS?

Una UPS es una fuente de energía ininterrumpida que permiten a una computadora oequipo eléctrico seguir trabajando por al menos un corto tiempo cuando la fuente principalde energía se pierde.

¿Qué significa poner en By-Pass?

El modo By-Pass, puede ser utilizado en los casos de tareas de mantenimiento, ó si laUPS falla, ó para conmutar la carga a la línea si la tensión de salida cae por unasobrecarga, tal como encender un equipo con una alta corriente de arranque. El By-Passes una ruta eléctrica alternativa para llegar a un dispositivo que permite el flujo deenergía para la carga, como un UPS.

¿Cuáles son los componentes principales de una UPS?

La sección de entrada es la forma en que la tensión de la línea es conectada a laUPS. Puede ser un cable incorporado, un cable enchufable, o una bornera conterminales. Algunas UPS pequeñas tienen una entrada común para la entrada yel by-pass. Las UPS de gran potencia suelen tener una entrada independientepara la conexión del by-pass.

Después de la sección de entrada suele haber un filtro. La denominación filtroserá aquí utilizada de modo genérico, e incluye la protección contra picostransitorios, interferencias de radio frecuencia, etc. Un filtro tiene una respuestade frecuencia y no atenúa todas en la misma proporción.


Todas las configuraciones de UPS tienen un Inversor. Las UPS de bajo costoposeen un inversor que entrega una salida de onda cuasi-sinusoidal, mientrasque las UPS de mayor tamaño y costo incorporan un Inversor con una forma deonda de salida sinusoidal.

Una batería es necesaria para mantener funcionando a la UPS cuando la energíade la línea falla o cae demasiado. Normalmente las UPS de pequeña potenciautilizan baterías internas selladas, libres de mantenimiento. En grandes UPS sesuele usar también baterías de electrolito líquido. Una autonomía (tiempo dereserva de energía) típica para una UPS de pequeño ó mediano tamaño, sueleser de 10 a 15 minutos.

Un circuito cargador es necesario para recargar la batería después de un cortede energía, y para mantener a la batería a plena carga mientras no está en uso.

En una UPS On-Line un conmutador mecánico o estático es usado como partedel circuito automático o manual de by-pass. En una UPS Off-Line, unconmutador mecánico (relé) es usado para conmutar la carga a la salida delinversor cuando falla la línea de alimentación.

La sección de salida es donde se conectan las cargas a proteger por la UPS. Lacantidad y configuración de las tomas de salida varían según marcas y modelos.En UPS de gran tamaño es común que la salida se realice por intermedio deborneras.

La mayoría de los equipos UPS operan de manera automática, tienen unaalarma sonora indicadora de falla de línea, y un panel de control y estado de laUPS relativamente sencillo.En grandes UPS se incluyen medidores y un sistema de control mucho mássofisticado.

Una UPS con un sistema de regulación de tensión de entrada (estabilizador) esconocida como UPS Interactiva. El estabilizador de tensión es utilizado paramantener el voltaje de entrada dentro de los límites aceptables para la carga,cuando la tensión de la línea disminuye ó se eleva fuera de un rangopredeterminado




Características técnicas de un sistema de respaldo (UPS).

MODO DE ALIMENTACIÓN NORMAL (como estabilizador)

Tensión de Entrada Nominal 220 Volts

Rango de Tensión de Entrada 220 Volts c.a.- 20% + 10%

Tensión de Salida (Volts c.a.) 220 V +/- 7%

Frecuencia de Entrada Aceptada 50 Hz +/- 5%

Forma de Onda Sinusoidal

Capacidad de Sobrecarga 300%: 1 ciclo; 150%: 1 minuto

MODO DE FUNCIONAMIENTO EN BATERÍAEntrada como UPSpor Baja Tensión

155 Volts c.a.

Reconexión a la Reddesde baja Tensión 165 Volts c.a.

Entrada como UPSpor Alta Tensión 250 Volts c.a.

Reconexión a la Reddesde Alta Tensión

245 Volts c.a.

Tensión de Salida desde Baterías 220 Volts +/- 5%

Forma de Onda Sinusoidal Equivalente

Frecuencia 50 Hz +/- 0,5%

Capacidad de Sobrecarga 150%: 1 ciclo, con 110% luego de 5 segundos se apaga.

Conmutación de Red a Batería yViceversa Sincronizado con la Red

Tiempo de Conmutación Típico De 3 a 5 milisegundos - Imperceptible para Computadoras

Autonomía (Minutos) Típico 10 a 30 minutos

INDICACIONES EN EL FRENTE Y ALARMA AUDITIVA

Tensión Normal Si

Salida desde Baterías Si

Sobrecarga Si

Batería en Carga Si

Batería Baja Si

PRESTACIONES IMPORTANTES

Arranque sin Línea Si

Compatible conGrupos Electrógenos

Si


PROTECCIONES

Contra Cortocircuitos y Sobrecargas Con Línea Normal: Fusibles RápidosSobre Batería: Límite Electrónico de Corriente

Contra Ruidos Eléctricos Con filtro de Medias y Altas Frecuencias

Sobretensiones Transitoriasde Entrada Varistores y Filtros RC

Contra Descarga Excesivade Batería

Corte de la Salida por Batería Descargda

Contra Sobretensiónespor Línea TelefónicaConector RJ - 11(Protección Telefónica)

Si

Shutdown Automático(Conector DB - 9)

Si (opcional)

BATERÍAS

Voltaje de c.c. (Volts c.c.)3648 72

Cargador de Baterías Interno(Amperes)

1 2

DIMENSIONES

Alto (mm) 325 363

Ancho (mm) 145 220

Largo (mm) 450 570

Peso (Kg) 2126

Salidas 220 Volts 4 Borneras

CONDICIONES AMBIENTALESTemperatura de Operación:De 0 a 40°C Humedad Relativa: De 0 a 95% Sin Condensación

Altura Sin Derating 1000 m. Sobre el Nivel del Mar


& Actividad

1. Diseñe un regulador de tensión de corriente continua, que permita estabilizartensiones de acuerdo a las necesidades del usuario que bordean entre 1,5 V y 35V,con una corriente máxima de 2 A.

2. ¿Dónde se justifica el uso de reguladores de tensión?3. Describa con sus palabras cada uno de los problemas eléctricos existentes en la red

eléctrica y mencione un ejemplo típico que le permitirá identificarlo de manera práctica.4. A partir de los datos técnicos del siguiente estabilizador de tensión, determine:

a) Factibilidad técnica para la conexión de un PC de escritorio.b) Factibilidad técnica para la conexión de un TV plasma 300 W.c) Factibilidad técnica para la conexión de 1 PC de escritorio y uno portátil (Notebook), al

mismo tiempo.

5. Determine las características técnicas de un regulador de tensión necesario paraconectar 2 PC de escritorio instalados en una central de monitoreo de alarmas quecomparten además en común un ROUTER y un MODEM. Averigüe datos técnicos deestos equipos y luego justifique el consumo de potencia en forma aproximado con elfin de seleccionar el adecuado.

6. Considerando los datos anteriores, repita el procedimiento pero pensando en laselectividad de una UPS, que tendrá una autonomía de 20 minutos.


7. A partir de los datos técnicos del siguiente regulador de tensión, determine:

DescripciónAPC Back-UPS Pro, 1400VA/950W, Entrada 230V/Salida 230V, Interface Port DB-9 RS-232

Características generalesRegulación automática de tensión, Baterías intercambiables enfuncionamiento, Manejo inteligente de la batería, Protección contrasobretensiones para líneas de datos de red, Indicador de sobrecarga,Corrección de sobretensión, Indicador de reemplazo de batería

Comunicaciones y manejoPuerto de interfaz DB-9 RS-232

Panel de controlVisualizador de estatus LED en línea: Batería enactividad: batería de reemplazo e indicadores desobrecarga

Alarma audibleAlarma de batería encendida: alarma distintiva decarga de batería baja

Software incluido

SalidaCapacidad de Potencia de Salida 1,400 VACapacidad de Potencia de Salida 950 WattsTensión de salida nominal 230 VTipo de forma de onda Aproximación acompasada de una onda sinusoidal

Conexiones de salida

(4)IEC 320 C13

(2)IEC Jumpers

EntradaEntrada de voltaje 230 VFrecuencia de entrada 50/60 Hz +/- 3 Hz (autosensible)

Tipo de enchufe IEC-320-C14 inlet

Variación de tensión de entradapara operaciones principales

175 - 295 V

Proteção contra surtos e filtragemProtección de línea de datos Protección de 10 Base-T Ethernet RJ45

Tiempo de autonomíaDuración típica de reservaa media carga

23.8 minutes (475 Watts)

Duración típica de reservacon carga completa

6.7 minutes (950 Watts)

Tabla de duración Back-UPS ProBaterías

Tipo de bateríaBatería sellada de plomo sin necesidad demantención con electrolito suspendido: a prueba defiltración

Tiempo típico de recarga ** 6 hora(s)Cartucho de repuesto de batería (1) RBC7

FísicoDimensiones de altura máxima 8.50 pulgadas ( 21.59 cm)Dimensiones de anchura máxima 6.70 pulgadas ( 17.02 cm)Dimensiones de profundidad máxima 17.30 pulgadas ( 43.94 cm)Peso neto 53.04 lbs ( 24.11 kg)Peso de embarque 57.86 lbs ( 26.30 kg)Altura de envío 11.00 pulgadas ( 27.94 cm)Anchura de envío 10.00 pulgadas ( 25.40 cm)Profundidad de envío 21.00 pulgadas ( 53.34 cm)Color Beige

AmbientalAmbiente operativo 0 - 40 °C (32 - 104°F)Humedad relativa de operación 0 - 95%Elevación de operación 0-10000 feet (0-3000 m)


Temperatura de almacenamiento -15 - 45 °C (5 - 113°F)Humedad relativa de almacenamiento 0 - 95% Non-condensingElevación de almacenamiento 0-50000 Pies (0-15000 m)Ruido audible a 1 metro de la superficie de la unidad 50 dBADisipación térmica en línea 84 BTU/hr

ConformidadAprobaciones CE, TUV, VDEGarantia Padrão Reparación o reemplazo por 2 años

a) Factibilidad técnica para ser instalada en 2 TV de 150 W cada uno.b) Factibilidad técnica para ser instalada en Equipo transmisor de radio aficionado,

400W.c) Factibilidad técnica para ser instalada en Equipo transmisor de Televisión, canal 15 ,

690W.d) Costo que tiene el transporte si la empresa de transporte cobra $500 por cada Kg de

envío.e) Cantidad de unidades embaladas que caben al interior de una camioneta de

carrocería con dimensiones 0,5m , de alto, 1m de ancho, 1,5 m de largo.

8. ¿Cual es la diferencia entre una subida de tensión y un transiente?


En esta experiencia, conoceremos otra aplicación muy utilizada en la técnica de control develocidad de motores de corriente continua (motor serie), la cual es apta para cualquiermotor que varíe su velocidad en función del valor promedio de tensión que a este se lesuministre. El mercado de los artefactos eléctricos requiere soluciones de bajo costo parael control de motores así como también el mantenimiento de las funciones avanzadaspara el funcionamiento eficiente del motor. Es posible cumplir con estos dos requisitosprincipales mediante un sistema de accionamiento de motor basado enmicrocontroladores o sistema de generación de señales cuadradas de ancho variable queayude a los fabricantes de equipos originales a reducir los costos del sistema y a brindarfunciones avanzadas para las aplicaciones de control del motor.En este tema, no podemos dejar de mencionar la configuración Darlington, la cual seutiliza con el propósito de tener una ganancia de tensión casi unitaria y además con unaganancia de corriente elevada..Existe una gran variedad de motores que varían su construcción y forma de utilización deacuerdo a la aplicación para la que fueron diseñados. Por ejemplo, los servomotores, losmotores paso a paso, de corriente continua, etc. Una de las características principales del motor de corriente continua es que su velocidadcambia de forma proporcional a la tensión continua que hay entre sus terminales.Entonces, una manera simple de controlar la velocidad de estos motores es variar latensión del motor por medio de un potenciómetro y una resistencia en serie.Sin embargo, aquí presentamos otra forma, al utilizar una señal de control rectangular conun ancho del pulso controlada, aprovechando que el motor tiene características de filtropasabajos. De esta forma, el motor “verá” una señal casi continua que tendrá el valormedio de la señal rectangular. Entonces cuando el ciclo de trabajo (ancho de los pulsosen alto) aumente, crecerá el valor medio de la señal continua “vista” por el motor, como enla Figura se ilustra esta idea en general.

El circuito IC 555, como generador de señal PWM.

Una señal PWM, es una señal del tipo cuadrada, que tiene la particularidad que podemosalterar su forma y de esta manera cambiamos el valor promedio de ella. Existen variasalternativas de cómo generala, una de ellas la utilizaremos aquí a través del uso delLM555, el cual lo configuraremos como generador de PWM, su conexionado básico es lasiguiente:

TEMA 8 SEÑALES PWM


Las ecuaciones asociadas a su diseño y comportamiento son las siguientes:

NOTA: Los valores de R1, R2 y C, se encuentran en Ohm y Faradios respectivamente.


Otra variante de este circuito, que permite mayor estabilidad, corresponde al expuesto acontinuación:


& Actividad

1. Realizar el calculo de los valores de Ciclo de trabajo (DC) y Frecuencia,presentes en el ejemplo anterior, asumiendo las dos condiciones que se exponen:

2. Calcular el valor promedio de la siguiente señal

10V

0 10 20 40 mS

3. ¿Que ventajas tiene el control de velocidad de motores a través del sistema PWM?.

4. En el circuito expuesto como alternativa, indique la misión que cumplen los diodos ensu montaje.

5. Determine el valor promedio, frecuencia y ciclo de trabajo de la siguiente señal. (5ptos)

30V

0 45mS 60mS 105mS 150ms t

6. Un motor DC funciona a 1200 r.p.m. cuando es sometido a 8V. Determine suvelocidad, cuando se le aplican 12 V.


Un tiristor es un

dispositivo semiconductor

de cuatro capas de

estructura pnpn con tres

uniones pn. Tiene tres

terminales: ánodo, cátodo

y compuerta. La figura

muestra el símbolo y el

modelo cristalino del

tiristor.

Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con

respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienen

polarización directa o positiva. La unión J2 tiene

polarización inversa, y solo fluirá una pequeña

corriente de fuga llamada corriente de estado

inactivo ID. Se dice entonces que el tiristor está en

condición de bloqueo directo en estado

desactivado. Si el voltaje de ánodo a cátodo VAK

se incrementa a un valor lo suficientemente

grande, la unión J2 polarizada inversamente

entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura

por avalancha y el voltaje correspondiente se

llama voltaje de ruptura directa VB0. Dado que las

uniones J1 y J3 tienen ya polarización directa,

habrá un movimiento libre de portadores a través

de las tres uniones, que provocará una gran

corriente directa del ánodo. Se dice entonces que

el dispositivo está en estado de conducción o

activado. La caída de voltaje se deberá a la

resistencia óhmica de las cuatro capas y será

pequeña, por lo común cercana a 1 volt.

TEMA 9 Tiristores Elementales


La corriente del

ánodo deberá ser mayor

que un valor conocido

como corriente de

enganche IL, a fin de

mantener la cantidad

requerida de flujo de

portadores a través de la

unión J2; de lo contrario,

al reducirse el voltaje del

ánodo a cátodo, el

dispositivo regresará a la

condición de bloqueo. La corriente de enganche, es la corriente de ánodo mínima

requerida para mantener el tiristor en estado de conducción inmediatamente después de

que ha sido activado y se ha retirado la señal de la compuerta.

Una vez que el tiristor está activado, se comporta como un diodo en conducción y

ya no hay control sobre el

dispositivo. El tiristor seguirá

conduciendo, porque en la

unión J2 no existe una capa de

agotamiento debida a

movimientos libres de

portadores. Sin embargo, si se

reduce la corriente directa del

ánodo por debajo del nivel

conocido como corriente de

mantenimiento IH, se genera

una región de agotamiento

alrededor de la unión J2 debida

al número reducido de

portadores; el tiristor estará entonces en estado de bloqueo. La corriente de

mantenimiento es del orden de los miliamperios y menor que la corriente de enganche. La

corriente de mantenimiento es la corriente de ánodo mínima para mantener al tiristor en

estado de régimen permanente.


Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al ánodo, la unión J2 tiene

polarización directa, pero las uniones J1 y J3 tienen polarización inversa. Esto es similar a

dos diodos conectados en serie con un voltaje inverso a través de ellos. El tiristor estará

en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga, conocida como corriente de fuga

inversa IR fluirá a través del dispositivo.

Un tiristor se puede activar aumentado el voltaje directo de ánodo a cátodo más

allá de VB0, pero esta forma de activarlo puede ser destructiva. En la práctica, el voltaje

directo se mantiene por debajo de este valor, y el tiristor se activa mediante la aplicación

de un voltaje positivo entre la compuerta y el cátodo.

Lo anterior puede entenderse mejor cuando se observa la gráfica de la curva

característica del tiristor, que se muestra en la figura anterior.

DIAC

El DIAC es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional

disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo, y

mientras la corriente circulante no sea inferior al valor característico para ese dispositivo.

El comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la

corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo de alrededor de 30 V. En

este sentido, su comportamiento es similar (pero controlado de forma mucho más precisa

y a una tensión menor) a una lámpara de neón.

Los DIAC son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac, otra

clase de tiristor.

Es un dispositivo semiconductor de dos terminales,

llamados ánodo y cátodo. Actúa como un

interruptor bidireccional el cual se activa cuando el

voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de

ruptura, dicho voltaje puede estar entre 20 y 36

volts según la referencia.

El DIAC es básicamente una combinación paralela inversa de dos terminales de capas de

semiconductor que permiten el disparo en cualquier dirección. Las características del

dispositivo muestran que hay un voltaje de ruptura en ambas direcciones. Esta posibilidad

de una condición de encendido en cualquier dirección puede usarse al máximo para

aplicaciones en AC.


La siguiente imagen muestra como conectar el dispositivo, de manera muy básica,

considerando la forma de situar la carga e ingreso de la señal de disparo.

Circuitos de gobierno de Tiristores


En algunos circuitos con tiristores (SCR), el voltaje de entrada es de corriente directa.

Como se sabe, el tiristor se "amarra" en el

estado de conducción, en tanto es un

dispositivo de enganche. Una vez que el

tiristor entra en conducción, es necesario

que su corriente anódica llegue a ser menor

a la corriente de mantenimiento.

Para poder controlar la conmutación del

tiristor en corriente directa existe una

técnica llamada de conmutación forzada,

que consiste en agregar un circuito

adicional, cuya función es obligar a que la corriente que fluye por el tiristor pase por cero.

Esta técnica encuentra aplicación en los convertidores de dc a dc (pulsadores) y de dc a

ac (inversores.)

Hay una gran diversidad de circuitos de conmutación forzada, entre los que podemos

menciona al circuito de auto conmutación, conmutación por impulso, por

pulso resonante, etc. El circuito anterior opera de la siguiente manera:

Cuando se dispara el tiristor T1, la corriente de conducción fluye a través de RL y por el

ánodo del tiristor, y si es mayor que la corriente de mantenimiento, T1 quedará "cebado"

cuando se haya retirado el pulso de compuerta. Al mismo tiempo, el capacitor C se

cargará por medio de R, existiendo un potencial más positivo en la terminal conectada al

interruptor. Cuando cerramos el interruptor, el capacitor se descargará sobre el tiristor,

polarizándolo inversamente; de esta forma, el voltaje en el tiristor adquiere un potencial

inverso, obligando a la corriente que fluye por él a intentar cambiar de dirección, lo que la

obligará a pasar por cero. Adicionalmente se debe decir que es necesario que el tiempo

de carga del capacitor sea menor a la frecuencia de la señal de activación de la

compuerta, y al mismo tiempo, mayor que el tiempo de apagado del tiristor T1, para que el

circuito de conmutación no influya en el funcionamiento principal del circuito.

El circuito tiene una limitación: solo se garantiza su funcionamiento para cargasresistivas, ya que en presencia de cargas inductivas sería necesario considerar elefecto del desfase de la corriente provocado por la carga.

Figura 2.1


& Actividad

1. Para el Caso de disparo por corriente continua, determine el valor de RS, necesariopara efectuar el disparo con una tensión de 12V, proveniente de un Automóvil, y queutiliza un SCR, que tolera como máximo en su compuerta una corriente de 30mA. Lacarga a controlar por el SCR, corresponde a una lámpara de 50W. Estime los valoresque faltan, y modele el circuito.

2. ¿Cuál es la diferencia entre la corriente de mantenimiento y de enganche?

3. En el siguiente Circuito, justifique la aparición de cada una de las formas de onda.


5. Diseñe un circuito de control para un SCR, a partir del modelo de conmutaciónforzada. En dicho diseño exponga por completo, el circuito necesario para establecer elcebado inicial, incluyendo la selectividad de los componentes tanto de cebado yconmutación.

6. Que entiende por el dv/dt.

7. Como se dimensiona la resistencia del gate para el caso del SCR.

8. Que ocurriría si el condensador de la red de conmutación estuviese excesivamentedimensionado.


El triac (TRIODE OF ALTERNATING CURRENT) es un dispositivo semiconductorde tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a unacarga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede serbloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo delvalor de mantenimiento. El triac, a diferencia del SCR, puede ser disparadoindependientemente de la polarización de puerta, es decir,mediante una corriente de puerta positiva o negativa. Cuandoel triac conduce, hay una trayectoria de flujo de corriente demuy baja resistencia de una terminal a la otra, dependiendo ladirección de flujo de la polaridad del voltaje externo aplicado.Cuando el voltaje es mas positivo en MT2, la corriente fluyede MT2 a MT1 en caso contrario fluye de MT1 a MT2. Enambos casos el triac se comporta como un interruptorcerrado. Cuando el triac deja de conducir no puede fluir corriente entre lasterminales principales sin importar la polaridad del voltaje externo aplicado portanto actúa como un interruptor abierto.

Debe tenerse en cuenta que si se aplica una variación de tensión importante altriac (dv/dt) aún sin conducción previa, el triac puede entrar en conducción directa.

El Triac actúa como dos rectificadores controlados desilicio (SCR) en paralelo, este dispositivo es equivalente ados latchs.

CARACTERISTICA TENSION – CORRIENTE

El gráfico describe la característica tensión – corriente del Triac. Muestra lacorriente a través del Triac como una función de la tensión entre los ánodos MT2 yMT1. El punto VBD (tensión de ruptura) es el punto por el cual el dispositivo pasa deuna resistencia alta a una resistencia baja y la corriente, a través del Triac, crececon un pequeño cambio en la tensión entre los ánodos. El Triac permanece enestado ON hasta que la corriente disminuye por debajo de la corriente de

TEMA 10 Triac


mantenimiento IH. Esto se realiza por medio de la disminución de la tensión de lafuente. Una vez que el Triac entra en conducción, la compuerta no controla mas laconducción, por esta razón se acostumbra dar un pulso de corriente corto y deesta manera se impide la disipación de energía sobrante en la compuerta. Elmismo proceso ocurre con respecto al tercer cuadrante, cuando la tensión en elánodo MT2 es negativa con respecto al ánodo MT1 y obtenemos la característicainvertida. Por esto es un componente simétrico en cuanto a conducción y estadode bloqueo se refiere, pues la característica en el cuadrante I de la curva es iguala la del III.

El triac puede ser disparado en cualquiera de los cuadrantes I y III mediante laaplicación entre los terminales de compuerta G y MT1 de un impulso positivo onegativo. Esto le da una facilidad de empleo grande y simplifica mucho el circuitode disparo. La forma de cómo disparar el triac en los cuadrantes II y Iv, es deresponsabilidad del alumno averiguarlas.

A continuación se expone un gráfico, en el cual se muestra la forma de disparo delSCR, en todos los cuadrantes posibles.


Hasta hace unas décadas, la regulación de potencia aplicada a una carga decorriente alterna se realizaba mediante un reóstato, o resistencia variable, de grantamaño que se intercalaba en uno de los cables de alimentación. Otra opciónconsistía en utilizar transformadores con tomas múltiples y un conmutador queseleccionaba la toma adecuada en cada momento. Estos elementos absorbíanparte de la potencia, o casi toda en el caso del reóstato, con lo cual el rendimientoera muy bajo, sobre todo cuando la potencia para aplicar a la carga era pequeña.El transformador con tomas múltiples producía mejor rendimiento, pero, eranecesario que su potencia fuera igual o mayor que la que se debía aplicar a lacarga, lo que implicaba que fueran de gran tamaño y por tanto de gran peso. Losreguladores electrónicos de potencia, basados en dispositivos electrónicos(TRIAC) pesan unos pocos gramos y controlan cargas elevadas, además detener un alto rendimiento, ya que dejan pasar hacia la carga la parte deenergía seleccionada sin absorber la restante.

El DIAC es un dispositivo de disparo que puede utilizarse para generar elimpulso de corriente de puerta necesario para disparar un elemento de control,como un SCR o un TRIAC.

EL DIAC es un elemento de dos terminales y 5 capas (figura 1) diseñadopara dispararse cuando la tensión entre sus terminales supera la tensión deruptura de la unión pn central. Una vez disparado, la tensión entre sus extremosdisminuye, aunque mantiene la conducción. Al igual que el TRIAC, el DIACpermite la conducción en ambos sentidos por lo que no tiene sentido distinguirentre cátodo y ánodo.

Considere el circuito de la figura 2. Laseñal Vin es una señal de alterna (por ejemplo,la propia tensión de la red o la salida de untransformador): Vin(t) = VAsenωt. Consideremosque en principio el DIAC y el TRIAC seencuentran en su estado de bloqueo. Sisuponemos que RL << R, se cumplirá que V1 ≈Vin. El condensador se cargará a través de Rsometido a una tensión tipo senoidal. El proceso de carga del condensador durará


hasta que la tensión VC(t) iguale la tensión de disparo VB0 del DIAC. En esemomento, el condensador se descargará a través del DIAC generando un pulso decorriente que disparará al TRIAC. El TRIAC pasará a su estado de conducción,con lo que prácticamente toda la tensión de entrada Vin caerá en la carga RL. En elmomento en que la tensión Vin se haga lo bastante pequeña como para que lacorriente que atraviesa al TRIAC y a RL sea inferior a la corriente demantenimiento del TRIAC, este vuelve a su estado de bloqueo y comienza denuevo el proceso de carga del condensador.

Obsérvese que el funcionamiento del circuito descrito es válidotanto para el semiciclo positivo de Vin como para el semiciclo negativo, yaque el DIAC y el TRIAC presentan características simétricas ante diferencias detensión entre sus terminales positivas y negativas.

El valor de la resistencia R determina en qué instante se produce eldisparo del DIAC (y por tanto del TRIAC) con lo que ajustando el valor de estaresistencia se controla la potencia suministrada a la carga. (La carga RLprácticamente recibe potencia únicamente cuando el TRIAC está en su estado deconducción).

Si suponemos que el condensador se carga desde un potencialVC = 0, y que Vin(t) = VAsenωt, la tensión VC (t) durante el proceso de carga vienedada por:

(2)

En la figurasiguiente se representa el valor

VC (t)/VA, obtenido a partir de la ecuación 2, para distintos valores de R, con unafrecuencia de 50 Hz y con C = 1 µF.

( )( ) ( )

2221

cosexp

ω

ωωωω

CR

tsentRCRCtRC

VtV AC +

+−

−

=


La gráfica anterior, es solo una representación, que nos indica como podemosvariar la carga del condensador en función de las variables asociadas al circuito.

Los triac acoplados óptimamente, combinan un diodo emisor de luz (LED) con untriac foto detector (foto triac) dentro de un mismo encapsulado opaco con unesquema mostrado en la siguiente figura.

Al no existir conexión eléctrica entre la entrada y la salida, el acoplo esunidireccional (LED al fototriac) y permite un aislamiento eléctrico entre ambosdispositivos de hasta 7500 V. Además algunos fototriac incluyen un circuito dedetección de paso por ceso que permite sincronizar señales de la red eléctricacon señales de control del led para ajustar el ángulo de conducción. Cuandotrabajamos con un dispositivo opto aislador que funcione bajo este principio, yasea opto acoplador transistorizado, con salida a SCR o Triac, debemos tener encuenta que para hacerlo funcionar debemos considerar todas aquellas ecuacionesasociadas al control de un LED convencional, con la diferencia que este tiene unacorriente de funcionamiento que no está normalizada por el color del led, si noque lo entrega el fabricante del dispositivo opto acoplador. Además se deja enclaro desde ya, que este dispositivo no es capaz de suministrar grandes potenciasde salida, y por lo tanto está pensado para comandar a través de este, otro demayor potencia. En esta experiencia, conoceremos este dispositivo, pero aplicadoa medias potencias, además, se conocerán algunas razones en la cuales esnecesario, mantener aislamiento galvánico para el disparo del dispositivo.

Interfaz Tiristorizada.

Al no existir conexión eléctrica entre la entrada y la salida, es posible conseguie unacoplo es unidireccional (LED al fototriac) y permite un aislamiento eléctrico entreambos dispositivos de hasta 7500 V. Además algunos fototriac incluyen un circuitode detección de paso por ceso que permite sincronizar señales de la red eléctricacon señales de control del led para ajustar el ángulo de conducción. Cuandotrabajamos con un dispositivo opto aislador que funcione bajo este principio, yasea opto acoplador transistorizado, con salida a SCR o Triac, debemos tener encuenta que para hacerlo funcionar debemos considerar todas aquellas ecuacionesasociadas al control de un LED convencional, con la diferencia que este tiene unacorriente de funcionamiento que no está normalizada por el color del led, si noque lo entrega el fabricante del dispositivo opto acoplador. Además se deja enclaro desde ya, que este dispositivo no es capaz de suministrar grandes potenciasde salida, y por lo tanto está pensado para comandar a través de este, otro demayor potencia. En esta experiencia, conoceremos este dispositivo, pero aplicado


a medias potencias, además, se conocerán algunas razones en la cuales esnecesario, mantener aislamiento galvánico para el disparo del dispositivo.


Circuitos Recortadores de Señal (Dimmer).

• Dimmer de Constante de tiempo simple.


• Dimmer de Constante de doble constante de tiempo.


& Actividad

1. ¿Qué es un latchs?.2. ¿Qué significa disparar un triac en el primer cuadrante?.3. ¿Qué significa disparar un triac en el tercer cuadrante?.4. ¿Cuál es la diferencia entre un SCR y un Triac?5. ¿Qué ocurre si disparamos un Triac que esté siendo alimentado con DC?.6. ¿Qué ventajas tiene el utilizar un Triac como interruptor?¿En que momento

deja de conducir?.7. ¿Qué precauciones se deben tener en la red eléctrica al utilizar tiristores en

configuraciones como el dimmer?8. Si alimentamos un circuito con corriente alterna y utilizamos un triac, ¿en que

momento es adecuado disparar este dispositivo?9. Describa el funcionamiento del dimmer de doble constante de tiempo.10. Describa el funcionamiento del dimmer de constante de tiempo simple.11. Diseñe un circuito que permita el recorte de señal sinusoidal, de procedencia

nacional, con el fin que el control se efectúe entre los ángulos de conducciónentre los 10 grados a los 300 grados.

12. Dibuje en sincronía con una señal sinusoidal de 100 V de amplitud yfrecuencia 60 Hz, un ejemplo de recorte de señal efectuado por el Dimmer dedoble constante de tiempo.


Los sensores y actuadores son los dispositivos del sistema de medida y control queinteractúan con el sistema físico que se pretende estudiar o controlar: los primerospermiten la toma de medidas de las distintas magnitudes físicas que se van a analizar;mientras que los actuadores posibilitan la modificación de dicho sistema.

Aunque es habitual emplear indistintamente los términos ‘sensor’ y ‘transductor’ hay quetener en cuenta que no son lo mismo. Un sensor es un dispositivo que a partir de laenergía del medio, proporciona una señal de salida que es función de la magnitud que sepretende medir. Se denomina sensor primario al dispositivo que transforma la magnitudfísica a medir en otra magnitud transducible. Un transductor es el dispositivo quetransforma una magnitud física (mecánica, térmica, magnética, eléctrica, óptica, etc.) enotra magnitud, normalmente eléctrica.

El concepto de transductor es más amplio, ya que un transductor puede incluir, porejemplo, un sensor y un acondicionador de señal o un conversor analógico-digital. Paraobtener una determinada medida en un sistema físico puede utilizarse un sensor, untransductor a una combinación de un sensor primario con un transductor. Por ejemplo,una posible solución para medir la altura del agua de un depósito sería utilizar un flotadorcomo sensor primario (convertiría el nivel de agua del depósito en un desplazamiento) yun potenciómetro como transductor (convertiría el desplazamiento en una variación deresistencia).

TEMA 11 Sensores Electrónicos Industriales


Aquellos efectos físicos que provocan un cambio en alguna de las característicaseléctricas de un material o dispositivo, pueden utilizarse para realizar la transducción de lamagnitud física causante de la variación. Las variaciones eléctricas que pueden darse


son: generación de tensión o intensidad por parte del dispositivo, o modificaciones en laresistencia, capacidad o inductancia del mismo.

Existen multitud de métodos de clasificar los sensores según se atienda a unapeculiaridades u otras de los sensores, de forma que según qué concepto se estéanalizando se empleará una clasificación u otra.

Según requieran Alimentación Externa

Aquellos transductores cuyo funcionamiento se basa en la variación de alguno de susparámetros eléctricos, requerirán de una alimentación externa para realizar la medida.Estos transductores se denominan Moduladores o Pasivos. Por el contrario, aquellostransductores capaces de generar tensión o intensidad a partir de la magnitud física quese desea medir, no requieren de alimentación externa y se denominan Activos oGeneradores.

Transductores Moduladores o Pasivos

a) Transductores Resistivos.- La magnitud a medir provoca un cambio de la resistenciadel transductor. Según puede observarse los parámetros modificables son la longitud, lasección y la conductividad. Ejemplos de este tipo de transductores son los potenciómetrosy galgas extensiométricas (varía la longitud); las resistencias variables con la temperatura(RTD), transductores de efecto Hall y fotoresistencias (varía la conductividad); y lostermistores CTN y CTP (variación de la resistencia con la temperatura en lossemiconductores).

b) Transductores Capacitivos.- Según lo observado, hay tres formas de cambiar lacapacidad de un dispositivo: modificando el área enfrentada de las dos capas, cambiandola distancia a la que se encuentran dichas capas, y con una variación en la constante deldieléctrico que las separa. Estas tres posibilidades pueden utilizarse para la construcciónde transductores de desplazamiento lineales y rotacionales basados en el cambio deárea, transductores de fuerza basados en la modificación de la distancia y medidores denivel basados en la modificación de la constante dieléctrica.


Las principales ventajas de los transductores capacitivos son su mínimo error de carga, yaque no existe contacto mecánico, la alta estabilidad, reproductividad y resolución; y el noprovocar grandes campos eléctricos ni magnéticos como los transductores inductivos.Como inconvenientes hay que mencionar la posibilidad de interferencias capacitivas, lapérdida de sensibilidad que se produce al apantallar los cables de conexión, y la nolinealidad (se reduce empleando condensadores diferenciales).

Estos detectores de proximidad capacitivos son interruptores de límite, que trabajan sinroces ni contactos. Pueden detectar materiales de conducción o no conduccióneléctrica, que se encuentran en estado sólido, líquido o pulvurento, entre otros: vidrio,cerámica, plástico, madera, aceite, agua, cartón y papel. El DETECTOR se conectacuando él y el material se encuentran uno enfrente del otro a una determinada distancia.

APLICACIONES:

– Señalización del nivel de llenado en recipientes de material plástico o vidrio– Control del nivel de llenado con embalajes transparentes– Aviso de roturas de hilo en bobinas– Aviso de rotura de cinta transportadora– Cuenta de botellas– Regulación del bobinado y de los esfuerzos de tracción de cintas– Cuenta de todo tipo de objetos


La superficie activa de un sensor está formada por dos electrodos metálicos dispuestosconcéntricamente, éstos se pueden considerar como los electrodos de un condensador.Al acercarse un objeto a la superficie activa del sensor, se origina un campo eléctricodelante de la superficie del electrodo. Esto se traduce con una elevación de la capacidady el oscilador comienza a oscilar.

Características técnicas de un Sensor Capacitivo

Transductores Inductivos.- De acuerdo a lo observado en principios físicos, se muestraque la inductancia depende de la variación del flujo con respecto a la intensidad, pero elflujo es función de la inducción mutua y de la reluctancia magnética. Como esta dependeparámetros como el número de vueltas de la inductancia, la permeabilidad del núcleo, ladistancia de entrehierro existente, etc., se pueden diseñar transductores inductivos para lamedición de desplazamientos, cambiando el número de vueltas o mediante núcleo móvil;detectores de presencia, etc. Las principales ventajas de este tipo de transductores es susensibilidad y lo poco que son afectados por la humedad.Como inconvenientes cabe destacar que la temperatura de funcionamiento debe sersiempre inferior a la Tª de Curie, lo que limita el margen de utilización; y que la inductancia


se ve afectada por campos magnéticos, lo que requiere el apantallamiento de losconductores.

El Detector Inductivo es un fin decarrera que trabaja exento de rocesy sin contactos, no está expuesto adesgastes mecánicos y en generales resistente a los efectos del clima.Su empleo es especialmenteindicado allí donde se requierenelevadas exigencias, precisión en elpunto de conexión, duración,frecuencia de maniobras, y

velocidad de accionamiento

Funcionamiento:

El DI es excitado por un campo alterno de alta frecuencia, el cual se origina en la"superficie activa" del DI, la magnitud de este campo alterno determina el "alcance" delaparato. Cuando se aproxima un material buen conductor eléctrico o magnético, elcampo se amortigua. Ambos estados (campo amortiguado o no amortiguado) sonvalorados por el DI y conducen a un cambio de la señal en la salida.


Transductores Electromagnéticos.- Cuando la magnitud medir provoca una alteraciónsobre el campo eléctrico o mágnetico, se pueden emplear este tipo de transductores.Princpalmente se basan en la Ley de Faraday y en el Efecto Hall

Ley de Faraday.- Cuando se produce una variación del flujo magnético sobre una bobina,se induce una tensión en sus extremos. Esta variación puede estar provocada por lavariación de la intensidad o por el movimiento del núcleo de la bobina.

Efecto Hall.- Si por un conductor circula una corriente y existe un campo magnéticoaplicado perpendicularmente a este, aparece una diferencia de potencial transversal alconductor.

Estas propiedades permiten la construcción de transductores de desplazamiento, tantolineales como rotacionales, detectores de proximidad, etc.


Transductores Generadores o Activos

Los transductores activos son aquellos que generan una señal eléctrica a partir de lamagnitud física que miden, sin necesidad de alimentación externa. Se pueden subdividirsegún el efecto utilizado para la generación:

• Efectos Termoeléctricos.- Los transductores termoeléctricos se basan en los efectosreversibles Seebeck, Peltier y Thomson.

• Efecto Seebeck.- En un circuito con dos metales distintos y homogéneos con dosuniones a distinta temperatura, aparece una corriente eléctrica o una fuerzatermoelectro-motriz (f.t.e.m.) si se abre el circuito.

Siendo EAB la f.t.e.m., SA y SB T la temperatura, y la potencia termoeléctrica absoluta delos metales A y B, respectivamente. SAB es el coeficiente de Seebeck para la unión delos metales A y B.

Sensores Primarios de Presión

Comparación con una presión conocida.- La diferencia entre la presión que deseamedirse (P) y la presión de referencia (Pref) provoca un desplazamiento del líquidocontenido en el tubo. Siendo g la aceleración de la gravedad y la densidad del líquido, eldesnivel provocado (h) es:


Tubo de Pitot.- Tubo en ángulo recto con una apertura, el líquido sube hasta que lapresión de la columna se equilibra con la del líquido. Midiendo la altura alcanzada por ellíquido se puede obtener la velocidad del mismo, y con ésta el caudal.

Mediante incremento de presión.- Se introduce una placa con un orificio de sección S2el la tubería, de sección S1. La velocidad del líquido será función del incremento depresiones a cada extremo de la placa. Una vez conocida la velocidad se puede calcular elcaudal.

Mediante la variación de la sección (Rotámetro).- Se intercala en la tubería un tramocon sección variable que contiene un flotador. La altura alcanzada por dicho flotador seráfunción del caudal que circula por dicha tubería.

Mediante flujo magnético.- Si el fluido es conductor, al circular a través de un campomagnético provocará una fuerza electromotriz inducida que variará con la velocidad delfluido.

Sensores Primarios de Nivel

Una polea con un flotador y un contrapeso es un sensor primario muy simple que con-vierte el nivel de líquido en un desplazamiento angular. Otra posibilidad es medir ladiferencia de presión entre el fondo y la superficie del líquido.


Sensores Primarios de Fuerza y Par

Se puede transducir una fuerza/par comparándola con otra conocida, como por ejemploen una balanza, o aplicándola a un elemento elástico denomino Célula de Carga. En lascélulas de carga eléctricas el efecto es una deformación que se medirá normalmente congalgas extensiométricas, en las hidráulicas y neumáticas, el efecto es un aumento de lapresión de un líquido o gas respectivamente.

Transductores Monolíticos

Los transductores monolíticos se basan en las características de las uniones

semiconductoras para realizar las medidas de multitud de parámetros físicos. Algunos


ejemplos de importancia son los sensores de temperatura integrados, fototransistores,

magnetodiodos y detectores de gases basados en transistores MOSFET.

Detectores Fotoeléctricos.-



Resumen de Sistemas sensometricos

Actividad Resumen

1. Mencione diferencias entre un transductor y un sensor.2. ¿Que es un sistema modulador?3. Bosqueje brevemente un modulador resistivo.4. Indique ventajas de un sensor capacitivo.5. ¿Cómo operan los transductores magnéticos?6. ¿Cómo opera el Efecto Hall?7. Bosqueje brevemente algún método que permita la medición de r.p.m. considerandoque se dispone de una dinamo de 0 a 12 V y un voltímetro.8. ¿Qué unidades de emplean para la medición de presión de fluidos?9. ¿Diseñe un circuito para implementar el dispositivo LM35?10. Plantee la solución para llevar a cabo la automatización del llenado automático de unestanque.11. ¿Qué datos técnicos son relevantes a considerar en la selectividad de los sensoresfotoeléctricos?12. Diseñe un circuito electrónico que permita el mando de un motor eléctrico de inducciónmonofásico, que sea activado por la acción del acercamiento de una lámina de cobresobre un sensor inductivo. El mando de este motor, debe ser Tiristorizado con elrespectivo sistema de detección de cruce por cero.


En el presente los autos cuentan con un cerebro, están tan tecnologizados conelectrónica que dependen de computadoras o unidades de mando.

ECU es el nombre de la sigla en inglés de la Unidad de Mando. ECU = EngineControl Unit. Este dispositivo sofisticado del automóvil contiene un chip quecomanda por un programa a través de órdenes para la función del motor.

CONECTOR E.C.U. HYUNDAI ACCENT 1997

UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICA (ECU)

Los motores diesel con gestión electrónica al igual que los motores de inyecciónde gasolina, llevan una unidad de control electrónica (ECU) o centralita. La unidadde control es de técnica digital, funciona como un ordenador, tiene unmicroprocesador que compara las distintas señales que recibe del exterior(sensores) con un programa interno grabado en memoria y como resultado generaunas señales de control que manda a los distintos dispositivos exteriores quehacen que el motor funcione. La ECU adapta continuamente sus señales de

TEMA 12 Sensores Electrónicos Automotrices


control al funcionamiento del motor. La unidad de control está colocada en elhabitáculo de los pasajeros para protegerla de las influencias externas.

El hecho de usar una ECU tiene la ventaja de reducir el consumo de combustible,mantener bajos los niveles de emisiones de escape al tiempo que mejora elrendimiento del motor y la conducción. La ECU controla el régimen de ralentí delmotor, también se encarga de limitar el régimen máximo de revolucionesreduciendo la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros. Si el aire queaspira el motor alcanza temperaturas altas o al decrecer la densidad del aire, laECU reduce la cantidad de inyección a plena carga a fin de limitar la formación dehumos de escape. La ECU también reduce la cantidad de inyección decombustible a plena carga, si la temperatura refrigerante motor alcanza valoresmuy elevados que puedan poner en peligro el motor.

Las señales que recibe la ECU de los distintos sensores son controladascontinuamente, en el caso de que falle alguna señal o sea defectuosa la ECUadopta valores sustitutivos fijos que permitan la conducción del vehículo hasta quese pueda arreglar la avería.

Si hay alguna avería en el motor esta se registrara en la memoria de la ECU. Lainformación sobre la avería podrá leerla el mecánico en el taller conectando unaparato de diagnosis al conector que hay en el vehículo a tal efecto.Si se averían los sensores o los elementos de ajuste que podrían suponer dañosen el motor o conducir a un funcionamiento fuera de control del vehículo, sedesconecta entonces el sistema de inyección, parándose lógicamente el vehículo.Para informar al conductor de que algún sistema delmotor está fallando, la ECU enciende un testigo en eltablero de instrumentos.


El testigo se enciende cuando hay un fallo en alguno de los siguientescomponentes

• Sensor de elevación de aguja. Sensor de impulsos (rpm.).• Sensor de posición, regulador de caudal de combustible.Sensor de posición del

pedal del acelerador.• Válvula EGR.• Servomotor, regulador de caudal de combustible• Válvula magnética de avance a la inyección.

Diagnosis: Para poder consultar los fallos en el funcionamiento del motor asícomo para poder hacer pruebas y ajustes en los elementos que lo permitennecesitamos un aparato de diagnosis que nos va a servir para:

- Leer los códigos de avería, así como identificarlos.

- Solicitar datos sobre el estado actual de las señales de los sensores ycompararlas con los valores teóricos de los manuales de verificación.

- Hacer pruebas de funcionamiento sobre los distintos componentes eléctricos(electroválvulas, relés, etc.) del sistema motor, así como de otros sistemas (ABS,servodirección, cierre centralizado, etc.)-

- Se pueden hacer ajustes, esto nos va permitir variar en nº de rpm en ralentí asícomo la cantidad de combustible a inyectar. Además se pueden ajustar el avancea la inyección y la cantidad de reenvió de los gases de escape (sistema EGR).

SEÑALES DE ENTRADA A LA ECU:


1- Señal del sensor de posición del servomotor yseñal del sensor de temperatura del combustible.

2- Señal del sensor de elevación de aguja.

3- Señal del sensor de régimen (rpm).

4- Señal del sensor de temperatura del refrigerante motor.

5- Señal del sensor de sobre presión del turbo.

6- Señal del medidor del volumen de aire y señaldel sensor NTC de temperatura de aire.

7- Señales del sensor de posición del pedal del acelerador.ECU- Señal del sensor de presión atmosférica quese encuentra en la misma ECU.

Se tienen otras señales de entrada en caso deque el vehículo monte caja de cambios automática,aire acondicionado e inmovilizador.

SEÑALES DE SALIDA DE LA ECU:

1.- Señal de control del servomotor, señalde control de la válvula

magnética y señal de control de la válvulade STOP.

2- Señal de control del relé que alimenta alas bujías.

3- Bujías de incandescencia. En este casotenemos 5 bujías

por que el motor es de 5 cilindros.4- Señal de control del relé que alimenta a

los electro ventiladores.5- Electro ventiladores de refrigeración del

motor.6- Señal de control del sistema EGR.

7- Señal de control de la presión del tubo.

Se tienen otras señales de salida en caso de que el vehículo monteinmovilizador y otros extras.


Sonda Lambda.

Es un dispositivo capaz de medir la relación Lambda de los gases de escape en

función de la cantidad de oxigeno que posean. La medida de la sonda Lambda es

una señal de voltaje de entre 0 y 1 v.

La sonda Lambda está formada interiormente por

dos electrodos de platino separados por un

electrolito de cerámica porosa. Uno de los

electrodos está en contacto con la atmósfera y el

otro con los gases de escape. Además la sonda

está dispuesta de una sonda interna de caldeo

para llegar fácilmente a los 300 grados centígrados, su temperatura óptima de

funcionamiento.

Al estar cada uno de los electrodos de platino en entornos diferentes adquieren

cantidades diferentes de iones de oxigeno. De esta manera uno de ellos queda

eléctricamente más cargado que el otro, creando entre ellos una diferencia de

voltaje o diferencia de potencial.

CAUDALIMETRO.

El Medidor Masa Aire va fijado a la caja del Filtro de Aire y, el SENSOR de

medición, irá en una conducción bypass que consta de un Filamento Térmico (Hilo

Platino) y un Sensor Temperatura (resistencia ntc) que será regulado por un

Circuito Electrónico de manera que mantenga constante la diferencia de

Temperaturas entre Filamento Térmico y Caudal Aire que entra a los Cilindros. Al

aumentar entrada Aire, debe aumentarse Corriente Calefacción, regulando su

variación un Circuito Electrónico.

A cuanta más velocidad fluya el aire, y cuanto mayor sea la Densidad del mismo,

se disipa más calor del elemento Térmico y, por tanto, disminuye la Resistencia


Eléctrica. Esta variación de resistencia será registrada por la UCE como un

aumento del Volumen aire aspirado por el motor, lo que implica que deberá

suministrarse mayor cantidad de Combustible.

SENSOR DE LLUVIA.

Su funcionamiento es basado en un emisor que despide una luz infrarroja y un

receptor encargada de recoger esta luz.

Al empezar a llover las gotas atraviesan esta luz impidiendo que llegue

correctamente al receptor y de esta manera activando el limpiaparabrisas.


Para evitar que una película de hielo active siempre el sistema se equipa al

sensor con un sistema calefactor que se activa al dar el contacto así se evita

que el hielo rompa el haz de luz infrarroja, este sistema automático se puede

desactivar a voluntad del conductor para así dejar el sistema en sus manos.

SENSOR POSICIÓN MARIPOSA ACELERACIÓN.

Este sensor se encarga de informar a la unidad electrónica de control del

vehículo sobre la apertura de la mariposa de

aceleración.

Su funcionamiento es muy sencillo se basa

en un potenciómetro, el conductor al pisar el

pedal diríamos que mueve el cursor del

potenciómetro.


Si este sensor no funciona correctamente el vehículo nos puede dar problemas

tales como falta de estabilidad en RPM, rateo o una pérdida de Potencia

acompañada de un aumento del consumo de combustible.

INDUCTIVO RPM POSICIÓN CIGÜEÑAL.

Le da información a la UCE sobre laposición del cilindro número uno enPMS. Es un inductivo puesto cercadel volante de inercia o en cualquierCorona dentada. Este da lacapacidad a la unidad de decidir elmomento justo en que los inyectoreshan de abrir el paso de combustible.Es sencillo el sensor inductivo vasufriendo una variación del campomagnético con el paso de cada dienteque siempre es el mismo hasta elmomento en que falta un diente i suvariación se altera con eso se sabeque el motor a dado una vuelta.

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EN6 Mantenimiento y Operacion de Equipos Electronicos Con Potencia