TEMARIO ELECTRICIDAD - MODULO 2

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Autoridades Instituto Emiliani Somascos Comunidad Somasca Obras Somascas en Guatemala

Lic. Raúl Hernández Chacón Director Técnico-Administrativo Instituto Emiliani Somascos

Lic. Henrry Caal Sub-director Instituto Emiliani Somascos

Lic. Juan Carlos Morales Coordinador Ácademico

Prof. David Subuyuj Coordinador Técnico

Armando Garcia Coordinación de Pastoral

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Bachillerato Industrial y Perito con especialidad en Electricidad

Milton Noé Tocay Quiyuch Asesor de Práctica Supervisada

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Promoción 2022 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Aceituno Escobar Cabrera Catalán Casuy López Chavix Canel, Chitay Chic Chún Coxaj de León Pocón González Hernández Hernández Dávila Mejía Estrada Meléndez Campa Muñoz Morales Nuñez Kirste Pérez Pérez Pérez Quezada Pineda Ramírez Posadas Soberanis Ramirez Illú Rivas López Saban Vásquez Sandoval Villaseñor Vásquez González

Alberto Eliseo Dilan Alejandro Heidy Vanessa Cristian Alexander Billy Anderson Jhonatan Josué Bryan Oswaldo Carlos Alexander Ruben Dario Eliud Andres Melvin Daniel Alisson Yadira Nathaly Mishell Josue Esequiel Joshua Alexander Denilsón Bladimir Juan Pablo Ernesto Brandon Donaldo Emmily Elizabeth Kevin Mario David Luis Alejandro Joselyn Vanessa

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Centenario Somasco en América El centenario Somascos en américa es la celebración de los 100 años de la presencia Somasca en este continente. La llegada de los padres fue por tierra panameña, en la cual se celebró la primera misa, en honor al haber llegado a esta tierra bendita centroamericana.

La humilde Congregación de los religiosos Somascos tiene su origen en la Compañía de los Servidores de los Pobres, suscitada en la Iglesia de Dios por San Jerónimo Emiliani, bajo la acción del Espíritu Santo.

Convertido a Dios y renovado profundamente por intercesión de María, en su ardiente deseo de seguir el camino del crucificado y de imitar a Cristo, su Maestro, se hizo pobre y se entregó, en cuerpo y alma, al servicio de los pobres.

Movido por la caridad divina, contagió a otros hombres, los cuales, por amor del Evangelio, se ofrecieron, junto con él, a Cristo.

Mediante el ejercicio de toda clase de obras de misericordia, nuestro ardentísimo Padre propuso, para sí y sus compañeros, un estilo de vida que, mediante el servicio a los pobres, expresa su propia entrega a Cristo. Por eso, en los primeros tiempos, el pueblo los llamó: ‘Padres de las obras y de los pobres’.

De esta forma ya pasaron 100 años desde la llegada de los religiosos a la región, los cuales están presentes en varios países de Centroamérica, México, y países del caribe.

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Introducción Con el pasar del tiempo las personas han creado necesidades que con el tiempo se han vuelto necesidades básicas, que por costumbre no logramos pasar un instante en que busquemos la manera de satisfacerlas, por ellos nos vemos involucrados en buscar energía en este caso energía eléctrica, para ello tenemos que tomar en cuenta que existen ciertas normas y leyes que nos autoriza de una forma segura tener el control de esta área.

Para nosotros el área eléctrica ha tenido influenza en nuestros conocimientos dado que al darnos cuenta que existe una necesidad de esta magnitud, tratamos de la mejor manera posible obtener un aprendizaje para cumplir con la satisfacción de las personas.

El área eléctrica está dividida en una serie de extensas ramas las cuales se ponen en práctica al momento de trabajar en domicilio o en las grandes industrias. Estos conocimientos nos permiten determinar de forma adecuada el proceso de ciertas situaciones.

Teniendo en haber personas que conozcan y practiquen las distintas ramas. Ya que, al tener un circuito, un motor u otro tipo de conexiones estos tienen un correcto y efectivo funcionamiento y para ellos es que las personas deben ser capacitadas con amplios conocimientos.

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Justificación Para los futuros profesionales en Tecnología en Electricidad, es fundamental apropiar los conceptos básicos asociados a los circuitos eléctricos, como son: carga eléctrica, tensión, corriente, potencia y energía junto su interrelación, y establecer el tipo y la respuesta de un circuito a partir de sus elementos y características como: fuentes, tipos de cargas y tiempo de evaluación.

El proceso de iniciación en el análisis de circuitos se fundamenta en la introducción de variables eléctricas, de leyes y teoremas que rigen a todo circuito eléctrico, para evidenciar su comportamiento y evaluar su respuesta forzada o de estado estable.

La primera articulación de teoría y práctica en el análisis de circuitos eléctricos y la iniciación en el diseño de circuitos se dan en este espacio académico.

En el estudio de la física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante

atracciones

y

repulsiones

que

determinan

las

interacciones

electromagnéticas entre ellas. la materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. la interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.

Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios (cargas puntuales) que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. la carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. la fuerza entre dos partículas con cargas q1 y q2 puede calcularse a partir de la ley de coulomb según la cual la fuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. la constante de proporcionalidad k depende del medio que rodea a las cargas.

En esta secuencia los alumnos deberán comprender los principios que rigen a la ley de coulomb asi como los efectos que causan dichas interacciones y adquirir las bases para explicar estos fenómenos en la vida cotidiana y en su entorno haciendo más significativo su aprendizaje.

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Objetivos La estructura curricular del técnico electricista está conformada por tres componentes: básico, propedéutico y profesional; los cuales se interrelacionan para promover una formación integral de los alumnos a través del desarrollo de competencias que implican conocimientos, habilidades, actitudes y valores. Estas competencias facilitarán al egresado incorporarse al mercado laboral, continuar con estudios superiores e incluso llevar una vida cotidiana más productiva y en constante mejoría, desarrollando todo su potencial creativo en beneficio personal y social.

1. desarrollar conocimientos y habilidades: capacitar al alumno en los conceptos básicos de limpieza, los diferentes tipos de suciedad y utilización de productos en el ámbito de cada servicio/centro 2. proporcionar técnicas de trabajo para la utilización de herramientas y ateriales adecuados.

3. facilitar elementos para la organización y planificación del trabajo de forma autónoma y con iniciativa dentro de un equipo participativo.

4. aportar elementos destinados a potenciar y concienciar al alumno para que sea agente activo en la seguridad laboral.

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Temas Quinto Grado Tecnología Vocacional ll CAPÍTULO I 1. Magnetismo y Electromagnetismo 1.1

Origen del Magnetismo

1.2

Materiales Magnéticos

1.3

Electromagnetismo

1.4

Unidades Magnéticas

1.5

Curva de Magnetización Bh

1.6

Circuitos Magnéticos

1.7

Inducción Electromagnética

1.8

Sistema Internacional de Medida

CAPITULO II 1. Principios de corriente alterna 1.1

Generación De Un Voltaje Alterno

1.2

Medidas Angulares

1.3

Onda Senoidal

1.4

Corriente Alterna

1.5

Frecuencia Y Periodo

1.6

Relaciones De Fase

1.7

Fasores

1.8

Calores Característicos Del Voltaje Y La Corriente

1.9

Resistencia En Los Circuitos De Corriente Alterna.

CAPITULO III

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1.

Inductancia Y Capacitancia 1.1

Inducción

1.2

Características De Las Bobinas

1.3

Reactancia Inductiva

1.4

Inductores En Serie O En Paralelo

1.5

Circuitos Inductivos

1.6

Q De Una Bobina

1.7

Potencia En los Circuitos RI

1.8

Capacitor

1.9

Capacitancia

1.10

Tipos de Capacitores

1.11

Capacitores En Serie Y Paralelo

1.12

Reactancia Capacitiva

1.13

Potencia En los Circuitos Rc

CAPITULO IV 1. Circuitos Monofásicos 1.1

Circuito General RIc

1.2

RIc En Serie

1.3

RIc En Paralelo

1.4

Ramas RI Y Rc En Paralelo

1.5

Potencia Y Factor De Potencia

1.6

Alternadores Conexiones de Generadores En Paralelo

1.7

Características Nominales

1.8

Perdidas Y Eficiencia

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Temas Quinto Grado Circuitos Automáticos y de potenciaddd CAPÍTULO I 1. Introducción a la automatización 1.1.

Introducción

1.2.

Evolución Histórica

1.3.

Arquitectura y componentes

1.3.1.

Parte de mando

1.3.2.

Parte operativa

1.3.3.

Sistema supervisor

1.4.

Tipos de control

1.4.1.

Controladores discretos

1.4.2.

Sistema de control distribuido

1.4.3

Sistema de control SCADA

1.5

Etapas de Automatización

1.6

Definición de circuitos eléctricos de control manual de máquinas o sistemas 1.6.1

Interruptor selector manual, apagado y automático

1.6.2

Circuito de control eléctrico con Interruptor selector manual, apagado y

automático 1.6.3

Estación de control con interruptor selector manual, apagado y

automático 1.6.4 automático

Circuito electro neumático con Interruptor selector manual, apagado y

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1.7

1.8

Selección de dispositivos y componentes de acuerdo con las especificaciones 1.7.1

dispositivos y componentes

1.7.2

elección de pulsadores e interruptores

Mantenimiento de componentes, dispositivos en máquinas y equipos eléctricos

técnicas

1.9

1.8.1

Tipos de Mantenimiento

1.8.2

Mantenimiento preventivo

1.8.3

Mantenimiento predictivo

1.8.4

Mantenimiento correctivo

1.8.5

Mantenimiento de motores eléctricos

1.8.6

Mantenimiento de generadores eléctricos

Identificación de los contactores a utilizar para las instalaciones 1.9.1

1.10

1.11

Categoría de elección

Identificación de la simbología de los circuitos eléctricos.

1.10.1

Símbolos de componentes pasivos

1.10.2

Símbolos de componentes activos

1.10.3

Símbolos de Componentes Activos (Electrónica Digital)

1.10.4

Símbolos de instrumentación eléctrica

1.10.5

Otros Símbolos Eléctricos y Electrónicos

Diagramación de los símbolos eléctricos de forma precisa.

1.11.1

Símbolos comunes de diagramas electrónicos

1.11.2

Símbolos eléctricos de diagramas electrónicos

1.11.3

Símbolos de fuentes de energía de diagramas electrónicos

1.11.4

Símbolos de transistores de diagramas electrónicos

1.11.5

Símbolos de relés de diagramas electrónicos

1.11.6

Símbolos de puertas lógicas de diagramas electrónicos

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CAPÍTULO II 1. CADE SIMU 1.1

Introducción

1.2

Componentes

1.3

Lenguaje de programación

1.4

Aplicaciones

1.5

Circuitos de mando

1.6

Circuitos de potencia

1.7

Diagramas

1.8

Simulación

CAPITULO III 1. Automatización 1.1

Familiarización con la terminal portátil de programación

1.2

Configuración del proceso-Fundamentos de programación

1.3

Instructivo de funciones

1.4

Barra de herramientas de CADESIMU

1.5

Diagramas de circuitos básicos

1.6

Control manual mediante un Conmutador

1.7

Control al Impulso de un Contactor y Enclavamiento (con pulsadores

1.8

Diagramas con circuitos de maniobras

1.9

Circuitos de mando con temporizadores

1.10

Temporizador a la desconexión

1.11

Control de contactores asociado

1.12

Diagramas de circuitos con estaciones de servicio

1.13

Diagramas de maniobra y fuerza

1.14

Diagrama de fuerza

1.15

Diagrama de maniobras

1.16

Simulación de sistemas de cambio de giro de un motor

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CAPITULO IV Logo Soft 1.1

Autómata programable logo

1.2

Compuertas lógicas

1.3

Funciones especial

1.4

Temporizadores

1.5

Contadores

1.6

Secuenciadores

1.7

Aplicaciones industriales

1.8

Programación de variadores de frecuencia

1.9

Simbología

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Temas Quinto Grado Taller Electricidad CAPÍTULO I 1. Tipos de bobinado y paso para la bobinacion de un motor de inducción 1.1.

Bobina

1.2.

Paso polar

1.3.

Paso de bobina

1.4.

Paso diametral

1.5.

Paso acortado

1.6.

Paso alargado

1.7.

Devanados abiertos

1.8.

Devanado de una capa o simple capa

1.9.

Devanado de dos capas o doble capa

1.10.

Grupo polar

1.11.

Devanados polares

1.12.

Devanados enteros y fraccionarios

1.13.

Bobinado por polos

1.14.

Bobinado por polos consecuentes

1.15.

Bobinados concéntricos

1.16.

Bobinado imbricado

1.17.

Bobinado ondulado

1.18.

Cálculos para los tipos de bobinado

1.19.

Cálculos generales para los diferentes tipos de bobinados

1.20.

Ranuras que ocupa el bobinado por polo magnético y por fase

1.21.

Numero de bobinas

1.22.

Bobina de una capa

1.23.

Bobina de dos capas

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1.24.

Paso polar

1.25.

Cálculos para bobinados concéntricos

1.26.

Amplitud del grupo

1.27.

Cálculos para bobinado excéntricos o imbricados enteros

1.28.

Bobinado excentricidad fraccionarios

1.29.

Aislamiento

1.30.

Empapelado

1.31.

Formón

1.32.

Barnizar

1.33.

Anotar datos

1.34.

Destapar el motor

1.35.

Realizar el molde para las nuevas bobinas

1.36.

Extraer bobinas viejas

1.37.

Limpiar ranuras del estator

1.38.

Aislar las ranuras estatoricas

1.39.

Confeccionar las nuevas bobinas

1.40.

Introducir las bobinas o grupos de bobinas

1.41.

Conectar las bobinas

CAPITULO II 1. Proceso para rebobinar un motor de inducción 1.1.2.1 Aislamiento 1.2.2.2 Empapelado 1.3.2.3 Formón 1.4.2.4 Barnizar 1.5.2.5 Anotar datos

CAPITULO III 3. Neumática 3.1

Actuadores neumáticos

3.2

Tipos de cilindros neumáticos

3.3

Amortiguación de final de carrera

3.4

Pistón con imán incorporado

3.5

Micro cilindros normalización ISO

3.6

Cilindros reparables

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3.7

Cilindros de impacto

3.8

Actuadores rotantes neumáticos

3.9

Actuadores neumáticos a membrana

3.10

Ejecuciones especiales

3.11

Actuadores en acero inoxidable

3.12

Manipuladores y elementos de ejecución de pieza

3.13

Montajes de cilindros neumáticos

3.14

Velocidad máxima y mínima de cilindros neumáticos

3.15

Selección de cilindros neumáticos

3.16

Guías para cilindros

3.17

Consumo de aire para cilindros neumáticos

3.18

Amortiguadores hidráulicos de choque

3.19

Recomendaciones para el montaje de cilindros hidráulicos

3.20

Válvulas neumáticas

3.21

Configuración del símbolo de una válvula

3.22

Válvulas direccionales

3.23

Numero de vías

3.24

Electroválvulas

3.25

Selección de las vías internas de comandos

3.26

Características de solenoides para electroválvulas

3.27

Montaje de válvulas

3.28

Características funcionales de válvulas

3.29

Dimensionado de válvulas

3.30

Recomendaciones para el montaje de válvulas direccionales

3.31

Componentes neumáticos auxiliares de circuito

3.32

Válvulas de no retorno o de retención

3.33

Válvula “o” o colectora de circuito

3.34

Válvula de escape rápido

3.35

Válvula “y” o de simultaneidad

3.36

Válvula de secuencia

3.37

Vacio

3.38

Elementos de conexión

3.39

Convertidores neumáticos

3.40

Convertidor o tanque hidroneumático

3.41

Cilindro freno auxiliar hidro regulador

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CAPITULO IV 4. Variadores de frecuencia 4.1

Circuito general Rlc

4.2

Rlc en serie

4.3

Rlc en paralelo

4.4

Ramas Rl y Rc en paralelo

4.5

Potencia y factor de potencia

4.6

Alternadores conexiones de generadores en paralelo

4.7

Características nominales

4.8

Perdidas y eficiencia

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Tecnología Vocacional II

Quinto Grado

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Capítulo I 1. Magnetismo y Electromagnetismo Por Cristian Chavix

1.1. Origen Del Magnetismo Según https://concepto.de/magnetismo/ El ser humano conoce el magnetismo desde épocas tempranas. Sus efectos fueron descritos en la antigüedad griega por Tales de Mileto (625-545 a.C.) y otros filósofos parecidos, quienes notaron que ciertas piedras provenientes de la ciudad de Magnesia del Meandro (Asia menor) atraían el hierro. De allí proviene el nombre magnetismo.

De algún modo el ser humano logró desde temprano comprender el magnetismo terrestre, usándolo en la fabricación de brújulas hacia el siglo XII, antes del surgimiento como tal de las ciencias que luego se avocarían al estudio de este fenómeno.

El primer tratado propiamente formal del magnetismo fue escrito en el siglo XIII por el francés Peter Peregrinus de Maricourt, preludio a los de futuros estudios científicos de William Gilbert (1600) y sobre todo Hans Christian Orsted (1820), quien descubrió que el magnetismo no se limitaba únicamente a los imanes, sino que tenía un vínculo estrecho con la corriente eléctrica.

Esto abrió la puerta para que André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros inauguraran el campo del electromagnetismo, y luego James Clerk Maxwell lo determinara a través de su célebre conjunto de ecuaciones.

Imanes Naturales El fenómeno del magnetismo fue descubierto por los chinos alrededor del 2637 A.C. los imanes usados brújulas primitivas se llamaban Piedras guía. Actualmente sabemos que tales imanes eran pedazos en bruto de un mineral de hierro llamado Magnetita. Como la magnetita tiene propiedades magnéticas en su estado natural, se le clasifica entre los imanes naturales.

El otro imán natural es la tierra misma. Todos los demás imanes son hechos por el hombre y se denominan imanes artificiales.

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https://concepto.de/wp-content/uploads/2018/09/magnetismo-e1536238364781.jpg

1.2. Materiales Magnéticos Según Milton Gussow: Los materiales magnéticos son aquellos que pueden ser atraídos o repelidos por un imán y que, a su vez, pueden ser magnetizados. El hierro y el acero son los materiales magnéticos más comunes. Los imanes permanentes se hacen con materiales magnéticos duros, que, como el acero al cobalto, conservan su magnetismo al retirárseles el campo. Un imán temporal es el que no tiene la capacidad de conservarse magnetizado al retirársele el campo magnetizador.

La permeabilidad se refiere a la capacidad que tiene un material magnético de concentrar el flujo magnético. Cualquier material que se magnetice fácilmente tiene una permeabilidad elevada. La medida de la permeabilidad de los materiales con referencia a la del aire o a la del vacío se llama la permeabilidad relativa. El símbolo de la permea bilidad relativa es, (mu), en el que el subíndice r indica relativa. no tiene unidades porque es el cociente de dos densidades de flujo, así que las unidades se cancelan.

La clasificación de los materiales como magnéticos o no-magnéticos se basa en las intensas propiedades magné ticas del hierro. Sin embargo, como los materiales débilmente magnéticos pueden tener importancia en algunas aplicaciones, la clasificación incluye tres grupos: Materiales ferromagnéticos. Estos incluyen al hierro, acero, níquel, cobalto y aleaciones comerciales como el alnico y permalloy. Las ferritas son materiales no magnéticos que tienen las mismas propiedades ferro magnéticas que el hierro. Una ferrita es un material cerámico. La permeabilidad de las ferritas se encuentra en la región de 50 a 3 000. Una aplicación común de las ferritas es su empleo como núcleos en el centro de los devanados de los transformadores de radiofrecuencia (RF).

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https://imamagnets.com/wp-content/uploads/2021/08/cuales-son-los-materialesferromagneticos.jpg

Materiales Paramagnéticos Las propiedades magnéticas no están limitadas únicamente a las sustancias ferromagnéticas, las presentan todas las sustancias, aunque en mucho menor escala. En esta categoría, entran dos tipos de sustancias: las paramagnéticas y las diamagnéticas.

El paramagnetismo se produce cuando las moléculas de una sustancia tienen un momento magnético permanente. El campo magnético externo produce un momento que tiende a alinear los dipolos magnéticos en la dirección del campo. La agitación térmica aumenta con la temperatura y tiende a compensar el alineamiento del campo magnético. En las sustancias paramagnéticas la susceptibilidad magnética es muy pequeña comparada con la unidad.

https://bit.ly/3IWOf6M

En estos se incluyen el aluminio, platino, manganeso y cromo. Su permeabilidad relativa es ligeramente mayor que 1 Materiales diamagnéticos En estos se encuentran el bismuto, antimonio, cobre, zinc, mercurio, oro y plata. Su permeabilidad relativa es menor que 1.

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Los materiales denominados diamagnéticos se caracterizan por ser repelidos por los imanes (es lo opuesto a los materiales ferromagnéticos, que son atraídos por los imanes). El fenómeno del diamagnetismo fue descubierto en septiembre de 1845 por el físico y químico Michael Faraday cuando observó que un trozo de bismuto era repelido por un imán, cualquiera que fuese el polo. Esa experiencia indicaba que el campo externo generado por el imán inducía en el bismuto un dipolo magnético de sentido opuesto.

El diamagnetismo se puede explicar de forma sencilla si se considera una consecuencia de aplicar la Ley de Lenz a nivel molecular. Según la teoría electromagnética, siempre que varía el flujo magnético se genera una corriente inducida y, según esta Ley, "el sentido de las corrientes inducidas es tal que con sus acciones electromagnéticas tienden a oponerse a la causa que las produce".

Todos los átomos contienen electrones que se mueven libremente y cuando se aplica un campo magnético exterior se induce una corriente superpuesta cuyo efecto magnético es opuesto al campo aplicado.

Materiales Ferromagnéticos Usualmente derivados de la ferrita y de tipo cerámico, estos materiales son susceptibles de magnetización permanente o por situación, tal como los ferromagnéticos siempre y cuando estén por debajo de la temperatura de Curie, pero con mucha menor intensidad. http://quintans.webs.uvigo.es/recursos/Web_electromagnetismo/magnetismo/imagenes/do

minios_ferromagnetismo.jpg

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Ferritas Provistos de bajo conductividad eléctrica, estos materiales cerámicos son muy potentes imanes que almacenan las fuerzas magnéticas mucho mas incluso que ek hierro.

https://unisalia.com/wpcontent/uploads/2020/10/imanes-ferrita-familia3-1024x683-1.jpg

1.3. Electromagnetismo Según Milton Gussow: En 1819 el científico danés Oersted descubrió una relación entre el magnetismo y la corriente eléctrica. Encontró que una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un campo magnético alrededor de éste. Las limaduras que forman anillos concéntricos alrededor del conductor revelan la presencia del campo magnético de la corriente en el alambre. Cada sección del alambre tiene en su alrededor este campo de fuerza en un plano perpendicular al alambre. La intensidad del campo magnético alrededor de un conductor depende de la corriente que pasa por éste. Una corriente grande producirá muchas líneas de fuerza que se extenderán hasta cierta distancia del alambre, mientras que una corriente pequeña producirá sólo unas cuantas líneas cerca del alambre

El electromagnetismo es la rama de la física que estudia las relaciones entre los fenómenos eléctricos y magnéticos, es decir, las interacciones entre las partículas cargadas y los campos eléctricos y magnéticos. En 1821 los fundamentos del electromagnetismo fueron dados a conocer con el trabajo científico del británico Michael Faraday, lo que dio origen a esta disciplina. En 1865 el escocés James Clerk Maxwell formuló las cuatro “ecuaciones de Maxwell” que describen por completo los fenómenos electromagnéticos.

Los fenómenos electromagnéticos tienen aplicaciones muy importantes en disciplinas como la ingeniería, la electrónica, la salud, la aeronáutica o la construcción civil, entre otros.

Se presentan en la vida diaria, casi sin darnos cuenta, en las brújulas, los parlantes, los timbres, las tarjetas magnéticas, los discos rígidos.

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Las principales aplicaciones del electromagnetismo se emplean en:  La electricidad.  El magnetismo.  La conductividad eléctrica y superconductividad.  Los rayos gamma y los rayos X.

https://prnt.sc/rydJ_qeuBbYM

1.4. Unidades Magnéticas Ampere-Vueltas NI Según Milton Gussow: La intensidad del campo magnético en una bobina de alambre arrollado depende de la cantidad de corriente, más intenso será el campo magnético. De igual manera, cuantas más vueltas haya, más concentradas serán las líneas de fuerza. El producto de la corriente por el numero de vueltas de la bobina, que se expresa en amperevueltas (At), se conoce como fuerza magnetomotriz (fmm).

Intensidad del campo magnético H Si una bobina con un numero fijo de ampere-vueltas se estira al doble de su longitud original, la intensidad del campo magnético (es decir, la concentración de las líneas de fuerza) se reducirá a la mitad del valor original. Por lo tanto, la intensidad del campo depende de la longitud de la bobina. Expresado en forma de ecuación,

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1.5. Curva de Magnetización BH Según Milton Gussow: Estas curvas se obtienes debido a que la permeabilidad de los materiales ferromagnéticos no es constante, entonces, para ilustrar el comportamiento de la permeabilidad de un material ferromagnético se aplica una corriente continua al núcleo. Esta dependencia de la historia precedente del flujo y la falla resultante para volver sobre el trazo de la trayectoria del flujo se llama histéresis. La trayectoria bcdeb trazada en la figura 1, mientras la corriente aplicada cambia, se llama curva de histéresis. La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno.

Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias. Ciclo de histéresis Cuando a un material ferromagnético se le aplica un campo magnético creciente Bap su imantación crece desde O hasta la saturación Ms, ya que todos los dominios magnéticos están alineados.

Así se obtiene la curva de primera imantación. Posteriormente si Bap se hace decrecer gradualmente hasta anularlo, la imantación no decrece del mismo modo, ya que la reorientación de los dominios no es completamente reversible, quedando una imantación remanente MR el material se ha convertido en un imán permanente. Si invertimos Bap, conseguiremos anular la imantación con un campo magnético coercitivo Bc. El resto del ciclo se consigue aumentando de nuevo el campo magnético aplicado Este efecto de no reversibilidad se denomina ciclo de histéresis. El área incluida en la curva de histéresis es proporcional a la energía disipada en forma de calor en el proceso irreversible de imantación La curva de magnetización de un material ferromagnético es aquella que representa el magnetismo como función de la fuerza magnetízate.

https://bit.ly/3LvycyJ

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Interpretación de la pendiente de la curva de magnetización Las tres curvas de magnetización anteriores son proporcionales (B – H; f -F: I-i) y sus pendientes tienen la siguiente interpretación.  Curva de magnetización I v/s i: La pendiente de esta curva corresponde a la inductancia de la bobina.

L= I/i

 Curva de magnetización B v/s H: La pendiente de esta curva corresponde a la permeabilidad magnética del material m=B/H

 Curva de magnetización f v/s N*i La pendiente de esta curva corresponde a la permanencia magnética del material. r = 1/ (N * i)

https://prnt.sc/y9V1CMNM_IaA

1.6. Circuitos Magnéticos Según Milton Gussow: Un circuito magnético puede compararse con una corriente eléctrica en la que una fem produce un flujo de corriente. Considérese un circuito magnético sencillo. El número de ampere-vueltas NI de la fuerza magnetomotriz produce el flujo magnético

. Por consiguiente, la fmm se compara con la fem o el voltaje y el flujo

se

compara con la corriente. La oposición a la producción de flujo en un material se llama reluctancia, que corresponde a la resistencia eléctrica.

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Reluctancia R El símbolo de la reluctancia es R. La reluctancia es inversamente proporcional a la permeabilidad. El hierro tiene una permeabilidad alta y, por tanto, una reluctancia baja. El aire tiene poca permeabilidad y por ende alta reluctancia.

Las distintas formas de los electroimanes tienen diferentes valores de la reluctancia. El entrehierro es el espacio de aire entre los polos de un electroimán. Como el aire tiene una reluctancia grande, el tamaño del entre hierro afecta al valor de la reluctancia. El circuito magnético tiene los polos muy separados en el aire, por lo cual tiene una reluctancia elevada.

En la reluctancia ha disminuido acercando los polos. El campo entre N y S es más intenso, suponiendo el mismo número de ampere-vueltas en las bobinas. El entrehierro es menor que la reluctancia es menor. hay entrehierro en el núcleo toroidal, así que su reluctancia es extremadamente pequeña. Cuanto más pequeño sea el entrehierro, más intenso será el campo en esa región. Como el aire no es magnético y, por consiguiente, es incapaz de concentrar las líneas magnéticas, un entrehierro más amplio sólo proporcionará más espacio para que las líneas magnéticas se dispersen.

En la cual ➢ R = reluctancia en AT/WB ➢ I = longitud de la bobina en m ➢ M = Permeabilidad del material magnético en (T. m) /At ➢ A = área de la sección transversal de la bobina en m2

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https://prnt.sc/dJHWulVVKzrg

1.7. Inducción Electromagnética Según Milton Gussow: En 1831 Michael Faraday descubrió el principio de la inducción electromagnética, el cual afirma que, si un con ductor "corta" líneas de fuerza o que, si las líneas de fuerza cortan un conductor, se induce una fem o un voltaje entre los extremos del conductor. Considérese un imán con sus líneas de fuerza que se extienden del polo norte al polo sur (Un conductor C, que puede moverse entre los polos del imán, está conectado a un galvanómetro G utilizado para indicar la existencia de una fem.

Cuando el conductor no se mueve, el galvanómetro indica cero fem. Si el alambre conductor se mueve fuera del campo magnético en la posición 1, el galvanómetro seguirá con indicación cero. Cuando el conductor se mueve hacia la izquierda a la posición 2, corta las líneas de fuerza magnéticas y la aguja del galvanómetro se deflactará hacia A.

https://prnt.sc/3kp1IzjMMcg7

Esto indica que en el conductor se indujo una fem al cortarse las líneas de fuerza. En la posición 3, la aguja del galvanómetro regresa a cero porque no se cortan líneas de fuerza.

Inviértase ahora la dirección de movimiento del conductor moviéndolo por las líneas de fuerza

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de regreso a la posición 1. Durante este movimiento, la aguja se desviará hacia B, lo cual indica que se indujo una fem en el alambre, pero en la dirección opuesta. Si el alambre se mantiene estacionario en el centro del campo de fuerza en la posición 2, el galvanó metro indica cero.

Si el conductor se mueve hacia arriba o hacia abajo, paralelo a las líneas de fuerza de manera que no corte ninguna, no se inducirá ninguna fem.

En resumen, a. Cuando un conductor corta líneas de fuerza o las líneas de fuerza cortan un conductor, se induce en el conductor una fem o voltaje. b. Para que se induzca una fem, debe haber movimiento relativo entre el conductor y las líneas de fuerza. c. Al cambiar la dirección en la que se cortan las líneas o el conductor, también cambia la dirección de la fem inducida.

En los generadores eléctricos se aplica este principio de movimiento relativo entre un conductor y el campo magnético. En un generador de CC se distribuyen electroimanes fijos en una cubierta cilíndrica. Sobre un núcleo giran muchos conductores con forma de bobina en el campo magnético, de manera que los conductores corten continuamente las líneas de fuerza. En consecuencia, en cada uno de los conductores de la bobina están en serie, los voltajes inducidos se suman para producir el voltaje de salida del generados.

https://prnt.sc/PQWAKHFJCkYq

1.8. Sistema Internacional de Medidas.

Según Milton Gussow: Unidades del SI del magnetismo Según:

https://indocal.gob.do/areas-tecnicas/metrologia/sistema-internacional-de-medidas-si/

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El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es el sistema de unidades que se usa en todos los países del mundo, a excepción de tres que aún no lo han declarado prioritario o único. Una de las características trascendentales, que constituye el uso del Sistema Internacional, es que sus unidades se basan en fenómenos físicos fundamentales a excepción de la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, definida como «la masa del prototipo internacional del kilogramo», un cilindro de una aleación de platino-iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Francia, aunque hoy en día, científicos del mundo realizan esfuerzos por redefinir esta unidad a partir de una constante física universal.

El Sistema Internacional de Unidades (SI), surgió de la necesidad de unificar y dar coherencia a una gran variedad de subsistemas de unidades que dificultaban el comercio y la transferencia de resultados de mediciones, basados en artificios y medidas originadas de monarcas y faraones definidos sin mayor rigurosidad científica.

En República Dominicana se establece el uso obligatorio del sistema métrico en la derogada Ley N° 3925 de fecha 17 de septiembre del 1954 sobre Pesas y Medidas y se ratifica el uso de Sistema Internacional de unidades de medida en la Ley 166-22 de 2012 que organiza el Sistema Dominicano para la Calidad. La descripción detallada del SI está documentada en la norma NORDOM 100.

A pesar de contar con un marco legal y normativo, las unidades de medidas utilizadas en la República Dominicana es una mezcla resultante de disposiciones legales, las que exige el comercio internacional y especialmente aquellas que se desprenden de la tradición, muchas de ellas como parte de la herencia cultural española.

https://bit.ly/35oDFI7

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Capítulo Il 1. Principios de Corriente Alterna.

Por Billy Chitay La corriente alterna se produce cuando, en un conductor por donde circula una corriente eléctrica, la polaridad de la diferencia de potencial varía. Por tanto, la corriente no fluye en la misma dirección, sino que alterna, fluyendo primero hacia una dirección y luego invirtiéndose.

Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose dentro de un campo magnético (imán), o también moviendo el campo magnético alrededor del conductor, generaba una tensión o diferencial de potencial (d.d.p) entre los extremos del conductor (igual que una batería tiene tensión entre sus dos extremos) y, a su vez, si conectaba una carga creando un circuito, se generaba lo que llamó una corriente inducida.

La corriente alterna, al igual que la corriente continua, tiene una simbología aceptada a nivel internacional, que es una onda sinusoidal dentro de un círculo.} Se suele denominar con las siglas "AC", o corriente AC, que significan "alternating current" en inglés.

https://bit.ly/3wR7egS

1.1. Generación De Un Voltaje Alterno Según Teacher's/Lecturer's Sheet: https://bit.ly/3Dra25r El voltaje alterno se induce mediante una bobina en el campo (alterno) de un imán en movimiento periódico. El diodo tiene la característica de que permite principalmente que la corriente eléctrica pase únicamente en una dirección, además de que también se utiliza para

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rectificar el voltaje alterno inducido. La bobina que está conectada en paralelo a la carga (resistencia) suaviza el voltaje alterno rectificado La corriente alterna se produce cuando, en un conductor por donde circula una corriente eléctrica, la polaridad de la diferencia de potencial varía. Por tanto, la corriente no fluye en la misma dirección, sino que alterna, fluyendo primero hacia una dirección y luego invirtiéndose.

https://bit.ly/36WZ7EA

1.2. Medidas Angulares Según Wikipedia: https://bit.ly/3uG3GeP Se entiende por sistemas de medición angular a la clase de mediciones sobre un arco de circunferencia en un plano. Son un capítulo básico en el estudio de la trigonometría, para comprender estos sistemas se debe saber el concepto de ángulo trigonométrico. En este sistema de medición angular utilizamos el ángulo como posición de vértice en ángulo C. Por ejemplo: el ángulo C es un vértice 0 que se suma a la circunferencia de C+A que llega a un total de C+A= 360º al cuerpo de otros.

https://bit.ly/36XMwRx

1.3. Onda Senoidal Según EcuRed : https://www.ecured.cu/Onda_senoidal Onda senoidal representa el valor de la tensión de la corriente alterna a través de un tiempo continuamente variable, en un par de ejes cartesianos marcados en amplitud y tiempo.

Responde a la corriente de canalización generada en las grandes plantas eléctricas del

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mundo. También responden a la misma forma, todas las corrientes destinadas a generar los campos electromagnéticos de las ondas de radio.

•

Forma de la Onda Senoidal

Es la forma más generalizada y responde a la corriente de canalización generada en las grandes plantas eléctricas del mundo. También responden a la misma forma, todas las corrientes destinadas a generar los campos electromagnéticos de las ondas de radio. La manera más práctica de entender la generación de esta onda es utilizar el “círculo trigonométrico“, o sea, un círculo centrado en un par de ejes cartesianos, con un radio que gira a velocidad constante con sentido contrario a las agujas del reloj, partiendo de la posición horizontal derecha, de manera que el ángulo que forma con la horizontal, partiendo de 0º pasa a 90º cuando está vertical, sigue a 180º cuando llega a horizontal a la izquierda , sigue con 270º cuando está nuevamente vertical pero hacia abajo, y termina en 360º cuando llega a la posición inicial, o sea horizontal a la derecha. El seno trigonométrico de estos ángulos que se va generando a medida que el radio de la circunferencia gira, viene representado por la altura del punto correspondiente al extremo del radio que forma el círculo, referida al eje horizontal. Esa altura comienza en 0 para el comienzo, o sea el ángulo de 0º, para ir aumentando hasta llegar al máximo, que se toma como valor unitario “1“cuando el radio esté vertical, o sea con un ángulo de 90º. El radio sigue girando y la altura comenzará a disminuir, para llegar nuevamente a cero cuando el radio forme el ángulo de 180º, o sea esté nuevamente en posición horizontal.

https://bit.ly/35pVgiV

1.4. Corriente Alterna Según Energía Solar : https://bit.ly/3qOvHj5 La corriente alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica que cambia a lo largo del tiempo. La variación puede ser en intensidad de corriente o en sentido a intervalos regulares.

El voltaje varía entre los valores máximo y mínimo de manera cíclica. El voltaje es positivo la mitad del tiempo y negativo la otra mitad. Esto significa que la mitad del tiempo la corriente circula en un sentido y, la otra mitad en sentido opuesto.

La corriente continua es aquella que mantiene su valor de tensión constante y sin cambio de polaridad.

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En los orígenes industriales del uso de la electricidad en el siglo XIX se utilizó corriente continua. La ventaja de la corriente directa es que se puede almacenar en baterias. Sin embargo, un tiempo más tarde, Nikola Tesla desarrolló la corriente alterna. Este hecho provocó una importante disputa entre Thomas Edison y George Westinghouse para distribuir la electricidad utilizando una tecnología u otra en la llamada guerra de las corrientes.

Ventajas De la Corriente Alterna •

Es posible aumentar o disminuir el voltaje o tensión por medio de transformadores.

•

Facilita el transporte de la electricidad eléctrica con poca pérdida de energía.

•

Es posible convertirla en corriente directa con facilidad.

•

Incrementando su frecuencia electrónicamente se puede transmitir voz, imagen, sonido y órdenes de control a grandes distancias, de forma inalámbrica.

•

Los motores eléctricos y los generadores de este tipo de corriente son más sencillos y fáciles de mantener.

https://bit.ly/388kQKd

1.5. Frecuencia Y Periodo Según Energía Solar: https://bit.ly/3qOvHj5 La frecuencia es la cantidad de ciclos de la onda senoidal que se producen en una unidad de tiempo. La curva senoidal representa la variación de la tensión en una corriente alterna. La frecuencia de la misma corriente es la cantidad de vueltas o ciclos que da el radio del circulo trigonométrico en una unidad de tiempo.

La frecuencia del sistema eléctrico varía según el país y, a veces, dentro de un país. La mayoría de la energía eléctrica se genera a 50 o 60 Hertz. Algunos países tienen una mezcla de suministros de 50 Hz y 60 Hz.

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Una baja frecuencia facilita el diseño de motores eléctricos especialmente los que requieren una gran velocidad de giro. También es beneficioso para motores de tracción de tipo conmutador para aplicaciones como ferrocarriles.

Sin embargo, la baja frecuencia también causa un parpadeo notable en las lámparas de arco y las bombillas incandescentes. El uso de frecuencias más bajas también reduce las pérdidas de impedancia.

https://bit.ly/3iRgeu5

•

Periodo

Según PasiónElectrica : https://bit.ly/3tSJfvL Es el tiempo que tarda la señal en hacer un ciclo completo (semiciclo positivo + semiciclo negativo), se mide en segundos y puede ser medido desde cualquier punto, de pico positivo a pico positivo, de pico negativo a pico negativo o en los pasos por cero da igual el caso es tener la señal dibujada completa se representa con una T mayúscula.

https://bit.ly/3JY8eDu

1.6. Relaciones De Fase Según hyperphysics : https://bit.ly/3wPW4sJ Cuando los condensadores o las inductancias están instaladas en un circuito de corriente alterna AC, los picos del voltaje y la corriente, no ocurren al mismo tiempo. La fracción de la diferencia de periodo entre esos picos expresada, se dice que es la diferencia de fase.

La diferencia de fase es <= 90 grados.

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Se acostumbra a usar el ángulo por el que el voltaje adelanta a la corriente. Esto nos lleva a una fase positiva para circuitos inductivos, ya que en estos la corriente está retrasada respecto del voltaje. La fase es negativa para los circuitos capacitivos, puesto que la corriente adelanta al voltaje.

https://bit.ly/3JX74br

1.7. Fasores Según dademuch : https://bit.ly/38gGvAb Un fasor es un número complejo que representa la magnitud y la fase de una senoide. Los fasores tienen la forma siguiente:

El método más corto para sumar voltajes y corrientes alternos, es el que utiliza el vector radial en rotación. A este vector radial se le llama fasor en ingeniería eléctrica, y tiene magnitud constante con un extremo fijo en el origen.

Los circuitos de voltaje y corriente alternan son excitados por fuentes senoidales. Una senoide es una señal que tiene la forma de la función seno o coseno. La senoide representa la forma más frecuente en la naturaleza, de allí su importancia.

Para ver un fasor en operación, supongamos que queremos sumar dos voltajes que varían en el tiempo, V1(t) y V2(t), los cuáles están representados matemáticamente por las siguientes expresiones:

La ventaja que ofrece el

uso de fasores es que la

operación anterior la podemos

realizar como suma de

vectores, como se muestra a continuación.

Para poder graficar estas señales debemos tomar una “fotografía instantánea” en algún momento específico. Supongamos que ese momento es el tiempo t=0 s. En ese instante, ambas

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señales cruzan el eje vertical. Las magnitudes de ambas señales son V1(0) =2 V, mientras que V2(0)=0 V. La curva de cada uno de los voltajes, así como la curva de su suma, pueden ser representadas mediante tres fasores detenidos en el instante t=0 segundos, en un diagrama denominado diagrama fasorial.

Cuando estudiemos las relaciones fasoriales de los elementos de un circuito eléctrico, veremos que la corriente que atraviesa una impedancia inductiva se atrasa con respecto al voltaje en los extremos de la impedancia. En el caso de una impedancia capacitiva, la corriente se adelanta al voltaje sobre la impedancia. Y en el caso de una impedancia puramente resistiva, la corriente y el voltaje están en fase. Esto explica los signos de los ángulos de fase de las corrientes en nuestro ejercicio considerando que el voltaje v(t) es el voltaje de referencia. En notación polar:

https://bit.ly/3JT6H1r

1.8. Valores Característicos Del Voltaje Y La Corriente Según Ingeniería y Ciencia : https://bit.ly/3wLgL9g Al representar en un gráfico la tensión que aparece en un alternador en función del tiempo o del ángulo de giro, aparece una curva que se conoce como senoide. Esto es así, porque la tensión queda en función del seno del ángulo α de giro. Para estudiar todos los valores que se dan en una tensión senoidal vamos a tomar como ejemplo una C.A. como la que disponemos en nuestras viviendas, de 230 V y de frecuencia 50 ciclos por segundo.

Valor máximo de la tensión. La tensión senoidal alcanza diferentes valores según la posición relativa de los conductores respecto al campo magnético. Varía a cada instante, de tal forma que por cada ciclo es dos veces nula y dos veces máxima (pero de sentido opuesto + V Máx y -Vmax). Se conoce como valor máximo al mayor de todos ellos y que en el gráfico se da en las crestas de la senoide. En nuestro ejemplo este valor es de 325 V. Tensión eficaz. Dado que la tensión cambia constantemente (en nuestro ejemplo desde 0 V a 325 V) se hace necesario determinar un valor intermedio que represente a la tensión para realizar los cálculos y medidas, nos referimos a la tensión eficaz. En nuestro ejemplo, la tensión eficaz es 230 V y es el que mide un voltímetro de C.A. La tensión eficaz también se puede definir

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como aquél que en las mismas condiciones produce los mismos efectos caloríficos en una resistencia eléctrica que una tensión continua del mismo valor.

Para una C.A. senoidal, se puede demostrar que la tensión eficaz es 2 más pequeña que la tensión máxima(abajo) y la Intensidad eficaz. Al igual que ocurre con la tensión, la intensidad de la corriente también varía según una función senoidal, siendo dos veces nula y dos veces máxima por cada ciclo del alternador.

El conocimiento de los valores máximos que alcanza la tensión de una C.A. es muy importante, ya que es necesario seleccionar los aislantes adecuados para aparatos y conductores

eléctricos

que

sean

capaces

de

soportar

dichos

valores

máximos.

Valor medio del ciclo completo. Si realizamos la media de todos los valores en un ciclo completo, dado que la mitad son positivos y los otros negativos, obtendremos un resultado de cero. Es por eso que, como un aparato de C.C. mide exclusivamente el valor medio, al realizar una medida con un voltímetro o amperímetro de C.C. en un sistema de C.A. obtendremos una medida de cero.

https://bit.ly/3wRgxxt

1.9. Resistencia En Los Circuitos De Corriente Alterna Según Sourcetronic Y Electronica Lugo: https://bit.ly/38jHLTf y https://bit.ly/373jq32 Con una resistencia óhmica pura R en el circuito de corriente alterna, la corriente y el voltaje están en la misma fase. Así que no hay un cambio de fase aquí. Además, el valor de la resistencia no está influenciado por la altura de la frecuencia. Por el contrario, las resistencias inductivas o capacitivas en el circuito de CA causan cambios de fase entre la corriente y el voltaje. Se crea una resistencia compleja de corriente alterna Z, que se descompone en un componente óhmico R (resistencia activa) y un componente imaginario X (reactancia). Puede determinar la resistencia de CA con un medidor de LCR. Fórmula para calcular la resistencia CA Z=R+iX Z = R + iX = R + iωL + 1/iωC Frecuencia del arco ω = 2 × π × f

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El valor de resistencia de la resistencia en los circuitos de CA y CC es el mismo independientemente de la frecuencia de la Voltaje de suministro de CA El cambio en la dirección de la corriente en el suministro de CA no afecta el comportamiento de las resistencias. Entonces, la corriente en la resistencia subirá y bajará según la tensión a medida que sube y baja.

La tensión y la corriente en el circuito resistivo de CA alcanzan el máximo, luego caen a cero y alcanzan el mínimo al mismo tiempo. Se dice que están «en fase» ya que suben y bajan exactamente al mismo tiempo.

Los valores instantáneos de las corrientes y los voltajes están «en fase» a lo largo del eje x de la curva. Suben y bajan al mismo tiempo y alcanzan sus valores máximo y mínimo exactamente al mismo tiempo. Esto implica que su ángulo de fase es θ = 00. A continuación, se muestra el diagrama vectorial que representa este ángulo de fase junto con una comparación de valores máximos y mínimos de voltaje y corriente.

Los valores instantáneos de corriente y voltaje en un circuito resistivo de CA pueden utilizarse para dar la resistencia en su forma óhmica mediante el uso de Ley de Ohm. En un circuito de CA de serie resistiva pura, el voltaje total del circuito es igual a la suma de voltajes de las resistencias individuales porque todos los voltajes individuales están en fase en el circuito resistivo puro. De la misma manera, la corriente total en un AC resistivo puro circuito es la suma de las corrientes de derivación individuales de todas las ramas resistivas paralelas. Para calcular la potencia en un circuito de CA, el factor de potencia juega un papel importante. El factor de potencia se define como el coseno del ángulo de fase entre la corriente y el voltaje. El ángulo de fase se denota con el símbolo φ.

Si P es la potencia real en un circuito medido en vatios y S es la potencia aparente del circuito medida en voltios amperios, la relación entre potencia real y aparente la potencia viene dada por P = S Cos φ.

En el caso de circuitos de CA resistivos puros, el ángulo de fase entre la corriente y el voltaje es 00. Por lo tanto, φ = 00. Por lo tanto, el factor de potencia Cos φ es Cos 00 = 1.

Por lo tanto, la potencia real es igual a la potencia aparente que es el producto de la tensión y la corriente. En los circuitos de CA resistivos puros, la energía en cualquier momento del circuito puede averiguarse calculando el producto de voltaje y corriente en ese instante.

En el caso de los circuitos de CA resistivos puros, la energía consumida por el circuito es simplemente el producto de la tensión y la corriente, ya que no existe un ángulo de fase entre la corriente y el voltaje.

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•

Potencia La forma de onda de potencia consiste en una serie de pulsos positivos. Esto es porque

cuando tanto el voltaje como la corriente son positivos en el primer medio ciclo, su producto que es la potencia también es positivo. Y cuando tanto el voltaje como la corriente son negativos en el segundo medio ciclo, su poder productivo es nuevamente positivo (-V x-I = + P). Por lo tanto, el valor de la potencia siempre es mayor o igual que cero.

A partir de la forma de onda anterior, está claro que la potencia aumenta a medida que el voltaje y la corriente aumentan y alcanzan su máximo cuando alcanzan el voltaje y la corriente. su máximo Luego cae a cero a medida que el voltaje y la corriente caen a cero.

Cuando la polaridad de la tensión y la corriente cambia, el valor de la potencia aumenta una vez más y alcanza un máximo a medida que el voltaje y la corriente alcanzan su pico negativo.

Cuando la tensión y la corriente caen a cero, el valor de la potencia cae a cero.

En el caso de un circuito resistivo puro con una fuente de alimentación AC RMS, la potencia disipada es la misma que en el caso de una resistencia conectada a la fuente de alimentación de CC.

https://bit.ly/3iQhsWx

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Capítulo Ill 1. inductancia y Capacitancia Por Eliud Mejía Según Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes: https://bit.ly/3Dq1v2J Tanto el inductor, como el capacitor, que se analiza más adelante, son elementos pasivos capaces de almacenar y entregar cantidades finitas de energía. A diferencia de una fuente ideal, estos elementos no pueden suministrar una cantidad ilimitada de energía o una potencia promedio finita en un intervalo de tiempo de duración infinita.

1.1. Introducción Ahora vamos a estudiar dos elementos para los cuales las relaciones lineales no se dan entre voltaje y corriente sino entre una de estas variables y la derivada de la otra. Esto va a producir ecuaciones diferenciales que serán igualmente lineales. Estos elementos son la capacitancia y la inductancia. Aunque capacitancia e inductancia son elementos pasivos tienen la propiedad de almacenar energía, y por tanto se dice que pueden tener condiciones iniciales para las variables de voltaje y corriente, esto en función de la energía que tengan almacenada. La capacitancia almacena la energía en un campo eléctrico mientras que la inductancia almacena la energía en un campo magnético.

https://bit.ly/3NEr5WK

1.2. Características de las Bobinas Según: https://www.tiposde.com/bobinas.html Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor

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sobre un núcleo de material ferromagnético o al aire. Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos mH y mH. Se caracterizan por: •

Permeabilidad magnética (m).- Es una característica que tiene gran influencia sobre el núcleo de las bobinas respecto del valor de la inductancia de las mismas.

Los materiales ferromagnéticos son muy sensibles a los campos magnéticos y producen unos valores altos de inductancia, sin embargo otros materiales presentan menos sensibilidad a los campos magnéticos. El factor que determina la mayor o menor sensibilidad a esos campos magnéticos se llama permeabilidad magnética. Cuando este factor es grande el valor de la inductancia también lo es.

•

2. Factor de calidad (Q).- Relaciona la inductancia con el valor óhmico del hilo de la bobina. La bobina será buena si la inductancia es mayor que el valor óhmico debido al hilo de la misma.

https://bit.ly/3wRwe7x

1.3. Reactancia Inductiva Según:

http://www.inet.edu.ar/wp-content/uploads/2020/07/ELECTRONICA_Gu--a05-

Inductancia.pdf

La relación ente las amplitudes de la tensión y la corriente en un inductor se denomina Reactancia Inductiva y es:

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Podemos ver, a partir de la Ley de Ohm, que la unidad de la reactancia inductiva es el Ohm (Ω) ya que es una relación entre tensión y corriente. Esta cantidad de ohm que representa la reactancia inductiva es diferente a la cantidad de ohm de la resistencia porque aquí depende de la frecuencia. Además, en una resistencia la tensión y la corriente están en fase, mientras que en un inductor la corriente atrasa 90° a la tensión. Por eso, al módulo de XL debemos anteponerle j para indicar que está en el eje imaginario positivo del plano complejo.

Se produce: Al aplicar una tensión(V) al inductor, en este se inducirá una corriente a través del propio inductor. Pero esta corriente no es provocada instantáneamente; sino que va creciendo rápidamente a una velocidad definida por los valores autoinducidos del mismo inductor. Pero esta corriente inducida estará limitada; por las propiedades resistivas presentes en el devanado de la bobina del inductor. Aquí también se aplica la Ley de Ohm. Cuando tenemos un inductor conectado al circuito de AC(corriente alterna), el flujo de la corriente se comportara de manera muy diferente.

https://bit.ly/3uJv23s Por el suministro sinusoidal se produce una diferencia de fase entre el voltaje y la forma de onda de la corriente. Cuando se usa fuente AC para la bobina del inductor, además de la inductancia de la bobina, la corriente también debe oponerse a la frecuencia en forma de onda de la AC. Esta resistencia opuesta generada por la corriente en el inductor mientras está conectado en un circuito de AC se denomina resistencia inductiva.

1.4. Inductores en Serie y Paralelo Circuitos en Serie Igual que en las resistencias y al revés que en los capacitores, la inductancia equivalente es la inversa de la suma de las inversas de las inductancias.

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https://bit.ly/3Dq1v2J La Figura “a” muestra dos Inductancias conectadas en serie. En este caso las relaciones entre voltaje y corriente en la fuente de voltaje serán similares a la de una sola inductancia equivalente como se muestra en la El circuito equivalente se muestra en la Figura “b”. Para encontrar la inductancia equivalente Leq usamos el hecho de que las corrientes en las dos inductancias y en la fuente son la misma, por estar en serie, además calculamos KVL para la figura a:

Esto significa que la inductancia total de la conexión en serie es la suma de las inductancias individuales de todos los inductores. La ecuación anterior es verdadera cuando no hay efecto de inductancia mutua entre las bobinas en esta configuración de serie.

La inductancia mutua de los inductores hará un cambio en el valor de la inductancia total en la combinación en serie de inductores. Supongamos que hay dos inductores conectados en serie con la fuente de tensión alterna que puede generar una corriente variable en el circuito como se muestra en la figura anterior. Si no hay inductancia mutua en el circuito, entonces la inductancia total se da como

Es importante recordar que la inductancia total es siempre mayor que el inductor más grande en la serie de inductores en serie.

Circuitos en Paralelo Según: https://electronicalugo.com/inductores-en-paralelo/ Se dice que los inductores están conectados en paralelo cuando dos terminales de un inductor respectivamente están conectados a cada terminal de otros inductores o inductor.

De forma similar a la conexión en paralelo de resistencias, la inductancia total en conexión

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paralela de inductores es algo menor que la inductancia más pequeña de un inductor en esa conexión.

https://bit.ly/3JTW9PW Cuando los inductores están conectados en paralelo, el flujo de corriente a través de cada inductor no es exactamente igual a la corriente total, pero la suma de cada corriente individual a través de inductores paralelos da la corriente total (ya que se divide entre inductores paralelos). Si el flujo de corriente a través de cada inductor es menor que la corriente total, el campo magnético generado por cada inductor también es menor que el del campo generado por la corriente total a través de él.

En caso de resistencias en paralelo, la mayor parte de la corriente fluye a través de stor ya que ofrece la menor oposición al flujo de corriente que la resistencia más grande. Del mismo modo, si los inductores están conectados en paralelo, la corriente elige menos camino de oposición del inductor cuando la corriente en ese circuito disminuye o aumenta mientras inductor se opone individualmente a ese cambio (aumento o disminución de la corriente).

https://bit.ly/3qOMthQ Igual que en las resistencias y al revés que en los capacitores, la inductancia equivalente es la inversa de la suma de las inversas de las inductancias. La inductancia equivalente total para tres inductores en paralelo es:

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1.5. Características de las Bobinas Según profe Tolocka: https://bit.ly/3iRuFi0 El circuito que contiene solo la inductancia (L) y no otras cantidades como la resistencia y la capacitancia en el circuito se denomina Circuito inductivo puro. El inductor es un tipo de bobina que se reserva.Energía eléctrica en el campo magnético cuando la corriente fluye a través de él. El inductor está hecho de alambre que se enrolla en forma de bobina. Cuando el flujo de corriente a través del inductor cambia, entonces el campo magnético variable en el tiempo causa un EMF que obstruye el flujo de corriente. La inductancia se mide en Henry. La oposición al flujo de corriente se conoce como reactancia inductiva.

https://bit.ly/388Wyjf La inductancia tiene una característica muy particular originada en el comportamiento del campo magnético que genera: siempre se opone a las variaciones de la corriente que la atraviesa. Cuando conectamos una inductancia a una fuente de tensión alterna, esta característica hace que la corriente no varíe junto con la tensión sino que vaya retrasada respecto de la misma.

https://bit.ly/3iRuFi0 Empleando la representación fasorial, la tensión y corriente corresponderían a dos fasores que forman 90 grados entre sí, que al girar producen las ondas senoidales desfasadas.

Como se puede ver, la corriente está atrasada con respecto a la tensión.

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https://bit.ly/3iRuFi0

1.6. Q de una Bobina Según: https://bit.ly/3DnVlAe El factor Q se define como la frecuencia de resonancia (f0) dividida por el ancho de banda (f2-f1):

En una bobina real se tiene en cuenta la resistencia del cable; un valor alto de Q significa una resistencia pequeña y por tanto un comportamiento más parecido a la bobina ideal.

Determinación del Q mediante la curva de resonancia.

https://bit.ly/3DnVlAe El Q es el cociente entre la reactancia (XL) y la resistencia (R) del inductor, suponiendo que ambas se presentan en serie. La reactancia y el Q depende de la frecuencia, en general aumenta linealmente con la misma y en bajas frecuencias tiende a ser muy bajo.

Para una dada frecuencia, Depende fundamentalmente de su geometría y: •

El Q es directamente proporcional al diámetro de la bobina.

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•

El Q de una bobina es mayor a medida que se eleva la frecuencia.

1.7. Potencia en los Circuitos RL Según: https://bit.ly/370L9kY En un circuito con una resistencia y una bobina en serie existe un consumo de energía eléctrica que se transforma en calor debido a la resistencia R. Por otro lado, en la bobina, existen cargas y descargas constantes de energía en forma de campo magnético, que dan lugar a que en el mismo circuito coexistan diferentes tipos de potencias. Vamos a ver cómo calcular cada una de estas potencias.

Potencia Activa: Este tipo de potencia es la que se transforma en calor en la resistencia.

Es la única potencia que se consume en el circuito y por tanto es la que debe aportar el generador. Es la que miden los vatímetros.

Se representa con la letra P y se mide en vatios (W). Se puede calcular multiplicando el valor de la resistencia por la intensidad al cuadrado:

Por la ley de Ohm, la resistencia es igual a la tensión entre sus bornes dividida entre la intensidad:

Si sustituimos esta expresión de la resistencia en la fórmula de la potencia, nos queda que la potencia activa es igual a la tensión de la resistencia por la intensidad:

Potencia Reactiva: Es la potencia con la que se carga y se descarga constantemente la bobina. No se consume, únicamente se intercambia entre el generador y la bobina. Se representa con la letra Q y el subíndice L y se mide en volti-amperios-reactivos (VAR). Se puede calcular mediante la siguiente fórmula, en la que se multiplica la reactancia inductiva por la intensidad al cuadrado:

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Por la ley de Ohm, la reactancia inductiva es igual a la tensión entre sus bornes dividida entre la intensidad:

Sustituyendo esta expresión la reactancia inductiva en la fórmula de la potencia, nos queda que podemos calcular la potencia reactiva multiplicando la tensión en la bobina por la intensidad.

Potencia Aparente: La potencia aparente es la potencia total que transportan los conductores que alimentan el circuito. Dado que en un circuito RL existe potencia activa y reactiva, por los conductores que alimentan dicho circuito se transportan ambas potencias.

La potencia activa se obtiene sumando vectorialmente la potencia activa y la potencia aparente (como veremos más abajo en el triángulo de potencias). Se representa por la letra S y se mide en volti-amperios (VA). Se calcula multiplicando la impedancia total del circuito por la intensidad al cuadrado:

Como la impedancia total es igual a la tensión total entre la intensidad, según la ley de Ohm:

Sustituyendo Z por esta expresión en la fórmula de la potencia, nos queda que la potencia aparente es igual a la tensión total por la intensidad:

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1.8. Capacitor Según: https://bit.ly/3ISKXSf Un capacitor o también conocido como condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía a través de campos eléctricos (uno positivo y uno negativo). Este se clasifica dentro de los componentes pasivos ya que no tiene la capacidad de amplificar o cortar el flujo eléctrico.

https://bit.ly/3ISKXSf Los capacitores se utilizan principalmente como filtros de corriente continua, ya que evitan cambios bruscos y ruidos en las señales debido a su funcionamiento.

Partes: Este dispositivo en cuanto a construcción es demasiado sencillo en comparación con otros componentes, ya que solo consta de tres partes esenciales.

•

Placas metálicas: Estas placas se encargan de almacenar las cargas eléctricas.

•

Dialéctico o aislante: Sirve para evitar el contacto entre las dos placas.

•

Carcasa de plástico: Cubre las partes internas del capacitor.

https://bit.ly/3ISKXSf Los capacitores pueden eliminar ondas o rizos en la frecuencia de la corriente eléctrica.

Si en un circuito con corriente de voltaje continuo DC hay rizos u ondas un capacitor grande puede absorber los picos y llenar los valles, nivelando el voltaje.

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1.9. Capacitancia Según: https://bit.ly/3NCA8aD La capacitancia es un elemento pasivo de dos terminales que almacena cargas eléctricas entre un par de placas separadas por un dieléctrico creando una diferencia de potencial entre las dos placas. Esa diferencia de potencial creada por la acumulación de las cargas tiene una relación directa con la energía almacenada por la capacitancia. La siguiente figura muestra el símbolo utilizado para representar este elemento y la relación entre voltaje y corriente de acuerdo a la convención pasiva.

https://bit.ly/3NCA8aD Experimentalmente se encontró que la corriente instantánea en la capacitancia es directamente proporcional a la variación del voltaje en el tiempo. La constante de proporcionalidad de esta relación se conoce como la Capacitancia C, y tiene unidades de Faradios F:

La ecuación anterior nos muestra una relación lineal entre la corriente y la derivada del voltaje, tal como mencionamos en la introducción. El valor de la Capacitancia C de cada elemento depende de varios factores, ya que existen distintos tipos de capacitancias, en formas (cuadradas, redondas, cilíndricas) y materiales dieléctricos (aire, poliéster, cerámica, electrolítico, papel).

La unidad de capacitancia es el coulomb por volt o farad (F). Por tanto, si un capacitor tiene una capacitancia de un farad, una transferencia de carga de un coulomb al capacitor elevará su potencial en un volt.

No se puede aumentar indefinidamente el valor de una tensión a un capacitor. Si aumenta la tensión, aumenta la carga almacenada. Por la distribución de carga en las placas del capacitor, aparece un campo eléctrico en el dieléctrico. El valor límite de la intensidad del campo eléctrico para el cual el material dieléctrico pierde su propiedad aisladora, se llama

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rigidez dieléctrica del material. Este valor límite no debe ser alcanzado, para lo cual es aconsejable que la tensión aplicada al capacitor esté por debajo de la máxima con un margen razonable.

1.10. Tipos de Capacitores Según: https://bit.ly/36FYDTy Capacitores fijos •

Condensadores de Cerámica: Son capacitores en donde las inductancias parásitas y las pérdidas son casi nulas. La constante dieléctrica de estos elementos es muy alta (de 1000 a 10,000 veces la del aire) Algunos tipos de cerámica permiten una alta permitividad y se alcanza altos valores de capacitancia en tamaños pequeños, pero tienen el inconveniente que son muy sensibles a la temperatura y a las variaciones de voltaje.

https://bit.ly/36FYDTy •

Condensadores de Lamina de Plástico: Estos tipos de capacitores son generalmente más grandes que los de lámina metalizada, pero tienen una capacitancia más estable y mejor aislamiento.

https://bit.ly/36FYDTy •

Condensadores de Mica: Capacitores que consisten de hojas de mica y aluminio colocados de manera alternada y protegidos por un plástico moldeado. Son de costo elevado. Tiene baja corriente de fuga (corriente que pierden los condensadores y que hacen que este pierda su carga con el tiempo) y alta estabilidad. Su rango de valores de va de los pF a 0.1 uF.

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•

Condensadores Electrolíticos: Estos capacitores pueden tener capacitancias muy altas a un precio razonablemente bajo. Tienen el inconveniente de que tienen alta corriente de fuga y un voltaje de ruptura bajo. Son polarizados y hay que tener cuidado a hora de conectarlos pues pueden estallar si se conectan con la polaridad invertida. Se utilizan principalmente en fuentes de alimentación.

Capacitores variables •

Capacitores Variables Giratorios: Muy utilizado para la sintonía de aparatos de radio. La idea de estos es variar con la ayuda de un eje (que mueve las placas del capacitor) el área efectiva de las placas que están frente a frente y de esta manera se varía la capacitancia. Estos capacitores se fabrican con dieléctrico de aire, pero para reducir la separación entre las placas y aumentar la constante dieléctrica se utiliza plástico. Esto hace que el tamaño del capacitor sea menor.

•

Capacitores Ajustables: Se utiliza para ajustes finos, en rangos de capacitancias muy pequeños. Normalmente éstos, después de haberse hecho el ajuste, no se vuelven a tocar. Su capacidad puede variar entre 3 y 100 picoFaradios. Hay trimmers de presión, disco, tubular, de placas.

1.11. Capacitores en Serie y Paralelo Según: https://bit.ly/3NCA8aD Capacitores en Serie

https://bit.ly/3NCA8aD Consideremos primero el efecto de varios capacitores conectados a lo largo de una sola rama de un circuito. Este tipo de conexión se llama conexión en serie. Todo el conjunto de capacitores del circuito (a) se comporta como un único capacitor de capacidad equivalente Ce en el circuito (b).

La batería mantiene una tensión V entre la placa positiva C1 y la placa negativa C3. El polo negativo de la batería provee electrones a la placa derecha de C3 mientras que el polo positivo atrae a los electrones de la placa izquierda de C1 que se carga positivamente. La carga no puede pasar entre las placas de los capacitores porque el dieléctrico interrumpe la continuidad del circuito; por lo tanto, toda la carga contenida dentro del rectángulo punteado

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de la figura anterior es carga inducida. Por esta razón, la carga en cada capacitor es idéntica.

Se escribe: Q = Q1 = Q2 = Q3 Puesto que la tensión entre A y B y es una única malla, la tensión de la batería debe ser igual a la suma de las tensiones a través de cada capacitor.

V = V1 + V2 + V3 La capacitancia total para dos capacitores en serie es:

Capacitores en Paralelo Con capacitores en serie, una única carga se encuentra por igual en todos los capacitores y la tensión total es la suma de las tensiones. ¿Qué ocurre si la carga se distribuye entre varias placas de capacitores? Si se conectan dos o más capacitores a la misma tensión, quedan conectados en paralelo. El capacitor Ce en el circuito (b) es equivalente a los tres capacitores del circuito (a).

https://bit.ly/3NCA8aD De la definición de capacitancia, la carga en un capacitor conectado en paralelo es: Q1=C1.V1 Q2=C2.V2 Q3=C3.V3 La carga total Q es igual a la suma de las cargas individuales: Q = Q1 + Q2 + Q3 La capacitancia total para tres capacitores en paralelo es:

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1.12. Capacitancia Según: https://bit.ly/3JUCdw5 La reactancia capacitiva (XC) es la propiedad que tiene un capacitor para reducir la corriente en un circuito de corriente alterna. Al introducir un condensador eléctrico o capacitor en un circuito de corriente alterna, las placas se cargan y la corriente eléctrica disminuye a cero. Por lo tanto, el capacitor se comporta como una resistencia aparente. Pero en virtud de que está conectado a una fem alterna se observa que a medida que la frecuencia de la corriente aumenta, el efecto de resistencia del capacitor disminuye.

Como un capacitor se diferencia de una resistencia pura por su capacidad para almacenar cargas, el efecto que produce de reducir la corriente se le da el nombre de reactancia capacitiva (XC). El valor de ésta en un capacitor varía de manera inversamente proporcional a la frecuencia de la corriente alterna. Su expresión matemática es:

Donde: Xc= reactancia capacitiva, en ohmios f= frecuencia dada en Hz C= capacitancia, expresada en Faradios

1.13. Potencia en los Circuitos RC Según: https://bit.ly/3qPTiQq En un circuito con una resistencia y una bobina en serie existe un consumo de energía eléctrica que se transforma en calor debido a la resistencia R. Por otro lado, en el condensador aparece una potencia reactiva provocada por las cargas y descargas del mismo Vamos a ver cómo calcular cada una de las potencias que se producen en un circuito RC. Potencia Activa: Este tipo de potencia es la que se transforma en calor en la resistencia. Es la única potencia que se consume en el circuito y por tanto es la que debe aportar el generador. Es la que miden los vatímetros.

Se representa con la letra P y se mide en vatios (W). Se puede calcular multiplicando el valor de la resistencia por la intensidad al cuadrado:

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Por la ley de Ohm, la resistencia es igual a la tensión entre sus bornes dividida entre la intensidad:

Si sustituimos esta expresión de la resistencia en la fórmula de la potencia, nos queda que la potencia activa es igual a la tensión de la resistencia por la intensidad:

Potencia Reactiva: Es la potencia con la que se carga y se descarga constantemente el condensador. No se consume, únicamente se intercambia entre el generador y el condensador.

Se representa con la letra Q y el subíndice C y se mide en volti-amperios-reactivos (VAR).

Se puede calcular mediante la siguiente fórmula, en la que se multiplica la reactancia capacitiva por la intensidad al cuadrado:

Por la ley de Ohm, la reactancia capacitiva es igual a la tensión entre sus bornes dividida entre la intensidad:

Sustituyendo esta expresión la reactancia capacitiva en la fórmula de la potencia, nos queda que podemos calcular la potencia reactiva multiplicando la tensión en el condensador por la intensidad:

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Potencia Aparente: La potencia aparente es la potencia total que transportan los conductores que alimentan el circuito. Como en un circuito RC existe potencia activa y reactiva, por los conductores que alimentan dicho circuito se transportan ambas potencias. La potencia activa se obtiene sumando vectorialmente la potencia activa y la potencia aparente (como veremos más abajo en el triángulo de potencias).

Se representa por la letra S y se mide en volti-amperios (VA). Se calcula multiplicando la impedancia total del circuito por la intensidad al cuadrado:

Como la impedancia total es igual a la tensión total entre la intensidad, según la ley de Ohm:

Sustituyendo Z por esta expresión en la fórmula de la potencia, nos queda que la potencia aparente es igual a la tensión total por la intensidad:

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Capítulo IV 1. Circuitos Monofásicos Por Melvin Meléndez Según

elementos

de:

https://inducom-ec.com/cuales-son-las-diferencias-entre-un-

sistema-trifasico-y-uno-monofasico/ Los circuitos monofásicos que consisten en una sola fase, generalmente a 220 V, y tienen 2 conductores: uno para el neutro y otro para la fase. Este es el sistema más común en nuestro uso cotidiano y se utiliza principalmente para usuarios finales. Por lo general, de hecho, el paso de la corriente trifásica a la corriente monofásica se realiza en las cabinas eléctricas, donde la electricidad sale con una sola fase y alimenta el panel eléctrico de la casa.

1.1. Circuito General Rlc Según elementos de: https://bit.ly/3NC3w0n Los circuitos RLC son generalmente utilizados para realizar filtros de frecuencias, o de transformadores

de

impedancia.

Estos

circuitos

pueden

entonces

comportar

múltiples inductores y condensadores.

En electrodinámica, un circuito RLC es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica, una bobina y un capacitor. Existen dos tipos de circuitos RLC, en serie o en paralelo, según la interconexión de los tres tipos de componentes. El comportamiento de un circuito RLC se describe generalmente por una ecuación diferencial de segundo orden (en donde los circuitos RC o RL se comportan como circuitos de primer orden).

https://bit.ly/3NC3w0n

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1.2. Rlc En Serie Según elementos de: https://bit.ly/3tVFR3u Un circuito en serie RLC es aquel que tiene conectados en serie una resistencia, una bobina con una reactancia inductiva y un condensador con una reactancia capacitiva a una fuente de tensión.

La corriente I que se forma en el circuito es la misma para los tres receptores, ya que están conectados en serie, cuyo valor depende de la combinación de la resistencia, la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva.

1.3. Rlc En Paralelo Según elementos de: https://bit.ly/3tVFR3u Un circuito en paralelo RLC es un circuito en el que están conectados en paralelo una resistencia, una bobina y un condensador a una fuente de tensión.

En este tipo de circuitos, la tensión en bornes de la resistencia, en bornes de la bobina y en bornes del condensador es la misma y las tres tensiones son iguales a la tensión del generador.

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1.4. Rama Rl y Rc En Paralelo Según elementos de: https://bit.ly/3iVpGwJ y https://unicrom.com/circuito-rc-paraleloen-ac/

•

Rama Rl: Cuando tanto el resistor como el inductor están conectados en paralelo entre sí y se alimentan a través de una fuente de voltaje, se conoce como circuito RL paralelo. Los voltajes de entrada y salida del circuito son Ve y Vs. Una vez que el resistor y el inductor están conectados en paralelo, Ve es equivalente a Vs. Sin embargo, el flujo de corriente dentro de estos componentes no es el mismo.

https://bit.ly/3iVpGwJ •

Rama Rc: En un circuito RC paralelo en AC, el valor del voltaje es el mismo en el condensador y en la resistencia. La corriente (corriente alterna) que la fuente entrega al circuito se divide entre la resistencia y el condensador. (It = Ir + Ic).

https://unicrom.com/wp-content/uploads/circuito-rc-paralelo-1.png

1.5. Potencia y Factor De Potencia Según elementos de: https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica) •

Potencia: Es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

•

Factor De Potencia: Es una medida de la eficiencia o rendimiento de nuestro sistema eléctrico. Este indicador mide el aprovechamiento de la energía (la cantidad requerida para transformar en trabajo). Como bien sabemos, los receptores eléctricos convierten la energía eléctrica en algún otro tipo de energía como la mecánica, luminosa, calorífica, etc. El detalle es que estos receptores no logran transformar toda la energía demandada en energía útil.

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https://unicrom.com/wp-content/uploads/factor-potencia.png

Consecuencias De Un Bajo Factor de Potencia Las consecuencias de operar con un bajo factor de potencia (hay que mantenerlo en un mínimo de 0.95) pueden afectar la producción y la eficiencia del sistema de forma considerable, sin mencionar que pueden llegar a ser muy costosas: •

Sobrecalentamiento de los conductores

•

Sobrecarga en líneas de distribución

•

Reducción de vida útil en los equipos

•

Caídas de tensión

•

Aumento en la factura de consumo eléctrico

https://bit.ly/3wPE6qk

1.6. Alternadores Conexiones De Generadores En paralelo Según

elementos

de:

https://todosloshechos.es/por-que-la-utilizacion-de-los-

alternadores-en-paralelo Los operan en paralelo permite que sea posible separar uno o más de ellos para cortes de potencia y mantenimientos preventivos. Para lograr esto se deben cumplir las siguientes condiciones de puesta en paralelo: Deben de ser iguales los voltajes de línea rms. Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fase.

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Que beneficios trae conectar en paralelo los generadores síncronos Varios generadores pueden alimentar ms carga que uno solo. 2. Teniendo varios generadores se aumenta la confiabilidad del sistema de potencia, puesto que, si alguno de ellos falla, no se suspende totalmente la potencia a la carga.

Qué son los generadores en paralelo La conexión en paralelo de dos o más generadores implica una serie de operaciones complejas que permiten sincronizar la máquina, veamos a continuación que comprobaciones conviene realizar antes de sincronizar los grupos electrógenos y los diferentes métodos que existen para hacerlo.

https://www.monografias.com/trabajos87/paralelo-generadores/image001.png

1.7. Características Nominales Según elementos de: https://bit.ly/3qRO5HQ La tensión nominal de un aparato eléctrico es la tensión que no debe superar en funcionamiento normal. El adjetivo nominal se debe a que esa tensión suele servir para caracterizar el aparato.

El valor nominal indica el valor teórico o ideal de cualquier cosa que pueda ser cuantificable. No es el valor real. El valor real se obtiene en una medición.

Al tratarse de un valor nominal implica que la tensión puede variar por distintas circunstancias.

Dependiendo del tipo sistema eléctrico la tensión nominal se puede dar en: •

Corriente alterna. La corriente que circula por las redes eléctricas de alta tensión está en corriente alterna.

•

Corriente continua. La mayoría de los pequeños electrodomésticos utilizan motores de corriente contínua.

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https://lafisicayquimica.com/wp-content/uploads/2020/05/electricopotencia-ypotencia-nominal.jpg

1.8. Perdidas y Eficiencia Según elementos de: https://bit.ly/3K0QtDQ y https://bit.ly/3LufkA3 Las pérdidas de energía Equivalen a la diferencia entre la energía comprada y la energía vendida y pueden clasificarse como perdidas no técnicas o comerciales y pérdidas técnicas.

Se entiende por eficiencia, la reducción de las potencias y energías demandadas al sistema eléctrico sin que afecte a las actividades normales realizadas en edificios, industrias o cualquier proceso de transformación.

Además, una instalación eléctricamente eficiente permite su optimización técnica y económica. Es decir, la reducción de sus costes técnicos y económicos de explotación.

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Circuitos Automáticos y de potencia .dd d

Quinto Grado

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Capítulo I 1. Principios básicos de mando electromagnéticos Por: Vanessa Casuy Los contactores revolucionaron el mundo de la automatización eléctrica. Un contactor es fundamentalmente un interruptor electromagnético, es decir accionado por un electroimán, lo cual permite o interrumpe automáticamente el flujo de la corriente.

Los contactores se emplean normalmente para conmutar tensiones bajas y medias de corriente, desde unos pocos hasta varios cientos de amperios, trabajando con una amplia gama de tensiones de mando.

Al utilizar contactores proporcionamos un alto nivl de seguridad a las personas, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados, permitiendo controlar y automatizar equipos que manejan procesos realtivamente complejos mediante la ayuda de dispositivos auxiliares y de mando.

https://sites.google.com/site/elictricidadchandias/contactores

1.1 Introducción Dentro del campo de la producción industrial, desde los inicios de la era industrial hasta la actualidad, la automatización ha pasado de ser una herramienta de trabaja deseable a uno herramienta indispensable para competir en el mercado globalizado. Ningún empresario puede omitir la automatización de sus procesos para aumentar la calidad de sus productos, reducir El hombre siempre tuvo la necesidad de construir mecanismos capaces de ejecutar tareas repetitivas y de controlar determinadas operaciones sin la intervención de un operador humano, lo que dio lugar a los llamadas automatismo.

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La automatización es la sustitución de la acción humana por mecanismos movidos por una fuente externa de energía, capaz de realizar ciclos completos de operaciones que se pueden repetir indefinidamente. Si hablamos de automatización eléctrica normalmente se refiere al control (mando y regulación) de las máquinas eléctricas.

Un automatismo eléctrico está formado por un conjunto de aparatos, componentes y elementos eléctricos que nos permiten la conexión, desconexión o regulación de la energía eléctrica procedente de la red eléctrica hacia los receptores como los motores eléctricos, lámparas, etc.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

1.2 Evolución Historica El hombre siempre tuvo la necesidad de construir mecanismos capaces de ejecutar tareas repetitivas y de controlar determinadas operaciones sin la intervención de un operador humano, lo que dio lugar a los llamadas automatismo.

En 1947, los físicos John Bardeen, Walter Brattain y William Shokkley crearon el primer transistor en los laboratorios de Bell. Más tarde, en 1952, Heinrich Grünebaum desarrolló el motor Alquist, convirtiéndose en el padre de los motores controlados y revolucionando los procesos de rebobinado durante toda la década de los años 60.

https://blogempresas.masmovil.es/que-consecuencias-traera-automatizacion-de-procesos-atraves-de-robots/ En 1959 apareció la primera máquina controlada por un ordenador en la VI Edición de la Feria EMO en París. Era el primer controlador Simatic en un torno capstan y su lógica todavía funcionaba por cableado.

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Era la época en la que las corrientes se rectificaban con rectificadores de selenio o de arco de mercurio gigantes emitiendo luz azul. Fue en 1967 cuando AMK sacó a la luz el primer motor de corriente de jaula de ardilla de tres fases que permitía la producción masiva y, ocho años más tarde, AMK innovó haciendo posible que varios motores de tres fases fueran operados con sincronismos angulares.

En 1968 se abrieron paso en la historia los PLC (Controlador Lógico Programable) con el Control Industrial Modular creado por Dick Morley. Así se dio paso a la automatización de procesos electromecánicos de las líneas de montaje. En cuanto a las máquinas, en 1978 AMK inventó la programación CNC (Control Numérico Computarizado) que permitiría su control remoto.

https://www.infoplc.net/plus-plus/tecnologia/item/106209-50-aniversario-plc Transcurrieron nueve años cuando, por casualidad, un cliente encargó un sistema de control Beckhoff con una peculiaridad: que fuera equipado con un disco duro con la finalidad de recoger datos. La solución se hizo integrando un PC en el sistema y a partir de este momento se dieron cuenta de que el PC integrado podía servir para mucho más, lo que provocó una revolución en la automatización industrial.

En 1997 llegó el empuje de integración, la automatización evolucionaba en un control cada vez más descentralizado, con componentes que se comunicaban entre ellos con Ethernet industrial. Además, se comenzó a fabricar virtualmente, se desarrollaban productos digitalmente que se fusionaban con la tecnología de la automatización.

La total revolución llegó en 2004 con el microchip, cuando se implantó la funcionalidad del PLC en esta estructura de pequeñas dimensiones.

https://thelogisticsworld.com/historico/cual-es-la-evolucion-para-la-automatizacionindustrial/

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1.3 Arquitectura y componentes

1.3.1 Parte de mando Esta parte es la encargada de realizar las órdenes que le son programadas por el operario, dejando más tiempo a los trabajadores para enfocarse en otras áreas de la producción. Debe ser capaz de comunicarse con todos los elementos del sistema. Actualmente esta parte suele consistir en un autómata programable, es decir, un sistema tecnológico que funciona sin la necesidad de que un humano lo controle directamente. Anteriormente se utilizaba tecnología cableada (i.e. relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos.

La parte de control o mando se puede implementar de dos formas, mediante: •

Tecnología cableada: el automatismo se realiza a base de uniones físicas (cableado)

•

Lógica neumática

•

Sistemas de relés, PLDs

•

Tecnología programada: el automatismo se realiza mediante la confección de un programa

•

Autómatas (PLCs)

•

Microcontroladores

•

Computadores

https://www.nunsys.com/producto-automatizacion-industrial/

1.3.2 Parte operativa Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores. La parte operativa es la que actúa físicamente sobre la planta. Se compone de: Sensores, como, por ejemplo: •

Detectores de presencia

•

Detectores de posición

•

Cámaras

Potencia, como, por ejemplo: •

Variadores de velocidad

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•

Relés

Actuadores, como, por ejemplo: •

Cilindros y motores neumáticos/hidráulicos

•

Motores eléctricos

•

Bobinas

https://mercadotecniayautomatizacion.wordpress.com/2014/11/04/mercadotecnia-yautomatizacion/

1.3.3 Sistema supervisor Este sistema permite monitorizar y controlar la instalación de forma remota a través de interfaces. Pueden ser paneles de pulsadores y luces, pero normalmente se trata de un sistema SCADA (Simultaneous Control and Data Acquisition) ejecutado en ordenadores centrales.

En la siguiente figura se puede ver un demostrador neumático en el que se identifcan la parte de mando o de control y de operación. En este caso la parte de mando se realiza mediante un módulo de relés, pero en general se utiliza un PLC.

http://isa.uniovi.es/domotica/Temas/T1/T1-Introduccion.htm

1.4 Tipos de control El sistema de control puede ser un sencillo panel con unos cuantos módulos de control o un sistema que dispone de miles de elementos conectados. Los elementos comunes de los sistemas de control son: sensores que miden determinadas variables; puntos de ajuste que reciben esa información para comprobar que es la esperada y elementos de control final, como puede ser una válvula, que aplica un determinado comando de actuación.

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1.4.1 Controladores discretos Están montados en un solo panel normalmente. Cada control tiene un único bucle de actuación. En el panel podemos visualizar el mecanismo de control y actuar manualmente sobre él. Un ejemplo de control discreto es un sensor que mide y emite una señal que acciona una válvula. También puede ser una señal que avisa para que el operario accione un controlador manualmente, normalmente un controlador neumático.

https://www.infoplc.net/plus-plus/tecnologia/item/105891-controladores-industrialespropuesta-analisis

1.4.2 Sistema de control distribuido Se configuran para actuar con diferentes bucles en cascada, los cuales suelen estar conectados a un sistema informático que controla todo el proceso de producción.

Con este tipo de sistemas podemos hacer un control más sofisticado que puede activar alarmas o registrar la información automáticamente, sin necesidad de hacer registros manuales.

En este tipo de sistemas existen uno elementos que actúan como procesadores, que reciben la información del módulo de entrada que están comunicados con los sensores y, tras procesarla, mandan la orden al módulo de salida conectados con los elementos de control final, que son los que ejecutan las órdenes.

https://www.cursosaula21.com/que-es-un-sistema-de-control-distribuido/

1.4.3 Sistema de control SCADA El sistema supervisa, recopila datos, los analiza y genera informes a través de una aplicación informática. Desde un ordenador central o máster controlamos automáticamente y a distancia todo un proceso productivo. Recibimos información y controlamos los instrumentos

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de campo conocidos como autómatas programables y los terminales remotos que se encuentran en la planta de la fábrica.

También podemos reprogramar los procesos y actuar cuando se activan alarmas. Permite un control en remoto de los mecanismos de parada y arranque de máquinas, así como una información en tiempo real de todo el proceso productivo. En el sistema SCADA, el software permite una supervisión del sistema, pero las acciones se realizan de forma automatizada mediante controladores lógicos programables (PLC).

https://www.aveva.com/es-es/solutions/operations/scada/

1.5 Etapas de Automatización Integrar sistemas automatizados en los procesos de fabricación conlleva que toda máquina y robot que ejecuta una tarea sea capaz de realizar estas etapas con éxito.

•

CAPTAR DATOS Y PROCESARLOS

Recoger datos e integrarlos en el proceso es la base de la automatización. Para llevar a cabo esta etapa, los sensores o la visión artificial son herramientas que permiten conocer y procesar datos, como el peso o la posición de un producto, así como la velocidad o presión con la que actúa una máquina.

En concreto, la visión artificial obtiene toda esta información a través de la captación de imágenes que un software se encarga de interpretar y procesar, convirtiendo en datos precisos y medibles.

https://www.edibon.com/es/kit-de-desarrollo-de-software-de-edibon-powered-by-ni-labviewtm

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•

CONVERTIR LOS DATOS EN INFORMACIÓN DE VALOR

Los datos que puede recoger cualquier sistema automatizado son abrumadores, por lo que su mayor aportación a la cadena de producción es el procesamiento que hace de los datos, analizándolos, interpretándolos y emitiendo información concreta, en tiempo real y útil para las decisiones industriales.

En esta etapa el papel protagonista se concentra en los procesadores y softwares que reciben datos, los almacenan y los interpretan acorde a los parámetros predeterminados.

https://ripipsacobots.com/sistemas-de-automatizacion/

•

FACILITAR LA TOMA DE DECISIONES ACORDE A LA INFORMACIÓN OBTENIDA

Esto consiste en que el sistema robotizado está dotado de la suficiente inteligencia artificial para emitir una respuesta o solución acorde a la información que ha recibido y las necesidades que surgen en cada momento y lugar.

De esta manera, un sistema automatizado puede variar o corregir su forma de ejecutar una tarea de forma inmediata, evitando que la tarea que este asignada pueda tener problemas futuros durante el trabajo o antes de ser empleado en marcha. por ejemplo, en la utilidad de la automatización de procesos en la industria del automóvil una de las más complejas y con altos costes- contar con sistemas que automatizan los procesos operativos y de fabricación implica acortar tiempos, emplear mejor los materiales e intervenir cada pieza con la precisión y exactitud necesaria.

https://www.esneca.com/blog/automatizacion-industrial-avances/

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1.6 Definición de circuitos eléctricos de control manual de maquinas o sistemas Los circuitos de control con función manual, apagado y automático, utilizan un interruptor selector de tres posiciones para elegir opciones de control. Ofrecen alternativas de funcionamiento de gran utilidad en actividades de mantenimiento, verificación de calidad del proceso, ajustes de parámetros y conclusión de ciclos automatizados interrumpidos.

Emplean un interruptor selector, con operador giratorio (manija), y bloques de contactos del mismo tipo del de los botones pulsadores.

https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/contido /314_elementos_de_maniobra_y_control.html

1.6.1 Interruptor selector manual, apagado y automatico En la posición de apagado (OFF) mantiene sus dos contactos normalmente abiertos (N.O. normally open). En la tabla de posiciones y contactos; cuando un contacto cambia de estado a cerrado se señala con una “X”.

https://coparoman.blogspot.com/2020/07/

1.6.2 Circuito de control eléctrico manual, apagado y automático

con

Interruptor

selector

El término manual hace alusión a que la función debe realizarse “a mano” por el operador, eliminando la actividad de la forma automática.

La supervisión de parámetros como niveles, presión, flujo o temperatura corresponderán al operador.

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https://coparoman.blogspot.com/2020/07/

1.6.3 Estación de control con interruptor selector manual, apagado y automático En los interruptores suele dejarse las etiquetas con las abreviaturas de origen Estadunidense “MAN” (manually), “OFF” y “AUTO” (automatic), la razón es económica y su semejanza de palabras en nuestro idioma.

https://www.amazon.com/-/es/49SAS01-Dispositivo-interruptor-autom%C3%A1ticocontrolador/dp/B0094LEOBM

1.6.4 Circuito electroneumático con Interruptor selector manual, apagado y automático En el circuito electroneumático la operación manual permite verificar el funcionamiento de un solo ciclo, a diferencia de la función automática donde los ciclos son repetitivos.

https://coparoman.blogspot.com/2020/07/

1.7 Selección de dispositivos y componentes de acuerdo con las especificaciones Son usadas industrialmente para máquinas o equipos, los cuales realizan un determinado trabajo ya sea:

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MANUAL Este tipo de control se ejecuta manualmente en el mismo lugar en que está colocada la máquina. Este control es el más sencillo y conocido.

SEMI-AUTOMÁTICO Se usa principalmente para facilitar las maniobras de mando y control en aquellas instalaciones donde el control manual no es posible. La clave de la clasificación es el hecho de que los dispositivos pilotos son accionados manualmente y de que el arrancador del mtor es de tipo electromagnético.

AUTOMÁTICO Está formado por un arrancador electromagnético o contactor controlado por uno o más dispositivos pilotos automáticos. La orden inicial de marcha puede ser automática, pero geneeralemente es una operación manual, realizada en un panel de pulsadores e interruptores.

https://cordovaindustrial.com/pf/automatizacion/

1.7.1 dispositivos y componentes PULSADORES Requieren que el operador mantenga preción constante para que los contactos estén unidos.

ACTUANTE Normalmente se encuentran abiertos, en cuyo caso al accionarlos se cierra el circuito o viceversa.

INTERRUPTORES

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Son componentes que permiten o impiden el paso de la corriente eléctrica, según el estado en que se encuentren, son los que se emplean generalmente para gobernar la luz. Cantidad de polos: Son la cantidad de circuitos individuales que controlan un interruptor, hay de uno o más plos.

1.7.2 elección de pulsadores e interruptores Los interruptores están diseñados para soportar una corriente máxima, para soportar una corriente máxima, la que se mide en amperios para soportar una determinada tensión máxima que es medida en voltios. Según nuestra necesidad, podemos revisar la cantidad de amperios y voltios que resisten nuestros dispositivos para la tarea asignada.

https://unisalia.com/pulsador-con-senalizador/ CONTACTORES Es un componente eectromecánico con capacidad de cortar corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, teniendo dos tipos de funcionamiento como es el Estable o de reposo que es cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando. Y la ora que es Inestable, que es cuando actua a dicha acción.

CLASIFICACIONES •

ELECTROMAGNÉTICOS: accionamiento que se realiza a través de un electroimás.

•

ELECTROMECÁNICOS: se accionan con ayuda de medios mecánicos

•

NEUMATICOS: se acciona mediante la presión de un gas.

•

HIDRAÚLICOS: se accionan por la presión de un liquido

•

Los contactores también se pueden elegir según la durabilidad eléctrica deseada. En tal caso, se recomienda consultar las curvas que indican el calibre del contactor que se debe utilizar en función de la corriente cortada.

https://capacitaciontecnica.com.ar/tag/como-elegir-un-contactor/

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RELÉ •

Es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

https://www.circuitos-electricos.com/rele-termico-que-es-y-como-funciona/ •

Para la elección del este mecanismo hay que tener en cuenta el tiempo máximo que puede soportar una sobreintensidad no admisible, y asegurarnos de que la intensidad del receptor esté comprendida dentro del margen de regulación de la intensidad del relé.

• •

POTENCIÓMETRO Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

• •

VERIFICACIÓN DE LA POTENCIA NOMINAL El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener

el potenciómetro está clasificado para su circuito de corriente y voltaje. Si se encuentra un potenciómetro aparentemente perfecto para un amplificador de bajo, se debe asegurar de que puede manejar la electricidad que llega a través de él.

Selección adecuada de tolerancia. Como los resistores, potenciómetros del mundo real varían desde su diseño, por una tolerancia dada.

https://es.wikihow.com/probar-un-potenci%C3%B3metro

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1.8 Mantenimiento de componentes, dispositivos en máquinas y equipos eléctricos técnicas Se denomina mantenimiento al procedimiento mediante el cual un determinado bien recibe tratamientos a efectos de que el paso del tiempo, el uso o el cambia de circunstacias exteriores no lo afecte.

1.8.1 Tipos de Mantenimiento 1.8.2 Mantenimiento preventivo Se realiza retirando la máquina o equipo del servicio operativo para realizar inspecciones y sustituir componentes (o no) de acuerdo a una programación planificada y organizada con antelación, este tipo de mantenimiento es muy ventajoso.

1.8.3 Mantenimiento predictivo Este tipo de mantenimiento, permite un adecuado control por la mayor frecuencia de inspecciones estando la máquina o equipo en funcionamiento, que es la forma adecuada de obtener datos concretos para el fin determinado de solucionar fallas.

1.8.4 Mantenimiento correctivo Es un mantenimiento simple, que consiste en reparar la averia producida y es aplicable a equipos que permiten la interrupción operativa en cualquier momento, sin importar el tiempo de interrupción y sin afectar la seguridad del personal o bienes.

1.8.5 Mantenimiento de motores eléctricos Los motores eléctricos son uno de los componentes más utilizados e importantes en el sector industria. La confiabilidad de estos equipos depende en mucho de darles el mantenimiento adecuado en el momento en que realmente lo necesiten. Estudios de confiabilidad indican que aproximadamente el 50% de las fallas en motores son el tipo mecánico y el 50% restante son del tipo eléctrico.

FALLAS ELÉCTRICAS Se pueden dividir en 5 grandes zonas de falla, las cuales son: •

Circuito de alimentación

•

Embobinado del estator

•

Rotor del motor (fallas de barras)

•

Entrehierro

•

Aislamiento

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https://www.motores-servicios.com.ar/servicio/mantenimiento-predictivo-y-preventivo-demotores-electricos/f4d21426e3

1.8.6 Mantenimiento de generadores eléctricos La labor del departamento de mantenimiento esta relacionada muy estrechamente en la prevención de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene la responsabilidad de mantener en buenas condiciones, la maquinaria y herramientas, equipo de trabajo, lo cual permite un mejor desenvolvimiento y seguridad evitando en parte riesgos en el área laboral.

Una gran parte de las averías o fallas que se presentan en las maquinas eléctricas se deben, exclusivamente a una defectuosa conservación de la misma.

http://s2i.com.ec/index.php/component/k2/item/36-mantenimiento-correctivo-degenerador-electrico-y-tta-para-el-cuerpo-de-ingenieros-del-ejercito-campamento-nueva-loja

1.9 Identificación de los contactores a utilizar para las instalaciones Un contactor es un aparato de maniobra con una elevada capacidad de operación destinado a la conexión y desconexión de cargas bajo diferentes condiciones de servicio. Las distintas normas han elaborado documentos que fijan pautas para la selección de tales dispositivos según las condiciones o categorías de uso.

Criterios para la elección del contactor: • Tensión de la red de la instalación (220V, 380V) • Tensión de la bobina (24V, 220V, 380V, CC o CA) • Potencia nominal de la carga que maniobrará.

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Poder de Cierre: Corriente que el contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin riesgo de soldadura de sus contactos • Poder de Corte: Corriente que el contactor puede cortar, sin riesgo de daño de los contactos y del aislamiento.

• Intensidad de servicio: valor de intensidad de corriente que circula por sus contactos principales de forma permanente.

Toda la información necesaria se encuentra en la placa de características del contactor que normalmente se encuentra en uno de los laterales del mismo, en caso de duda, se debe consultar las especificaciones técnicas en un catálogo del fabricante.

1.9.1 Categoria de elección Categoría de servicio Ic / Ie Factor de potencia AC1

1

0,95

AC2

2,5

0,65

AC3

1

0,35

AC4

6

0,35

La corriente cortada, que depende del tipo de categoría de servicio y se obtiene a partir de la corriente de servicio, amperios (A).

Los pasos a seguir para la elección de un contactor son los siguientes: •

Obtener la corriente de servicio (Ie) que consume el receptor.

•

A partir del tipo de receptor, obtener la categoría de servicio.

•

A partir de la categoría de servicio elegida, obtener la corriente cortada (Ic) con la que se obtendrá el calibre del contador.

Además, hay que considerar la condición del factor de potencia, ya que, en el caso de los circuitos de alumbrado con lámparas de descarga (vapor de mercurio, sodio,) con factor de potencia 0,5 (sin compensar), su categoría de servicio es AC3, aunque por su naturaleza debería ser AC1. Mientras que, si estuviera compensado a 0,95, su categoría sería AC1.

https://unisalia.com/tipos-de-contactores-electricos-usos-y-funcion/

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1.10 Identificación de la simbología de los circuitos eléctricos.

Por Alisson Muñoz.

Principales símbolos componentes,

eléctricos

dispositivos,

y

electrónicos que

circuitos

en

diagramas,

representan esquemas

funciones, eléctricos

y

electrónicos, todos ellos pertenecen a los estándares más comunes y ampliamente utilizados en todo el mundo.

Estos símbolos eléctricos básicos se representan con su símbolo genérico. Para representaciones específicas, puede acceder a su familia en el enlace relacionado en "símbolo +" adjunto al nombre del dispositivo.

1.10.1 Simbolos de componentes pasivos

Resistencia eléctrica / Resistor Sistema IEC + símbolos

Resistencia eléctrica / Resistor Sistema NEMA + símbolos

Bobina eléctrica / Inductor + símbolos

Condensador eléctrico / Capacitor + símbolos

Interruptor + símbolos

Conmutador + símbolos

Pulsador + símbolos

Conector macho Sistema IEC + símbolos

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Fusible + símbolos

Conector hembra Sistema IEC + símbolos

Línea eléctrica + símbolos

Conector macho Sistema NEMA + símbolos

Tierra + símbolos

Conector hembra Sistema NEMA + símbolos

1.10.2 Símbolos de Componentes Activos

Diodo + símbolos

Diac + símbolos

Tiristor + símbolos

Triac + símbolos

Circuito integrado / CI / Chip + símbolos

Amplificador + símbolos

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Generador eléctrico + símbolos

Pila eléctrica + símbolos

Transistor + símbolos

Válvula electrónica Ejemplo: Diodo + símbolos

1.10.3 Símbolos de Componentes Activos (Electronica Digital)

Puerta lógica AND Sistema ANSI + símbolos

Puerta lógica OR Sistema ANSI + símbolos

Puerta NAND Sistema ANSI + símbolos

Puerta NOR Sistema ANSI + símbolos

Inversor lógico + símbolos

Display de LED de 7 segmentos + símbolos

Puerta AND Sistema británico + símbolos

Puerta OR Sistema británico + símbolos

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Puerta AND Sistema NEMA + símbolos

Puerta OR Sistema NEMA + símbolos

1.10.4 Símbolos de Instrumentación Eléctrica

Amperímetro + símbolos

Voltimetro + símbolos

Ohmetro + símbolos

Frecuencímetro + símbolos

Vatímetro + símbolos

Reloj eléctrico + símbolos

Contador eléctrico / Integrador Se sustituye el asterisco por la letra o símbolo de la magnitud a contar + símbolos

Instrumento registrador Se sustituye el asterisco por la letra o símbolo de la magnitud a contar + símbolos

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1.10.5 Otros Símbolos Eléctricos y Electrónicos

Antena + símbolos

Altavoz + símbolos

Micrófono + símbolos

Bombilla / Lámpara + símbolos

Corriente continua, CC Corriente directa, CD + símbolos

Corriente alterna, CA + símbolos

Polaridad positiva + símbolos

Polaridad negativa + símbolos

Cristal piezoeléctrico + símbolos

Relé (Bobina e interruptor) + símbolos

Transformador eléctrico + símbolos

Motor eléctrico + símbolos

https://n9.cl/nut0

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1.11 Diagramación de los símbolos eléctricos de forma precisa.

Por Alisson Muñoz.

Al crear un diagrama electrónico, es importante entender cómo se usan los símbolos comunes de ingeniería eléctrica y lo que significan.

1.11.1 Símbolos comunes de diagramas electrónicos

Se pueden crear diagramas electrónicos con miles de figuras e íconos posibles. Desde transistores hasta puertas lógicas, íconos modelados según estándares internacionales. Los íconos se agrupan en diferentes familias de símbolos, como se describe a continuación.

1.11.2 Símbolos eléctricos de diagramas electrónicos

Los símbolos eléctricos son los símbolos más comúnmente usados en los diagramas electrónicos. Los amplificadores (indicados por figuras de triángulos) aumentan la señal de salida en tu circuito. Los condensadores (líneas paralelas) almacenan energía en tu sistema, mientras que las resistencias (líneas en zigzag) reducen el flujo de corriente. Todos los estudiantes de ingeniería eléctrica deberían estar familiarizados con estas tres figuras, ya que se usan de forma universal en diagramas electrónicos. En Lucidchart, simplemente pasa el cursor sobre la figura para ver su nombre. También puedes buscar una figura (p.ej. bombilla) por medio de la función de resultados de búsqueda de imágenes de Iconfinder y Google para tener más opciones de imágenes de figuras.

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https://n9.cl/3zsj1

1.11.3 Símbolos de fuentes de energía de diagramas electrónicos Usa los símbolos de fuentes de energía para indicar corriente alterna y directa en un diagrama electrónico. Hay diálogos fáciles de usar para permitirte cambiar la dirección de los íconos de carga positiva y negativa, así como la etiqueta de orientación y voltaje. También se puede hacer que el diagrama electrónico se destaque agregando un color de relleno con tan solo un clic.

https://n9.cl/zq8b6

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1.11.4 Símbolos de transistores de diagramas electrónicos

A diferencia del símbolo de resistencia, un símbolo de transistor se usa para indicar amplificación o interruptores de energía. Hay tres tipos principales de transistores: transistores de unión bipolar (BJT), transistores de efecto campo de puerta de unión (JFET) y transistores de efecto campo con semiconductor de óxido metálico (MOSFET).

Cada tipo tiene sus ventajas y sus inconveniencias únicas. Los BJT tienen una transconductancia alta, mientras que los MOSFET se destacan en voltajes bajos. Un truco nemotécnico útil para recordar qué transistores son PNP (positivo - negativo positivo) y cuáles son NPN (negativo - positivo - negativo) es "No aPuntarle a Nada" para NPN y "aPuntarle eN la Punta" para PNP.

https://n9.cl/f5qb1

1.11.5 Símbolos de relés de diagramas electrónicos

Los relés forman interruptores en tu circuito eléctrico. En Lucidchart, hay cuatro tipos principales de símbolos de relés que están etiquetados. Incluyen tanto el nombre completo, p.ej., Unipolar tiro sencillo y su abreviación, en este caso, SPST. Puedes fácilmente girar un relé o cualquier otro ícono en Lucidchart, para que se ajuste a los parámetros de tu diagrama electrónico.

https://n9.cl/gur1g

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1.11.6 Símbolos de puertas lógicas de diagramas electrónicos Las puertas lógicas realizan funciones lógicas (p.ej., “y”, “no y” o “exclusivo o”) en una o más entradas para crear una salida individual. Lucidchart tiene íconos de puertas lógicas de estilo internacional, incluido un inversor. También puedes elegir de entre varios tipos de biestables.

https://n9.cl/q4jca

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Capítulo II 1. Cade simu 1.1 Introducción Por Alisson Muñoz.

Es un programa de edición y simulación de esquemas de automatismos eléctricos. Este programa ha sido creado por J. L. Villanueva Montoto y puede descararse de forma gratuita desde la web del autor: http://personales.ya.com/canalPLC/ No tiene instalador, se trata de un archivo en formato .ZIP que debe descomprimirse en cualquier carpeta y haciendo doble clic en el ejecutable basta para que funcione.

Los archivos se guardan por defecto con la extensión .CAD. Debemos siempre ejecutar el programa y después abrir el archivo que queramos editar. No utilizar el “doble clic” sobre el archivo.

Libro: Manual CADe-SMU

1.2 Componentes Por Alisson Muñoz.

Imagen: Manual CADe-SMU Libro: Manual CADe-SMU

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1.3 Lenguaje de programación Por Alisson Muñoz.

El lenguaje de contactos (KOP) es el primer lenguaje empleado para programar autómatas y específicamente diseñado para facilitar la tarea de leer y comprender programas de control de autómatas a los ingenieros eléctricos acostumbrados, hasta entonces, a implementar automatismos empleando tecnología eléctrica.

Por este motivo cada segmento o red (Network) es una abstracción de una red eléctrica a traves de la cual habra un flujo eléctrico entre el polo positivo (|----) y el polo negativo (----|) cuando el resultado lógico de la consulta sea cierto.

https://n9.cl/lvjnti El lenguaje de programación KOP simboliza el flujo de corriente Las redes se configuran en base a dos elementos básicos: Consultas: Hay dos tipos de consultas: Consulta directa: Es una instrucción que evalua si una posición de memoria tiene asignado valor lógico "1".

Consulta negada: es una instrucción que evalua si una posición de memoria tiene asignado valor lógico "0".

https://n9.cl/u98c0 Bobinas: las bobinas representan abstractamente la bobina de un relé y por extensión cualquier tipo de accionador susceptible de ser activado por medio de una señal eléctrica.

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Desde el punto de vista del lenguaje de programación, una bobina, es una operación de asignación, la cual asigna el resultado de la operación lógica previa a la bobina a la posición de memoria indicada.

https://n9.cl/756tc Las consultas pueden ser conectadas en serie y/o en paralelo, en número y forma que se desee conformando de esta manera una operación lógica.

Esta operación lógica devolvera un resultado lógico (RLO) que será asignado a una o varias posiciones de memoria por medio de una o varias bobinas, con la única restricción de que nunca puede haber dos bobinas en serie, por el mismo motivo de que en un circuito electrónico no se podría conectar dos relés en serie. Las bobinas siempre han de ir conectadas en paralelo.

https://n9.cl/xpy08

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1.4 Aplicaciones Por Alisson Muñoz.

Cade_Simu es un software de diseño y simulación de circuitos eléctricos y automáticos con carácter exclusivamente educacional. Este software está en continuo desarrollo y puede tener carencias y/o fallos de diseño y/o simulación.

Como por ejemplo: •

Circuito Marcha paro

•

Circuito Intermitente

•

Semáforo

•

Semáforo doble vía

•

Circuito estrella

•

Circuito delta

•

Circuito estrella-delta

•

Cambio de giro monofásico

•

Cambio de giro trifásico Libro: Manual CADe-SMU

1.5 Circuitos de mando Por Alisson Muñoz.

Es el encargado de controlar el funcionamiento del contactor. Normalmente consta de elementos de mando (pulsadores, interruptores, etc. identificados la primera letra con una S, elementos de protección, bobinas de contactores, temporizadores, y contactos auxiliares. Este circuito está separado electricamente del circuito de potencia, es decir ambos circuitos pueden trabajar a tensiones diferentes, por ejemplo el de potencia a 400 vde C.A. y el de mando a 24 V de C.C. o de C.C. o de C.A.

https://n9.cl/0psuw https://n9.cl/69jyz

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1.6 Circuitos de potencia Por Nathaly Nuñez Según https://acortar.link/U9NoMQ /. Los circuitos de potencia son aquellos elementos que hacen de alguna manera el trabajo duro, puesto que son los encargados de ejecutar las órdenes dictaminadas por el circuito de mando.

Este tipo de circuito se caracteriza sobre todo por trabajar a tensiones superiores 230 V, 400 V y más en corriente alterna principalmente.

Los circuitos de potencia se representan en los esquemas de potencia. donde se incluyen una serie de elementos. Entre los más representativos se encuentran: •

Fusibles

•

Interruptores tripolares

•

Contactores

•

Relés térmicos

•

Motores

https://onx.la/1d3b9

1.7 Diagramas Por Nathaly Nuñez Según https://onx.la/5440f /. Para realizar un diagrama se tendrán que seguir los siguientes pasos: Realizar el esquema insertando los componentes eléctricos.

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https://onx.la/5440f Los distintos componentes siempre se tendrán que conectar a través del distinto cableado, no se pueden conectar los distintos componentes de forma directa sin el cableado.

https://onx.la/5440f En un circuito eléctrico se tiene que partir siempre de una alimentación pudiendo ser de corriente continua o corriente alterna. La librería de alimentaciones permite seleccionar una gran variedad de símbolos de alimentación.

https://onx.la/5440f

1.8 Simulación Por Nathaly Nuñez Durante la simulación se realiza una comprobación de la existencia tanto de cortocircuitos y de conexiones a masa. Si se produce uno de estos errores la simulación se para y se nos advierte con el correspondiente mensaje.

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https://onx.la/5440f En un esquema los distintos símbolos de un mismo componente deben tener el mismo nombre y no se puede repetir con símbolos de otros componentes.

https://onx.la/5440f Ejemplo de simulación:

https://onx.la/5f25b

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Capítulo Ill 1. Automatización.

1.1 Familiarización con la terminal portátil de Programación Por Nathaly Nuñez Según https://onx.la/d49d2 /. El software Soft Comfort V8 sirve para la intuitiva creación de programas, simulación de proyectos y documentación para los usuarios de Logo, añadiendo funcionalidades como la operación simple en modo red, la configuración automática de la comunicación con una pantalla en la visualización de red y la capacidad de abrir hasta tres programas a la vez. Además, los usuarios pueden transferir una señal de un programa a otro arrastrando y soltando en el programa. Soft Comfort V8 también facilita la migración de los programas de las versiones anteriores.

https://onx.la/d49d2 Según https://onx.la/f94d4 /. CADE SIMU es un software libre (GNU) electrotécnico que ayuda a crear diagramas de comandos eléctricos, a través de los cuales es posible crear casi cualquier tipo de circuito eléctrico (centrado en comandos eléctricos y también PLC y neumática), desde el arranque directodel motor con la ayuda de arrancador suave y variadores de frecuencia según lo describe su creador, el desarrollador del software CADE_SIMU, Juan Luis Villanueva Montoto. No se necesita instalación, solo se comienza con el archivo ejecutable, lo que permite insertar símbolos encontrados en bibliotecas, dibujar un diagrama y luego realizar la simulación de un proyecto dado.

Permite disfrutar de un módulo lógico, es decir del tipo PLC S7-1200, así como de LOGO OBA8.

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https://www.germanmadrid.com/wp-content/uploads/2019/09/7-1.jpg

1.2 Configuración del proceso-Fundamentos de Programación Por Nathaly Nuñez Según https://onx.la/041cf / CADe_SIMU es un programa de CAD electrotécnico que permite insertar los distintos símbolos organizados en librerías y trazar un esquema eléctrico de una forma

fácil

y

rápida

para

posteriormente

realizar

la

simulación.

El programa en modo simulación visualiza el estado de cada componente eléctrico cuando esta activado al igual que resalta los conductores eléctricos sometidos al paso de una corriente eléctrica.

Por medio del interfce CAD el usuario dibuja el esquema de forma fácil y rápida. Una vez realizado el esquema por medio de la simulación se puede verificar el correcto funcionamiento.

Actualmente dispone de las siguientes librerías de simulación: •

Alimentaciones tanto de CA como de CC.

•

Fusibles y seccionadores.

•

Interruptores automáticos, interruptores diferenciales, relé térmico, y disyuntores.

•

Contactores e interruptores de potencia.

•

Motores eléctricos.

•

Variadores de velocidad para motores de CA y CC.

•

Contactos auxiliares y contactos de temporizadores.

•

Contactos con accionamiento, pulsadores, setas, interruptores, finales de carrera y contactos de relés térmicos.

•

Bobinas, temporizadores, señalizaciones ópticas y acústicas.

•

Detectores de proximidad y barreras fotoeléctricas.

•

Conexionado de cables unipolares y tripolares, mangueras y regletas de conexión.

CADe_SIMU es el referente en simulación de circuitos eléctricos para aplicaciones industriales, sobre todo en el ámbito educativo debido a su gratuidad y simplicidad.

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•

Enclavamiento mecánico de contactos

•

Motores

•

Protectores contra sobretensiones permanentes

•

Controladores de motores paso a paso

•

PLCs y módulos de ampliación

•

Termostatos y temporizadores

•

Arduino 1

1.3 Instructivo de funciones Por Nathaly Nuñez Según https://onx.la/16198 /.

1. En principio la última versión de programa puede abrir y simular archivos de versiones anteriores, aunque la compatibilidad 100% es abrir el archivo con la versión de programa con el cual se ha diseñado.

2. Los elementos que tienen el mismo nombre se activan al unísono, pues se consideran partes de una misma paramenta. Por ejemplo, añadimos una bobina y tras esta añadimos un contacto auxiliar NA y otro NC. En pantalla veremos 3 elementos diferentes. Si les ponemos el mismo nombre, cuando se active la bobina actúan los contactos auxiliares.

3. Cuando se insertan elementos es obligatorio cambiar el nombre que tienen por defecto para una correcta simulación.

4. En modo "Simulación", para accionar los elementos hacemos clic izquierdo encima del elemento concreto. Hay elementos que al soltar el clic retornan a su posición de reposo (por ejemplo, pulsador, detectores...). Para mantener su accionamiento activo hacemos clic izquierdo encima y sin soltar arrastramos puntero de ratón un poco, y veremos que queda accionado el elemento.

Hay 2 elementos (conmutador 1-11-111 y conmutador 1-0-11) que para que gire en un sentido u otro hacemos clic encima del elemento con botón izquierdo o derecho.

5. Se pueden usar varias ventanas para la creación de un mismo circuito. Para simular Todas a la vez seleccionamos "simular todos los documentos" y después en "Simulación". El uso de esta característica puede ser: a. Separar circuitos de fuerza, maniobra, señalización y/o seguridad. b. El circuito es bastante extenso. c. Separación de procesos concretos de un mismo circuito. d. Creación de "bloques estándar de función" de trabajo, y luego asociamos o enlazamos cualquier circuito en la otra ventana.

Se enlazan de dos maneras diferentes: 1) en la librería "cables y conexiones" tenemos los elementos llamados "conexión de salida" y "conexión de entrada", y 2) con contactos auxiliares.

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En una ventana tenemos la paramenta principal (por ejemplo, bobina) y en la otra ventana contactos auxiliares de esta bobina.

6. Se pueden copiar y pegar elementos y partes de circuitos entre ventanas.

7. Podemos "combinar" en un mismo circuito elementos de diferentes lenguajes de programación: ladder (KOP o diagrama de escalera), lógica (FBD o FUP) y esquema eléctrico (contactos eléctricos). Aunque esto no es correcto, en Cade Simu funciona perfectamente. Un ejemplo sería la puerta NOT, que está disponible en la librería de lógica. Sólo hay que tener presente si trabajas con DC o AC. 8. Impresión de documentos. Siempre que creamos un documento, independiente del programa que sea se debe configurar unas opciones iniciales. Para configurar vamos a "Archivo > configuración" y configuramos lo deseado. Cade_Simu tiene poquitas opciones, pero una muy importante es nuestra presentación en pantalla: vertical u horizontal. En función de la selección, en el documento veremos un contorno que será nuestra área de trabajo. La parte del circuito que esté fuera de esta área no se imprimirá (podéis comprobarlo haciendo "presentación preliminar"), aunque si permite la simulación y diseño.

9. Se puede enlazar Cade_Simu con PC_Simu (software básico de SCADA/HMI). En este aspecto decir que para comunicarse entre los programas utiliza el portapapeles de Windows, por lo que hay que abstenerse de utilizar otros programas cuando estemos simulando con PC Simu.

https://onx.la/16198

1.4 Barra de herramientas de CadeSimu Por Nathaly Nuñez Según http://canalplc.blogspot.com/p/cadesimu.html /. CADe_SIMU es un programa de CAD electrotécnico que permite insertar los distintos símbolos organizados en librerías y trazar un esquema eléctrico de una forma fácil y rápida para posteriormente realizar la simulación.

El programa en modo simulación visualiza el estado de cada componente eléctrico cuando

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esta activado al igual que resalta los conductores eléctricos sometidos al paso de una corriente eléctrica Su barra de herramientas es la siguiente:

http://canalplc.blogspot.com/p/cadesimu.html / EGRAFÍAS http://repositorio.utc.edu.ec/bitstream/27000/7850/1/PI-001670.pdf https://www.euroinnova.gt/blog/fundamentos-de-automatizacion https://onx.la/5440f http://repository.ut.edu.co/bitstream/001/3421/1/CD1067.pdf https://www.studocu.com/ec/document/instituto-superior-tecnologico-vidanueva/control-industrial/practica-n01-desarrollo-de-llenado-de-botellas-a-traves-decadesimu/17014988 http://canalplc.blogspot.com/p/cadesimu.html

1.5 Diagramas de circuitos básicos

1.5.1 Control manual mediante un Conmutador Por: Joshua Pérez El conmutador tiene dos posiciones en las que puede quedar enclavado. La posición 1 (línea continua) corresponde a la posición de reposo o paro del contacto (NA). En esta posición la bobina de mando de KM1 está desexcitada.

El contactor KM1 se activa poniendo S1 en posición de "marcha".

Si se produjera un corte de corriente estando S1 en "marcha", al volver la alimentación la bobina de mando de KM1 quedaría excitada y la máquina o motor sobre el que actúa se pondría en marcha.

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https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

1.5.2 Control al Impulso de un Contactor y Enclavamiento (con pulsadores) Disponemos ahora de dos pulsadores: uno de paro (S1) y otro de marcha (S2), éste último en paralelo con un contacto auxiliar del contactor KM1 (contacto de enclavamiento o de autoalimentación).

Al estar S1 normalmente cerrado, cuando pulsamos S2 se activa la bobina del contactor KM1 y se cierra su contacto auxiliar (NA). Aunque liberemos S2, el contactor sigue alimentado (enclavado) a través de S1 y su propio contacto auxiliar.

Para desactivar el contactor KM1 sólo debemos pulsar S1.

Un automatismo en el que se utiliza el contacto de enclavamiento para garantizar la alimentación de la bobina de mando cuando se libera el pulsador que excita dicha bobina, recibe el nombre de circuito con realimentación o con memoria.

Se trata, por tanto, de un circuito secuencial en el que, para la misma entrada, hallamos diferentes salidas, en función del estado anterior.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

1.5.3 Control al impulso por vario Pulsadores En el caso de querer realizar un control a distancia desde varios puntos, podríamos añadir al esquema anterior los pulsadores de marcha (en paralelo) o de paro (en serie) necesarios.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

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1.6Diagramas con circuitos de maniobras

1.6.1 Circuitos de mando con temporizadores En automatismos es necesario introducir retardos entre las diferentes maniobras que se pueden realizar.

1.6.1.1 Temporizador a la conexión En el esquema siguiente puedes ver el esquema de un relé con un contacto de cierre inmediato (23-24) y otro temporizado a la conexión o excitación (17-18). Al accionar el pulsador de marcha S2 se excita la bobina del relé KT1 y se cierra su contacto de enclavamiento. El cierre del contacto garantiza que, tras liberarse S2, KT1 continúe activado.

Una vez activado KT1, su contacto temporizado se activa (se cierra, puesto que es NA) pasado un tiempo de retardo t. Tras ello se ilumina la bombilla H1. Ésta permanece así hasta que se desactiva KT1 mediante el pulsador de paro S1.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

1.6.1.2

Temporizador a la desconexión

Cuando se acciona el interruptor S1, la bobina del relé KT1 queda excitada y su contacto temporizado (17-18) se cierra inmediatamente. Tras ello, se ilumina de nuevo el señalizador H1.

Esta situación se prolonga hasta que desenclavamos S1, hecho que desexcita la bobina de KT1. Pero su contacto no se abre entonces: al ser temporizado a la desconexión, el señalizador H1 permanece iluminado hasta que, pasado un tiempo t, se abre el contacto temporizado.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

1.6.2 Control de contactores asociados En muchos de los automatismos que controlan procesos es necesario controlar contactares que trabajan de forma asociada. Por tanto, es un requisito imprescindible que un contactor esté activado para que funcionen otros, o bien que esté desactivado para que puedan activarse otros.

Estas son las normas básicas de trabajo: - Cuando queramos que un contactar (KM2) se active solamente si ya está activado otro

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(KM1), colocaremos contactos NA de KM1 en serie con la bobina de mando de KM2.

- Cuando queramos que un contactar (KM2) se active solamente si no está activado otro (KM1), colocaremos contactos NC de KM1 en serie con la bobina de mando de KM2.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/automatismos.html

1.7 Diagramas de circuitos con estaciones de servicio Los circuitos con estaciones de servicio básicamente funcionan desde varios puntos de acceso, por lo que el mismo circuito puede activarse desde 2 o mas interruptores, para esto lo único que hay que hacer es conectar en paralelo todos los interruptores de la siguiente manera.

1.8Diagramas de maniobra y fuerza

1.8.1 Diagrama de fuerza Conjunto de conductores, protecciones y mecanismos, por los que pasa la corriente de alimentación a un motor, lámpara, calefactor, etc. Está eléctricamente separado del circuito de mando y control que, por razones de seguridad, se alimenta con una tensión más pequeña.

Ejemplo:

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1.8.2 Diagrama de maniobras Consiste en una representación lógica de los componentes que forman el automatismo que administra la instalación. El diagrama de mando en un circuito nos permite maniobrar a voluntad los procesos de automatización.

Ejemplo:

https://glosarios.servidor-alicante.com

1.9

Simulación de sistemas de cambio de giro de un motor.

Un Motor de Corriente Continua cambia de sentido de giro cuando cambia la polaridad en sus bornes (contactos). Un Motor de Corriente Alterna Cambia de Sentido de Giro cuando cambiamos de posición la conexión de la fase y el neutro en sus bornes (contactos del motor).

Para hacer el cambio de giro en cade simu se necesita un contactor mas en el diagrama de fuerza, este será el encargado de invertir el giro. En el diagrama de mando se tienen que poner protecciones eléctricas para que al invertir el giro, primero se tine que detener el motor y luego hacer el cambio.

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http://vcalderonv.blogspot.com/2011/06/arranque-de-motores-trifasicos.html

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Capítulo IV Por: Joshua Pérez

1. Logo soft 1.1 ¿Que es Logo! Soft?

LOGO! Siemens es una de las soluciones más versátiles creadas por esta empresa. Se trata de un Controlador Lógico Programable de muy pequeño tamaño pero gran capacidad. Destaca por su capacidad de integración con buses estándar industriales. Su pequeño tamaño no lo limita y es capaz de absorber diversas tareas de automatización.

El PLC es básico en la industria actual y, a pesar de haber surgido un poco antes de 1970, hoy siguen siendo ampliamente utilizados. Uno de los desarrolladores líderes en el mercado es SIEMENS, especialista en el desarrollo de soluciones tecnológicas e infraestructura. Para Siemens, el PLC ha sido uno de sus trabajos principales, y hoy, ofrece una de las soluciones más innovadoras: LOGO! LOGO Siemens además es de usabilidad sencilla y cuenta con conexión tipo Ethernet, lo que lo hace aún más flexible. Es una solución a un costo asequible que no pierde potencia y funcionalidad.

https://www.autycom.com/que-es-logo-siemens-y-como-funciona/

1.2 Compuertas Logicas Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos diseñados para obtener resultados booleanos (0,1), los cuales se obtienen de operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación).

Dichas compuertas son AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR. Además se pueden conectar entre sí para obtener nuevas funciones.

1.2.1 Funciones Basicas Las funciones básicas son elementos lógicos sencillos del álgebra de Boole. Las entradas y funciones básicas se pueden negar de forma individual, es decir, que si en la entrada en cuestión hay un “1”, el programa utiliza un “0”; Si hay un “0”, se utiliza un “1”.

Consulte a este respecto el ejemplo de programación del capítulo 3.6.3. Al introducir un programa encontrará los bloques de funciones básicas en la lista GF. Existen las siguientes funciones básicas:

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Compuerta AND: La salida de AND sólo adopta el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 1.

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta AND con evaluación de Flanco: La salida de AND con evaluación de flanco sólo adopta el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1 y en el ciclo anterior tenía estado 0 por lo menos una entrada. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 1.

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta NAND: La salida de NAND sólo adopta el estado 0 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 1.

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta NAND con evaluación de flanco: La salida de NAND con evaluación de flanco sólo adopta el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 0 y en el ciclo anterior tenían estado 1 todas las entradas. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 1.

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https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta OR: La salida de OR ocupa el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 1, es decir, está cerrada. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 0.

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta NOR: La salida de NOR sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 0, es decir, están desactivadas. Tan pronto como se active alguna de las entradas (estado 1), se repone a 0 la salida de NOR. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 0

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta XOR: La salida de XOR ocupa el estado 1 cuando las entradas tienen estados diferentes. Si no se utiliza una entrada de ese bloque (x), para la entrada rige: x = 0.

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf Compuerta NOT: La salida ocupa el estado 1 cuando la entrada tiene estado 0. El bloque NOT invierte el estado en la entrada. La ventaja de NOT consiste, por ejemplo, en que para LOGO! ya no es necesario ningún contacto normalmente cerrado pues basta con utilizar un contacto de cierre y convertirlo en uno de apertura mediante NOT.

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf

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1.2.2

Funciones Especiales

Las funciones especiales se distinguen a primera vista de las funciones básicas por la denominación diferente de sus entradas. Las funciones especiales contienen funciones de tiempo, remanencia y diferentes posibilidades de parametrización para adaptar el programa a sus necesidades.

1.2.2.1 Entradas de combinación Aquí encontrará la descripción de las conexiones que puedan conectarse a otros bloques o a las entradas del dispositivo LOGO!.

•

S (Set): Mediante la entrada S, se pone a “1” la salida.

•

R (Reset): La entrada R tiene preferencia sobre todas las demás entradas y pone las salidas a “0”.

•

Trg (Trigger): Mediante esta entrada se inicia el desarrollo de una función.

•

Cnt (Count): Mediante esta entrada se reciben los impulsos de contaje.

•

Fre (Frequency): Las señales de frecuencia que se deben evaluar se depositan en la entrada con esta designación.

•

Dir (Direction): A través de esta entrada se determina, por ejemplo, el sentido en el que debe contar un contador.

•

En (Enable): Esta entrada activa la función de un bloque. Si la entrada está a “0”, se ignoran otras señales del bloque.

•

Inv (Invert): La señal de salida del bloque se invierte si esta entrada se activa.

•

Ral (Reset all): Todos los valores internos se ponen a cero

1.2.2.2 Borne X en las entradas de las funciones especiales Si activa las entradas de las funciones especiales con el borne x, éstas se ocupan con el valor 0. Es decir, en las entradas existe una señal low.

1.2.2.3 Entradas parametrizables En algunas entradas no se activa ninguna señal, sino que se parametriza el bloque con diferentes valores. Ejemplos: •

Par (parámetro): Esta entrada no se activa. Aquí ajusta parámetros (tiempos, umbrales de conexión/desconexión, etc.) para el bloque.

•

No (leva): Esta entrada no se activa. Aquí se ajustan intervalos de tiempo.

•

P (Priority): Esta entrada no se activa. Aquí define las prioridades y decide si el aviso debe acusarse en RUN. https://cache.industry.siemens.com/dl/files/461/16527461/att_82567/v1/Logo_s.pdf

1.3 Funciones especiales Por: Emmily Rivas Las funciones especiales se distinguen a primera vista de las funciones básicas en la denominación diferente de sus entradas. Las funciones especiales abarcan funciones de

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tiempo, remanencia y múltiples posibilidades de parametrización para adaptar el programa a sus necesidades individuales.

LOGO! No solamente cuenta con funciones generales como las mencionadas anteriormente, este dispositivo también cuenta con temporizadores, contadores, generadores de pulsos y memorias de estados, que conforman las Special Functions (SF, por sus siglas en inglés) o funciones especiales. Estas permiten al usuario realizar algoritmos de control más avanzados y complejos.

La lista a continuación contiene una breve descripción de algunas SF con las que cuenta el LOGO! •

Retardo a la conexión: Mediante el retardo de activación se interconecta la salida solo tras un tiempo parametrizable. Si el estado de la entrada Trg pasa de 0 a 1, comienza a transcurrir el tiempo Ta (Ta es el tiempo actual en LOGO!). Si el estad de la entrada Trg permanece en 1 por lo menos mientras dure el tiempo parametrizado T, la salida es conmutada a 1 al terminar el tiempo T (la salida es activada posteriormente a la entrada).

Si el estado en la entrada Trg pasa nuevamente a 0 antes de terminar el tiempo T, es repuesto el tiempo.

La salida se repone nuevamente a 0 si la entra Trg se halla en el estado 0.

Tras una caída de red se repone nuevamente el tiempo ya transcurrido.

•

Retardo a la desconexión: En el retardo de desactivación se repone la salida solo tras un tiempo parametrizable.

Cuando la entrada Trg ocupa el estado 1, la salida Q se conmuta inmediatamente al estado 1.

Si el estado de Trg pasa de 1 a 0, en LOGO! Se inicia de nuevo el tiempo actual Ta, la salida permanece activada. Cuando Ta alcanza el valor ajustado mediante T (Ta= T), la salida Q se pone a 0 ( desconexion retardada).

Si vuelve a activarse y desactivarse la entrada Trg, se inicia nuevamente el tiempo Ta. Tras una caída de red se repone nuevamente el tiempo ya transcurrido.

•

Retardo a la conexión/desconexion: En el retardo a la conexión/ desconexion, la salida se activa una vez transcurrido un tiempo parametrizable y se pone a cero una vez transcurrido un tiempo parametrizable.

Cuando el estado de la entrada Trg pasa de 0 a 1, se inicia el tiempo Th. Sie le estado de la entrada Trg permanece a 1 al menos durante el tiempo paramtrizado Th( la salida se activa con retardo con respecto a la entrada).

Sie el estado en la entrada Trg pasa de nuevo a 0 antes de que transcurra el tiempo Th, el tiempo se pone a cero. Cuando el estado de la entrada Trg pasa de nuevo a 0, se inicia el tiempo TL.

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Si el estado de la entrada Trg permanece a 0 al menos durante el tiempo parametrizado Tl, la salida se pone a 0 cuando transcurre a la entrada).

Si el estado en la entrada Trg pasa de nuevo a 1 antes de que transcurra el tiempo Tl, el tiempo se pone a cero.Tras una caída de red se repone nuevamente el tiempo ya transcurrido.

•

Retardo a la conexión memorizado: Después de un impulso de entrada transcurre un tiempo parametrizable, tras el cual es activada la salida.

Cuando el estado de la entrada Trg pasa de 0 a 1, se inicia el tiempo actual Ta. Cuando Ta alcanza el tiempo T, la salida Q se pone a 1. Una nueva conmutación en la entrada Trg no repercute en Ta. Cuando el estado de la entrada Trg pasa de 0 a 1, se inicia el tiempo actual Ta. Cuando Ta alcanza el tiempo T, la salida Q se pone a 1. Una nueva conmutación en la entrada Trg no repercute en Ta. La salida y el tiempo Ta no se ponen de nuevo a 0 hasta la entrada R presente el estado 1.

Tras una caída de red se repone nuevamente el tiempo ya transcurrido.

•

Rele aotoenclavador: La salida Q es activada a través de una entrada S. La salida es respuesta nuevamente a través de otra entrada R. Un rele de parada automática es un sencillo elemento de memorización binario. El valor a la salida depende de los estados en las entradas y del estado anterior en la salida. Si esta activada la remanencia, tras un corte de tensión se aplica a la salida la misma señal que tenia antes de interrupirse la tensión.

•

Rele disipador: Una señal de entrada genera a la salida una señal de duración parametrizable.

Cuando la entrada Trg tomo el estado 1, la salida Q se pone a 1. Simultáneamente, se inicia el tiempo Ta, la salida permanece activada.Cuando Ta alcanza el valor ajustado a través de T (Ta=T), la salida Q se pone a 0 (salida de impulsos).

•

Generador de impulsos asíncronos: La forma del impulso a la salida puede modificarse a través de la relación impulso/pausa parametrizable.

Los parámetros Th (Time High) y Tl (Time Low) permiten ajustar la duración de impulso y la pausa de impulsos.

La entrada Inv permite una inversión de la salida. La entrada Inv origina solo una negación de la salida se esta activado el bloque a través de End.

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Fuentes: https://docs.rs-online.com/d96a/0900766b800c80fa.pdf

http://www.infoplc.net/files/descargas/siemens/infoPLC_net_Datos_adjuntos_sin_t%C3%ADtul o_00048.pdf

1.4. Temporizadores Los controladores lógicos programables han demostrado todas las potencialidades y ventajas que pueden aportar a los sistemas de automatización que se desarrollan en distintas empresas. Estos autómatas pueden realizar diversas funciones, para ello es importante la programación, actividad donde es necesario implementar los temporizadores.

La programación es un factor determinante en la automatización, pues a través de ella se puede administrar y organizar las distintas operaciones que debe realizar un dispositivo.

En los controladores lógicos programables, dicha programación incluye el factor tiempo.

Los temporizadores ayudan a la configuración del autómata de manera efectiva y fácil de realizar.

Son funciones de programación que permiten el control de acciones específicas con respecto al tiempo. Esta sistematización permite entre otros beneficios, organizar por ejemplo la periodicidad de datos reflejados en las entradas y salidas del dispositivo. Los temporizadores son variables internas controladas, las cuales pueden mantenerse en un mismo estado por mucho o poco tiempo.

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•

On Delay Timer: En este temporizador, a la hora de alcanzar el estímulo de entrada, el mismo empieza su conteo, y se pone en estado alto, una vez trascurrido ese tiempo se desconecta.

•

Off Delay Timer: En este temporizador, al momento de llegarle el estímulo de entrada al temporizador y apagar la entrada comienza su conteo, y se pone en estado alto, una vez trascurrido ese tiempo se desconecta.

•

Pulse Timer o temporizador por pulso: El proceso de conteo se inicia a través de un pulso.

Durante ese tiempo el temporizador se mantendrá en estado alto y al finalizar el tiempo se pondrá en estado bajo.

Es importante destacar que este tipo de temporizador es apto para bobinas y memorias.

•

Temporizador semanal: La salida se controla mediante una fecha de activación y desactivación parametrizable. Se soporta cualquier combinación posible de días de la semana. Los días de la semana activos se seleccionan ocultando los días de la semana no activos.

Fuente: https://docs.rs-online.com/d96a/0900766b800c80fa.pdf •

Temporizador anual: La salida se controla mediante una fecha de activación y desactivación parametrizable. En un determinado instante de activación, el temporizador anual conecta la salida y la desconecta en un determinado instante de desactivación. La fecha de desactivación constituye el dia en que la salida es respuesta nuevamente a 0. El primer valor equivale al mes y el segundo valos al dia. El siguiente es un ejemplo:

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https://docs.rs-online.com/d96a/0900766b800c80fa.pdf

1.5 Contadores Los Contadores son instrucciones de control que se activan cuando se alcanza un valor de conteo predeterminado según la programación de cada uno; Los Contadores pueden ser Ascendentes o Descendentes.

Para comenzar debemos reconocer los siguientes conceptos: •

Conteo Ascendente: Es el conteo que se comienza principalmente desde 0 o superior, por cada pulso en el Contador aumenta en +1 el conteo

•

Conteo Descendente: Es el conteo que se puede utilizar como "cuenta regresiva", es decir se puede programar un valor inicial X, y por cada pulso el Contador dismiuye en 1 su conteo.

•

Marca de Software (Mx): Una Marca de software es un elemento dentro de todos los programas de Softwares de PLCs que permite crear contactos abiertos o cerrados para crear logicas de control, en muchos Softwares se pueden conocer como letra M es uno de los elementos de programación mas importantes y mas utilizados

•

Reset: Un Reset corresponde a la instrucción que devolverá el Contador a su valor Inicial, en el caso de un Ascendte a 0 ó en Descente a su valor inicial de "cuenta regresiva" Simulación de un Contador Ascendente

https://www.electricalchile.cl/imgsimctu1xx.png

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•

Contador avance/ retroceso: Según la parametrización, un impulso de entrada incrementa o decrementa un valor de cómputo interno. Al alcanzase el valor de computo parametrizable, es activada la salida. El sentido del computo se puede invertir a través de una entrada especifica.

Por cada flanco positivo en la entrada Cnt, el contador interno se incrementa en uno (Dir=0) o disminuye en uno (Dir =1).

Cuando el valor de computo interno es igual o mayor que el mayor que el valor asignado a Par, se conmuta la salida Q a 1.

A través de la entrada de reposición R es posible reponer a “000000” el valor de cómputo interno y la salida. Mientras R sea = 1, la salida se halla también en 0 y no se cuentan los impulsos en la entrada Cnt.

1.6 Secuenciadores Un secuenciador de luces es un circuito que maneja una determinada cantidad de lámparas distribuidas en distintas formas para dar la sensación visual de luces en movimiento.

Antes de la aparición de los circuitos integrados digitales, estos secuenciadores se construían con un motor de baja velocidad que llevaba en su eje una escobilla, la cual activaba secuencialmente unos contactos eléctricos fijos situados a su alrededor.

Estos contactos servían de interruptores para las lámparas. Este sistema funciona bien pero tiene la desventaja del desgaste mecánico de los contactos, lo cual, con el tiempo produce un mal funcionamiento del circuito.

•

El circuito de reloj: El reloj es fundamental en muchos circuitos digitales. Llamado también multivibrador estable, tiene la función de enviar un tren de pulsos a otras partes del circuito. Para nuestro caso utilizaremos el circuito integrado LM555.

•

El circuito contador: Un contador es un conjunto de flip-flops conectados de tal manera que se producen secuencias ordenadas de unos y ceros alternadamente. De esta forma se

realiza

un

conteo

en

sistema

binario.

Dentro de los diferentes tipos existen contadores BCD o de décadas, esto es, los que cuentan desde 0000 (cero decimal) hasta 1001 (nueve). Hay también circuitos que cuentan

en

binario,

en

hexadecimal

y

en

otros

códigos.

Para nuestro diseño, sólo necesitaremos contar hasta cuatro (de O a 3) en eventos, ya que el secuenciador es de cuatro canales.

•

El decodificador: Un decodificador recibe un código de entrada (generalmente binario) y lo reconoce activando una sola de sus líneas de salida o produciendo otro código.

El decodificador para este secuenciador de luces se ha preferido hacer con compuertas. De esta forma el circuito resulta más económico.

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Fuente: https://www.forosdeelectronica.com/proyectos/imagenes/secuenciadorluces/fig1.gif https://www.forosdeelectronica.com/resources/secuenciador-de-luces.79/

1.7 Aplicaciones industriales El PLC es un dispositivo de control computarizado que cumple la función de realizar procesos automatizados en la industria. Se sustenta en la ingeniería automática que es la fuente de alimentación de todo el sistema. Está elaborado para ejecutar las entradas y salidas E/S de manera rápida y segura.

El uso de del PLC comienza en la década de los 70, cuando en las industrias surge la necesidad de agregar a los procesos productivos, dispositivos flexibles, hábiles para adaptarse a cualquier tipo de terreno, humedad, temperatura, entre otros elementos.

Características de los PLC Siemens •

Ofrecen soluciones de automatización integral de rendimiento

•

Gracias a su ingeniería TIA proporcionan más consistencia en sus procesos.

•

Eficientes en seguridad y protección

•

Flexibilidad para conectarse en red

•

Compatibilidad con sistemas de supervisión y monitoreo

•

Aceptan programación en varios lenguajes

•

Recepción y ejecución de órdenes por tiempos largo

Ventajas de los PLC Siemens •

Son económicos

•

Es funcional con cualquier fuente de alimentación a 24V

•

Realiza aplicaciones personalizadas a un proceso determinado

•

Ocupan poco espacio

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•

Utilizan menos tiempo en la realización de proyectos

Fuente: https://i.ytimg.com/vi/h3XDE-0XyGs/sddefault.jpg

1.8 Programacion de variadores de frecuencia Los variadores de frecuencia Sinamics V20 de Siemens, comercializados por Automation24, son dispositivos compactos ideales para soluciones estándar en la automatización de procesos.

Disponibles en seis tamaños y un rango de potencia de 0,12 kW a 15 kW, aportan robustez, facilidad de uso, ahorro y eficiencia energética. Diferentes posibilidades de instalación y conexión facilitan la puesta en marcha.

Los variadores de frecuencia se usan para el control de velocidad de motores eléctricos.

Modifica la tensión alterna, cambiando la frecuencia y la amplitud, con el fin de optimizar procesos y reducir las cargas mecánicas de las máquinas. Estos dispositivos se usan en numerosas aplicaciones industriales como, por ejemplo, bombas, ventiladores, compresores, cintas transportadoras o en la automatización de edificios.

La puesta en marcha de un variador de frecuencia es muy sencilla, sobre todo cuando queremos alimentar una máquina de propósito estándar o con un control simple. Con esta infografía lo que pretendemos es dejar más claro cómo conectar un variador de frecuencia, ya sea un variador monofásico o un variador trifásico, a tu motor o máquina.

1.9 Simbología iEl código de LOGO! proporciona información sobre suscaracterísticas:12: versión de 12 V24: versión de 24 V23C: versión de 1 15...24C VR: salidas de

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relé (sin R: salidas de transistor) C: temporizador semanal integrado o: variante sin pantalla (i" LOGO! Pure") DM: módulo digitalAM: módulo analógicoCM: módulo de comunicación (p.ej. AS-lnterface) Variante con pantalla, dispone de 8 entradas y 4 salidas. Variante sin pantalla, dispone de 8 entradas y 4 salidas. Módulo digital, dispone de 4 entradas digitales y 4 salidasdigitales. Módulo analógico, dispone de 2 entradas analógicas. Módulo de comunicación (CM) con 4 entradas virtuales ya salidas virtuales (p.ej. AS-lnterfaceJ Alimentación de tensión, Entradas, Salidas, Receptáculo de módulocon revestimiento, Panel de manejo (no en RCol, Pantalla LCD (no en RCol, Indicación del estadoRlJN/STOR, Interfaz de ampliación, Codificación mecánica—

pernos,

Codificación

mecánica—

conectores,

Guía

deslizante.

Fuentes: https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/ejemplo-and-logo.jpg https://docs.rs-online.com/d96a/0900766b800c80fa.pdf

1.10 Secuencia de programa ILOGOl es el módulo lógico universal de Siemens. ILOGOI lleva integrados Control Unidad de mando y visualización con retroiluminación Fuente de alimentación Interfaz para módulos de ampliación Interfaz para módulo de programación (Card) y cable para PC Funciones básicas habituales preprogramadas, p.ej. para conexión retardada, desconexión retardada, relésde corriente, e interruptor de software Temporizador Marcas digitales y analógicasEntradas y salidas en función del modelo.

El Logo Soft Comfort es un entorno de desarrollo para los micro Pl_Cs LOGO siemens, el LOGO Se puede programar directamente desde el display o c través de un software de manera más conveniente.

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Fuente: https://html.scribdassets.com/3q92ly9x1c44i8sa/images/1-2fdeea11c7.jpg

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Taller Electricidad

Quinto Grado

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Capítulo I 1 1 tipos de bobinado y paso para rebobinar un motor de inducción.

2

Alberto Eliseo Aceituno Escobar.

1.1

Bobina.

Recibe el nombre de bobina cada uno de los conjuntos compactos de espiras que unidos entre sí forman el bobinado inducido de la máquina. Van alojadas en las ranuras de la armadura.

1.1.1 ¿Qué es una bobina de inducción?

Estas bobinas tienen la forma de una bobina de cable de alambre o cobre (espiras) y tienen la propiedad de transformar una corriente eléctrica de baja tensión y alta intensidad que circula en un devanado llamado inductor en una corriente de muy alta tensión y baja intensidad producida en un segundo devanado llamado inducido.

Es un tipo de transformador eléctrico que se utiliza para generar pulsos de alto voltaje a partir de un suministro de corriente continua (CC) de bajo voltaje, la bobina de inducción es definida como un electroimán con devanado primario y secundario.

1 https://n9.cl/4w4hf

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1.2

Paso Polar.

Es la distancia que existe entre los ejes de dos polos consecutivos, tomada sobre arco de circunferencia de entrehierro o en número de ranuras.

La mayor parte de las máquinas eléctricas son de construcción simétrica. Esto significa que sus devanados y sus núcleos magnéticos son tales que generan polos magnéticos Norte y Sur que se suceden alternativamente, de forma que la distribución del campo magnético a lo largo del entrehierro se repite para cada par de polos.

2 https://n9.cl/70rqa

El paso polar, es la distancia entre dos polos consecutivos (es el número de ranuras que corresponden a cada polo) Puede ser expresado en centímetros o por el número de ranuras.

1.3

Paso De Bobina.

Es la distancia que hay entre los dos lados de una bobina. Se puede medir en fracciones del paso polar, en radianes eléctricos o geométricos, pero normalmente se mide contando el número de ranuras que hay entre los dos lados de la bobina (al paso de bobina medido en números de ranuras se le designara).

3 https://n9.cl/pqcd7

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1.4

Paso Diametral.

Una bobina se denomina de paso diametral, si su paso es igual al paso polar.

4 https://n9.cl/bkumo

1.5 Paso Acortado.

Una bobina se denomina de paso acortado, si su paso es inferior al paso polar.

1.6

Paso Alargado.

Una bobina es de paso alargado, si su paso es superior al paso polar.

1.6.1 Razones para tomar un paso acortado o alargado.

•

•

Cuando el paso polar resulta de un valor fraccionario, es imposible tomarlo como paso de ranura, ya que éste debe ser exactamente entero. Así pues, la exigencia física del paso de ranura obliga a tomar un valor diferente al paso polar, sea acortado o alargado.

A veces se acorta el paso, por exigirlo el cálculo de la máquina, para disminuir el estorbo entre las cabezas de bobinas o por otras razones de funcionamiento.

1.7

Devanados Abiertos.

Están formados por una o varias fases, cada una de las cuales tiene un principio y un final. Estos devanados se usan en las máquinas de corriente alterna.

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1.8

Devanados De Una Capa o Simple Capa.

En este devanado, cada ranura solo posee un lado activo de una bobina. Actualmente solo se utilizan estos devanados en máquinas de c.a.

5 https://n9.cl/etbu4

1.9

Devanados De Dos Capas o Doble Capa.

En los devanados de doble capa, en cada ranura hay dos lados activos correspondientes a dos bobinas distintas, colocados uno encima del otro formando dos capas de conductores entre las cuales se coloca un aislante. Estos devanados son abiertos.

6 https://n9.cl/tf0hn

1.10

Grupo Polar.

Es un conjunto de bobinas de la misma fase conectadas en serie, alojadas en ranuras contiguas y arrolladas alrededor de un mismo polo. Los grupos polares se conectan entre sí en serie o formando varias ramas en paralelo idénticas para, así, construir una fase del devanado

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7 https://n9.cl/p8bso

3

Por Juan Pablo Posadas 1.11 Devanados polares

En un devanado de corriente alterna las bobinas de una fase se conectan formando polos, un grupo polar está constituido por varias bobinas de una fase conectadas en serie y colocadas en las ranuras contiguas, cuando estas bobinas están recorridas por corriente se suman sus efectos para cerar el mismo polo magnético.

En los devanados por polos cada grupo solo origia un polo, luego en cada fase hay tantos grupos polares como polos.

En este caso el bobinado se forma conectando el final de un grupo polar con el final del siguiente o el principio de un grupo polar con el principio siguiente.

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8 https://bit.ly/3IXD0v7

1.12 Devanados enteros y fraccionarios Los devanados enteros son aquellos en los que todos los grupos polares son iguales Se utilizan devanados fraccionarios en donde los grupos polares de una fase no son todos exactamente iguales, algunos tienen una bobina más que los otros.

En los devanados fraccionarios el número de bobinas por par de polos no es entero, ni tampoco el número de ranuras por polo, si el número de bobinas es por ejemplo 2.5, no es posible ver un grupo con dos bobinas y media, la solución es hacer grupos alternados de dos y tres bobinas.

La distribución de los grupos no puede ser arbitraria, sino con cierta uniformidad llamada simetría.

9 https://bit.ly/3IVz2D1

1.13 Bobinado por polos Se considera un bobinado por polos, cuando por cada fase hay tantos grupos de bobinas como número de polos tiene el motor.

Para realizarlo hay que conectar el final del primer grupo polar con el final del segundo, el principio del segundo con el principio del segundo con el principio del

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tercero, el final del segundo, el principio del segundo con el principio del tercero, el final del tercero con el final del cuarto, etc. Es decir, se conectan finales con principios.

10 https://bit.ly/3LvQAr9

1.14 Bobinado por polos consecuentes Se considera un bobinado de polos consecuentes, cuando el final de un grupo de bobinas está conectado con el principio del siguiente, dejando sin conectar el principio del primer grupo y el final del ultimo, que serán el principio y el final respectivamente de la fase.

En bobinados de polos consecuentes, el número de grupos por fase es igual al número número de pares de polos y el número total de grupos es el número de grupos por fase por el número de fases.

11 https://bit.ly/3tXuZSy

1.15 Bobinados concéntricos En los bobinados concéntricos las bobinas de un grupo polar son de diferentes tamaños y se van situando sucesivamente unas dentro de las otras.

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En este tipo de bobinado los pasos de bobina son diferentes de unas bobinas a otras.

Los bobinados concéntricos pueden ser construidos tanto por polos como por polos consecuentes. La forma de ejecutar los bobinados de una y dos fases es por polos-

12 https://bit.ly/38cyY5b

1.16 Bobinado ondulado 4

En los bobinados ondulados una bobina se conecta con otra de la misma

fase que está situada bajo el siguiente par de polos, por eso en estos bobinados hay que avanzar para conectar el final de la bobina con el principio de la siguiente, pues el final de dicha bobina está detrás del principio de la siguiente con la que se conecta, esto hace que tengan forma de onda, lo que da origen a su denominación.

5 Los bobinados ondulados se fabrican de dos capas y se ejecutan por polos, estos arrollamientos pueden ser de paso diametral, alargado o acortado.

13 https://bit.ly/3NBf449

1.17

Cálculos

para los tipos de bobinado •

Bobinados concéntricos: Para calcular un bobinado concéntrico se han de considerar disponer del número de ranuras = K, número de polos = 2p, número de fases = q.

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•

Por polos:

14 https://bit.ly/3uDN72Q

Por polos consecuentes:

15 https://bit.ly/3uDN72Q .

16 https://bit.ly/3uDN72Q

Página 132 de 212

•

Bobinados imbricados enteros:

•

Bobinados concéntricos:

17 https://bit.ly/3uDN72Q

Bobinados imbricados:

18 https://bit.ly/3uDN72Q

1.19 Cálculos generales para los diferentes tipos de bobinados •

Cálculo del número de bobinas:

1 sola capa: N° bobinas = N° Ranuras / 2 2 capas: N° bobinas = N° Ranuras •

Cálculo de número de grupos:

Depende del número de capas.

2 capas:

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2 polos: NG = 2Nfases x Np/2 Más de 2 polos: N°G = N°fases x N°polos 1.20 Ranuras que ocupa el bobinado por polo magnético y por fase 6

La relación entre el número de polos por unidad de devanado y el número

de fases no debe ser entero a fin de que el devanado sea construible.

Por ejemplo, considerado el número de ranuras por polo es igual a 54/8 =6.75 por lo tanto el angulo eléctrico de una ranura es igual a 180/6.75=26.6 grados.

Si el número de ranuras por polo y fase es entero se considera correcto y se determina el número de ranuras equivalente al numero de ranuras por polo y fase y el número de ranuras por polo y totales.

19 https://bit.ly/35yVQuY

7

Por Brandon Ramirez.

1.21 Numero de Bobinas Como se menciona en el 1.1 la bobina es un arrollamiento que forma parte del motor el

cual se crea campos magneticos que permite que el rotor tenga revoliciones por minuto (RPM).

Mientras mas vueltas tenga una bobina, mayor sera el campo magnetico que genere.

1.21 Bobina de una capa Se trata de aquel bobinado del inducido en cuyas ranuras hay alojados los lados activos de una sola bobina. Es decir, cada bobina va a necesitar dos ranuras del rotor. se puede decir que el número de bobinas (B) totales en este tipo de bobinados es el de ranuras (K) dividido por dos:

𝐵=

K 2 https://n9.cl/c33l3

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1.23 Bobina de dos capas En cada ranura van alojados dos lados activos de bobinas diferentes.

Normalmente, un lado activo denominado de "ida" de una bobina y otro lado activo de "vuelta" de otra bobina. En los bobinados de dos capas, a la del fondo se la llama inferior, baja o interior y la más elevada que se encuentra junto al entrehierro, superior, lata o exterior. Las bobinas tienen uno de sus lados activos en la capa superior y otro en la inferior. De esta manera, todas las bobinas son iguales y producen la misma fem.

El bobinado de dos capas es el más empleado en las máquinas de c.c. ya que se consigue una onda más lineal y, por tanto, constante. En este caso, el número de bobinas (B) va a coincidir con el número de ranuras (K).

𝐵=K .

https://n9.cl/c33l3

1.24 Paso Polar.

El paso polar, es la distancia entre dos polos (es el número de ranuras que corresponden a cada polo). Puede ser expresado en centímetros o por el número de ranuras.

https://n9.cl/7mcxd

Como modo de eplicacion en el grupo 1 de la imagen el paso polar seria el siguiente: 1-6, 1-4 y 1-2. Al igual para los demas grupos pero no en el mismo punto de referencia.

1.25 Calculo para bobinas concentricas.

En los bobinados concéntricos las bobinas de un grupo polar son de diferentes tamaños, y se van situando sucesivamente unas dentro de las otras. En los Devanados Concéntricos sólo se utilizan grupos de bobinas concéntricas y se bobinan siempre a una capa.

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Ilustración 20 Bobinas concentricas

1.26 Amplitud del grupo.

En un bobinado concéntrico se conoce con el nombre de amplitud de grupo, el número de ranuras que se encuentran en el interior de dicho grupo. Para calcular el valor de la amplitud de grupo recordemos que si se quiere que se sumen las f.e.m.s. generadas en los lados activos de las bobinas que forman el grupo, es preciso que éstas se encuentren frente a los polos consecutivos, o lo que es igual, que los dos lados activos de un grupo deben estar separados una determinada distancia, que es igual al paso polar. en un paso polar debe haber Kpq ranuras por cada fase y en el interior del grupo de una fase tienen que encontrarse las ranuras de las restantes fases.

8

𝑷𝒐𝒓 𝒑𝒐𝒍𝒐𝒔 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒆𝒄𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔: 𝒎 = (𝒒 − 𝟏) ∗ 𝑼

9

𝑷𝒐𝒓 𝒑𝒐𝒍𝒐𝒔 ∶

𝒎 = (𝒒 − 𝟏) ∗ 𝟐𝑼

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1.27 Calculo para bobinas bobinas excentricos o imbricados enteros.

Es excéntrico cuando los lados activos de una misma fase, situados frente a polos consecutivos, son unidos mediante un solo tipo de conexiones o cabezas, de forma que el conjunto del bobinado está constituido por un determinado número de bobinas iguales.

Los bobinados excéntricos pueden ser enteros o fraccionarios, según resulte el valor del número de bobinas por grupo U.

𝑼=

𝑲 𝟐𝒑 ∗ 𝒒

1.28 Bobinado exentricidad Fraccionarios.

Un bobinado es fraccionario cuando el número de bobinas por grupos(Bg) no es un número entero. Este tipo de bobinado es muy empleado en alternadores ya que con ellos se obtiene una curva de fuerza electromotriz (F.e.m) casi exactamente. Por lo tanto este tipo de bobinado en muchos casos es posible aplicarlo para estatores de motores trifásicos de diferentes números de ranuras en los cuales no se pueda distribuir un bobinado normal, ya sea esto por falta de ranuras o por la cantidad de números de polos de la máquina.

Para efectuar la distribución utilizamos el método del mínimo común múltiplo (mcm) el cual consiste en lo siguiente: Se determina el MCM del número total de bobinas y del producto de los números de polos, fases o sea 2pq. Designando por M dicho mínimo común múltiplo

•

Se prepara un cuadro que contenga un número total de cuadritos igual al valor M. Estos

cuadritos serán dispuestos formando un cuadro rectangular con tantas líneas horizontales como número de polos tenga la máquina o sea 2p. En consecuencia el número de columnas verticales será el cociente entre M/2P Número columnas. Dicho número total de columnas quedará subdividido en tantos trozos como números de fases tenga el bobinado.

•

Seguidamente se calcula el llamado paso de cuadro, teniendo en cuenta que en los M

cuadritos del cuadro deben ser repartidas uniformemente, las 6 bobinas que constituyen el bobinado.

1.29 Aislamiento.

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El aislamiento es un material con capacidades de conducción pobres o, en otras palabras, un material no conductor de electricidad cuyo papel principal es el de permitir el rendimiento térmico y eléctrico óptimo, el cual a su vez permite que el motor tenga una vida útil prolongada. Los motores pueden clasificarse de acuerdo al sistema de aislamiento que poseen, siempre tomando en consideración la temperatura o su nivel de tensión.

La resistencia mínima de aislamiento (R) de los devanados nuevos, limpios o reparados con respecto a tierra es de 10 megaohmios o más. La resistencia mínima de aislamiento se calcula multiplicando la tensión nominal, con el factor constante de 0,5 Megohmios / kV. Los distintos tipos de aislamiento se clasifican en: •

Clase A con una temperatura máxima admitida de 105°C

•

Clase B con una temperatura máxima admitida de 130°C

•

Clase F con una temperatura máxima admitida de 155°C

•

Clase H con una temperatura máxima admitida de 180°C

1.30 Empapelado.

Se le llama empapelado a la introducción del aislamiento a las ranuras del estator. Su funcionamiento es aislar los devanados del estaro y asi no tener contarto y corto a masa. Para eso se utiliza un papel especial para aislarlo. Este papel tiene diferente calibre para el tipo de motor que se este rebobinando, el numero del calibre nos dice que gan grueso o delgado es el papel.

10

Por Kevin Saban 1.31 Formón Es una herramienta manual de corte libre utilizada en carpintería. Se compone

de hoja de hierro acerado. Los formones son diseñados para realizar cortes, muescas, rebajes y trabajos artesanos artísticos. En los motores eléctricos se utiliza para cortar las bobinas viejas.

21 https://n9.cl/z2ldw5

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1.32 Barnizar Cuando ya se han efectuado y verificado todas las conexiones entre los polos, y los cables flexibles de conexión a la red han sido empalmados a sus respectivos terminales y sujetados a los arrollamientos, se introduce a una estufa de secado donde debe permanecer aproximadamente 1 hora a una temperatura de unos 120ª C. Con este precalentamiento se consigue eliminar la humedad de los arrollamientos y facilitar así la posterior penetración del barniz. Seguidamente se sumerge el estator en un baño de barniz aislante adecuado al tipo de conductor empleado. Es muy importante recordar que el barniz debe ser suficientemente fluido para que pueda penetrar en los arrollamientos y suficientemente espeso par que deje una película consistente tras el secado. El barniz puede volverse excesivamente espeso por evaporación de su base liquida. Si esto ocurre diluimos siempre con el líquido recomendado para el tipo de barniz.

22 https://acortar.link/sMogRI

1.33 Toma de Datos Esta operación es una de las más importantes entre las indicadas anteriormente. Consiste en anotar cuidadosamente los datos esenciales relativos al arrollamiento primitivo, con el fin de no tropezar con dificultades al rebobinar el motor. Tal anotación se efectúa antes de extraer el arrollamiento estatórico averiado y durante esta operación. Lo mejor es tomar el mayor número posible de datos antes de proceder a la extracción del arrollamiento de trabajo como para el de arranque, comprende: •

Los datos que figuran en la placa de características del motor

•

El número de los polos

•

El paso de la bobina (número de ramas abarcado por cada bobina)

•

El número de espiras de cada bobina

•

El diámetro del conductor de cobre en cada arrollamiento;

•

La clase de conexión entre bobinas (es decir, en serie o en paralelo);

•

La posición de cada arrollamiento estatórico con respecto al otro;

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•

El tipo de bobinado (a mano, con molde o con madejas);

•

Clase y dimensiones del aislamiento de las ranuras;

•

Número de ranuras.

23 https://n9.cl/5ese4

1.34 Destapar El motor Debido a su apariencia exterior, algunas veces resulta evidente que el motor no es reparable y que será necesario reemplazarlo por uno nuevo. No obstante, antes de tomar la decisión, el motor debe ser destapado. Es esencial que el motor o sea destapado de forma cuidadosa, como también, es importante conservar adecuadamente los registros para asegurar que, si se realiza su reparación, el motor pueda ser ensamblado de forma cuidadosa, como también, es importante conservar adecuadamente los registros para asegurar que, si ve realizar su separación, el motor pueda ser ensamblado de nuevo correctamente. Coloque todas las partes que no van a ser separadas en una caja o bandeja identificada con el número de serie del motor o con el numero de la orden de trabajo de la empresa o del técnico.

24 https://n9.cl/6v52o

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1.35 Realizar el molde para las nuevas bobinas Antes de sacar las bobinas del estator, es necesario hacer el molde para las nuevas bobinas; sacando provecho de las bobinas quemadas que están elaboradas y metidas en las ranuras. Para este proceso se toma un pedazo de alambre y poniéndolo encima de alguna bobina, se le va dando la forma de la bobina como se muestra en la figura •

Se debe realizar un molde para cada bobina del grupo, ya que no serán del mismo tamaño

Se pueden tomar datos faltantes de grupos. números y paso de bobina

9.1.

11

ttps://n9.cl/zlxv6

1.36 Extracción de las bobinas viejas Pueden sacarse los conductores de las ranuras tras retirar las cuñas que los mantienen sujetos. Tal operación suele efectuarse mediante una sierra para metales. Primero se golpea verticalmente la hoja de sierra con un martillo para que los dientes de la misma penetren en la cuña.

Cuando todo el estator debe ser rebobinado, resultaría sumamente difícil y entretenido intentar sacar los arrollamientos del núcleo estatórico sin ablandar o carbonizar antes el barniz y el aislamiento con que están protegidos. Por regla general los arrollamientos quedan extraordinariamente endurecidos a causa de su impregnación con barniz, y tratar de extraerlos sin carbonizarlos previamente exigiría un tiempo considerable.

Otra forma de hacerlo seria, Cortando el alambre con un formón teniendo cuidado de no dañar las chapas del estator. Una vez retirada la bobina se puede anotar calibre del alambre medido con un calibre o galga y número de espiras por bobina

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https://n9.cl/oek0c

1.37 Limpieza de las Ranuras del Estator se debe retirar la aislación quemada y trozos de alambre con un cepillo de acero o una hoja de cierra, para retirar los restos de aislante y hacerle un mantenimiento a todo el enchapado y núcleo del estator, ver si las ranuras están dañadas y poder realizar los moldes de las nuevas bobinas, si los arrollamientos anteriores se dañaron o se quemaron por una falla en el motor las ranuras quedarán o serán las más afectadas.

https://n9.cl/dwri9

1.38 Aislar Ranuras Estatóricas Antes de rebobinar el motor es preciso aislar las ranuras de la misma para evitar que los conductores puedan tocar las chapas del núcleo y crear así contactos a masa. Para ello se utilizará 24 cartones aislantes, cortados de forma que sobresalgan por los extremos de las ranuras, lo suficiente para que los conductores no lleguen a tocar el núcleo en ningún momento.

Para ello utilizamos Mylar o papel aislante y si no quedase ninguna aislación entera tomamos la medida del largo y alto de la ranura. A la medida del largo debemos agregarle 2 cm para que los conductores no toquen el núcleo.

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Existen otras diferentes clases de materiales aislantes. Al reemplazar el aislamiento de las ranuras es muy recomendable utilizar el mismo tipo y espesor de material que los que el núcleo llevaba originalmente.

25 https://n9.cl/nj1q9

1.39 Confección de las nuevas bobinas.

Bobinado Manual; este procedimiento puede emplease tanto como el arrollamiento de trabajo como para el arranque, y posee dos ventajas principales 1; permite un bobinado más compacto lo cual es especialmente importante cuando el espacio disponible para las cabezas de la bobina es reducido. 2, hace innecesario el uso de hormas, por espira comenzando por la bobina interior y terminando por la exterior con lo cual quedan completadas todas las bobinas de un polo.

Para ello utilizamos una bobinadora manual ajustando la distancia de las mordazas que correspondan para cada caso, respecto a los moldes que hicimos anteriormente fabricamos de forma continua con el conductor correspondiente de cada arrollamiento.

26 https://n9.cl/2tae5

1.40 Introducción de las bobinas nuevas en las ranuras Una vez introducidas todas las bobinas se deben separar para evitar cortos entre ellas, para la separación se utiliza el mismo papel dieléctrico con el que se empapelo el estator.

Es necesario amarrar las bobinas en la parte que sobresale de las ranuras para que, al

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momento de meter el papel aislante entre las bobinas, sea fácil, también para evitar que queden alambres por fuera que puedan hacer contacto con la otra bobina.

27 https://n9.cl/1nuwiz

Por Joselyn Vásquez

1.42 Conectar las bobinas

1.42.1 Conexión en serie de los polos del arrollamiento de arranque

Los polos del arrollaiento de arranque también están conectados de modo que las polaridades vayan alternando sucesivamente. La forma de conectarlos entre si es análoga a la descrita para el arrollamiento de trabajo. La única diferencia es la inclusión del interrupotr centrifugo, que puede ir intercalado en el conductor de alimentación unido al polo 4, o bien conectado en serie entre los polos 2 y 3. También nos muestran esquemáticamente el conexionado correcto del arrollamiento de trabajo y del de arranque.

También puede representarse el conexionado de una manera mas sencilla adoptando un esquema simplificado como la figura. Este esquema no da ninguna indicación en cuanto al número de polos, pero muestra en cambio claramente cómo están conectados los terminales los termiaes de ambos arrollamientos a la red de alimentación. Se observa en este caso que los dos terminales del arrollamiento de trabajo y los dos terminales del arrollamiento de arranque puedan conectarse independientemente a la red, es decir, no existe ninguna unión previa entre cada par homologo de ellos. De esta forma resulta facilinvertir el sentido de giro del motor, pues para ello basta permutr entre si los terminales del arrollamiento de trabajo o bien los de arrollamiento de arranque. Los primeros se han designado con las letras T1 y T4; los segundos con las letras T5 y T8. Los esquemas de la figura indican la manera de conectar los cuatro terminales para que el motor gire respectivamente a derechas o a izquierdas.

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Los polos de un motor heapolar se conectan de igual manera que los de un motor tetrapolar, con la sola excepción, naturalmente, de que es preciso añadir dos más.

1.42.2Conexión en serie- paralelo

Si bien en la mayoría de los motores de fase partida los polos de cada arrollamiento están conectaod en serie, existen también algunos fabricantes que utilizan conexiones serie- paralelo, llamadas asimismo de doble derivación de doble circuito.

1.42.3Conexión de los polos para una sola tensión de servicio

Una vez bobinados todos los polos de un motor, la próxima operación consiste en conectar entre si sus respectivos arrollamientos. Independientemente del numero de polos en cuestión, es condición indispensable que dos polos consecutivos cuales quiera sean de sign opuesto. Esto se logra conectándolos entre si de manera que la corriente ciecule por las espiras de un polo en el sentido de las agujas de un reloj, y por las espiras del polo siguiente en sentido cotrario al de las agujas de un reloj. Ambos sentidos seguirán alternando de forma análogo para los polos restantes.

Los motores mas extendidos actualmene son los que llevan 4 polos estatóricos conectados en serie: por tal motico se descriira preferentemente esta clase de conexión.

Conviene recordar a este respecto de cuando los polos del arrollamiento de arranque suelen estar también conectados del mismo modo. Aunque hay excepciones a esta regla, solo se presentan raramente.

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Capítulo II 1.1 Procesos para bobinar un motor de inducción 1.1 2.1 Aislamiento de las ranuras Tras la ejecución de cuanto se ha indicado anterio mente el motor se halla desmontado y listo para ser rebobinadas Antes de disponer los arrollamientos en sus respectivas ranuras es preciso colocar, las mismas un determinado aislamiento con objeto de evitar que el conductor recubierto tenga algún punto de contacto directo con el núcleo de hierro. Existen diferentes materiales aislantes apropiados pra esta finalidad. Algunos de los más corrientemente usados son: papel de trapo elaborado con gran esmero para asegurar su pureza quimica y su resistencia mecánica (fabricado en varios espesores y doblado): constituye un aislamiento de clase A; 2, combinacion o "Sandwich" Mylar, también de clase A; 3, combinaciones DacronMylar, para aislamientos de clase B y F: 4, papel nilón, para aislamientos de clase B hasta H (es especialmente resistente alas temperaturas elevadas posee gran resistencia mecánica a la tracción y goza de excelentes propiedades dieléctricas).

Existen otras muchas clases de materiales aislantes. Al reemplazar el aislamiento de las ranuras es muy recomendable utilizar el mismo tipo y espesor de materiales que los que el núcleo llevaba originalmente.

El aislamiento para las ranuras se corda del modo indicado, es decir, unos 6 mm más largo que la ranura; luego se amolda a la forma de ésta para que encaja perfectamente. Es frecuente practicar dobleces en los cuatro extremos del aislamiento para evitar que este pueda deslizarse hacia el exterior de la ranura y causar un posible contacto de la bobina con masa. Este papel aislante se fabrica y expende en rollos correspondientes a diversos anchos y espesores, y puede adquirirse en muchas firmas suministradoras de motores. El aislamiento, con los extremos ya doblados, se corta en tiras de longitud adecuada al perímetro de las ranuras por medio de una cuchilla especial. En motores de fracción de caballo y de tamaño medio resulta muy apropiado el papel aislante de espesor comprendido entre 0,2 y 0,4 mm; por otra parte, entre el arrollamiento de trabajo y el de arranque se dispone generalemtne batista barnizada de 0,2 mm de grueso.

Coloca tiras aislantes de protección sobre los bordes de las ranuras, para evitar que durante el rebobinado el hilo roce contra el núcleo de huerro. Dichas tiras pueden retirarse,

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una vez terminada la operación, o bien doblarse por sus extremos y dejarse en el interior de las ranuras.

1.2 2.2 Empapelado Se le llama empapelado a la introducción del aislamiento a las ranuras del estator. El papapelado va de la mano junto con el aislamiento de las ranuras, ya que esto es la protección que se coloca para que nuestro motor no tenga contacto a masa, este es un proceso muy sencillo de realizar, mientras ya se tenga un molde del tamaño del empapelado anterior, teniendo ya con modelo del empapelado anterior podemos medir, cortar, doblar e introducir el papel y realizar todo el proceso de aislamiento y empapelado.

1.3 2.3 Formón El formon o escoplo es una herramienta manual de corte libre utilizada en carpinteria.

Se compome de una hoja de hierro acerad, de entre 4 y 40 milimetros de ancho, con una bca formada por un bisel en un extremo y mando en el otro. Su longitud de mand a punta es de 20 centimetros aproximadamente. El angulo del filo oscila entre 25 y 40 grados, dependiendo del tipo de madera a trabaja: Para madera banda se usa un menor angulo; para madera dura un mayor ángulo.

Los formones son diseñados para realizar cortes, muescas, rebajes y trabajos artesanos artísticos de sbrerelieve de madera. Se trabaja con la fuerza de las manos o mediante la utilización de una maza para golpear la cabeza del formón.

Los formones en motores electrics se utiliza para cortar las bobinas viejas.

1.4 2.4 Barnizar Esta es la etapa final del proceso, para barnizar se puede hacer uso de un inyector, se deben barnizartodas las bobinas por todas las partes incluso los lados de bobina que van por dentro de las ranuras. Después de haer barnizado, se dej que el barniz seque y luego se procede a ponerle las tapas produrando colocarlas en el mismo orden que tenían al principio (tener en cuenta las marcas realizadas en las tapas y la carcasa del estato), y también tener precaución de apretar los tornillos en cruz para que la tapa del motor vaya ajustando igual por todas las partes, no quede un lado mas ajustado que el otro.

1.4 2.5 Anotar datos Esta operación es una de las más importantes entre las indicadas anteriormente.

Consiste en anotar cuidadosamente los datos esenciales relativos al arrollamiento primitivo, con el din de no tropezar con dificultades al rebobinar el motor. Tal anotación se efectua antes de extraer el arrollamiento estatórico averiado y durante esta operación. Lo mejor es tomar el mayor numero posible de datos antes de proceder a la extracción del arrollamiento averiado.

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La información que debe reunirse, tanto para el arrollamiento averiado. La información que debe reunirse, tanto para el arrollamiento de trabajo como para el de arranque, comprende: •

Datos de la placa características del motor.

•

Números de ranuras.

•

Numeras de bobinas por grupo.

•

Paso el bobinado.

•

Numero de polos.

•

Números de espiras por bobina.

•

Clase y tamaño del aislamiento.

•

Calibre del conductor.

•

Conexión de los grupos de bobina.

•

Conexión.

Los datos que se describieron anteriormente son datos que se obtiene a medida que se avanza en el proceso de rebobinado del motor eléctrico, y que no se pueden abviar; con el fin de que el motor a repara quede con el mismo rendimient o hasta un rendimiento mas optimo.

1.2 2 6 Destapar el motor Contar con todas las herramientas y equipos necesarios antes de comenzar el proceso.

Marcar ambas tapas antes de proceder a retirarlas (Lado libre-lado fuerza) para un posterior montaje correcto (punto de vital importancia; por centrado del conjunto).

Primero retiramos la tapa del lado libre, para ejercer una presión, se extrae cuidadosamente el rotor para no dañar el estator (puede dañar o cortar las bobinas).

El desmonte de las tapas tiene una dificultad, producto de la interferencia del rodamiento en el alojamiento, para facilitar est tarea se recomienda aplicar temperatura sobre las tapas.

Si al desarmar, las tapas salen libre y sin esfuerzo, es una indicación de una posible falla de rodamientos.

Luego procedemos a desmontr los rodamientos, usando el extractor adecuado, medimos con pie de metro y registramos las lectruras de diámetros en el calzo del eje y alojamiento de la tapa (Lado libre y lado fuerza).

Las lecturas resultantes serán comparadas con las tablas de interferencia SKF: •

Tabla desviaciones del diámetro del eje, ajustes resultantes (K5).

•

Tabla desviaciones del diámetro interior del alojamiento, ajustes resultantes (K7.

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Si las medidas de las holguras son mayores a las expresadas por norma, deemos encamisar los calzos de alojamientos hasta obtener la interferencia adecuada.

Si la holgura es menor a 140 micras, se recomienda usar líquidos trabados LOCTITE 609.

Una vez realizado todos estos pasos comenzamos con el preocso de armado del motor, siguiendo los pasos inversos del desarme y respetando las marcas en las tapas y las conexiones eléctricas.

1.7 2.7 Realizar el molde de la nueva bobina Antes de sacar las bobinas del estator, es necesario hacer el molde para las nuevas bobinas; sacando provecho de las bobinas quemadas que están elaboradas y metidas en la renura.

Para este proceso se toma un pedazo de alambre y poniendolo encima de alguna bobina, se le va dando la forma de la bobina. Se debe realizar un molde para cada bobina del grupo, ya que no serán del mismo tamaño. Se pueden romar datos faltantes de grupos, números y paso de bobina.

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Capítulo III 12

3. ¿Qué es la Neumática? .–

13

Por Jhonatan Chún

Tanto en ciencia como en tecnología, la neumática es el uso de aire y gases para generar presión.

La neumática es la tecnología que emplea un gas (normalmente aire comprimido) como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos y/o máquinas.

Mientras que en la hidráulica son los fluidos (líquidos y gases) los que se utilizan para la transmisión de potencia en la neumática es solo el aire comprimido.

Los sistemas de aire comprimido se utilizan para convertir la energía del aire comprimido en energía mecánica, o lo que es lo mismo, en movimiento.

Los procesos consisten en incrementar la presión de aire y a través de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumático (por ejemplo, los cilindros) efectuar un trabajo útil.

Por lo general el gas utilizado es el aire comprimido, pero para aplicaciones especiales puede usarse el nitrógeno u otros gases inertes.

https://www.areatecnologia.com/que-es-la-neumatica.htm Los circuitos neumáticos básicos están formados por una serie de elementos que tienen la función de la creación de aire comprimido y su distribución y control para efectuar un trabajo útil por medio de unos actuadores llamados cilindros.

Claro está, que la neumática como tal tiene sus ventajas, pero también tiene sus desventajas.

Ventajas de la Neumática -

El aire se puede obtener fácilmente y es abundante en la tierra.

-

No es explosivo, por lo tanto, no hay riesgo de chispas.

-

Los elementos del circuito neumático pueden trabajar a velocidades bastante altas y se pueden regular bastante fácilmente.

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-

El trabajo con aire no daña los componentes del circuito, por ejemplo, por golpe de ariete.

-

Los cambios de temperaturas no afectan de forma significativa en el trabajo.

-

Utiliza una energía limpia.

-

Se pueden hacer cambios de sentido de forma instantánea.

Desventajas de la Neumática -

Si el circuito es muy largo se producen pérdidas de carga considerables.

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Para poder recuperar el aire previamente utilizado se necesitan instalaciones especiales.

-

Las presiones a las que se trabaja habitualmente no permiten obtener grandes fuerzas y cargas.

-

Bastante ruido al descargar el aire utilizado a la atmósfera.

https://www.areatecnologia.com/que-es-la-neumatica.htm

Ejemplos de Aplicación de la Neumática -

Muchos sistemas de llenado en la industria alimentaria funcionan con la ayuda de neumáticos.

-

Esto permite que botellas, sacos, contenedores y otros recipientes se llenen de forma limpia y rápida con líquidos o sólidos.

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Las herramientas de aire comprimido, como las pistolas de pintura y pulverización de pintura, pero también las herramientas de grapado, clavado y remachado, como muchas otras herramientas, se pueden utilizar con aire comprimido.

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Muchos talleres de reparación de automóviles utilizan equipos como amoladoras neumáticas, pistolas de soplado, gatos para automóviles, destornilladores y taladros.

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Una comparación de destornilladores neumáticos con destornilladores inalámbricos muestra que el destornillador neumático es mucho más ruidoso, pero también más ligero en la mano.

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3.1 Actuadores Neumáticos. – Actuadores neumáticos o cilindro neumático es como se les suele llamar a los equipos capacitados para accionar la fuerza y el movimiento en los procesos de automatización industrial. Son muy importante para el buen funcionamiento de las operaciones automatizadas y son compatibles con sistemas eléctricos, mecánicos y neumáticos.

Anteriormente la movilidad en la industria era producida por el hombre, quien a través de sus manos impulsaba el movimiento de un equipo y así se podía accionar un sistema que diera como resultado un producto o servicio, pero con el pasar de los años y los nuevos avances tecnológicos, estas actividades fueron sustituidas por equipos que llegaron para dinamizar los sistemas, generar más perfección en los procesos y por supuesto mayor rendimiento en la producción.

3.1.1 Clasificación de los actuadores neumáticos. – Los actuadores de neumáticos lo podemos encontrar hidráulicos, eléctricos, o neumáticos, rotativos o lineales. ¿Cómo saber cuál utilizar? A continuación, describiremos el funcionamiento básico de cada uno de ellos.

Actuadores de neumáticos hidráulicos: Son aquellos que funcionan a través de los fluidos producidos por la energía hidráulica, los más comunes lo podemos ver en los automóviles, pero también están presenten en operaciones industriales que ameriten potencia.

Actuadores neumáticos eléctricos: Es estos dispositivos el movimiento se genera por medio de la energía eléctrica, y en su mayoría los motores servos son el mecanismo para generar la corriente necesaria que de la movilidad que el proceso requiera. Es utilizado en innumerables industrias, pero en la actualidad tienen mayor incidencia en aquellas dedicadas a la elaboración de robots, por su condición de ser más rápidos y ofrecer mayor rendimiento.

Actuadores neumáticos: Son los ideales para trabajar en operaciones relacionadas con gas o combustible. De ahí que el sector de fábricas de automóviles lo utiliza para la creación de los motores. También es implementado en empresas dedicadas al petróleo o sus derivados que tengan como base actividades con gas de presión.

Actuadores de neumáticos lineales: Este tipo de instrumento transversaliza las tres clasificaciones mencionadas anteriormente. Es decir, pueden ser neumáticos, hidráulico, o eléctricos. Es considerado como otra categoría de actuador porque la

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electricidad es lineal, teniendo un comportamiento distinto en cada uno de los tipos de actuadores. Se subdividen en dos tipos: Cilindro de simple efecto y cilindro de doble efecto.

Actuadores de neumáticos de giros: Son conocidos en el mercado como actuadores rotativos y su nombre se debe a la capacidad que poseen para cambiar una energía neumática a una mecánica de rotación.

Actuadores de neumáticos de giros limitados: Son aquellos actuadores que pueden hacer un giro máximo de 270º. El actuador de paleta es el ejemplo más común en este tipo de neumáticos.

3.1.2 Principio de funcionamiento de los actuadores neumáticos Cada una de las tipologías mencionadas anteriormente tiene una estructura de funcionamiento apegada a las características propias de cada equipo. Sin embargo, como operación de base están constituidos para generar fuerza al recibir la ordenanza de un reformador, provocando una salida que activa a un elemento final de control.

3.1.3 Características generales de los actuadores neumáticos. – -

Estos instrumentos se caracterizan por tener una instalación rápida y sencilla.

-

Son resistentes en el tiempo.

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En todos sus tipos, el roce interno es el menor posible.

-

Son compatibles a temperatura y compresiones.

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Suelen ser muy versátiles, por lo que su aplicación es posible en diversos procesos industriales.

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Solo necesitan de la energía eléctrica para accionar.

3.1.4 Aplicaciones de los actuadores neumáticos en la industria.

Como lo señalamos arriba, su característica de generar fuerza y potencia en los procesos de producción industrial, hace que estos instrumentos sean compatibles con diversas áreas en la industria. No obstante, mencionaremos las actividades donde su utilidad es más común.

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Son utilizados cuando se requiere potencia, posicionamiento en un sistema establecido.

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En las actividades en las que se necesita pasar un líquido o gas a otro lugar.

-

Para activar cualquier tipo de alarmas, en este caso se utilizan los actuadores de sonido que actúan a través de ondas.

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Se emplean en diferentes procesos donde se amerite monitorear la emisión de luz

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Su aplicación en sistemas térmicos ha generado resultados positivos para el sector industrial.

3.1.5 Ventajas de los actuadores neumáticos -

Realizan sus funciones con una velocidad optima, por lo que el rendimiento en las actividades está garantizado.

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Los trabajos lo pueden realizar de formas lineales o rotativas, dependiendo de lo que se ajuste al proceso.

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Son de tamaño pequeño, por lo que su incorporación no generará inconvenientes de espacio.

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Cuentan con una excelente comercialización y pueden adquirirse mediante tiendas físicas o virtuales.

-

Su clasificación permite obtener el actuador que más se ajuste a las necesidades particulares.

3.2

Tipos de cilindros neumáticos Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva, representan

los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales.

Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.

3.2.1 Cilindros de simple efecto Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido El émbolo se hace retomar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc. Puede ser de tipo "normalmente dentro" o "normalmente fuera".

Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Más adelanté se describen una gama variada de cilindros con sus correspondientes símbolos.

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https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc. Tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, así que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande para conseguir una misma fuerza. También la adecuación del resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga y una longitud de carera imitada, debido a un espacio muerto.

https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS

3.2.2 Cilindros de doble efecto Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido. Su denominación se debe a que emplean las dos caras del émbolo (aire en ambas cámaras), por lo que estos componentes sí que pueden realizar trabajo en ambos sentidos. Sus componentes internos son prácticamente iguales a los de simple efecto, con pequeñas variaciones en su construcción. Algunas de las más notables las encontramos en la culata anterior, que ahora ha de tener un orificio roscado para poder realizar la inyección de aire comprimido.

El campo de aplicación de bs cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realización de esfuerzo en ambos sentidos.

Esto es debido a que, por noma general (en función del tipo de válvula empleada para el

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control), los cilindros de doble efecto siempre contienen aire en una de sus dos cámaras, por lo que se asegura el posicionamiento.

https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son los componentes más habituales en el control neumático. Esto es debido a: Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de avance y retroceso). No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de muelle en oposición. Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento.

3.2.3 Cilindros de doble Vástago Este tipo de cilindros tiene un vástago corrido hacia ambos lados. La guía del vástago es mejor, porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre éstos permanece constante. Por eso, este cilindro puede absorber también cargas laterales pequeñas Los emisores de señales pueden disponerse en el lado libre del vástago.

La fuerza es igual en los dos sentidos (las superficies del émbolo son iguales), al igual que sucede con la velocidad de desplazamiento.

https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS Este tipo de cilindros recibe también la denominación de cilindro compensado y es importante recordar el equilibrio entre fuerzas y velocidad de lo que puede considerarse como "teóricos" avances y retornos de vástago.

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https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS

3.2.4 Cilindros Tándem Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad. Gracias a esta disposición, al aplicar simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene en el vástago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal para el mismo diámetro.

https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS

3.2.5 Cilindros acoplados de acción independiente Están constituidos por dos cilindros unidos por sus tapas traseras. Éstos pueden operarse independientemente de modo tal de obtener sobre uno de los extremos del vástago, tres o cuatro posiciones de trabajo según sean iguales o distintas las carreras de ambos cilindros. Es un dispositivo multiposicionador sencillo y económico.

3.2.6 Cilindro neumático guiado Uno de los problemas que presentan los cilindros convencionales es el movimiento de giro que puede sufrir el vástago, ya que el pistón, el vástago y la camisa del cilindro son de sección circular, por lo que ninguno de ellos evita la rotación. En algunas aplicaciones la rotación libre no es tolerable por lo que es necesario algún sistema anti giro. Uno de los sistemas que aparte de la función anti giro tiene otras ventajas es el cilindro neumático guiado que contiene dos o más pistones con sus vástagos, lo que da lugar a una fuerza doble de la de los cilindros convencionales.

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3.2.7 Cilindro neumático sin vástago Cuando el espacio disponible para el cilindro es limitado, el cilindro neumático sin vástago es la elección. Puede tener una carrera relativamente larga de unos 800 mm y mayor.

3.2.8 Cilindro neumático de fuelle También conocido como motor neumático de fuelle, incorpora un cilindro de doble efecto, un sistema de accionamiento de válvula de control direccional y dos tornillos de regulación de velocidad de avance y retroceso.

Presenta numerosas ventajas, como son:

-

Son de larga duración y están exentos de mantenimiento, al no existir piezas internas (trabajo por expansión de lóbulos).

-

No se producen rozamientos en la maniobra.

-

Tienen una instalación simple y, por tanto, económica.

-

Buena relación de volumen ocupado entre compresión - expansión (son fabricados con 1, 2 o 3 lóbulos).

-

Buena absorción de cargas radiales en los extremos.

-

Pueden ser utilizados como amortiguadores debido a la facilidad con la que pueden absorber las vibraciones.

3.2.9 Cilindro de vástago hueco Ideal para vacío o el paso de líquidos a través del vástago El vástago anti giro y telescópico proporciona una orientación precisa y repetitiva del componente Totalmente anticorrosivo Émbolo magnético como estándar Amortiguación elástica Conexión directa de las bombas de vacío y ventosas.

https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS

3.2.10

Cilindros multiposicionales

Los cilindros multiposicionales son una buena opción el aquellos casos en los que se requiera alcanzar 3 o 4 posiciones diferentes y no se requiera una variabilidad

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frecuente de las mismas. Son, no obstante, unidades sencillas ya que tan solo se componen de 2unidades convencionales unidas por el extremo de los vástagos o bien por las culatas (mediante placa adaptadora comercial). Para 4 posiciones, se requiere que la carrera de las 2 unidades sean diferentes.

https://es.scribd.com/document/469939305/TIPOS-DE-CILINDROS-NEUMATICOS

3.3

Amortiguación de final de carrera

Cuando se alcanza el fin de la carrera el pistón y el vástago son desacelerados hasta la parada. La energía cinética resultante de esto, debe ser absorbida por un tope final, la cabeza del cilindro o la tapa del cilindro. La capacidad de absorber esta energía depende del límite elástico del material. Si la energía cinética excede este límite, el cilindro necesita un amortiguamiento externo o interno. En este ejemplo usamos un amortiguamiento interno.

Cuando el pistón con el buje amortiguador ingresa al agujero en la tapa del cilindro, el fluido debe escapar desde la cámara del pistón a través de una válvula estranguladora variable.

Este estrangulamiento regula el grado de amortiguación.

https://home.kpn.nl/rbrink1955/buffer_esp.htm

3.4

Pistón con imán incorporado

El pistón magnético completo cumple muchos de los requisitos técnicos del sector neumático gracias a su doble efecto, su capacidad de estanquidad dinámica, su función de guiado y su amortiguación mecánica. Una junta tórica de NBR actúa como una junta estática

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y sella el vástago mientras que un imán integrado detecta la posición. Las dimensiones, el flujo magnético y el alojamiento del muelle de retorno se pueden adaptar a requisitos específicos.

https://www.trelleborg.com/es-es/seals/products-and-solutions/pneumatic-seals/completemagnet-piston

3.5

Microcilindros con normalización ISO

Los microcilindros neumáticos AZ PNEUMATICA son dispositivos capaces de transformar energía neumática en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control.

Estos cilindros son diseñados con tamaños pequeños para aplicaciones especiales.

3.5.1 Características -

De conformidad con la norma ISO 6432.

-

Alta fiabilidad y larga vida.

-

Versión de doble efecto magnético o no magnético.

-

Versión de simple efecto magnético o no magnético.

https://www.hnsa.com.co/microcilindros-neumaticos-norma-iso-6432/

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3.6

Cilindros neumáticos reparables y no reparables

Los cilindros neumáticos de efecto simple pueden ser reparables o no. Los no reparables, llamados "desechables", están hechos con tapas de aluminio y un cuerpo cilíndrico de acero inoxidable. Las tapas están hechas para mantener los costos bajos y algunas se hacen directamente con plástico. Los cilindros neumáticos no reparables no se pueden desarmar para su reparación y son reemplazados por nuevos cilindros. Los reparables, como su nombre lo indica, se pueden arreglar cuando una parte ha dejado de funcionar o se ha dañado.

https://www.pneumak-parker.com/cilindros_neumaticos_parker.htm

3.7

Cilindro de impacto

La invención se refiere a un cilindro actuador lineal neumático de simple efecto en el cual los parámetros de energía y velocidad no son los comunes de los cilindros neumáticos. En los cilindros actuadores clásicos la fuerza es la derivada de la presión neumática en función de la sección del émbolo a desplazar, y la velocidad del desplazamiento está condicionada al caudal de la válvula, de los racores y de las tuberías de conducción de aire comprimido.

En el sistema que se presenta, el aire comprimido para el avance del cilindro se almacena en un volumen interno que se consigue por el diseño de las cavidades que forman la camisa externa del cilindro. Este aire comprimido, almacenado a una presión determinada que se puede regular, se comunica a través de una compuerta de gran paso con la cámara posterior del cilindro sin necesidad de válvula intermedia ni de tubo de conducción.

Cuando se comunican estas cavidades, el aire se expansiona bruscamente, lo que multiplica la energía de trabajo del cilindro clásico al aumentar la velocidad del cilindro.

https://www.monografias.com/trabajos106/cilindros-neumaticos/cilindros-neumaticos2

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3.8

Actuadores de rotación

Los actuadores rotativos son los encargados de transformar la energía neumática en energía mecánica de rotación. Dependiendo de si el móvil de giro tiene un ángulo limitado o no, se forman los dos grandes grupos a analizar:

-

Actuadores de giro limitado, que son aquellos que proporcionan movimiento de giro, pero no llegan a producir una revolución (exceptuando alguna mecánica particular como por ejemplo piñón - cremallera). Existen disposiciones de simple y doble efecto para ángulos de giro de 90°, 180°…, hasta un valor máximo de unos 300° (aproximadamente).

-

Motores neumáticos, que son aquellos que proporcionan un movimiento rotatorio constante. Se caracterizan por proporcionar un elevado número de revoluciones por minuto.

3.9

Actuadores de Paleta

El actuador de giro de tipo paleta quizá sea el más representativo dentro del grupo que forman los actuadores de giro limitado. Estos actuadores realizan un movimiento de giro que rara vez supera los 270°, incorporando unos topes mecánicos que permiten la regulación de este giro.

Están compuestos por una carcasa, en cuyo interior se encuentra una paleta que delimita las dos cámaras. Solidario a esta paleta, se encuentra el eje, que atraviesa la carcasa exterior. Es precisamente en este eje donde obtenemos el trabajo, en este caso en forma de movimiento angular limitado. El funcionamiento es similar al de los actuadores lineales de doble efecto. Al aplicar aire comprimido a una de sus cámaras, la paleta tiende a girar sobre el eje, siempre y cuando exista diferencia de presión con respecto a la cámara contraria (generalmente comunicada con la atmósfera). Si la posición es inversa, se consigue un movimiento de giro en sentido contrario.

Estos componentes presentan ventajas propias de los componentes de última generación, tal y como amortiguación en final de recorrido, posibilidad de detección magnética de la posición (mecánica o magnética), etc.

La detección mecánica se ejecuta mediante elementos móviles exteriores ajustables en grado mediante nonio graduado. Este tipo de actuadores ha de recuperar siempre la posición (ejecución de retorno), por lo cual no son aptos para el marcado de pasos regulares a no ser que el fabricante incorpore una rueda libre (consiguiéndose un avance regular de pasos apto para un número importante de aplicaciones).

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Este tipo de piñones o ruedas libres son comercializadas por los propios fabricantes para el acople directo con sus productos y se presentan Inversiones de giro a izquierdas o a derechas (para cubrir las necesidades del automatismo).

https://cursos.aiu.edu/Sistemas%20Hidraulicas%20y%20Neumaticos/PDF/Tema%204.pdf

Actuador Piñón Cremallera En esta ejecución de cilindro de doble efecto, el vástago es una cremallera que acciona un piñón y transforma el movimiento lineal en un movimiento giratorio, hacia la izquierda o hacia la derecha, según el sentido del émbolo.

Los ángulos de giro corrientes pueden ser de 45°, 90°, 180°, 290° hasta 720°.Es posible determinar el margen de giro dentro del margen total por medio de un tornillo de ajuste que ajusta la carrera del vástago.

El par de giro está en función de la presión, de la superficie del émbolo y de la desmultiplicación. Los accionamientos de giro se emplean para voltear piezas, doblar tubos metálicos, regular acondicionadores de aire, accionar válvulas de cierre, válvulas de tapa, etc.

Existen actuadores piñón - cremallera de doble cremallera, los cuales proporcionan mayor par y mejor guiado de la unidad.

https://acortar.link/nfdCJc Generadores de vacío Los generadores de vacío establecen el vacío necesario para los procesos de manipulación.

El vacío se genera neumáticamente o bien eléctricamente. Los generadores de vacío

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neumáticos realizan tiempos de ciclo cortos y gracias a su diseño compacto y ligero se pueden integrar directamente en el sistema. Los generadores de vacío eléctricos se utilizan en aplicaciones en las que no se dispone de aire comprimido o en las que se requieren elevadas potencias de aspiración.

Generadores de vacío neumáticos Eyectores Unidades de bombas (con eyector, monitorización y regulación) Generadores de vacío eléctricos Bombas Soplantes

Importante La capacidad de aspiración nominal de todos los generadores de vacío se indica en l/min o en m3/h. Estos valores se refieren a una presión ambiental de 1.013 mbar (nivel del mar) y a una temperatura ambiente de 20°C. La capacidad de aspiración máxima define por tanto el flujo que el generador de vacío aspira del entorno (aspiración libre).

Por Rubén Hernández 3.10 Ejecuciones especiales.

Ejecuciones especiales de cilindros neumáticos.

Aquellas ejecuciones que responden a necesidades específicas de utilización, separándose en ciertas características de lo ofrecido en forma estándar. Los recubrimientos rilsanizados, basado en poliamidas, tienen una buena resistencia a las sales minerales, a los álcalis, a la mayoría de los solventes, a la mayoría de los ácidos orgánicos, al agua de mar y a la atmósfera marina, a los aceites y productos derivados del petróleo, así como también a los productos alimenticios y farmacéuticos.

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La materia prima que se utiliza en la fabricación de este recubrimiento cumple con aprobaciones en el ámbito internacional de la Food and Drugs Administration (FDA), sobre sustancias posibles de ser utilizadas en contacto con alimentos.

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

Ejecuciones especiales de cilindros.

Cilindros de vástago reforzado. http://www.sapiensman.com/n eumatica/neumatica8.htm#:~:t ext=Estas%20ejecuciones%20es Juntas peciales%20se%20emplean,(de de émbolo, para %20aluminio%20o%20maleabl e).

presiones elevadas.

Cilindros de juntas resistentes a altas temperaturas.

Camisa de cilindro, de latón.

Superficies de deslizamiento, de cromo.

Vástago de acero anticorrosivo.

Cuerpo recubierto de plástico y vástago de acero anticorrosivo. http://www.sapiensman.com/n eumatica/neumatica8.htm#:~:t ext=Estas%20ejecuciones%20es peciales%20se%20emplean,(de %20aluminio%20o%20maleabl e).

3.10.1 Fijaciones.

El tipo de fijación depende del modo en que los cilindros se coloquen en dispositivos y máquinas. Si el tipo de fijación es definitivo, el cilindro puede ir equipado de los accesorios de montaje necesarios.

De lo contrario, como dichos accesorios se construyen según el sistema de piezas estandarizadas, también más tarde puede efectuarse la transformación de un tipo de fijación a otro. Este sistema de montaje facilita el almacenamiento en empresas

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que utilizan a menudo el aire comprimido, puesto que basta combinar el cilindro básico con las correspondientes piezas de fijación.

Tipos de fijación.

Fijación por pies.

Fijación por rosca.

http://www.sapiensman.com/n eumatica/neumatica8.htm#:~:t ext=Estas%20ejecuciones%20es peciales%20se%20emplean,(de %20aluminio%20o%20maleabl e).

Brida anterior.

Brida posterior.

Brida anterior oscilante.

Brida central oscilante.

Brida posterior oscilante. http://www.sapiensman.com/n eumatica/neumatica8.htm#:~:t ext=Estas%20ejecuciones%20es peciales%20se%20emplean,(de %20aluminio%20o%20maleabl e).

3.10.2 Constitución de los cilindros.

El cilindro de émbolo se compone de: tubo, tapa posterior (fondo) y tapa anterior con cojinete (manguito doble de copa), vástago, casquillo de cojinete y aro rascador; además, de piezas de unión y juntas.

El tubo cilíndrico (1) se fabrica en la mayoría de los casos de tubo de acero embutido sin costura. de las juntas, la superficie interior del tubo debe someterse Para prolongar la duración un mecanizado de precisión (bruñido).

Para aplicaciones especiales, el tubo se construye de aluminio, latón o de tubo de acero con superficie de rodadura cromada. Estas ejecuciones especiales se

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emplean cuando los cilindros no se accionan con frecuencia o para protegerlos de influencias corrosivas. Para las tapas posterior fondo (2) y anterior (3) se emplea preferentemente material de fundición (de aluminio o maleable).

La fijación de ambas tapas en el tubo puede realizarse mediante tirantes, roscas o bridas. El vástago (4) se fabrica preferentemente de acero bonificado, Este acero contiene un determinado porcentaje de cromo que lo protege de la corrosión. A deseo, el émbolo se somete a un tratamiento de temple. Su superficie se comprime en un proceso de rodado entre discos planos. La profundidad de asperezas del vástago es de 1 mm En general, las roscas se laminan al objeto de prevenir el riesgo de roturas.

En cilindros hidráulicos debe emplearse un vástago cromado (con cromo duro) o templado. Para normalizar el vástago se monta en la tapa anterior un collarín obturador (5). De la guía de vástago se hace cargo un casquillo de cojinete (6), que puede ser de bronce sinterizado o un casquillo metálico con revestimiento de plástico.

Delante del casquillo de cojinete se encuentra un aro rascador (7). Este impide que entren partículas de polvo y suciedad en el interior del cilindro. Por eso, no se necesita emplear un fuelle.

El manguito doble de copa (8) hermetiza la cámara del cilindro.

Material: Perbunano.

para temperaturas entre -20 °C y +80 °C

Vitón.

para temperaturas entre -20 °C y +190 °C

Teflón.

para temperaturas entre -80 °C y +200 °C

Las juntas tóricas o anillos toroidales (9) se emplean para la obturación estática, porque deben pretensarse, y esto causa pérdidas elevadas por fricción en aplicaciones dinámicas. Estructura de un cilindro neumático con amortiguación de fin de carrera.

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http://www.sapiensman.com/n eumatica/neumatica8.htm#:~:t ext=Estas%20ejecuciones%20es peciales%20se%20emplean,(de %20aluminio%20o%20maleabl e).

3.11

Actuadores en acero inoxidable.

En aquellos lugares que por norma se requiera sanidad, el acero inoxidable es el elemento que posibilita perfectas condiciones de higiene en campo. Las ejecuciones

posibles

abarcan

diversos

criterios

constructivos

y

normas

internacionales, pudiendo ser cilindros de simple y doble efecto, con o sin pistones magnéticos, aptos para aplicaciones en la industria de la alimentación, con sellos realizados en materiales no tóxicos, con sellos especiales para utilizar aire seco, adecuados para trabajar con temperaturas entre –70 a 250 ºC.

Normas disponibles: ISO 6432 (microcilindros) - ISO 6431– VDMA 24562 (cilindros) - NITOP (cilindros compactos)

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

3.12

Manipuladores y elementos de sujeción de piezas

Son sistemas modulares de gran componibilidad que, mediante una gran variedad de accesorios e interfases disponibles, permite realizar las más complejas estructuras de manipulación. Las unidades están dotadas de canales para la

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distribución integrada del aire comprimido, y no precisa, por lo tanto, del uso de tubos externos para la alimentación de los extremos de rotación y toma de piezas.

La concepción constructiva resulta en dimensiones generales y peso muy reducido, elevada precisión, rigidez y diseño innovador. Las características de guiado y rigidez le garantizan una alta productividad en tareas de montaje y prueba en líneas automatizadas.

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

Las componentes de manipuleo constan de:  Pinzas neumáticas, que son órganos de toma aptos para la manipulación de cargas.  Unidades de traslación y giro.

Las características que las identifican son fundamentalmente la fuerza, la carrera y la masa a mover. Hay variados tipos de accesorios y geometrías constructivas para adaptarse a todas las aplicaciones: Entre ellos pueden mencionarse las:  Pinzas Angulares: los dedos tienen un movimiento circular y se abren en un determinado ángulo (típico 30°).  Pinzas Radiales: tienen dedos con movimiento circular y el ángulo de apertura es de 90°. Esto permite a los dedos apartarse completamente del plano de trabajo, evitando así un movimiento adicional de aproximación.

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 Pinzas Paralelas: tienen tres dedos, éstos tienen la ventaja que son

autocentrantes respecto a la pieza a tomar.

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

3.13 Montajes de cilindros neumáticos.

La forma de fijar un cilindro neumático dependerá casi totalmente de la aplicación práctica que se le dé al mismo y estará sujeto a condiciones de diseño, razones de espacio y características de los movimientos.

Como se vio anteriormente existen normas en el ámbito internacional que definen los tipos y las dimensiones principales de los accesorios de montaje para cilindros neumáticos.

Esto le garantiza al usuario intercambiabilidad entre diferentes fabricantes, e incluso disponer de una sustitución en máquinas importadas o para las de exportación.

Ya no se concibe a un cilindro como elemento aislado, sino con sus accesorios de montaje, que, si bien se comercializan separadamente, forman parte de la solución técnica que aporta el cilindro.

Las siguientes figuras muestran una línea de accesorios de montaje normalizados para cilindros neumáticos.

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

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3.14 Velocidades máxima y mínima de cilindros neumáticos.

Los cilindros neumáticos pueden alcanzar una velocidad máxima comprendida entre 0,6 y 2,6 m/seg. según el diámetro.

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

Estos valores máximos, a su vez, se ven afectados por la carga desplazada, tamaño de la válvula y conducciones, condiciones de descarga (libre, regulada o con escape rápido), carrera del cilindro, etc.

En realidad, se prefiere hablar de velocidades medias alcanzables, ya que el cilindro desarrolla su carrera en un tiempo en el cual se produce una aceleración inicial y una desaceleración final de modo que su velocidad no es constante a lo largo del recorrido.

Como velocidades medias pueden considerarse un 70% del valor indicado en la tabla anterior.

Como velocidad mínima, un limite práctico puede establecerse entre los 30 y 50 mm/ seg., debido a la elasticidad del aire, dependiendo ello, además, del diámetro del actuador, características de la carga, sensibilidad del regulador de caudal empleado, presión de alimentación, etc.

Para obtener velocidades inferiores a este límite, debería recurrirse a dispositivos de avance hidráulico o hidroneumático.

3.15 Selección de cilindros neumáticos.

La fuerza que pueden desarrollar los cilindros neumáticos es, tal vez, la característica más importante por la cual comienza la etapa de selección. El valor de la fuerza depende exclusivamente del diámetro del pistón y de la presión del aire comprimido con que se alimenta el cilindro.

Pero la fuerza no es el único parámetro de selección, siendo preciso realizar una serie de verificaciones y cálculos. Los cilindros realizan su acción (básicamente fuerza) en posiciones

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determinadas de su recorrido a velocidad muy baja o nula. Durante el desplazamiento y hasta la posición en que es ejercida la acción, el vástago avanza libre o con baja carga.

No es importante la velocidad que se alcance en dichos desplazamientos.

Dentro de esta categoría funcional quedan incluidos los cilindros prensores, de sujeción, de posicionamiento, entre otros, de los que sólo se requiere fuerza y no su velocidad. La elección de cilindros puede ser resuelta con ayuda de gráficos, los cuales muestran los valores teóricos de fuerza según las diferentes presiones y diámetros de cilindros. La ecuación que lo sustenta es:

Donde: F= Fuerza (N) p = Presión de trabajo (bar) d = diámetro del pistón (cm) El valor real es menor debido a la fuerza de rozamiento, la que es variable según la lubricación, presión de trabajo y forma de las guarniciones. Esta disminución en la fuerza puede tenerse en cuenta mediante el rendimiento del cilindro, estimado en un 90 %, de este modo el valor real práctico de la fuerza será:

Donde:

Para cilindros de simple efecto se debe restar, además, la fuerza de reacción del resorte, dato que generalmente se encuentra en los catálogos de fabricantes. Para calcular la fuerza ejercida por el cilindro con la presión aplicada del lado del vás-tago (fuerza de tiro), su valor se obtiene con el siguiente método: 1. Entrar al gráfico con d (diámetro del pistón) y obtener la fuerza 2. Entrar al gráfico con d (diámetro del vástago) y obtener la fuerza Restando ambos valores dará la fuerza resultante teórica ejercida por el cilindro en la carrera de retorno.

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Si bien este es un procedimiento basado en el gráfico, en forma teórica sería:

Donde: F = Fuerza teórica de retroceso (N) P= presión de trabajo (bar) d = diámetro del pistón (cm) dv = diámetro del vástago (cm)

RECUERDE que.

Para obtener el valor real debe afectarse al anterior por el rendimiento _= 0.9.

Por otra parte, si se conoce la fuerza a realizar en Newton (1 Kp = 9,81N) y la pre-sión de operación (bar), se busca la intersección en el gráfico y se lee el diámetro del cilindro inmediato superior al determinado por dicha intersección.

Ejemplo.

Se trata de elevar una masa de 20 Kg con un cilindro neumático operado a 6 bar de presión. No interesa la velocidad de elevación. La fuerza real a realizar será: Fr= m x g. La fuerza teórica que deberá desarrollar el cilindro es: Ingresando al grafico con F = 218N y p = 6bar, obtendremos un cilindro de diámetro 25mm.

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3.16 Guías para cilindros Tanto en cilindros como en microcilindros, para disminuir la posibilidad de pandeo en ellos, muchas veces se utilizan guías acopladas en los propios cilindros. Estas guías reciben el nombre de Guías H para cilindros de diámetros mayores y Guías C en los microcilindros, y están conformados por un soporte de acero que contiene dos ejes (vástagos) auxiliares.

Al desplazarse el vástago del cilindro, los esfuerzos transmitidos son asimilados por todo el conjunto, por lo tanto, se optimiza la alineación entre la pieza a mover y el propio cilindro.

Por otra parte, se evita el movimiento de giro del vástago que en algunos procesos industriales puede ser perjudicial. Existen dos versiones que incluyen bujes de guías de bronce (autolubricados) con limpia vástagos evitando de esta forma su desgaste prematuro.

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La segunda versión es con bujes a bolas recirculantes, lo que permite menores rozamientos y mejora la velocidad del cilindro. Debe tenerse en cuenta que por diseño, una parte del vástago se encontrará impedida de utilizar como carrera.

3.17 Consumo de aire en cilindros neumáticos Conocer el consumo de los cilindros neumáticos tiene su importancia desde dos puntos de vista. En primer lugar, si a raíz de esta nueva aplicación ha de adquirirse una unidad de generación de aire comprimido (compresor), los datos fundamentales para seleccionarla son precisamente el consumo o demanda y la presión de trabajo.

Si en cambio, la aplicación es insertada en un medio en el que ya se dispone de aire comprimido, el cálculo del consumo servirá para verificar si el compresor instalado tiene capacidad suficiente. El consumo de un cilindro neumático puede calcularse con la siguiente fórmula:

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Donde: Q = Consumo de aire (NL/min.) d = Diámetro del cilindro (mm) c = carrera del cilindro (mm) n = Número de ciclos completos por minuto p = presión relativa de trabajo + 1 bar N= Número de efectos del cilindro Ejemplo.

Se tiene un dispositivo con 3 cilindros neumáticos de doble efecto, uno de ellos con diámetro 80 mm y carrera 100mm (10 ciclos 7min) y los dos restantes con diámetro 40mm y carrera 50mm (20 ciclos/min), trabajando a 6 bar.

Estimamos en un 20% el consumo de comando (tubos, válvulas y auxiliares) Los consumos serán:

Siendo: Q1= Consumo del cilindro de diámetro 80mm.

Q2= Consumo de un cilindro de diámetro 40mm.

Q3= Consumo del otro cilindro diámetro 40mm.

Q4 = Consumo total de la parte de potencia.

Por lo tanto, la instalación consumirá 126,66 litros normales por minuto (NI7min) ó7,6 Nm3/hora a 6 bar.

3.18 Amortiguadores hidráulicos de choque

Ya habíamos visto que la amortiguación de fin de carrera de un cilindro neumático era un sistema cerrado, para absorber en el tramo final de la carrera las energías desarrolladas durante el movimiento, evitando de este modo el choque destructivo entre pistón y tapas.

Las crecientes exigencias de velocidad impuestas a las máquinas automáticas con el objetivo de disminuir los tiempos de producción y en consecuencia el costo, hacen que frecuentemente las energías desarrolladas superen a las capaces de ser amortiguadas por el cilindro.

Debe entenderse que el sistema de amortiguación de un cilindro neumático esta diseñado para la generalidad de los casos, pero quedará superado cuando se desplacen masas importantes a elevadas velocidades.

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La energía remanente se disipará inevitablemente en forma instantánea en un choque metal - metal entre pistón y tapa o en un tope externo al cilindro, con una considerable alta fuerza de impacto que será transmitida a la máquina

y

también al elemento transportado (acción y reacción) con la consiguiente destrucción lenta, pero constante de las partes involucradas.

Existen varias formas de absorber en forma gradual las energías al final de un recorrido, minimizando la fuerza de impacto resultante: ✓ En los casos de cargas pequeñas y velocidades no muy grandes puede resultar suficiente la amortiguación propia del cilindro o en su defecto puede ésta ser complementada mediante topes de goma. ✓ Con cargas ligeramente más elevadas es posible también recurrir a resortes de compresión.

Ambos, las gomas y los resortes, ofrecen una resistencia inicial baja o nula, creciendo ésta con el recorrido hasta alcanzar un máximo. Estos tipos de topes almacenan una cantidad considerable de energía durante su compresión, siendo despreciable la cantidad transformada en calor. La energía almacenada tiende a ser devuelta al sistema, luego del impacto de modo que al emplearlos deberá admitirse un cierto rebote de la carga a menudo intolerable.

Lo ideal es lograr una amortiguación mediante una fuerza de frenado lo más baja posible y constante en todo el recorrido del amortiguador y convirtiendo la mayor parte de la energía en calor, el que se disipará en la atmósfera. Se logrará así una mínima fuerza de reacción y ausencia de rebotes.

Con estas pautas de diseño los fabricantes han desarrollado los llamados amortiguadores hidráulicos de choque.

El empleo de amortiguadores es particularmente indicado en instalaciones automáticas de manipulación de objetos frágiles, que podrían resultar dañados con un impacto, como complemento de la amortiguación de un cilindro neumático o simplemente toda vez que deba detenerse un movimiento de alta energía cinética en forma suave y gradual.

Existen básicamente dos tipos de amortiguadores:

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1. Los fijos (Destacar en negrita): poseen una capacidad de amortiguación fija, no pudiéndose adecuar sus prestaciones a las exigencias de cada aplicación.

2. Los regulables (Destacar en negrita): pueden adaptarse en cambio a un rango de exigencias dentro de la capacidad de cada modelo. Son recomendables cuando los parámetros funcionales no pueden determinarse con exactitud o en los casos de condiciones de aplicación variables.

Aspectos a considerar en la selección de un amortiguador: ❖ Forma de actuación de la carga, es decir, si actúa en el plano horizontal, vertical o inclinado. ❖ Si proviene de un movimiento de rotación. ❖ Si durante la carrera de amortiguación existe o no una fuerza impulsora adicional. ❖ El valor de la masa. Al considerar la masa deberá incluirse no sólo el elemento desplazado, sino también todos los mecanismos y dispositivos asociados que participen del movimiento (Brazo, carros, etc.) ❖ El valor de la velocidad de desplazamiento, o velocidad tangencial en caso de rotaciones. Un dato importante para su elección, es el número de impactos por hora, ya que esto determinará su grado de calentamiento en función de la energía convertida en calor en cada impacto.

https://www.sistemamid.com/panel/uploads/b iblioteca/2016-01-08_10-09-41130745.pdf

RECUERDE que.

Como factor de seguridad muchos fabricantes recomiendan utilizar los amortiguadores entre un 50 y 60% de su capacidad máxima. Esto permite prolongar su vida útil y efectuar los ajustes sobre la máquina funcionando, evitando el riesgo de encontrarse frente a un amortiguador de capacidad insuficiente, sobre todo cuando los datos de velocidad y carga no sean determinados con precisión o puedan variar significativamente durante la operación.

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Por Luis Salndoval 14

3.20 Válvulas neumáticas

La válvula neumática es una solución real a prueba de fallos para entornos complicados.

Permite velocidades de caudal muy altas, puede utilizarse a partir de una presión diferencial cero y con temperaturas medias elevadas y funciona con viscosidades altas o en entornos con suciedad. Asimismo, es compatible con zonas EEx tan solo con la colocación de la válvula piloto fuera de la zona. La válvula cuenta con un actuador neumático alimentado por una válvula solenoide de tres vías. La presión del medio piloto actúa sobre el cilindro del actuador y acciona el pistón, lo que permite abrir o cerrar el sello por medio del vástago. Normalmente, el sello vuelve a su posición de reposo gracias a un muelle de retorno situado en el actuador neumático.

Se pueden utilizer en los suiguientes casos Refrigeración Precalentamiento Esterilizadores y autoclaves Lubricación a alta presión

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3.21 Configuración del símbolo de una valvula

CONFIGURACIÓN DEL SÍMBOLO: El símbolo representa la función de la válvula y su forma de accionamiento y/o reacción. No representa de ninguna manera válvula alguna desde el punto de vista constructivo.

El símbolo se compone de dos partes bien definidas: un bloque central, en el que se identifican las posiciones del elemento de conmutación y las vías de conexión para cada posición, y de dos bloques extremos que representan los modos de actuación o mandos.

1. Cada posición de la válvula se representa por un cuadrado. Habrá tantos cuadrados adyacentes como posiciones de distribución tenga la válvula.

2. Las bocas se representan por trazos unidos al cuadrado correspondiente a la posición normal de reposo de la válvula.

3. Las vinculaciones entre bocas se representan con líneas y flechas, indicando el sentido de circulación. Las bocas cerradas se indican con líneas transversales. Dicha representación se representa por cada posición.

4. Las canalizaciones de escape se representan por un triangulo pudiendo ser: a. Escape sin posibilidad de conexión (Orificio no roscado) b. Escape con posibilidad de conexión (Orificio roscado).

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Existen distintos tipos de mandos: mandos musculares o manuales, mecánicos, neumáticos, eléctricos y electroneumáticos.

Válvulas 2/2: Pertenecen a este grupo todas las válvulas de cierre que poseen un orificio de entrada y otro de salida (2 vías) y dos posiciones de mando. Sólo se utilizan en aquellas partes de los equipos neumáticos donde no es preciso efectuar por la misma válvula la descarga del sistema alimentado; sólo actúan como válvulas de paso. Pueden ser normal cerradas o normal abiertas, según cierren o habiliten el paso respectivamente en su posición de reposo.

Válvulas 3/2: Además de alimentar a un circuito, permiten su descarga al ser conmutadas.

También las hay normalmente cerradas o abiertas.

Válvulas 4/2: Poseen cuatro orificios de conexión correspondiendo uno a la alimentación, dos a las utilizaciones y el restante al escape, el que es común a ambas utilizaciones. Operan en dos posiciones de mando, para cada una de las cuales sólo una utilización es alimentada, en tanto la otra se encuentra conectada a escape; esta condición se invierte al conmutar la válvula.

Válvulas 5/2: Éstas poseen cinco orificios de conexión y dos posiciones de mando. A diferencia de la 4/2, poseen dos escapes correspondiendo uno a cada utilización. Esto brinda la posibilidad, entre otras cosas, de controlar la velocidad de avance y retroceso de un cilindro en forma independiente.

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3.20 Válvulas direccionales

La función de las válvulas es permitir, orientar o detener el flujo de aire para distribuir el aire hacia los elementos de trabajo son conocidas también como válvulas distribuidoras.

Constituyen los órganos de mando de un circuito. También son utilizadas en sus tamaños más pequeños como emisoras o captoras de señales para el mando de las válvulas principales del sistema, y aún en funciones de tratamiento de señales.

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Las válvulas direccionales tienen una función muy específica dentro de los sistemas de aire comprimido, ya que gracias a la utilización de estas, podemos controlar el movimiento de cilindros y otros actuadores neumáticos.

Los cilindros neumáticos son uno de los componentes que más se utilizan en la automatización, ya que permiten realizar movimientos lineales en ambos sentidos. Gracias a este componente, podemos controlar los flujos de aire de manera tal que el cilindro se expanda o contraiga.

En el artículo de hoy, te contamos sobre las válvulas direccionales y sus clasificaciones.

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3.23 Numeros de vias en las valvulas direcioneales

Vias: llamamos así al número de bocas de conexión del elemento de distribución. Pueden tenerse válvulas de 2, 3 ,4, 5 ó más vías. No es posible un número de vías inferior a dos.

Posiciones: se refiere al número de posiciones estables del elemento de distribución. Las válvulas más comunes 2 ó 3 posiciones, aunque algunos modelos particulares pueden tener más.

Las válvulas direccionales se designan de acuerdo al número de vías y al número de posiciones de la forma siguiente:

Dos de las características principales que posibilitan su clasificación son el número de vías y el de posiciones, definidos a continuación.

Vías: llamaremos así al número de orificios controlados en la válvula, exceptuando los de pilotaje. Podemos así tener válvulas de 2, 3, 4, 5 ó más vías (no es posible un número de vías inferior a 2)

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Posiciones: se refiere al número de posiciones estables del elemento de distribución. Pueden tenerse válvulas de 2, 3, 4 ó más posiciones (no es posible un número de posiciones inferior a 2) Según ya se ha dicho las válvulas direccionales se designan de acuerdo al número de vías.

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3.23 N° de vías / N° de posiciones

De acuerdo a la clasificación indicada podremos tener: Válvulas 2/2 (dos / dos) 2 vías / 2 3/2 (tres / dos) 3 vías / 2 posiciones 3/3 (tres / tres) 3 vías / 3 posiciones 4/2 posiciones (cuatro / dos) 4 vías / 2 4/3 (cuatro / tres) 4 vías / 3 posiciones 5/2 (cinco / dos) 5 vías / 2 posiciones etc. posiciones

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Las funciones extremas de las válvulas de tres posiciones son idénticas a las de dos posiciones, pero a diferencia de éstas incorporan una posición central adicional. Esta posición podrá ser de centro cerrado, centro abierto o centro a presión.

Un centro abierto permite la detención intermedia de un actuador en forma libre, dado que ambas cámaras quedan conectadas a escape en esa posición. Un centro cerrado, por el contrario, permitirá una parada intermedia, pero el cilindro quedara bloqueado por imposibilitarse sus escapes. El centro a presión mantiene alimentadas ambas cámaras, lo que permite detener con precisión un cilindro sin vástago, compensando eventuales pérdidas de aire del circuito.

3.24 Electroválvulas En las electroválvulas la señal que da origen a la conmutación es de naturaleza eléctrica, excitando a un solenoide que por acción magnética provoca el desplazamiento de un núcleo

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móvil interno que habilita o no el pasaje de fluido. En los mandos directos el mismo núcleo habilita o no el pasaje principal de fluido; en los mandos electroneumáticos una válvula piloto de mando directo comanda la señal neumática que desplaza al distribuidor principal.

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3.26 Características de los selenoides para electroválvulas

La extensión del material y la cantidad de espirales que componen un solenoide pueden variar en función de cuáles sean las necesidades concretas. Cuanto mayor es la extensión de la bobina, más intenso y más uniforme es el campo magnético que se genera dentro del mismo.

Este tipo de válvulas puede ser controlado por interruptores eléctricos simples, termostáticos, de flotador, de baja presión, de alta presión, por reloj, o cualquier otro dispositivo que abra o cierre un circuito eléctrico. En resumen, podríamos asemejar la función de una válvula solenoide a la de una llave de paso: controlar el suministro de gases y líquidos al abrir o cerrar un conducto de alimentación.

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3.27 Montaje de las valvulas

Las instalaciones neumáticas tienen como todo, sus procesos y reglamentos, éstos te permiten realizar un montaje adecuado y evita posibles incidentes al momento de trabajar con ello, por ello te mostramos una serie de pasos a seguir a continuación: Se debe tomar en cuenta que el aire produce algo llamado «condensado», lo cual vendría siendo la acumulación de humedad ya que este elemento no siempre viene totalmente seco.

Como consecuencia, su llegada a los equipos neumáticos provoca oxidación y reducción de la grasa que trae como parte de su fabricación.

Limpiar en su totalidad el aire comprimido es crucial, dispositivos como unidades FRL (filtro,regulador y lubricador) son el equipo ideal para realizar este proceso.

Las conexiones para el paso del fluido son necesarias, existen de diversos tipos y tamaños para cualquier tipo de acople. El racor es el más ideal por su fácil manipulación y estructura de anillos elípticos que proporcionan una instalación rápida en espacios reducidos.

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Hay que asegurarse de revisar el estado en el que se encuentran los equipos incorporados a una red neumática: Los manómetros deben marcar la presión estipulada en el inicio, revisar el nivel de aceite constantemente, los elementos filtrantes deben tener una vida útil prolongada y no menos importante asegurarse que no existan fugas en los racores o tuberías.

Cada paso y proceso mencionado anteriormente son de gran utilidad en el área neumática, brindando seguridad de poseer una red adecuada y eficiente para su manejo en las empresas industriales que requerían del aire comprimido como fuente de energía.

https://www.youtube.com/watch?v=KCtFWu773o0

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Por Josue Perez

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3.28 Características funcionales de válvulas.

•

Pueden bloquear el aíre que se encuentre comprimido o vacío

•

Son el instrumento más adecuado para controlar aíre en procesos industriales

•

Funcionan como distribuidoras, reguladoras e interceptoras del aire comprimido

•

Las acciones expuestas se ejecutan de acuerdo a las condiciones particulares de cada actividad

•

Con las válvulas neumáticas no se corren riesgos de generar explosión

•

Su

•

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V. NEUMATICA CORREDERA DE 3/8 está V. NEUMÁTICA CORREDERA 1/2" V. NEUMÁTICA CORREDERA 3/4" V. NEUMÁTICA CORREDERA 1" V. NEUMÁTICA CORREDERA 1 1/4" su V. NEUMÁTICA CORREDERA 1 1/2" En el V. NEUMÁTICA CORREDERA 2" existen variados modelos

beneficio por encima de costo mercado

3.29 Dimensiones de válvulas.

La serie de válvulas solenoides para sistemas colectores de polvo ASCO/Emerson son válvulas de 2 vías de apertura rápida de alto flujo, válvulas piloto, recintos de válvulas piloto y accesorios de mamparo que han sido especialmente diseñados para su uso en sistemas colectores de polvo.

Algunas dimensiones de válvulas.

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24 3.30 Recomendaciones para el montaje de válvulas direccionales.

1. En su mayoría todas las roscas son Gas cilíndricas. Tener especial cuidado cuando se monten cañerías galvanizadas, que por tener rosca cónica pueden producir la rotura del componente.

Utilizar preferentemente conexiones con rosca cilíndrica de asiento frontal.

2.Si se utiliza sellador de cinta para las uniones roscadas, asegurar que no queden restos internos que puedan penetrar en el interior de la válvula y alterar su buen funcionamiento.

3.Al montar las cañerías, asegurar que no haya cuerpos extraños en su interior. Es recomendable «soplarlas» previamente con aire limpio y seco.

4.No montar las válvulas en ambientes con temperaturas mayores a las especificadas.

5.En todos los casos asegurar que el aire suministrado a las válvulas haya sido previamente filtrado y preferentemente lubricado. Una válvula operada con aire sin filtrar ni lubricar, es propensa a acortar su vida útil.

6.Muchas válvulas son similares externamente, pero cumplen funciones distintas o trabajan con presiones diferentes. Para una mayor seguridad verificar el código de la válvula, y confirmar que sea el mismo que indica el fabricante en su catálogo.

7.Para mayor seguridad en el conexionado y evitar accionamientos accidentales, verificar cual es la boca de presión, cuáles son las utilizaciones, y cuáles son los escapes de acuerdo al símbolo ISO de la etiqueta de cada válvula.

8.Casi todas las válvulas tienen las bocas de descarga roscadas, lo que permite conducir los escapes para impedir contaminaciones de aceite o propagación de ruido.

9.Si los escapes de aire produjeran ruidos molestos o que superen los límites permisibles, prever la utilización de silenciadores de escape.

10.Si la válvula es de 2 posiciones estables pilotada por impulsos, tenga en cuenta que debe montarse siempre de forma tal que el distribuidor quede horizontal, para evitar el riesgo de que éste se mueva por acción de su propio peso o por vibraciones.

11. Es recomendable instalar las válvulas lo más cerca posible de los actuadores comandados.

12.En caso de mandos eléctricos o electroneumáticos, asegurar que la tensión de alimentación se corresponda con la nominal del solenoide con su respectiva tolerancia. Fuera de este campo, pueden trabajar en forma incorrecta y con peligro de deterioro.

13.Tener en cuenta que los solenoides y las fichas de conexionado pueden adoptar distintas posiciones a efectos de lograr la orientación de cables más conveniente a cada aplicación.

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14.En solenoides de corriente continua o alterna y a efectos del seguimiento de señales durante las reparaciones, es recomendable utilizar indicadores con LED. En caso de utilizar los de corriente continua, cabe mencionar que los mismos poseen polaridad y sólo encenderán si ésta es respetada al conectar las fichas.

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3.31 Componentes neumáticos auxiliares de circuito.

Silenciador: Se utiliza para reducir el ruido que produce el aire comprimido cuando escapa a la atmósfera.

Secador: Tiene por objetivo, reducir la cantidad de vapor de agua que posee el aire.

Filtro: Tiene por objeto la eliminación del mayor número posible de partículas de polvo o impurezas que presenta el aire. Durante el filtrado también se elimina humedad.

Lubricador: Los receptores neumáticos (cilindros y motores), son elementos mecánicos sometidos a rozamiento, por lo que resulta necesario su lubricación. Ésta se consigue añadiendo aceite al aire comprimido.

Regulador de Presión: No todos los dispositvos de un mismo circuito tienen que trabajar a la misma presión. Es más, un circuito no tiene por qué trabajar a la presión que suministra el compresor. Un regulador nos permite seleccionar la presión necesaria (siempre menor que la del compresor).

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3.32

Válvulas de no retorno o de retención.

Las válvulas de retención también se conocen como unidireccionales, check o válvulas de uniflujo.

Son dispositivos de fontanería que cierran por completo el paso de líquido en una cañería, mientras permiten que siga fluyendo en la parte contraria.

Principalmente se utilizan en tuberías que emplean sistemas de bombeo, porque de esta forma impedimos que la bomba trabaje en vacío. Se utilizan en tuberías unidas a sistemas de bombeo, para impedir que la bomba trabaje en vacío con los problemas que esto podría ocasionar. Estas válvulas permiten circulación libre en un sentido, bloqueando el pasaje del aire en el sentido contrario.

Son utilizadas cuando se requiera seguridad en un circuito, mantenimiento de la presión en un tramo de la línea o en un depósito, o simplemente como una solución de circuito.

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3.33 Válvula “O” o colectora de circuito.

Ofrecen características de alto flujo y rápidos tiempos de apertura para garantizar los mayores picos de presión y largos tiempos de vida en la operación de los filtros de manga.

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La serie de válvulas solenoides para sistemas colectores de polvo ASCO/Emerson son válvulas de 2 vías de apertura rápida de alto flujo, válvulas piloto, recintos de válvulas piloto y accesorios de mamparo que han sido especialmente diseñados para su uso en sistemas colectores de polvo.

- La construcción de piloto integrado, incluye un solenoide para control local. – La construcción de piloto remoto, requiere una válvula solenoide externa para su control.

- Conexión roscada o con conectores rápidos de compresión.

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3.34 Válvula de escape rápido.

Las válvulas de escape rápido sirven para reducir el tiempo de desaireación del accionamiento neumático. La válvula de escape rápido Tipo 3711 se caracteriza por su construcción compacta y su elevada capacidad. La restricción integrada permite adaptarla a los requerimientos de la aplicación, de forma que se puede ajustar el comportamiento de respuesta según se necesite.

Si es necesario el aire de escape se puede recoger en una tubería, y, por ejemplo, devolverlo a la cámara de resortes del accionamiento para su purga.

Estos elementos permiten aumentar la velocidad del émbolo en cilindros de simple y doble efecto. El aire comprimido fluye de la válvula hacia el cilindro pasando por la válvula de escape rápido. En ese estado, la salida de aire 3 está cerrada. Si la presión desciende en 1, entonces el sentido del aire de escape es de 2 hacia 3. Para que el escape rápido de aire sea efectivo, es necesario que la válvula esté montada directamente sobre la conexión de aire del cilindro.

La válvula de escape rápido se intercala entre el posicionador o electroválvula y el accionamiento. De esta forma se amplifica la potencia de desaireación y se garantiza una desaireación rápida del accionamiento.

En el esquema se muestra una conexión estándar con control desde el posicionador y una electroválvula adicional intercalada.

La válvula de escape rápido Tipo&nbsp;3711 se puede adaptar a los diferentes montajes de válvula y al comportamiento de regulación: la restricción roscada permite un ajuste óptimo del comportamiento de respuesta. Si la válvula de escape rápido tiene que trabajar solo en caso de grandes cambios de señal, se puede abrir la restricción según corresponda. Esto contrarresta la sobrecarga, especialmente a pequeños cambios de señal. El ajuste de la restricción se asegura con una clavija.

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3.35 Válvula “y“ o de simultaneidad.

La válvula de simultaneidad con racores rápidos en L está montada sobre una placa funcional.

La unidad se monta en el panel de prácticas perfilado utilizando la palanca de color azul (variante de montaje «A»). La válvula de simultaneidad abre el paso (función de Y) hacia la salida 2 al aplicar presión en las entradas 1 y 1/3. Si se aplican presiones diferentes en las dos entradas, la señal que tiene la mayor presión llega a la salida.

Se utilizan cuando se necesitan dos o más condiciones para que una señal sea efectiva.

Cuando tenemos solamente señal (presión) por una de las dos entradas (1), ella misma bloquea su circulación hacia la vía de utilización (2). Sólo cuando están presentes las dos señales de entrada (1) se tiene salida por 2. Este tipo de válvula se puede usar como dispositivo de seguridad ya que debería de activarse desde dos lugares a la vez para mandar la señal.

Un ejemplo podría ser un dispositivo de prensa o guillotina.

Eléctricamente se conoce como montaje en serie y también recibe el nombre de módulo Y (operador lógico AND), por su denominación en lógica digital.

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3.36 Válvulas de secuencia.

Las válvulas secuenciales bloquean el aceite en un circuito hidráulico secundario hasta que la presión del circuito primario alcanza el nivel preestablecido. Las válvulas de secuencia tienen un sistema regulador integrado que permite el retorno de aceite sin necesidad de tuberías externas. Las válvulas de secuencia se utilizan para accionar dos cilindros hidráulicos en secuencia. Cuando se alcanza el valor de taraje de la válvula de secuencia, deja pasar el caudal al segundo cilindro hidráulico.

Estas válvulas permiten movimientos secuenciales en aquellas aplicaciones y sectores donde se requiere.

Las válvulas de secuencia hidráulica se utilizan para controlar la secuencia de funcionamiento de dos o más accionadores hidráulicos. La presión de la válvula de secuencia se ajusta en un nivel superior al de la presión de funcionamiento del primer accionador. Una vez que el primer accionador ha completado su ciclo, la válvula de secuencia se abre y permite moverse al segundo accionador. La gama de válvulas de secuencia accionadas mediante piloto incluye una serie de válvulas pilotadas internamente y drenadas externamente y una serie de válvulas pilotadas externamente.

Las válvulas secuenciales bloquean el aceite en un circuito hidráulico secundario hasta que la presión del circuito primario alcanza la presión preestablecida. Las válvulas de secuencia

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tienen un sistema regulador integrado que permite el retorno de aceite sin necesidad de tuberías externas.

Características: -Válvulas de secuencia de acción directa o diferencial con obturador cónico guiado.

-Caudales

desde

1

a

200

l/min.

-Presión máx.350 bar.

-Montaje en línea.

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Por Dilan Catalán

3.37 Vacío Según elementos de www.sistemamid.com: Desde el punto de vista práctico, se llama vacío al campo de las presiones inferiores a la atmosférica. Es decir, a los espacios cuya densidad de aire y partículas es muy baja. El vacío se mide a partir del cero relativo (presión atmosférica) como una presión negativa. Como resulta obvio en esta escala el vacío máximo (vacío absoluto) considerando la presión atmosférica normal, no podrá ser mayor que –1.013 Pa. La técnica del vacío constituye un arma valiosísima en el campo de la automatización industrial, aplicable fundamentalmente a operaciones de transporte, manipuleo, embalaje y montaje de piezas mediante el uso de ventosas. El primer requerimiento que la aplicación de esta técnica plantea, es el de obtener de un modo sencillo y económico el “vacío”. Este puede lograrse mediante las clásicas bombas de vacío, en sus diferentes tipos, o por medio de generadores estáticos utilizando aire comprimido como fluido motor.

Aplicaciones del Vacío Según elementos de www.sistemamid.com: Cuando un proceso de manipulación se automatiza, suele suceder que determinadas piezas o productos deben ser seleccionados, elevados, sujetados, girados, posicionados o fijados en su sitio exacto.

Frecuentemente, como hemos visto en otros capítulos, estos movimientos se realizan mediante aire comprimido y las diferentes piezas a manipular se "cogen” con pinzas neumáticas, y con mucha frecuencia mediante la utilización del vacío y sus técnicas. Hasta a hora se utilizaban únicamente bombas de vacío accionadas por motor eléctrico. Estas bombas tienen ciertos problemas de implantación en máquinas automáticas, en cuanto que: • Complican el sistema al integrar un generador con piezas móviles, sometidas a desgaste y averías.

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• Pueden generar ruido molesto.

• Ocupan un volumen considerable.

• Desprenden calor.

Generadores de Vacío Según elementos de www.sistemamid.com: Operan basados en el Principio de Venturi y carecen, por lo tanto, de partes móviles. El aire comprimido pasa por una tobera o difusor a gran velocidad, generando de esta forma vacío en su sección más estrecha. Su funcionamiento puede ser gobernado simplemente interrumpiendo o habilitando la circulación de aire comprimido, a través del generador mediante una válvula 2/2; de este modo se podrá generar vacío en el momento necesario de su aplicación, significando esto un ahorro considerable de energía frente al uso de las bombas. Las versiones más elementales de estos generadores contienen esencialmente sólo el dispositivo Venturi para generar el vacío, debiéndose anexarles como periféricos la válvula 2/2 de alimentación, un silenciador en el escape y otros accesorios, tales como vacuostatos para el encadenamiento de señales en caso de automatismos

Las versiones más completas de estos equipos incluyen en una construcción compacta, además del sistema Venturi, una electroválvula 2/2 NC que gobierna la alimentación de aire comprimido y por lo tanto, la generación del vacío, un vacuostato que posibilita la obtención de una señal eléctrica cuando el vacío es alcanzado, un filtro en la línea de aspiración, silenciador de escape y a menudo también una electroválvula 2/2 de soplado para facilitar el desprendimiento de piezas livianas cuando se utilicen ventosas de sujeción.

Nota: El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos.

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La presión varía en la proximidad de la sección estrecha, así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.

3.38 Elementos de Conexión

Según elementos de www.sistemamid.com: El conexionado de los diversos constituyentes de un circuito neumático sea este simple o complejo, reviste una particular importancia por cuanto incide directamente sobre el costo global de la instalación. Cuando decimos costo global, no estamos haciendo referencia exclusivamente al costo de los componentes, sino que está considerando, inclusive, el de mano de obra para el armado del equipo, el mantenimiento, la durabilidad y la seguridad operativa. La elección más rentable no será entonces la más económica en el momento de la compra, sino aquella que también contemple el resto de los costos involucrados durante toda la vida útil de la instalación.

Racores o Conectores Según elementos de www.sistemamid.com: son los elementos que permiten vincular los tubos de conducción a los componentes neumáticos. Un gran avance en el campo del conexionado lo constituyen los denominados conectores instantáneos, en los cuales la estanqueidad y el cierre se obtienen simplemente introduciendo y empujando con la mano el tubo dentro del conector. Son aptos para presiones de hasta 18 bar (dependiendo del diámetro del tubo y la temperatura) y se suministran para diámetros de hasta 14mm.

Por su extraordinaria concepción y facilidad de conexionado, la aplicación resulta ideal en circuitos neumáticos complejos, en los cuales la tarea de conexión se ve notablemente simplificada, o bien en circuitos que deban ser desconectados con cierta frecuencia, para satisfacer necesidades de puesta a punto, mantenimiento, reemplazos, etc.

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Roscas de conexión – Roscas cónicas – Roscas cilíndricas Según elementos de www.sistemamid.com: En lo que a roscas de conexión se refiere, en el ámbito mundial coexisten en la actualidad varias tendencias: las roscas cónicas en los tipos BSPT (Withworth) ó NPT (americana) y las cilíndricas BSPP Gas y métricas (ISO 261 e ISO 6149), estas últimas poco difundidas en los diámetros mayores. Para el uso de rosca cónica es imprescindible realizar el sellado de la unión en las roscas mismas, debiéndose colocar sellador químico, cintas de teflón o pastas, con el riesgo de que algún fragmento pueda penetrar el interior de los componentes, alterando luego su funcionamiento. Toda vez que la unión sea desarmada debe reemplazarse el sellador. La posibilidad de orientar un conector acodado de rosca cónica involucra el riesgo de que quede flojo, o en el peor de los casos con un excesivo ajuste, que puede llegar a fisurar el cuerpo del componente. Las ventajas de las roscas cilíndricas con guarnición de cierre frontal la van imponiendo frente a la cónica pues se gana en rapidez y el montaje resulta más seguro y confiable. La guarnición de cierre (metálica o plástica) puede usarse reiteradas veces

3.39 Convertidores Neumáticos Según elementos de www.sistemamid.com:

El término convertidor se refiere a lo que

transforma energía, en este caso energía neumática a hidráulica de baja presión, para ser utilizado en un actuador. Podemos distinguir tres sistemas: • Convertidor hidroneumático - Tanque hidroneumático.

• Cilindro freno auxiliar - Hidrorregulador.

• Multiplicador de presión

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3.40 Convertidor o tanque hidroneumático Según elementos de www.sistemamid.com: En los tanques hidroneumáticos, la presión del aire es transformada en presión de aceite, en el cual puede o no existir un émbolo sin vástago que separa el recinto de aire del de aceite. Si se hace actuar aire comprimido sobre el lado neumático la presión de éste se transformará en una presión hidráulica de igual valor. Siendo ahora el aceite un fluido prácticamente incomprensible, resulta adecuado para lograr avances lentos y uniformes. Es de mencionar que la utilización de los tanques hidroneumáticos es sólo aplicables a válvulas y actuadores (cilindros, actuadores rotantes, etc.) que sean para uso con aceite. Éstos se diferencian de los tanques neumáticos generalmente por el tipo de guarniciones, pudiéndose transformar uno en otro con sólo cambiar éstas. Las válvulas reguladoras de caudal utilizadas en los sistemas neumáticos

no

resultan

aptas

para

la

regulación

de

velocidad

en

circuitos

hidroneumáticos.

En la instalación de circuitos hidroneumáticos deben tenerse en cuenta algunas consideraciones: • El volumen de los tanques hidroneumáticos deberá ser el doble del volumen desplazado por el cilindro.

• Deben purgarse eficientemente, pues burbujas de aire en el circuito hidráulico restan eficiencia a la regulación a causa de la compresibilidad que agregan.

• Al considerar el consumo de aire de un circuito hidroneumático, no sólo debe tenerse en cuenta el consumo del cilindro como si fuera neumático, sino también el volumen de aire comprimido para llenar el espacio de los tanques no ocupado por aceite.

• Evitar fugas de aceite pues representan unas pérdidas de potencia, e incluso peligro de acciones.

• Utilizar los aceites recomendados por los fabricantes.

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3.41 Cilindro freno auxiliar hidro regulador Según elementos de www.sistemamid.com: Son unidades reguladoras de velocidad auxiliares que se acoplan mecánicamente al cilindro neumático, cuya velocidad se quiera regular. En estas unidades el aceite permanece alojado dentro de una cavidad completamente independiente del actuador neumático, imposibilitando cualquier mezcla o contacto entre ambos fluidos.

Existen básicamente dos disposiciones: •

Hidroregulador en serie.

•

Hidroregulador en paralelo.

En el primero de los casos (disposición serie), cuando se alimenta la unidad neumática, el aceite es obligado a circular de un sector a otro de la cámara de la unidad hidráulica, a través de una válvula reguladora de caudal unidireccional de tal manera de poder regular dicho pasaje, creando una presión hidráulica que actúe equilibrando el émbolo neumático. La velocidad de desplazamiento, fijada a una presión de trabajo, quedará determinada por el caudal de aceite que circule por el regulador. la velocidad de desplazamiento se mantendrá constante. Del mismo modo, cualquier intento de aumento de velocidad en forma externa, provocará un aumento instantáneo en la presión de aceite de magnitud tal de equilibrar la acción externa y evitar dicho aumento. El mismo análisis podría hacerse para cilindros neumáticos, siendo válidas las condiciones anteriores en lo referente al juego de presiones. Sin embargo, siendo el aire compresible, los espacios en que se logran tales equilibrios son más grandes y, por consiguiente, mayores los tiempos de realización de estos ajustes, resultando las velocidades poco uniformes.

En los del segundo tipo (hidro regulador en paralelo), el principio de funcionamiento es el mismo, la única diferencia es que en éste el accionamiento del hidro regulador se efectúa a través de una barra transversal fijada al vástago del cilindro neumático, que paralelamente da movimiento al hidro regulador. En este caso, es posible obtener carreras de avance libre y reguladas en partes y retrocesos rápidos, mediante el ajuste de un juego de tuercas y contratuercas sobre el vástago del hidro regulador.

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Capitulo IV 32

Por Dilan Catalán 5. Variadores de frecuencia y transformación

Según elementos de industriasgsl.com: Los variadores de frecuencia están situados entre la fuente de alimentación electrica y los motores eléctricos. Cuya función es la de la regulación de la velocidad de giro de los motores de corriente alterna.

Los motores eléctricos están presentes actualmente en muchas aplicaciones cada día permiten el manejo de los electrodomésticos, maquinas, ventiladores. Estos aparatos requieren energía para generar su movimiento y funcionalidad. La energía eléctrica tiene una velocidad constante por lo cual el motor por sí mismo no puede regular la velocidad del mecanismo o del aparato siempre se movería a la misma velocidad. En caso de que la energía fuera muy alta o muy baja la velocidad del motor no sería la mejor para su utilización, en estos casos es necesario un regulador o un controlador de velocidad.

Los variadores de frecuencia están colocados entre el motor y la alimentación de energía. La fuente de energía llega a él variador y este la ajusta y la envía al motor pasando únicamente la energía necesaria para que trabaje el motor sin desaprovechar nada.

Dentro del variador la energía va pasando mediante un rectificador que modifica la corriente alterna en corriente continua y esta carga a los condensadores del convertidor que modera la onda de la corriente eléctrica. De esta manera se obtiene una fuente de alimentación limpia.

Posteriormente la energía transita a través de los condensadores hacia un inversor que es lo que modifica la corriente continua en corriente alterna de salida, esta es la energía que se transmite hacia el motor. De esta manera el convertidor va adaptando la tensión y la frecuencia según lo requiera.

5.1

Circuito RLC

Circuitos RLC Un circuito en alterna con inductores y/o capacitores varía su comportamiento dependiendo de la frecuencia y del valor de estos componentes. En

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general, teniendo en cuenta todas las posibilidades, podemos encontrarnos con circuitos que tengan los siguientes comportamientos: ● Resistivo puro. ● Inductivo puro. ● Capacitivo puro. ● Resistivo-Inductivo (o R-L). ● Resistivo-Capacitivo (o R-C). ● Inductivo-Capacitivo (o L-C). ● Resistivo-Inductivo-Capacitivo (o R-L-C).

5.2

RLC en serie

por tratarse de un circuito serie, la corriente es el elemento común a los componentes de este. Dicha corriente (hasta aquí de valor desconocido) produce dos caídas de tensión que sumadas deben verificar la Segunda Ley de Kirchoff; de esta manera, es posible escribir:

Los valores de estas caídas de tensión también se desconocen. Pero, otra vez, es posible plantear una solución aplicando los conceptos resultantes del capítulo de “Circuitos en Régimen Alterno Senoidal”. Allí concluimos que: ● La caída de tensión en la resistencia (fasor VR) está en fase con la corriente (fasor I). ● La caída de tensión en el capacitor (fasor VC) atrasa 90º respecto de la corriente (fasor I).

El diagrama en él se ve que el vector representativo de la tensión V forma un ángulo φ con el vector representativo de la corriente I. Este ángulo representa el desfasaje resultante entre la tensión de alimentación del circuito y la corriente, y se aprecia que la tensión adelanta

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respecto de la corriente. El valor del ángulo φ depende de los valores de los módulos de VR y VC, pero, por tratarse de un circuito R-C serie, dicho ángulo será siempre negativo.

La composición entre los vectores representativos de la resistencia y de la reactancia capacitiva nos ha dado como resultado el vector representativo de la impedancia. Este vector puede ser expresado en cualquiera de las dos formas siguientes, según la necesidad operativa:

El Teorema de Pitágoras nos permitirá calcular el módulo Z del vector impedancia, mientras que la trigonometría nos permitirá calcular el ángulo φ de dicho vector:

3.1

RLC en paralelo

En un circuito RLC que presente los tres elementos conectados en paralelo, la tensión total aplicada al circuito es la misma que la que tenemos en bornes de cada elemento, mientras que la intensidad que circula para cada uno de ellos es distinta y depende de los efectos de la R, de la L y de la C.

Por tanto, la intensidad que circula por la resistencia está en fase con la tensión aplicada y su valor, que es independiente de la frecuencia, será:

Utilizando la notación compleja:

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La intensidad que circula por la bobina está retrasada π/2 respecto a la tensión aplicada y su valor está limitado por la reactancia inductiva XL, que es directamente proporcional a la frecuencia, siendo esta intensidad:

Por la capacidad circula una intensidad que está adelantada π/2 respecto a la tensión y cuyo valor está limitado por la reactancia capacitiva XC, que es inversamente proporcional a la frecuencia, siendo:

Y utilizando la notación compleja:

Por tanto, aplicando la primera ley de Kirchoff y utilizando la notación compleja, la intensidad total que absorbe el circuito es:

Teniendo en cuenta la ley de Ohm generalizada:

Obtendremos la impedancia compleja del circuito:

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Siendo el módulo de la impedancia:

Y el ángulo:

5.3

Circuitos RL y Rc en paralelo.

Los circuitos en serie más caractéristicos en corriente alterna y cada tipo de receptor, Resistivo (R), Inductivo (L) y Capacitivo (C).

Si no lo viste, o no sabes resolver circuitos en serie de corriente alterna, te recomendamos que antes de seguir veas: Circuitos en Alterna.

Es muy importante para poder entender los circuitos con receptores en paralelo y mixtos. En las instalaciones eléctricas, tanto domésticas como industriales o comerciales, los distintos receptores se conectan todos a la misma tensión, o lo que es lo mismo en conexión paralelo.

Veamos las características de los circuitos y receptores conectados en paralelo.

Conexión

Paralelo

en

Alterna

Podemos ver más abajo dos formas diferentes de representar circuitos en paralelo, como puedes ver a continuación.

Los receptores 1,2,3... pueden ser una resistencia pura (resistivo), una bobina pura (inductivo) o un condesador (capacitivo) o una mezcla de los 3 receptores.

- En los circuitos en paralelo las tensiónes de todos los receptores (o ramas) son la misma.

Imaginemos que en cada rama tenemos solo un receptor, entonces:

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- V1 = V2 = V3....

- La intensidad en paralelo es la suma de las intensidades en cada rama, pero OJO, al ser en

corriente alterna, será la suma vectorial, ya que la intensidad que atraviesa una resistencia está en fase con la tensión, pero la intensidad que atraviesa una bobina está retrasada 90º y la que atraviesa un condensador adelantada 90º respecto a la tensión (como vimos en circuitos en serie).

Si ponemos todas las tensiones en ángulo 0º, ya que son las mismas en paralelo (VR = VL = VC = Vt = V) y ahora colocamos las intensidades, nos quedaría la intensidad de una resistencia en ángulo 0, la de la bobina retrasada 90º respecto a la intensidad de la resistencia y la intensidad del condensador adelantada 90º respecto a la de la resistencia.

Si lo comparas con las tensiones en serie es justo al contrario.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-rlcparalelo.html

It = I1 + I2 + I3....Pero OJO ¡¡¡SUMA VECTORIAL DE LAS INTENSIDADES! El ángulo de desfase de cada intensidad respecto a la tensión, dependerá del tipo de receptor que sea, como ya vimos en serie.

- Los circuitos en paralelo tienen el triángulo de intensidades, los de serie el de tensiones.

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https://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-rlc-paralelo.html

- En serie tenemos el triángulo de impedancias, OJO en paralelo NO. En paralelo es muy frecuente trabajar con una nueva magnitud llamada admitancia Y, que es la inversa de la impedancia Y = 1/Z (se mide en Siemens). En paralelo si que tenemos el triángulo de Admitancias (similar al de impedancias en serie). Una vez tenemos la admitancia total podemos obtener la impedancia total, ya que es su inversa.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-rlc-paralelo.html admitancia total en un circuito en paralelo Si Z = V/I la admitancia es 1/Z = Y = I1 /V = I1/V + I2/V + I3/V +.... = (I1 + I2 + I3 +...) / V De todas formas la impedancia de una resistencia sigue siendo el valor de la resistencia, el de una bobina pura es XL y el de un condensador puro es Xc (como vimos en serie). Todas se miden en ohmios (Ω).

XL = w x L; donde L es el coeficiente de autoinducción medido en Henrios (H) y w = velocidad angular (de la onda de la tensión o intensidad).

Xc = 1 / (w x C); donde C es la capacidad del condensador en faradios. la velocidad angular (radianes partido por segundo), podemos calcular con la frecuencia de la onda. w = 2 x pi x f; donde f= frecuencia, y por ejemplo en europa es de 50 hertzios (Hz).

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33

4.5 ¿Qué es el factor de potencia?

El factor de potencia es una medida de la eficiencia o rendimiento de nuestro sistema eléctrico. Este indicador mide el aprovechamiento de la energía (la cantidad requerida para transformar en trabajo).

Como bien sabemos, los receptores eléctricos convierten la energía eléctrica en algún otro tipo de energía como la mecánica, luminosa, calorífica, etc. El detalle es que estos receptores no logran transformar toda la energía demandada en energía útil.

A la energía demandada por nuestra maquinaria se le conoce como “energía absorbida” o “potencia aparente”, siendo la que nuestro sistema requiere para realizar la acción deseada. De la potencia aparente, a la energía que realmente se convierte en energía útil para el proceso se le conoce como “energía útil” o “potencia activa”.

Pero, dentro del proceso de conversión de energía, hay una cantidad que no se convierte en energía útil, si no que se pierde dentro del proceso al generar campos magnéticos para la producción de energía útil, a esta energía se le llama “potencia perdida” o “potencia reactiva”.

El factor de potencia es la relación existente entre la potencia aparente y la potencia activa, tratando siempre de que la potencia activa se acerque lo más posible a la potencia aparente. Es decir: a mayor potencia activa y menor potencia reactiva, tendremos un factor de potencia más cercano a 1 (el ideal).

Consecuencias de un bajo factor de potencia Las consecuencias de operar con un bajo factor de potencia (hay que mantenerlo en un mínimo de 0.95) pueden afectar la producción y la eficiencia del sistema de forma considerable, sin mencionar que pueden llegar a ser muy costosas: ✓ Sobrecalentamiento de los conductores. ✓ Sobrecarga en líneas de distribución. ✓ Reducción de vida útil en los equipos. ✓ Caídas de tensión. ✓ Aumento en la factura de consumo eléctrico.

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Se define el factor de potencia como la razón entre la potencia activa P y la potencia aparente S: f.d.p. = P / S Es importante distinguir la diferencia entre los términos factor de potencia (f.d.p.) y , ya que no son exactamente lo mismo. En cargas lineales, ambos valores coinciden.

Sin embargo, en cargas no lineales el f.d.p. y

son distintos. Se dice que:

• Un factor de potencia adelantado significa que la corriente se adelanta con respecto a la tensión, lo que implica carga capacitiva. Potencia reactiva negativa.

• Un factor de potencia atrasado significa que la corriente se retrasa con respecto a la tensión, lo que implica carga inductiva. Potencia reactiva positiva.

El dispositivo utilizado para medir el f.d.p. se denomina cosímetro.

Circuitos lineales.

En circuitos lineales, donde las corrientes y tensiones son perfectamente senoidales, se tiene:

El f.d.p es el coseno del ángulo que forman los fasores de la corriente y la tensión. En este caso se puede observar que sistema. A partir de esto se puede entender el

donde Z es la impedancia equivalente del como una medida de la habilidad

del elemento Z para absorber potencia activa. Para una resistencia ideal: Para una inductancia y condensador ideales:

https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_pote ncia

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Circuitos no lineales.

En circuitos no lineales la forma de la onda no es perfectamente senoidal. Las cargas no lineales crean corrientes armónicas, que pueden ser representadas por la distorsión armónica total (THD). En este caso la potencia aparente compuesta por

P

y

Q,

S

no estaría únicamente

sino que aparecería una tercera componente suma de todas las

potencias que genera la distorsión. A esta componente de distorsión se le denomina D. En este caso, el factor de potencia es:

Mientras que

se calcula tan solo con las componentes fundamentales (sin

armónicos):

Si THD es la tasa de distorsión armónica, I1.rms es la componente fundamental de la corriente eficaz, Ims es la corriente eficaz total y considerando una fuente ideal de tensión, entonces la relación entre el factor de potencia y

es:

Corregir mi factor de potencia.

Para la corrección del factor de potencia, la solución ideal es implementar bancos de capacitores: Un factor de potencia bajo, como ya se mencionó, se debe a una alta cantidad de potencia reactiva dentro de la potencia aparente.

Esta potencia reactiva es ocasionada por equipos inductivos.

Los capacitores, al igual que las cargas inductivas, generan potencia reactiva, con la única diferencia de que la potencia reactiva generada por estos va en contra de la potencia reactiva de las cargas reactivas, provocando que la potencia reactiva de la potencia aparente sea menor.

Esto nos da como resultado que, por la misma cantidad demandada de potencia aparente, tengamos una menor potencia reactiva y una mayor potencia activa, corrigiendo nuestro factor de potencia a una cantidad más cercana a la ideal.

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34

4.6 Alternadores conexiones de generadores en paralelo.

Cuando dos o más generadores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura:

Cuando dos o más generadores de la misma fuerza electromotriz (f.e.m.) se encuentran conectados en paralelo pueden sustituirse por un único generador en el que se cumple que su f.e.m. (εtotal) es la misma que la de cualquier generador y la inversa de su resistencia interna (rtotal) es la suma de la inversa de las resistencia internas de cada uno de los generadores asociados (ri):

En numerosas aplicaciones se precisa conectar en paralelo varios generadores con el fin de atender una carga variable según las horas o circunstancias. La gran versatilidad de los generadores síncronos resuelven estas necesidades al poderse interconectar uno, dos o más alternadores en paralelo.

Requisitos para la conexión en paralelo ¿Qué condiciones deben cumplirse antes de que pueda cerrarse el interruptor que conecta los dos alternadores en paralelo?

Si el interruptor se cierra en cualquier momento, los generadores se expondrían a graves daños y la carga podría perder potencia. Es necesario que se cumpla lo siguiente:

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Las tensiones de línea de los dos generadores deben ser iguales. Si los voltajes no son exactamente los mismos en cada una de las fases que se conectan entre sí, se generará un flujo de corriente muy grande cuando el interruptor se cierre.

Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fases. Si el orden de la secuencia de fase es diferente, entonces aunque un par de tensiones (de las fases a en la figura) estén en fase, los otros dos pares de tensiones están desfasados 120º. Si los generadores se conectaran en esta forma, no habría problema con la fase a, pero aparecerían altas intensidades por las fases b y c, dañando ambos alternadores. Este problema se solucionaría intercambiando las conexiones en dos de las tres fases de cualquiera de los alternadores.

La frecuencia del alternador nuevo (generador entrante), debe ser ligeramente más alta que la frecuencia del sistema que funcionaba. Si cuando se conecten los alternadores, las frecuencias no son aproximadamente iguales, se presentaran grandes oscilaciones de potencia hasta que los generadores se estabilicen en una frecuencia común. Las frecuencias de los dos alternadores deben ser aproximadamente iguales, pero no exactamente iguales.

Deben diferenciarse en una pequeña cantidad, de tal forma que los ángulos de fase del generador entrante cambien lentamente con relación a los ángulos de fase del sistema. Esto permitirá observar los ángulos entre tensiones, y podrá cerrarse el interruptor cuando estén exactamente en fase

Igual secuencia de fase.

35

4.7 Características nominales.

Entre las principales características que tiene un alternador encontramos las siguientes Es un elemento que forma parte del circuito eléctrico que tiene un vehículo.

Transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

Está formado por dos partes consideradas como esenciales, el inductor o la bobina y el inducido Genera y al mismo tiempo suministra corriente eléctrica para poder hacer funcionar los circuitos.

Sirve para poder mantener la batería cargada Para su funcionamiento se basa en la inducción de tipo electromagnética.

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