Temario Técnico Electricidad - Fase 2 - 2021 by emilianisomascos

Temas Quinto Grado Tecnologia Vocacional II Capitulo I 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 II 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 Medidas

Capitulo III 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 Rl

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

Subtema

1.2

Circuito General Rlc

1.3

Rlc En Serie

1.4

Rlc En Paralelo

1.5

Ramas Rl Y Rc En Paralelo

1.6

Potencia Y Factor De Potencia

1.7

Alternadores Conexiones De Generadores En Paralelo

1.8

Característica Nominales

1.9

Perdidas Y Eficiencia

Tecnologia Vocacional II

Quinto Grado

Capítulo I 1. Principios de corriente alterna. Por: Randy JanhCarlo Tobar Hernandez. 1.1 Generación De Un Voltaje Alterno. 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 rectificar el voltaje alterno inducido. 1.1 Ejemplo: Cuando usted quiere cargar la batería de su Smartphone o tableta, sabe que no lo puede conectar directamente a un enchufe mediante un cable sin previamente conectarlo a un cargador. Carga de un Smartphone El siguiente experimento ayuda a entender que es lo que sucede dentro de un cargador. Con este experimento aprenderá cómo se genera el voltaje alterno y cómo diferentes componentes eléctricos pueden influir en la señal. Tareas La energía cinética puede convertirse en energía eléctrica mediante el uso de un generador. En este experimento se construye un generador con 2 bobinas, un núcleo en forma de U y un imán giratorio. Muchos de los dispositivos eléctricos necesitan de una constante y suave diferencia de corriente que se puede alcanzar mediante el uso de componentes eléctricos como un diodo o condensador. 1. Medir el voltaje que se produce cuando el imán gira sobre las bobinas sin el uso adicional de otros componentes además del resistor. 2. Medir el voltaje después de introducir el diodo en el circuito. 3. Medir el voltaje a la vez que se usan varios condensadores adicionales conectados en paralelo a la resistencia.

Imagen: Generación de un voltaje alterno Fuente: https://www.lifeder.com/onda-senoidal/

1.2 Medidas Angulares: 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. 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.

1.2 Ángulo Trigonométrico. Es una figura formada por la rotación de un rayo alrededor de un punto fijo (llamado vértice), desde una "posición inicial" llamado lado inicial, hasta una "posición final" denominado lado final (o lado terminal). Este ángulo puede superar el orden de los 360º a diferencia del ángulo geométrico… Existen variedades y cosas de definiciones del ángulo trigonométrico: sexagesimal. •

Ángulo positivo: El rayo gira en sentido antihorario"

•

Ángulo negativo: El rayo gira en sentido horario.

•

Ángulo nulo: El rayo no gira.

•

Ángulo de una vuelta: El rayo gira 360º.

•

Ángulo de dos vueltas: Dos rayos 720º.

•

Ángulo de tres vueltas: 1080º.

Imagen: Rad Fuente: https://ingemecanica.com/tutoriales/sistemas_de_medida_de_angulos.html

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

1.3 La Forma De Onda: La Corriente alterna se genera por diferentes métodos. Los más utilizados son los mecánicos rotativos, o alternadores de las bobinas eléctricas, para grandes potencias, y los electrónicos cuando las mismas son pequeñas. Esta manera de generar la corriente, determinará su Ley de Variación con respecto al tiempo.

1.3 Formas De Las Ondas: Si representamos esta Ley de Variación en un par de ejes cartesianos marcados en amplitud y tiempo, se producirán gráficas con diferentes formas geométricas que identifiquen la corriente. Las formas de ondas más comunes son: •

la senoidal,

•

la cuadrada,

•

la triangular,

•

la diente de sierra

Todas se presentan en distintos tipos muy variados.

Imagen: Onda senoidal Fuente: https://www.lifeder.com/onda-senoidal/

1.3 Forma De Onda Senodal: 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.

Imagen: Formas Fuente: https://www.infootec.net/wp-content/uploads/2017/11/onda.png

1.4 Corriente Alterna: La corriente alterna es aquel tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque la magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico. En tanto, la manera en la cual este tipo de corriente oscilará es en forma senoidal, es decir, una curva que va subiendo y bajando continuamente. Gracias a esta forma de oscilación la corriente alterna logra transmitir la energía de manera más eficiente. Ahora bien, cabe destacar, que algunas necesidades especiales pueden demandar otro formato como ser cuadrado o triangular. La corriente alterna, simbolizada a partir de las letras CA en el idioma español, se destaca además por ser la manera en la cual la electricidad ingresa a nuestros hogares, trabajos y por transmitir la señales de audio y de video a partir de los cables eléctricos correspondientes que la contienen. Es imposible no hacer algo de historia en relación a este tema ya que los primeros ensayos que dieron paso a esta corriente se remontan a finales del siglo XIX, cuando el ingeniero Nikola Tesla ideó y logró concretar el proyecto del primer motor de corriente alterna. Tras él, otros investigadores e inventores alcanzarían más novedades en el tópico, por ejemplo William Stanley logró transferir este tipo de corriente a dos circuitos aislados, siendo el primer y más directo antecedente del transformador. En tanto, el inventor estadounidense George Westinghouse sería el primero en comercializar esta corriente. Otra cuestión insoslayable es la “guerra” que se entabló entre la corriente alterna versus la corriente continua, férreamente defendida esta última por Thomas Edison. Finalmente la posibilidad concreta de distribuir energía a gran escala hizo que la Corriente alterna se impusiese.

Imagen: corriente alterna Fuente: https://www.lifeder.com/circuitos-corriente-alterna/

1.5 Frecuencia y periodo: La frecuencia mide la cantidad de vueltas que se dan en un período de tiempo (normalmente un segundo). Se calcula con la siguiente fórmula:

La unidad más utilizada es el Hertz que equivale a una vuelta en un segundo.

El período mide el tiempo que se tarde en dar una vuelta completa y se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia.

T = Período [s] f = Frecuencia [Hz] De esta forma, la frecuencia se puede calcular como la inversa del período.

f = Frecuencia [Hz]

T = Período [s]

Imagen: periodo Fuente: http://www.emba.com.ar/biblioteca/Frecuencia%20-%20Periodo%20%20Longuitud%20de%20Onda%20-%20(%20RESUMEN%20).pdf

1.6 Relaciones De Fase: Relación de fase de una forma de onda sinusoidal Cada forma de onda alternante tendrá su corriente, voltaje y frecuencia. Si el voltaje y las velocidades angulares de las dos formas de onda son las mismas, entonces su fase también es la misma en cualquier instante de tiempo. Cuando los condensadores o las inductancias están instalados 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. 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. El útil nemónico ELI the ICE man ayuda a recordar el signo de la fase. La relación de fase también se dibuja gráficamente en un diagrama fasor.

Imagen: relación de fases Funete: http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/electric/phase.html#:~:text=La%20fracci%C3%B3n%20de%20la%20 diferencia,voltaje%20adelanta%20a%20la%20corriente.&text=La%20relaci%C3%B3n%20d e%20fase%20tambi%C3%A9n%20se%20dibuja%20gr%C3%A1ficamente%20en%20un%20di agrama%20fasor.

1.7 Fasores: 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. Voltaje Una tensión senoidal tiene la forma siguiente en el dominio temporal:

Donde Vm es la amplitud máxima de V(t) medida en voltios, ω es la frecuencia angular medida en radianes por segundo, t es el tiempo medido en segundos, y Ø es el ángulo de fase de la tensión senoidal medido en grados con respecto a la tensión o corriente de referencia, tal como se muestra en la Figura

Imagen: Fasores Fuentes: https://dademuch.com/2019/04/08/representacion-fasorial-de-corrientesy-voltajesfasores/#:~:text=Un%20fasor%20es%20un%20n%C3%BAmero,el%20vector%20radial%20en %20rotaci%C3%B3n. 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:

Podemos apreciar que ambas señales son sinusoidales. Que V1(t) tiene una amplitud máxima de 2 V, mientras que V2(t) tiene una amplitud máxima de 1 V. Además, entre ambas señales hay un desfase de 90 grados. La trigonometría nos permite saber que la suma de ambos voltajes da como resultado:

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 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, como se muestra a la izquierda en la Figura 2:

Imagen: Fases Fuente: https://dademuch.com/2019/04/08/representacion-fasorial-de-corrientesy-voltajesfasores/#:~:text=Un%20fasor%20es%20un%20n%C3%BAmero,el%20vector%20radial%20en %20rotaci%C3%B3n. Diagrama fasorial de la operación en un instante t=0 s. A la derecha se observa la forma de curva de cada señal, y su suma, en función de ωt.Es necesario recalcar que en una simulación en tiempo real, los fasores rotan. Para que la suma, la resta, la multiplicación o división de dos fasores tenga sentido, ambos deben rotar a la misma frecuencia. Es decir, todas las señales implicadas en la operación fasorial deben tener la misma frecuencia. 1.8 Calores características del voltaje y la corriente: 1.8 Voltaje: Definimos el voltaje como la cantidad de energía potencial entre dos puntos en un circuito. Un punto tiene más carga que otro. La diferencia de carga entre los dos puntos se llama voltaje. Se mide en volts, que técnicamente es la energía potencial entre dos puntos que van a impartir un joule de energía por coulomb de carga que pasa a través de él (no entren en pánico si no entienden, todo se va a explicar). La unidad “volt” se nombró por un físico Italiano Alessandro Volta quien invento lo que se considera ser la primera batería química. El voltaje se representa en las ecuaciones y los esquemáticos por la letra “V” Cuando se describe el voltaje, la corriente, y la resistencia, una analogía común es un estanque de agua. En esta analogía la carga se representa por la cantidad de agua,

el voltaje se representa por la presión del agua, y la corriente se representa por el flujo de agua. Entonces para esta analogía recuerde: •

Agua = Carga

•

Presión = Voltaje

•

Flujo = Corriente

Considere un estanque de agua a una cierta altura sobre el suelo. En la parte inferior de este tanque hay una manguera.

Imagen: representación de V Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wpcontent/uploads/2014/09/Ampmoreless5.jpg La presión al final de la manguera puede representar el voltaje. El agua en el estanque representa la carga. Mientras más agua existe en el estanque, más alta la carga, y más grande la presión medida al final de la manguera. Podemos pensar que este estanque es una batería, un lugar donde podemos almacenar una cierta cantidad de energía y después liberarla. Si vaciamos nuestro estanque una cierta cantidad, la presión creada al final de la manguera baja. Podemos pensar en esto como el voltaje decreciente, como cuando una linterna se oscurece cuando se descargan las baterías. También hay una disminución de la cantidad de agua que va a fluir a través de la manguera. Menos presión significa que hay menos agua que fluye, lo cual nos lleva a la corriente. 1.8 Corriente

Podemos pensar en la cantidad de agua que fluye a través de la manguera desde el tanque como la corriente. Mientras más alta la presión, mas alto el flujo, y viceversa. Con el agua, mediríamos el volumen de agua que fluye a través de la manguera sobre un cierto periodo de tiempo. Con la electricidad, medimos la cantidad de carga que fluye a través del circuito sobre un periodo de tiempo. La corriente se mide en Amperes. Un ampere se define como 6.241*1018electrones (1 Coulomb) por segundo que pasan a través de un punto en un circuito. La corriente eléctrica (I) es medida en amperes. Ahora digamos que tenemos dos estanques, cada uno con una manguera en la parte inferior. Cada estanque tiene la misma cantidad de agua, pero la manguera en un tanque es más angosta que la manguera en el otro estanque.

Imagen: Representación de I Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wpcontent/uploads/2014/09/Ampmoreless.jpg Medimos la misma cantidad de presión al final de cada manguera, pero cuando el agua comienza a fluir, la velocidad en que fluye el agua en el estanque con la manguera más angosta va a ser menor que la velocidad en que fluye el agua en el estanque con la manguera más ancha. En términos eléctricos, la corriente a través de la manguera más angosta es menor a la corriente a través de la manguera más ancha. Si queremos que el flujo sea el mismo a través de las dos mangueras, debemos aumentar la cantidad de agua (carga) en el estanque con la manguera más angosta.

Imagen: Representación de igual I Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wpcontent/uploads/2014/09/Ampmoreless2.jpg Esto aumenta la presión (voltaje) al final de la manguera más angosta, empujando más agua a través del estanque. Esto se puede comparar con un incremento en voltaje que causa un incremento en corriente. Ahora estamos comenzando a ver la relación entre voltaje y corriente. Pero hay un tercer factor a ser considerado acá: el ancho de la manguera. En esta analogía, el ancho de la manguera es la resistencia. Esto significa que debemos agregar otro término a nuestro modelo: •

Agua = Carga (medida en Coulomb)

•

Presión = Voltaje (medida en Volts)

•

Flujo = Corriente (medida en Amperes)

•

Ancho de Manguera = Resistencia

1.9 Resistencia En Los Circuitos De Corriente Alterna: Resistencia en corriente alterna. En todo circuito de corriente alterno en el que solo existen resistencias, no se producen desfases entre la corriente y el voltaje. ... De modo que una resistencia en altas frecuencias se comporta como un circuito RLC, ya que, presentara propiedades resistivas, inductivas y capacitivas.

Las corrientes y voltajes en los circuitos AC, se establecen normalmente en valores rms (raiz cuadrada media), en vez de establecerlo por sus valores máximos. La raiz cuadrada de la media (rms) para una corriente se define por

Es decir, se toma el cuadrado de la corriente y se promedia, luego se toma la raíz cuadrada. Cuando este proceso se lleva a cabo para una corriente sinusoidal

Puesto que el voltaje AC también es sinusoidal, la forma del voltaje rms es la misma. Estos valores rms, son exactamente los valores efectivos que se necesitan en la expresión para la potencia media, para poner la potencia AC en la misma forma que la expresión para la potencia DC en un resistor. En un resistor, donde el factor de potencia es igual a 1:

Puesto que el voltaje y la corriente son ambas sinusoidales, la expresión de potencia se puede expresar en términos de los cuadrados de las funciones del seno o coseno, y el promedio del seno o coseno al cuadrado durante un periodo completo es = 1/2.

Capítulo II 1.1 Origen del magnetismo. Por: Byron Reyes Los fenómenos magnéticos fueron conocidos en la antigua Grecia. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro, y que los trozos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales. El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.1 En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por este».2 La primera mención es sobre la atracción de una aguja que aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja». El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró

precisión

navegación

empleando

concepto

astronómico

del norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación. Alexander Neckam fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187. 1.2 materiales magnéticos. Diamagnéticos. Estos materiales repelen los campos magnéticos a través de fuerzas de baja intensidad que, eventualmente, pueden ser conquistadas de manera transitoria.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wpcontent/uploads/2014/09/Ampmoreless5.jpg 1.2.1 Paramagnéticos Materiales capaces de responder a la acción de un imán, siendo atraídos, pero incapaces de ser permanentemente magnetizados. Si se retira del campo magnético, las propiedades simplemente desaparecen.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wp-content645.jpg 1.2.2 Ferromagnéticos Materiales fuertemente magnéticos, vinculados con el hierro y otros metales, que en condiciones normales responden a un imán y generan su propio campo magnético durante un tiempo. Sin embargo, al ser llevados por encima de la Temperatura de Curie, se vuelven paramagnéticos.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wp-content645.jpg 1.2.3 Ferrimagnéticos Usualmente derivados de la ferrita y de tipo cerámico, estos materiales son susceptibles de magnetización permanente o por saturación, tal y como los ferromagnéticos, siempre y cuando estén por debajo de la Temperatura de Curie, pero con mucha menor intensidad.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.com/65465465465.jpg 1.2.4 Superparamagnéticos Materiales ferromagnéticos que se encuentran en suspensión en una matriz dieléctrica y por lo tanto retienen algunas características de los ferromagnéticos y otras de los paramagnéticos.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.com/65465465465.jpg 1.2.5 Ferritas Provistos de baja conductividad eléctrica, estos materiales cerámicos son muy potentes imanes que almacenan las fuerzas magnéticas mucho más incluso que el hierro.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.com/96879849849684.jpg 1.2.6 No magnéticos Materiales que no afectan en absoluto las líneas de un campo magnético, es decir, no responden al magnetismo de ninguna manera.

Imagen: Materiales magnéticos Fuente: https://cursos.mcielectronics.com/96879849849684.jpg 1.2.7 Antiferromagnéticos Materiales que rechazan la magnetización incluso bajo el efecto de un campo magnético inducido, por potente que sea

Imagen: ferromagnetismo Fuente: https://www.ejemplos.co/10-ejemplos-de-materialesmagneticos/#:~:text=Ferritas.,al%20magnetismo%20de%20ninguna%20manera. 1.3 Electromagnetismo. El electromagnetismo es

rama

la física que

estudia

unifica

los

fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría. El electromagnetismo describe la interacción de partículas cargadas con campos eléctricos y magnéticos. La interacción electromagnética es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo conocido. Las partículas cargadas interactúan electromagnéticamente mediante el intercambio de fotones. El electromagnetismo abarca diversos fenómenos del mundo real como por ejemplo la luz. La luz es un campo electromagnético oscilante que se irradia desde partículas cargadas aceleradas. Aparte de la gravedad, la mayoría de las fuerzas en la experiencia cotidiana son consecuencia de electromagnetismo. Los principios del electromagnetismo encuentran aplicaciones en diversas disciplinas

afines,

comunicaciones

tales

como

las microondas, antenas, máquinas

por satélite, bioelectromagnetismo, plasmas, investigación

eléctricas, nuclear,

la fibra óptica, la interferencia y la compatibilidad electromagnéticas, la conversión de energía electromecánica, la meteorología por radar, y la observación remota. Los

dispositivos

electromagnéticos

incluyen transformadores, relés, radio/TV, teléfonos,

motores eléctricos, líneas de transmisión, guías de onda y láseres. Los fundamentos de la teoría electromagnética fueron presentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell en 1865. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente

eléctrica, polarización

eléctrica y polarización

magnética),

conocidas

como ecuaciones de Maxwell, lo que ha sido considerada como la «segunda gran unificación de la física», siendo la primera realizada por Isaac Newton.

Imagen: Electromagnetismo Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wpcontent/uploads/2014/09/Ampmoreless5.jpg

1.4

Unidades Magneticas.

. Imagen: Tabla d magnitud y unidad eléctrica Fuente: https://www.google.com/search?q=Unidades+magneticas&oq=Unidades+magneticas& aqs=chrome..69i57j0l3j0i22i30l6.5358j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8

1.5

Curva de magnetización Bh. El efecto de saturación se puede observar más claramente en la curva de

magnetización (también llamada curva BH o curva de histéresis) de una sustancia, en concreto en la región superior derecha de la curva. Mientras que el campo H se incrementa, el campo B se aproxima a un valor máximo de manera asintótica. Este valor al cual tiende asintóticamente el campo B es el nivel de saturación de esa sustancia. Estrictamente hablando, por sobre el nivel de saturación, el campo B continúa aumentando pero de manera paramagnética, la cual es tres órdenes de magnitud más pequeña que la tasa de aumento ferromagnética observada por debajo del nivel de saturación. La relación entre el campo de magnetización H y el campo magnético B también puede expresarse en términos de permeabilidad magnética: {\displaystyle \mu =B/H}o en términos

de permeabilidad

donde {\displaystyle

\mu

relativa, {\displaystyle _{0}}es

la permeabilidad

\mu

_{r}=\mu

magnética

del

/\mu vacío.

_{0}} La

permeabilidad de los materiales ferromagnéticos no es constante, sino que depende de H. En los materiales saturables la permeabilidad relativa se incrementa con H hasta un máximo, y luego mientras el material se aproxima a saturación, el efecto se invierte y la curva decrece hasta uno. Los materiales ferromagnéticos que muestran saturación, tales como el hierro, están compuestos de regiones microscópicas llamadas dominios magnéticos que actúan como pequeños imanes permanentes. Antes de que un campo magnético externo sea aplicado al material, los dominios se encuentran orientados al azar. Sus pequeños campos magnéticos apuntan en direcciones aleatorias y se cancelan entre sí, de modo que el material no produce un campo magnético global neto. Cuando se aplica un campo de magnetización externo H al material, lo penetra y causa la alineación de los dominios, provocando que sus pequeños campos magnéticos roten y se alineen paralelamente al campo externo, sumándose para crear un gran campo magnético que se extiende hacia fuera del material. Esto es llamado magnetización. Cuanto más fuerte sea el campo magnético externo, mayor será la alineación de los dominios. El efecto de saturación ocurre cuando ya prácticamente todos los dominios se encuentran alineados, por lo que cualquier incremento posterior en el campo aplicado no puede causar una mayor alineación.

Imagen: Curva de magnetización Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n_(magnetismo)

1.6

Circuitos magnéticos. En las máquinas eléctricas se usan circuitos de materiales ferromagnéticos para

conducir los campos eléctricos necesarios para su funcionamiento. El uso de material ferromagnético es porque tienen una permeabilidad mucho más alta que el aire y por tanto el campo magnético tiende a quedarse dentro del material. Un circuito magnético es un camino cerrado de material ferromagnético sobre el que actúa una fuerza magnetomotriz. Estos circuitos magnéticos pueden ser: 

Homogéneos: Una sola sustancia, sección uniforme y sometido a igual inducción en todo su recorrido.



Heterogéneos: Varias sustancias, distintas secciones o inducciones, o coincidencia de estas condiciones. Éstos pueden tener o no entrehierros.

Imagen: Circuito magnético Fuente: https://www.google.com/search?q=circuitos+magneticos&oq=Circuitos+ma&aqs=c hrome.1.69i57j0l8j46.4646j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8

La excitación o alimentación no es más que la fuente de corriente con la cual se genera el flujo del circuito. Esta fuente de suministro puede ser de muchos tipos dependiendo de la utilidad del dispositivo. Por lo general se utiliza corriente alterna, aunque en algunos casos también la continua. El bobinado rodea el núcleo, tiene forma de solenoide y somete al núcleo a un campo magnético constante en toda su sección, en una dirección que dependerá de la corriente. Es importante en el bobinado el número de espiras N. El núcleo está diseñado para transportar el flujo creado por la corriente en el bobinado. Suele estar fabricado con materiales ferromagnéticos que tienen una permeabilidad mucho más alta que el aire o el espacio y por tanto, el campo magnético tiende a quedarse dentro del material. El entrehierro no es más que una zona donde el núcleo o camino del flujo sufre un salto o discontinuidad que se traduce en una zona con baja permeabilidad.

1.7 Inducción electromagnética. La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático no uniforme, o la variación de las líneas de campo que atraviesan dicha superficie mediante un giro. Es cuando la energía de un campo electromagnético es transferida a un cuerpo expuesto dentro de su radio. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor y es parte de un circuito cerrado, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (ley de Faraday). Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él flujo de la corriente

Imagen: Inducción Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8MGg5uVJxFeE1Zerg:1618759399055&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwj ekNTXjIjwAhUBd98KHUyqCXQQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25

1.8

Sistema internacional de medidas. 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.

Imagen: Sistema internacional de medida funete: https://www.google.com/search?q=sistema+internacional+de+medidas&sxsrf=ALeKk01Hi alwexgFMiCvOHYyaglvU7vxaQ:1618759525699&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahU

Capítulo III 1. Inductancia y capacitancia Por Raúl Yantuche El elemento pasivo de dos terminales que hemos visto hasta el momento, esto es la Resistencia, presenta un comportamiento lineal entre su voltaje y corriente. Esto produce ecuaciones algebraicas igualmente lineales. 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.

1.1 Inducción La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático no uniforme, o la variación de las líneas de campo que atraviesan dicha superficie mediante un giro. Es cuando la energía de un campo electromagnético es transferida a un cuerpo expuesto dentro de su radio. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor y es parte de un circuito cerrado, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (ley de Faraday). Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él flujo de la corriente

La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aparece. Con muchas espiras se tendrá más inductancia que con pocas. Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia. El flujo que aparece en esta definición es el flujo producido por la corriente “I” exclusivamente. No deben incluirse flujos producidos por otras corrientes ni por imanes situados cerca ni por ondas electromagnéticas. Esta definición es de poca utilidad porque es difícil medir el flujo abrazado por un conductor. En cambio, se pueden medir las variaciones del flujo y eso solo a través de la Tensión Eléctrica V inducida en el conductor por la variación del flujo. Con ello llegamos a una definición de inductancia equivalente pero hecha a base de cantidades que se

pueden medir, esto es, la corriente, el tiempo y la tensión: En el SI, la unidad de la inductancia es el henrio (H), llamada así en honor al científico estadounidense Joseph Henry. 1 H = 1 Wb/A, donde el flujo se expresa en weber y la intensidad en amperios. El término "inductancia" fue empleado por primera vez por Oliver Heaviside en febrero de 1886, mientras que el símbolo L se utiliza en honor al físico Heinrich Lenz. La inductancia siempre es positiva, salvo en ciertos circuitos electrónicos especialmente concebidos para simular inductancias negativas, y los valores de inductancia prácticos, van de unos décimos de nH para un conductor de 1 milímetro de largo, hasta varias decenas de miles de Henrios para bobinas hechas de miles de vueltas alrededor de núcleos ferromagnéticos.

1.2 Características De Las Bobinas 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 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. Sus símbolos normalizados son los siguientes:

Imagen: Características De Las Bobinas Fuente: https://cursos.mcielectronics.cl/wpcontent/uploads/2014/09/Ampmoreless5.jpg Existen bobinas de diversos tipos según su núcleo y según tipo de arrollamiento. Su aplicación principal es como filtro en un circuito electrónico, denominándose comúnmente, choques. 1.2.1 Características 1. 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.

1.3 Reactancia Inductiva Cuando se aplican valores iguales de voltaje directo y voltaje alterno al mismo circuito que tiene un inductor en serie con la carga, fluiría más corriente en un circuito de CC que en un circuito de CA.

Esto se debe a que solo el voltaje inducido se opone al flujo de corriente en el circuito de CC cuando la corriente se aproxima a su valor máximo y una vez que alcanza un valor de estado estable, no habrá más efecto inductivo. En el caso de los circuitos de CA, la corriente cambia continuamente, por lo tanto, el efecto inductivo está presente en todo momento. Considere los siguientes circuitos de CC y CA para comprender este concepto. 1.3.1 CIRCUITO INDUCTIVO DE CC

Imagen: CIRCUITO INDUCTIVO DE CC Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahUKEwjekNTXjIjwAhUBd98KHUyqCXQQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&b ih=722&dpr=1.25 En la figura anterior, si el interruptor está en funcionamiento del nodo A al nodo B e inmediatamente del nodo B al nodo A, un cambio en los flujos de corriente t a través del circuito. Este cambio en la corriente induce una fem en el inductor proporcional a la velocidad de cambio de la corriente y esta fem se opone a la tensión aplicada (que es la causa de la producción de corriente). Esto se llama autoinducción. Una vez que la corriente alcanza un valor estable, no habrá autoinducción en el inductor y, por lo tanto, no habrá oposición al flujo de corriente.

1.3.2 CIRCUITO INDUCTIVO DE CA

Imagen: CIRCUITO INDUCTIVO DE CA Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahUKEwjekNTXjIjwAhUBd98KHUyqCXQQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&b ih=722&dpr=1.25 Sabemos que, cuando se aplica corriente de CA al circuito, la corriente cambia continuamente a una frecuencia de frecuencia de suministro y, por lo tanto, la fem de vuelta cambiará en consecuencia. Esta fuerza de espalda se opone a la tensión de alimentación y, por lo tanto, el flujo de corriente es limitado. Por lo tanto, la oposición real al flujo de corriente creado por un inductor en un circuito de CA se conoce como la reactancia inductiva. 1.3.3 REACTANCIA INDUCTIVA EN UN INDUCTOR En un circuito inductivo observando la autoinductancia y su efecto dentro del circuito, podemos definir la reactancia inductiva. El campo magnético induce el voltaje en el inductor que siempre es opuesto en polaridad al voltaje que lo produce. voltaje aplicado. La cantidad de reactancia inductiva ofrecida por un inductor es proporcional a la inductancia y frecuencia del voltaje aplicado. Esta reactancia puede determinarse mediante la siguiente fórmula. XL = 2 π fL Donde XL = reactancia inductiva en ohmios π = 3.14

f = frecuencia en hercios (Hz) ) L = inductancia en Henrys (H) De acuerdo con la ley de ohmios, la reactancia inductiva es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la corriente. Se puede expresar como I = V/XL De la ecuación anterior, está claro que el aumento de voltaje o la disminución de la reactancia inductiva causa un aumento en la corriente. Asimismo, la corriente disminuye con el aumento de la reactancia inductiva y la disminución de la tensión. Cualquier inductor práctico debe fabricarse con alambre enrollado que consista en cierta resistencia, por lo que no es posible obtener una bobina puramente inductiva. Por lo tanto, hay dos factores que se oponen al flujo de corriente en un inductor, a saber, la resistencia asociada con la bobina (que se considera como resistencia separada R en serie con el inductor) y la reactancia inductiva ofrecida por la propiedad de inductancia. 1. 3.4 Inductores En Serie O En Paralelo Bobinas o inductores en serie y paralelo, en muchas ocasiones es necesario agrupar varias bobinas o inductores que están conectadas en serie o paralelo. Se presenta seguidamente el método para su simplificación y así encontrar su valor equivalente. Bobinas o inductores en serie, El cálculo del inductor o bobina equivalente (LT) de bobinas en serie es similar al método de cálculo del equivalente de resistencias en serie, solo es necesario sumarlas. En el diagrama que sigue, hay 3 inductores o bobinas en serie. La fórmula a utilizar es: (sumatoria de los valores de los inductores): LT = L1 + L2 + L3. Esto queda muy bien para este caso particular. Pero si se desea obtener el valor del inductor equivalente de más de 2 o 3 inductores, se usaría la siguiente fórmula:

LT = L1 + L2 + L3 +……+ LN, donde N es el número de bobinas colocadas en serie.

Imagen: Inductores En Serie O En Paralelo Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25 Ejemplo 1. Se tienen 3 bobinas en serie con los siguientes valores: L1 = 10 mH

L2 = 20 mH

L3 = 30 mH

La bobina equivalente en serie es: LT = L1 + L2 + L3 = 10 mH + 20 mH + 30 mH = 60 mH Bobinas o inductores en paralelo el cálculo del inductor equivalente de varias bobinas en paralelo es similar al cálculo que se hace cuando se obtiene la resistencia equivalente de varias resistencias en paralelo. El caso que se presenta es para 3 inductores y se calcula con la siguiente fórmula: 1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3

Imagen: Inductores En Serie O En Paralelo

Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25 Pero la fórmula se puede generalizar para cualquier número de inductores, con la siguiente fórmula: 1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + …. 1/LN, donde N es el número de inductores que se conectan en paralelo. Ejemplo 2: Se tienen 3 bobinas en paralelo con los siguientes valores: L1 = 20 mH L2 = 100 mH L3 = 50 mH La bobina equivalente en paralelo es: 1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/ L3 = 1/20 mH + 1/100 mH + 1/50 mH = 0.05 + 0.01 + 0.02 = 0.08. 1/LT = 0.08 sacando el inverso del resultado anterior, LT = 1/0.08 = 12.5 mH Nota: bobina = inductor 1.3.5 Circuitos Inductivos En corriente alterna un inductor también presenta una resistencia al paso de la corriente denominada reactancia inductiva. La misma se calcula como:

ω = Velocidad angular = 2 π f L = Inductancia Xl = Reactancia inductiva

Circuitos inductivos puros pasa con los capacitores, los inductores también almacenan energía eléctrica y producen un desfasaje entre la tensión y la corriente. En los elementos inductivos puros el desfasaje es de 90° en donde la corriente atrasa a la

tensión. Imagen: Circuitos inductivos Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_A536&bih=722&5454 Angulo entre la tensión y la corriente en los circuitos inductivos puros, la tensión sobre el inductor se encuentra adelantada 90 grados sobre la corriente. Z = XL(90°) Tensión y corriente en forma fasorial En el siguiente diagrama fasorial se ve la corriente en atraso 90°.

Imagen: Angulo Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_A536&bih=722&5454.

1.6 Q De Una Bobina El caso de la reactancia inductiva (XL) calculada anteriormente toma en cuenta que el inductor o bobina es ideal. En la realidad un inductor tiene asociado una resistencia rL debido al material de que está hecha y también (si tiene un núcleo que no es de aire) una resistencia debido a este núcleo. Esta resistencia (rL) se pone en serie con inductor.

La relación que existe entre la reactancia XL y la resistencia rL es llamada “Factor de calidad”. Q = XL / rL, donde rL es la resistencia en serie. Tanto Xl como rL dependen de la frecuencia por lo que Q depende de la frecuencia. A menor rL mayor factor de calidad. Tomar en cuenta que el factor de calidad se utiliza para el caso de corriente alterna.

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. 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.

1.7 Potencia En Los Circuitos RL 1.7.1 Qué es un circuito en serie RL Un circuito RL en serie es un circuito donde tenemos conectados en serie una resistencia y una bobina (reactancia inductiva) a una fuente de tensión:

Imagen: Qué es un circuito en serie RL Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25587546687/566 Al estar conectados en serie, aparece una única corriente I, común para los dos elementos, cuyo valor dependerá del efecto combinado de la resistencia y de la reactancia inductiva. La combinación de los efectos limitadores de la corriente producidos por la resistencia y la bobina se conoce por el nombre de impedancia. Se representa por la letra

Z y se mide en Ω. Imagen: Qué es un circuito en serie RL Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25587546687/566

El valor de la impedancia se calcula con la siguiente fórmula (veremos más abajo de dónde se obtiene): La impedancia es igual a la raíz cuadrada de la resistencia al cuadrado más la reactancia inductiva al cuadrado. Conocido el valor de la impedancia, podemos calcular el valor de la corriente del

circuito aplicando la ley de Ohm: Vamos a ver ahora cómo calcular la tensión total del circuito RL. Para ello, por un lado vamos a calcular la caída de tensión en la resistencia, multiplicando la intensidad por la resistencia: Al tratarse de un circuito en serie, se puede pensar que la tensión total es la suma de la tensión en la resistencia más la tensión reactancia inductiva, pero eso es incorrecto. La tensión total es igual a la suma vectorial de la tensión en la resistencia más la tensión reactancia inductiva:

Y tenemos el valor de la tensión total, como la raíz cuadrada de la tensión de la resistencia al cuadrado más la tensión en la bobina al cuadrado. Por otro lado, gracias a las razones trigonométricas, si conocemos el valor de la tensión total y el ángulo que forma, podemos calcular el valor de sus componentes, es decir, de la tensión en la resistencia y de la tensión en la bobina. En el triángulo de tensiones, el seno del ángulo φ es igual a la tensión en la bobina

entre la tensión total: Pasando la tensión total, que está dividiendo en el segundo miembro, multiplicando al primer miembro, nos queda despejada la tensión en la bobina, que es igual a la tensión total por el seno de φ:

El coseno del ángulo φ es igual a la tensión en la resistencia entre la tensión total: Pasando la tensión total, que está dividiendo en el segundo miembro, multiplicando

al primer miembro, nos queda despejada la tensión en la resistencia, que es igual a la

tensión total por el coseno de φ: Si queremos calcular el ángulo de la tensión total, conocidas las tensiones en la resistencia y en la bobina, lo realizaremos por medio de la tangente del ángulo φ, que es igual a la tensión en la bobina entre la tensión en la resistencia: Despejamos el ángulo φ con el arco tangente (función inversa de la tangente) y

nos queda: Con las funciones inversas del seno y el coseno también podemos calcular el ángulo φ:

1.7.2 Triángulo de impedancias del circuito en serie RL A partir del triángulo de tensiones podemos llegar al triángulo de impedancias. Sabemos que la tensión total es igual a la intensidad por la impedancia: La tensión en la resistencia es igual a la intensidad por el valor de la resistencia:

Y la tensión en la bobina es igual a la intensidad por el valor de la reactancia i Inductiva dividimos cada tensión entre la intensidad nos queda el triángulo de

impedancias: Donde ahora, la hipotenusa es Z, el cateto mayor es R y el cateto menor es XL. Por el teorema de Pitágoras, tenemos que la impedancia al cuadrado es igual a la resistencia al cuadrado más la reactancia inductiva al cuadrado:

Despejamos la impedancia Z pasando el cuadrado del primer miembro al segundo miembro como raíz: El seno del ángulo φ es igual a la reactancia inductiva entre la impedancia: Podemos despejar la reactancia inductiva pasando la impedancia que está

dividiendo en el segundo miembro, multiplicando al primer miembro, quedando que la reactancia inductiva es igual a la impedancia por el seno de φ:

El coseno del ángulo φ es igual a la resistencia entre la impedancia

Si despejamos la resistencia, nos queda que R es igual a Z por el coseno de φ:

La tangente de φ es igual a la reactancia inductiva entre la resistencia: De donde podemos obtener el valor de φ, despejada como el arco tangente de la reactancia inductiva entre la resistencia:

Con las funciones inversas del seno y el coseno también podemos calcular el ángulo φ: El ángulo obtenido es el mismo que el ángulo de desfase entre tensión e intensidad

ya que este triángulo lo hemos construido dividiendo los lados del triángulo de tensiones entre la intensidad y el ángulo no ha variado. 1.7.3 Potencia en un circuito RL 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

1.7.4 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: 1.7.5 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: 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. 1.7.8 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: 1.7.9 Triángulo de potencias del circuito en serie RL De la misma forma que hemos hecho para las tensiones y las impedancias, podemos construir un triángulo que relacione las tres potencias que se dan en un circuito en serie RL, llamado triángulo de potencias. Si multiplicamos el triángulo de impedancias por la intensidad al cuadrado nos queda el siguiente triángulo: El cual corresponde con las tres potencias del circuito donde la hipotenusa es la potencia aparente S, el cateto menor es la potenciar reactiva Q y el cateto mayor es la potencia activa P. Por el teorema de Pitágoras, las tres potencias están relacionadas, ya que la potencia aparente al cuadrado es igual a la potencia activa al cuadrado más la

potencia reactiva al cuadrado: Que despejando S nos queda:

En este triángulo, el seno de φ es igual a la potencia reactiva entre la aparente:

De donde podemos obtener el valor de φ:

Con las funciones inversas del seno y el coseno también podemos calcular el ángulo φ: El ángulo obtenido es el mismo que el ángulo de desfase entre tensión e intensidad ya que este triángulo lo hemos construido multiplicando los lados del triángulo de impedancias por la intensidad al cuadrado y el ángulo no ha variado. 1.7.10 Factor de potencia El factor de potencia nos indica la relación que existe entre la potencia activa y la aparente. Se calcula como el cociente entre la potencia activa y la potencia aparente:

El factor de potencia es igual al coseno de φ. De hecho, se le llama factor de potencia o coseno de φ indistintamente.

1.8 Capacitor Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor, proveniente del nombre equivalente en inglés) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente, al ser introducido en un circuito, se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía

eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga. 1.8.1 Funcionamiento La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio. La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 106, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

Nótese que en la definición de capacidad es indiferente que se considere la carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que 1.8.2 Energía almacenada, fórmulas y términos Cuando aumenta la diferencia de potencial entre sus terminales, el condensador almacena carga eléctrica debido a la presencia de un campo eléctrico en su interior;

cuando

esta

disminuye,

condensador

devuelve

dicha

carga

circuito.

Matemáticamente se puede obtener que la energía, almacenada por un condensador con capacidad, que es conectado a una diferencia de potencial V1-V2, viene dada por: Fórmula para cualesquiera valores de tensión inicial y tensión final:

Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar componentes.

1.9 Capacitancia En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en este, se describe

mediante la siguiente expresión matemática: La capacidad es, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio;

Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad. En la práctica, la dinámica eléctrica del condensador se expresa gracias a la siguiente ecuación diferencial, que se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación

anterior. Donde I representa la corriente eléctrica, medida en amperios. Energía

La energía almacenada en un condensador, medida en julios, es igual al trabajo realizado para cargarlo. Consideremos un condensador con una capacidad C, con una carga +q en una placa y -q en la otra. Para mover una pequeña cantidad de carga desde una placa hacia la otra en sentido contrario a la diferencia de potencial se debe realizar un trabajo: Es decir, para cargar un condensador hay que realizar un trabajo y parte de este trabajo queda almacenado en forma de energía potencial electrostática. Se puede

calcular la energía almacenada en un condensador integrando esta ecuación. Si se comienza con un condensador descargado (q = 0) y se mueven cargas desde una de las placas hacia la otra hasta que adquieran cargas +Q y -Q respectivamente, se debe realizar un trabajo W:

1.10 Tipos De Capacitores Los dos tipos más comunes son el condensador de arranque y el condensador de doble carrera. La unidad de capacitancia de estos condensadores el microfaradio (µF o uF). Los condensadores viejos pueden estar etiquetados con los términos obsoletos "mfd" o "MFD", que también significan microfaradio. El condensador de arranque se utiliza, por ejemplo, en acondicionadores de aire, bañeras de hidromasaje/jacuzzi, bombas de balneario, puertas automáticas, grandes ventiladores u hornos de calor de aire forzado. Un condensador de doble carrera se utiliza en algunas unidades de acondicionamiento de aire, para impulsar tanto los motores de los ventiladores como los de los compresores. 1.10.1 CONDENSADOR DE PARTIDA – MOTOR ALTO TORQUE Pueden partir con carga pesada, usan centrífugo o chip inteligente (una vez que parte se desconecta el condensador), tienen un muy alto consumo en la partida, por lo cual hay que verificar si la instalación eléctrica permite el uso de este tipo de motor, en la capacidad que solicitamos al empalme. 1.10.2 CONDENSADOR PERMANENTE – MOTOR BAJO TORQUE E. Lo usan los motores europeos y actualmente los chinos que están copiando la tecnología europea. No pueden partir con carga, primero se hace funcionar el motor y después se trabaja (ej.: taladro, sierra, pulidora, etc.), además con las poleas y reductores

bajan la fuerza que requiere el motor en la partida. Gastan bastante menos corriente en la partida y el condensador funciona en forma permanente. 1.10.3 AMBOS TIPOS - MEDIANO TORQUE Tienen un sistema (centrifugo o chip inteligente) que permite que partan con el condensador de partida, luego siguen con el permanente, se usan en algunos compresores, maquinarias de panadería y otros usos que solo requieren mediano torque en la partida. Cada fabricante determina que capacidad de condensador utilizar en sus motores, sin embargo, cuando fallan, necesita ubicar el mismo o un equivalente y con el fin de ayudar a elegir el más adecuado de reemplazo, le entregamos la información siguiente: 1.10.4 CONDENSADORES DE PARTIDA Para estos motores se venden los condensadores de partida (B.M.I. - ELAN) para reemplazarlos es importante ver el voltaje y los microfaradios (µF), vienen en diferentes voltajes y según el mismo cambia la escala de microfaradios. Para instalar un equivalente hay que indicar HP y rpm del motor y buscar el condensador según la potencia, podemos recomendar uno un poco más alto. 1.10.5 CONDENSADORES PERMANENTES En estos casos para vender los condensadores solo importa las UF, a mayor VAC, solo son de más tolerancia y duración, en algunos equipos colocan modelos más económicos de 220V, como en las luminarias, los de 400/450 VAC solo tienen más vida útil en las luminarias. Prefiera condensadores COMAR, de origen italiano y en cumplimiento con todas las normas IEC.

1.11 Capacitores En Serie Y Paralelo 1.11.1 Capacitores en serie Capacitores o condensadores conectados uno después del otro, están conectados en serie. Estos capacitores se pueden reemplazar por un único capacitor equivalente que tendrá un valor que será el equivalente de los que están conectados en serie. Para obtener el valor de este único condensador equivalente se utiliza la fórmula (para 4 condensadores): 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4

Ceq = (C1 x C2 x C3 x C4) / (C1 + C2 + C3 + C4) Pero fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de capacitores que se conecten en serie con ayuda de la siguiente fórmula: 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 +…+ 1/CN

Ceq = (C1 x C2 x …. x C4) / (C1 + C2 + … + CN) Donde N es el número de Capacitores que están conectados en serie. En el gráfico hay 4 capacitores en serie. Esta operación se hace de manera similar al proceso de sacar el resistor equivalente de un grupo de resistencias en paralelo. Ejemplo: Si tengo 2 condensadores colocados en paralelo, C1 = 470uF, C2 = 100uF. ¿Cuál el condensador equivalente? Usando la fórmula: Ceq = (C1 x C2) / (C1 + C2) Ceq = (470uF x 100uF) / (470uF + 100uF) = 47000 / 570 = 82.456uF 1.11.2 Capacitores en paralelo Del gráfico se puede ver 4 capacitores / condensadores si conectados en paralelo (los terminales de cada lado de los elementos están conectadas a un mismo punto). Para encontrar el valor del condensadoequivalente se utiliza la fórmula: CT = C1 + C2 + C3 + C4 Fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de capacitores con ayuda de la siguiente fórmula: Ceq = C1 + C2 + …..+ CN Donde N es el número de capacitores conectados en paralelo. Como se ve, para obtener el capacitor equivalente de capacitores en paralelo, solo basta con sumarlos. Esta operación se hace de manera similar al proceso de sacar el resistor equivalente de un grupo de resistencias en serie. Ejemplo: Si tengo 3 condensadores colocados en paralelo, C1 = 470uF, C2 = 1000uF y C3 = 100uF. ¿Cuál el condensador equivalente?

Usando la fórmula: Ceq = C1 + C2 + C3. Ceq = 470uF + 1000uF + 100uF = 1570uF Nota: capacitor = condensador.

1.12 Reactancia Capacitiva 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

Imagen: Reactancia Capacitiva Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25587546687/566 1.12.1 Cómo calcular la reactancia capacitiva Veamos un ejemplo de cómo calcular la reactancia capacitiva: supongamos que se conecta un condensador de 6 μF a una toma de corriente alterna de 40 V y frecuencia f de 60 Hz. Para hallar la reactancia capacitiva se utiliza la definición dada al comienzo. La frecuencia angular ω está dada por: ω =2πf = 2π x 60 Hz = 377 s-1 Entonces se sustituye este resultado en la definición: XC = 1 /ωC = 1 / (377 s-1x 6 x10 -6 F) = 442.1 ohm Ahora veamos la amplitud de la corriente que circula en el circuito. Puesto que la fuente ofrece un voltaje de amplitud VC = 40 V, empleamos la relación entre reactancia capacitiva, corriente y voltaje para calcular la amplitud de la corriente o corriente máxima: IC = VC / XC = 40 V / 442.1 ohm = 0.09047 A = 90.5 m A. Si la frecuencia se hace muy grande, la reactancia capacitiva se hace pequeña, pero si la frecuencia se volviese 0 y tuviéramos una corriente directa, la reactancia tendería a ser infinita.

Para calcular la reactancia capacitiva debes inicialmente multiplicar 2xπxfxC y luego dividir el resultado entre 1. Ejemplo: un condensador de 320nF, tiene una frecuencia de 1kHz, cual sera la reactancia

capacitiva,

para

encontrarla

debes

multiplicar

2x320xπx10^-

9×1000=0.002010624 y el resultado se divide de la siguiente manera: 1/0.00064 = 497,36 Ohm

Capítulo IV 1. Circuitos Monofásicos Por Omar López Las leyes de los circuitos eléctricos se establecieron mucho antes que la teoría electrónica de la materia. Esto hizo que en estas leyes se partiera del supuesto de que la corriente eléctrica era debida al movimiento de cargas eléctricas positivas. Hoy en día se sabe que, en realidad, las corrientes se deben al movimiento de electrones, es decir, de cargas negativas. No obstante, se siguen empleando estas leyes tal como se establecieron en su momento, ya que se obtienen resultados correctos. Por lo tanto, se utilizan estos convenios de signos para tensiones y corrientes: • En los receptores o cargas la corriente es debida a la acción del campo eléctrico y se dirige desde el lado de mayor potencial eléctrico al de menor. Es decir, del lado del signo + al lado del signo - de la tensión. • En los generadores o fuentes la corriente debe ser impulsada contra el campo eléctrico para cerrar su recorrido a través del circuito. Esto se realiza a expensas de una energía de otro tipo -mecánica, química, etc.- que es absorbida por el generador para transformarla en energía eléctrica. Esto hace que en el interior de los generadores la corriente vaya desde del lado del signo - al lado del signo + de la tensión.

1.1 Circuito general RLC 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). Con ayuda de un generador de señales, es posible inyectar en el circuito oscilaciones y observar en algunos casos el fenómeno de resonancia, caracterizado por un aumento de la corriente (ya que la señal de entrada elegida corresponde a la pulsación propia del circuito, calculable a partir de la ecuación diferencial que lo rige).

1.2 RLC Serie: En un circuito en serie RLC que contiene una resistencia, un inductor y un condensador de la fuente de voltaje V S es la suma de fasores se compone de tres componentes, V R, V L y V C con la corriente común a los tres. Puesto que la corriente es común a los tres componentes se utiliza como la referencia horizontal en la construcción de un triángulo de tensión. La impedancia del circuito es la oposición total al flujo de corriente. Para un circuito en serie RLC, y el triángulo de impedancia puede ser dibujado por la división de cada lado del triángulo de tensión por su actual, I. La caída de tensión a través del elemento resistivo es igual a I x R, la tensión en los dos elementos de reactivo es I X X = I x X L - I x X C mientras que el voltaje de la fuente es igual a I x Z El ángulo entre. V S y que será el ángulo de fase, θ. Cuando se trabaja con un circuito en serie RLC contiene múltiples resistencias, de la capacidad o de puros o impuros inductancia, que pueden ser todo añadieron juntos para formar un solo componente. Por ejemplo se añaden todas las resistencias en conjunto, R T = (R 1 + R 2 + R 3 ) ... etc. o la totalidad de la inductancia L T = (L 1 + L 2 + L 3 ) , etc. ... de esta manera un circuito que contiene muchos elementos pueden reducirse fácilmente a una sola impedancia.

Imagen: Circuito RLC Fuente: https://1.bp.blogspot.com/-WCgcrVNS-AE/V1251_gcFbI/AAAAAAABCLw/zxKUZUgStokfLpiMj12H2twnveZSNryACLcB/s1600/Resumen%2Bde%2Bla%2Bserie%2Bde%2Bcircuit os%2BRLC.jpg

1.3 RLC Paralelo: En un circuito paralelo RLC que contiene una resistencia, un inductor y un condensador de la corriente del circuito que S es la suma vectorial se compone de tres componentes, I R , I L y I C con la tensión de alimentación común a los tres. Dado que la tensión de alimentación es común a los tres componentes se utiliza como la referencia horizontal en la construcción de un triángulo actual. Redes RLC paralelo pueden ser analizados mediante diagramas vectoriales de la misma manera que con la serie de circuitos RLC. Sin embargo, el análisis de circuitos RLC en paralelo es un poco más difícil de lo que matemáticamente para la serie de circuitos RLC cuando contiene dos o más ramas actuales. Por lo que un circuito paralelo de CA puede ser fácilmente analizado utilizando el inverso de la impedancia llamada admisión.

La entrada es el recíproco de la impedancia dado el símbolo, Y . Como la impedancia, es una cantidad compleja que consiste en una parte real y una parte imaginaria. La parte real es el recíproco de la resistencia y se llama conductancia, símbolo Y mientras que la parte imaginaria es el recíproco de la reactancia y se llama Susceptancia, símbolo B y se expresa en forma compleja como: Y = G + jB con la dualidad entre los dos complejos impedancia se define como:

Imagen: Tabla de dimensionales Fuente: https://3.bp.blogspot.com/1guX2V5mH2k/V12q6pl1s7I/AAAAAAABCII/Sab_6YlIcbIY9qKXSHWzCu9zldwbLf22gCLcB/s1 600/Parallel%2BResumen%2Bcircuito%2BRLC.jpg

Como susceptancia es el recíproco de la reactancia, en un circuito inductivo, susceptancia inductiva, B L será negativo en valor y en un circuito capacitivo, susceptancia capacitiva, B C será positivo en el valor. Exactamente lo opuesto a X L y X C respectivamente. Hemos visto hasta ahora que los circuitos en serie y en paralelo RLC contienen tanto reactancia capacitiva y reactancia inductiva dentro del mismo circuito. Si variamos la frecuencia a través de estos circuitos tiene que convertirse en un punto en que el valor de la reactancia capacitiva es igual a la de la reactancia inductiva y por lo tanto, X C = X L . El punto de la frecuencia a la que esto ocurre se llama resonancia y en el siguiente tutorial vamos a ver resonancia en serie y cómo su presencia altera las características del circuito.

4.4 Potencia y Factor de Potencia Los receptores eléctricos transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía. Ejemplos de esta transformación son los siguientes: En energía luminosa (una lámpara), en calorífica (un radiador o una plancha), en motriz o mecánica (un motor) o en sonora (un timbre). El problema es que en estos receptores toda la energía eléctrica que consumen no se transforma por completo en energía útil (luz, calor, etc.) "El factor de potencia es una medida de la eficiencia o rendimiento eléctrico de un receptor o sistema eléctrico".

Imagen: Factor de potencia Fuente: https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/factor-depotencia.jpg Si una lámpara toda la energía que consume se transformara en luz, sería un receptor totalmente eficiente, por lo que tendría un factor de potencia de valor 1. Podríamos decir que el factor de potencia de un dispositivo eléctrico o electrónico es la relación entre la energía que extrae de la red y la energía útil que obtenemos en su funcionamiento. Factor de Potencia = F.P. = Energía absorbida/Energía útil = (Pabsorbida x t )/ (Pútil x t) = Pabsorbida/Pútil. Como ves, aunque hablemos de energía, el tiempo desaparece en la fórmula final ya que está arriba y abajo en la fracción y para el factor de potencia no es necesario. La fórmula final nos quedaría como la relación entre las dos potencias. Ahora ya puedes entender por qué se llama Factor de Potencia. El factor de potencia es una medida que no tiene unidades, solo numérica, un número. Si fuera de valor 1 quiere decir que su rendimiento es máximo, toda la potencia (energía) que absorbe de la red se convierte en útil. Si fuera 0 sería lo peor, no habría nada útil. OJO el factor de potencia es una medida solo del rendimiento eléctrico, las pérdidas por ejemplo por rozamiento, calor o de otro tipo no se tienen en cuenta en el factor de potencia, solo tiene en cuenta las pérdidas de energía eléctrica o pérdidas de potencia. Pero...¿Dónde se pierde esa energía eléctrica?. La energía eléctrica que se pierde en los receptores se pierde por culpa de las bobinas (hilo de cable enrollado) que algunos receptores llevan y que son necesarias para su funcionamiento, como por ejemplo en el bobinado de un motor. Esto lo entenderás muy bien con el siguiente ejemplo.

Imagina un motor eléctrico, su trabajo es que un eje de vueltas con una potencia y/o fuerza. Este motor al tener un bobinado necesita generar campos magnéticos en sus bobinas para que el eje gire y funcione. Hay una energía que consume el motor útil solo para generar estos campos magnéticos. Esta energía no es una energía productiva o útil en el eje del motor, realmente solo genera campos magnéticos en el bobinado, por lo tanto, esta energía no produce un trabajo productivo o real en el motor. La potencia de esta energía es la que llamamos potencia reactiva y como ves es útil para que funcione el motor, pero no genera trabajo real en el motor. Para saber más: Inductancia. Una bobina es un elemento inductivo y lo explicado hasta ahora siempre ocurrirá en receptores que tengan bobinas o también se dice que tengan una parte inductiva.

Estos receptores con bobinas se utilizan en corriente alterna, por eso el factor de potencia es una medida del rendimiento de un receptor solo en aquellos receptores que trabajen en corriente alterna. En electricidad, a la potencia que realmente produce trabajo en el motor la llamamos Potencia activa o útil, y será la transformada en trabajo en el eje del motor. A la potencia absorbida de la red (la total) se le llama Potencia Aparente, y a la potencia perdida (por las bobinas) se le llama Potencia Reactiva. La potencia aparente del motor (o del cualquier receptor) será la suma de estas dos potencias, la activa y la reactiva, pero OJO suma vectorial, como luego veremos. Luego veremos más sobre las 3 Potencias.

Imagen: P Actica, Reactiva, Aparente Fuente: https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/potencia-activareactiva-y-aparente.jpg

1.6 Conexión de Generadores en paralelo Varios generadores pueden alimentar una carga más grande que una sola máquina. Tener varios generadores incrementa la confiabilidad del sistema de potencia, debido a que la falla de cualquiera de ellos no causa la pérdida total de potencia en la carga. Tener varios generadores que operan en paralelo permite la remoción de uno o más de ellos para cortes de potencia y mantenimientos preventivos. Si se utiliza un solo generador y éste no opera cerca de plena carga, entonces será relativamente ineficiente. Con varias máquinas más pequeñas que trabajan en paralelo es posible operar sólo una fracción de ellas. Las que operan lo hacen casi a plena carga y por lo tanto de manera más eficiente. ¿Por qué se utilizan los generadores síncronos en paralelo? ? - CONDICIONES REQUERIDAS PARA OPERAR EN PARALELO • Los voltajes de línea rms de los dos generadores deben ser iguales. • Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fase. • Los ángulos de fase de las dos fases a deben ser iguales. • La frecuencia del generador nuevo, llamado generador en aproximación, debe ser un poco mayor que la frecuencia del sistema en operación.

Imagen: alternador Fuente: https://www.monografias.com/trabajos87/paralelogeneradores/image002.jpg - PROCEDIMIENTO GENERAL PARA CONECTAR GENERADORES EN PARALELO Por medio de voltímetros se debe ajustar la corriente de campo del generador en aproximación hasta que su voltaje en las terminales sea igual al voltaje en línea del sistema en operación. La secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la secuencia de fase del sistema en operación. La secuencia de fase se puede revisar de muchas maneras. Una de ellas es conectar alternativamente un pequeño motor de inducción a las terminales de cada uno de los dos generadores. Si el motor gira en la misma dirección en ambas ocasiones, entonces la secuencia de fase es la misma. Si el motor gira en direcciones opuestas, entonces las secuencias de fase son diferentes y se deben invertir dos de los conductores del generador en aproximación. - Para que dos grupos de voltajes sean idénticos, deben tener la misma magnitud de voltaje rms. Los voltajes en las fases a y a’ serán completamente idénticos en todo momento si ambas magnitudes y sus ángulos son iguales. 2. Asegura que la secuencia en la que el voltaje de fase llegue a su pico en los dos generadores sea la misma. 3. Si la secuencia de fase es diferente (como se observa en la fi gura), entonces aun cuando un par de voltajes (los de fase a) estén en fase, los otros dos pares de voltajes estarán desfasados por 120°. Si se conectan los generadores de esta manera, no habrá problema con la fase a, pero fluirán enormes corrientes en las fases b y c, lo que dañará ambas máquinas. Para corregir el problema de secuencia de fase, simplemente se intercambian las conexiones en dos de las tres fases en una de las máquinas.

- Se conectan tres lámparas a través de las terminales abiertas del interruptor que conecta el generador al sistema, Conforme la fase cambia entre los dos sistemas, las lámparas lucirán primero brillantes (una gran diferencia de fase) y luego tendrán una luz tenue (una diferencia de fase pequeña). Si las tres lámparas lucen brillantes y se apagan al mismo tiempo, los sistemas tienen la misma secuencia de fase. Si las lámparas lucen brillantes sucesivamente, los sistemas tienen secuencias de fase opuestas y se debe invertir una de las secuencias. OTRA MANERA DE REVISAR LA SECUENCIA DE FASE ES

Imagen: Secuencia de fases Fuente: https://www.researchgate.net/profile/Ronald-RodriguezSantos/publication/319990656/figure/fig16/AS:541612910157825@1506141988439/Conexio n-de-generadores-en-paralelo.png

4.7 Características nominales de un generador Todas las máquinas eléctricas tienen características que les son comunes desde el punto de vista geométrico y de funcionamiento. Desde el punto de vista geométrico, se puede decir que toda máquina eléctrica rotativa está constituida por: a) una carcasa o cubierta exterior; b) una estructura magnética fija cilíndrica o estator; c) una estructura magnética móvil cilíndrica o rotor; d) un entrehierro o espacio de aire que separa el estator del rotor para que este último pueda gimr;

e) un bobinado estalórico; y f) un bobinado rotórico. Desde el punto de vista del funcionamiento, se puede decir que en todas las máquinas eléctricas rotativas: a) existe un campo magnético inductor; b) existe un campo magnético inducido; c) interactúan en el entrehierro los campos magnéticos inductor e inducido; d) se convierte energía mecánica en eléctrica y viceversa; e) la conversión de energía utiliza el campo magnético como medio de acoplamiento; 1) es posible un comportamiento reversible como motor o como generador (principio de reciprocidad de Lcnz); y g) se regulan automáticamente (es decir, por si mismas) ante las variaciones de la carga dentro de un amplio rango. También puede agregarse las siguientes características comunes: a) los núcleos de ambas<; estructuras magnéticas son de material ferromagnético; b) los conductores de los bobinados son de cobre; y c) el entrehierro es de aire.

Imagen: Generador

Fuente: https://www.monografias.com/trabajos36/maquinaselectricas/Image5459.gif

4.8 Pérdidas y Eficiencia La potencia de salida que ofrecen las máquinas eléctricas rotativas es menor que la potencia de alimentación que se les suministra, llamada potencia suministrada. La diferencia entre la potencia de salida y la suministrada son las pérdidas. Su fórmula es la siguiente: P suministrada – P salida: Pérdidas La potencia de salida de un generador eléctrico es la potencia eléctrica que entrega, es decir: la potencia útil. La potencia suministrada o total es la potencia mecánica de entrada: la potencia mecánica que absorbe la máquina para poder generar electricidad. Dentro de una máquina eléctrica rotativa, las pérdidas más significativas son: Pérdidas mecánicas. Causadas por el rozamiento entre las piezas móviles y por la ventilación o refrigeración interior de los devanados. Pérdidas eléctricas o pérdidas en el cobre. Se producen en el circuito eléctrico y en sus conexiones y son debidas al efecto Joule. Pérdidas magnéticas o pérdidas en el hierro. Dependen de las variaciones que se producen en los campos magnéticos y de la frecuencia El cociente entre la potencia de salida (también llamada potencia útil) y la potencia suministrada (también llamada potencia total o absorbida) es la eficiencia. Esta eficiencia se expresa en tanto por ciento (%): n = (Potencia útil / Potencia total) · 100

Imagen: Potencias Fuente: https://motoresygeneradores.com/images/tab_14.png

Circuitos Automaticos y de Potencia

Quinto Grado

Quinto Grado Circuitos Automaticos y de Potencia Capitulo I 1. Introducción a la automatización 1.1

Introducción

1.2

Evolución histórica

1.3

Arquitectura y componentes

1.4

Tipos de control

1.5

Etapas de automatización

1.6

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

1.7

Selección de dispositivos y componentes de acuerdo con las especificaciones.

1.8

Mantenimiento de componentes, dispositivos en máquinas y equipos eléctricos técnicas.

1.9

Identificación de los contactores a utilizar para las instalaciones.

Capitulo II 1. CADE SIMU 1.1

Introducción

1.2

Interpretación de circuitos eléctricos para controles de máquinas.

1.3

Componentes

1.4

Lenguaje de programación

1.5

Aplicaciones

1.6

Circuitos de mando

1.7

Circuitos de potencia

1.8

Diagramas.

1.9

Simulacion

Capitulo III 1. Automatización 1.1

Familiarización con la terminal portátil de

1.2

Programación

1.3

Configuración del proceso

1.4

Fundamentos de programación

1.5

Instructivo de funciones

1.6

Barra de herramientas de CadeSimu.

1.7

Diagramas de circuitos básicos.

1.8

Diagramas con circuitos de maniobras.

1.9

Diagramas de circuitos con estaciones de servicio.

1.10

Diagramas con estaciones y sub estaciones de servicio.

1.11

Diagramas de maniobras y fuerza.

1.12

Simulación de sistemas de cambio de giro de un motor.

1.13

Simulación de sistemas desde so o más estaciones de servicio.

Capitulo IV 1. Logo Soft 1.1

Funciones básicas

1.2

Compuertas lógicas

1.3

Electrónica industrial

1.4

Funciones especiales

1.5

Temporizadores

1.6

Contadores

1.7

Secuenciadores

1.8

Aplicaciones industriales

1.9

Programación de variadores de frecuencia

1.10

Simbología

1.11

Secuencia del programa

Capítulo I 1 Introducción a la automatización Por: Luis Gómez

1.1

Introducción La automatización industrial es el uso de sistemas o elementos computarizados,

electromecánicos, electroneumáticos y electrohidráulicos para fines industriales. Podemos obtener beneficios tales como: Mejorar el rendimiento en procesos repetitivos: semáforos, apertura de puertas, clasificación de objetos… Mejorar la cadencia y control de la producción: mayor velocidad y control de calidad, producción continua. Mejorar la calidad en el trabajo industrial y la vida cotidiana: frente a tareas repetitivas y poco estimuladoras, frente a tareas que implican desgaste físico significativo.

Imagen: Automatización industrial Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FAutom atizaci%25C3%25B3n_industrial&psig=AOvVaw3AftcQgZ2Ogc5uFRyvnIM&ust=1618717381203000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCLjC _aauhPACFQAAAAAdAAAAABAD

1.2 Evolución histórica Desde los inicios de la Historia, el ser humano ha investigado cómo ahorrar energía humana y realizar sus actividades cotidianas y labores con la ayuda de utensilios, herramientas y maquinaria. Pero, ¿en qué momento se habla de evolución de la automatización industrial propiamente dicha? Esta semana os enseñamos un poco de historia sobre estos procesos de producción. ¿Cuándo se establece su inicio? 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. 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. 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 propios 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. 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 tecnología de la automatización evolucionaba en un control cada vez más descentralizado e inteligente, 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.

Imagen: Evolución de la automatización Fuente: https://thelogisticsworld.com/wp-content/uploads/2020/10/0000130760.jpg

1.3 Arquitectura y componentes

Imagen: Arquitectura de un PLC Fuente: https://www.areatecnologia.com/electricidad/imagenes/partes-logosiemens.jpg Sistema de interacción y monitorización: Interacción del operador humano Monitorización

Supervisión

Imagen: Sistema SCADA Fuente: https://www.infoplc.net/files/imagenes/noticias/2020/107356.jpg

Sistema de Control Tecnologías cableadas Tecnologías mecánicas, hidráulicas y neumáticas. Sistemas electrónicos combinacionales y secuenciales. Relés y contactores. Tecnologías programadas Autómatas programables, PC’s industriales, sistemas empotrados.

Imagen: PC industrial Fuente: https://www.tecnipesa.com/images/productos/Panel_PC_Industrial_portada.jpg Parte operativa Sensores

Proximidad, posición lineal o angular, presencia, velocidad, fuerza par y presión, temperatura, caudal, nivel. Accionamientos: Eléctricos, hidráulicos, neumáticos, térmicos

Imagen: Talanquera automática Fuente: https://cdn.shortpixel.ai/client/q_glossy,ret_img,w_400,h_200/https://ossacseguridad.com /wp-content/uploads/2019/08/Barreras-vehiculares-ditec-.jpg

1.4 Tipos de control Sistema de control en bucle abierto

Imagen:

Esquema del sistema de control en bucle abierto Fuente:

https://bookdown.org/alberto_brunete/intro_automatica/Figuras/intro/controlbucleabier to.png

Imagen:

Sistema de control en bucle abierto Fuente:

https://bookdown.org/alberto_brunete/intro_automatica/Figuras/intro/controlbucleabier to.png Sistema de control en bucle cerrado

Imagen: Esquema del sistema de control en bucle cerrado Fuente: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/CF67YftGrwfhysDWNl-4iycf1KNnjH79V3dAX2S1qoJYtTRYpX6YwcPDlmBtF_Ifh_RIzlMEuki3pRQjEObT1WsIVNp9mlV5rVDPWhUqfjunvnoDNnWfklMGAJUX-k6E6R9xknpDfcL6DzxDsHDjbFWTgEYcG1wVBIaftFbT8p2xzPPTPpj8

Imagen: Sistema de control en bucle cerrado Fuente: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/CF67YftGrwfhysDWNl-4iycf1KNnjH79V3dAX2S1qoJYtTRYpX6YwcPDlmBtF_Ifh_RIzlMEuki3pRQjEObT1WsIVNp9mlV5rVDPWhUqfjunvnoDNnWfklMGAJUX-k6E6R9xknpDfcL6DzxDsHDjbFWTgEYcG1wVBIaftFbT8p2xzPPTPpj8

Esquema general

Imagen: Esquema general Fuente: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/CF67YftGrwfhysDWNl-4iycf1KNnjH79V3dAX2S1qoJYtTRYpX6YwcPDlmBtF_Ifh_RIzlMEuki3pRQjEObT1WsIVNp9mlV5rVDPWhUqfjunvnoDNnWfklMGAJUX-k6E6R9xknpDfcL6DzxDsHDjbFWTgEYcG1wVBIaftFbT8p2xzPPTPpj8 Tipos de señales: Analógicas: Señales continuas, se muestrean y digitalizan para ser tratadas Lógicas: Señales de tipo binario, codificadas como 0 o 1, bit. Digitales: Agrupación de señales binarias, byte, 16 bit. Señales de E/S:

Imagen: Esquema unidad de control Fuente: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/CF67YftGrwfhysDWNl-4iycf1KNnjH79V3dAX2S1qoJYtTRYpX6YwcPDlmBtF_Ifh_RIzlMEuki3pRQjEObT1WsIVNp9mlV5rVDPWhUqfjunvnoDNnWfklMGAJUX-k6E6R9xknpDfcL6DzxDsHDjbFWTgEYcG1wVBIaftFbT8p2xzPPTPpj8

1.5 Etapas de automatización Especificación: Conocer la planta o proceso: Estudio y definición de necesidades, estudio y definición de variables a controlar. Diseño: Elección de sensores y accionamientos, algoritmos y leyes de control, simulación, diseño e implementación de los equipos (hardware y software) Implantación Pruebas Explotación Disciplinas involucradas: tecnologías mecánica, neumática e hidráulica; tecnología eléctrica, tecnología electrónica, teoría de control, robótica, sensores, programación, comunicaciones, lógica; otros, procesos químicos, biológicos, económicos, térmicos.

1.6 Definición de circuitos eléctricos de control manual de máquinas o sistemas. Un circuito de control es el componente fundamental de los sistemas de control industrial. Se refiere a todos los componentes físicos y funciones de control necesarios para ajustar automáticamente el valor de una variable de proceso medida (PV) para igualar el valor de un punto de ajuste deseado (SP). Los elementos de control o de maniobra son dispositivos que nos permiten abrir o cerrar el circuito cuando lo necesitamos. Estos son algunos ejemplos: Un interruptor (simple), permite abrir o cerrar un circuito y permanece en la misma posición hasta que volvemos a presionar.

Un interruptor doble o bipolar es un interruptor que abre y cierra dos circuitos al mismo tiempo.

Imagen: Interruptores Fuente: https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co ntido/imagenesysimbolos_interruptores.jpg Un pulsador permite abrir o cerrar el circuito solo mientras estemos actuando sobre él. Cuando dejamos de presionar vuelve a su posición inicial. Pulsador normalmente abierto (NA): En el estado de reposo el circuito está abierto, y se cierra cuándo se presiona. Pulsador normalmente cerrado (NC): En el estado de reposo el circuito permanece cerrado, y se abre cuándo se presiona.

Imagen: Pulsadores Fuente: https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co ntido/simbolos_pulsadores.jpg Conmutadores 1 circuito varias posiciones: Un conmutador es un elemento que establece una asociación entre una entrada y una salida de las múltiples que tiene. Esta conexión perdura en el tiempo, hasta que volvemos a accionar el conmutador. El conmutador de dos posiciones tiene 3 patillas. La conexión de en medio es la común, y las patillas A y B son las posibles salidas.

Conmutador doble o bipolar: El elemento que puedes ver en la figura se trata de un conmutador 2 circuitos y dos posiciones (6 contactos). Consiste en dos conmutadores de dos posiciones que se activan al mismo tiempo.

Imagen: Conmutadores Fuente: https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co ntido/imagenesysimbolos_conmutadores.jpg Un microinterruptor o final de carrera es un componente que se acciona mediante una palanca empujada por un elemento en movimiento. Según la forma de conectarlo, puede comportarse como conmutador o como pulsador, pudiendo seleccionar la posición inicial como normalmente abierta (NO o NA) o normalmente cerrada (NC). Los símbolos que utilizaremos serán los mismos que los del conmutador y pulsadores, pero debemos indicar en el circuito que se trata de finales de carrera. Para realizar los montajes prácticos, debes identificar las patillas del microinterruptor. La pata que está más cerca del apoyo de la palanca es el común, que se debe conectar siempre. La de en medio es la normalmente abierta, y la última es la normalmente cerrada.

Imagen: Microinterruptores Fuente: https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co ntido/imagenesysimbolos_microinterruptores.jpg Un relé es un interruptor automático controlado por la electricidad. Los relees permiten abrir o cerrar circuitos eléctricos sin la intervención humana. El relé es el elemento que da la orden de que funcione el motor de una puerta automática, las luces de un semáforo, el motor de un ascensor, y multitud de sistemas automáticos. Su funcionamiento es el siguiente: Cuando se hace pasar corriente eléctrica a través de la bobina o electroimán, este genera un campo magnético a su redor, y atrae la armadura que, con su movimiento, hace que los contactos cambien de posición. De esta manera estamos actuando sobre un conmutador por medio de la corriente eléctrica, sin contacto físico. El símbolo del relé varía en función del número de contactos que tenga. Puede ser un interruptor, un conmutador unipolar, un conmutador doble o bipolar, …

Imagen: Relés Fuente: https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co ntido/imagenesysimbolos_rele.jpg

1.6 Selección de dispositivos y componentes de acuerdo con las specificaciones. En general, se puede decir que los sistemas de automatización son soluciones a la medida de cada usuario, aunque, en opinión de Jhon Schanz, dueño de la empresa Partners In Plastics, Inc. y gerente de ventas de Harvard Factory Automation, Inc. (HFA): “hay partes que pueden ser usadas en cualquier proceso de fabricación de plásticos, como una banda transportadora y equipos modulares o multipropósito. De todos modos, para elegir correctamente un sistema de automatización, se hace necesario tener clara la razón por la que se quiere automatizar. Es importante, además, considerar los siguientes aspectos, que en opinión del experto de FANUC Robotics, son críticos: Seleccione a un proveedor que conozca a profundidad su negocio: su tipo de industria, su proceso, sus prácticas de operación y el vocabulario del sector. Provea y documente explícitamente los requisitos de la solución de automatización que espera obtener (este es uno de los errores más comunes): tiempo de ciclo, capacidad ó ritmo de trabajo (throughput), condiciones de trabajo a las que estará expuesto el sistema, certificaciones que debe satisfacer, etc. Confirme que el proveedor tenga las habilidades y recursos necesarios para ejecutar el proyecto. Los sistemas de automatización son procesos multidisciplinarios donde se requieren habilidades para integrar: sistemas mecánicos, procesos de control, diseño de sistemas electrónicos, software, sistemas de visión, documentación y capacitación, entre otros. Elija al proveedor adecuado según la complejidad del sistema. Si está buscando automatizar todo un proceso, le conviene seleccionar a un integrador grande que pueda proveer todo el sistema.

Si, por el contrario, solo requiere automatizar una pequeña

sección ó una sola máquina, es probable que le vaya mejor si trabaja con un integrador pequeño cercano a su empresa. Investigue cómo es el servicio técnico del proveedor.

Busque referencias del

servicio post-venta: capacidades técnicas, recursos, tiempos de respuesta para soporte in-situ y remoto.

Verifique la documentación de su sistema de automatización. Corrobore que le están entregando todos los manuales y procedimientos de operación y mantenimiento. En algunos casos también deberá recibir: dibujos de fabricación y de ensamble de algunos componentes de su sistema, lista de partes y componentes, lista de refacciones recomendadas, etc. No desestime el proceso de Ownership dentro su planta. Involucre activamente en el proceso de selección del sistema de automatización a los departamentos que serán responsables de su operación y mantenimiento. De esta manera el proceso de adoptar y asimilar el sistema será más rápido y exitoso. Los componentes eléctricos, ya sea de mando o de fuerza se elegirán según las capacidades y el trabajo al que estarán sometidos. También se debe tener muy en cuenta las especificaciones de la fuente de alimentación y a qué sistema se conectará, 120V, 240V, 440V, 480V…

1.7 Mantenimiento de componentes, dispositivos en máquinas y equipos en máquinas y equipos eléctricos técnicos Mantenimiento preventivo: El mantenimiento preventivo es el primero de los tipos de mantenimiento orientados a la prevención del fallo, como su propio nombre indica. Entre las tareas más comunes encontramos algunas de carácter obvio como: Limpieza. Orden. Revisiones periódicas. Cambios de componentes susceptibles a desgaste. Este tipo de mantenimiento es de carácter periódico y por lo tanto se debe de programar, del mismo modo que hacemos con nuestro vehículo.

Imagen: Mantenimiento preventivo Fuente: https://www.konetia-automatizacion.com/wpcontent/uploads/2020/08/montaje-cuadros-electricos.jpg Mantenimiento predictivo: El mantenimiento predictivo es considerado, en muchos casos, como una subcategoría del mantenimiento preventivo. En ambos casos el objetivo es común: evitar que el fallo se produzca, En el caso del mantenimiento predictivo la estrategia es sensiblemente diferente. Las actuaciones vienen dadas por ciertas señales que pueden ser recogidas por sistemas a tal efecto. El uso de sensores conectados a sistemas automáticos es, en muchos casos, una excelente solución para evitar males mayores. Por poner un ejemplo que todos tendremos muy claro. Imagina la caída de presión en el circuito de vapor de una caldera. Lo que está claro es que esa caída es síntoma de una posible avería o parada de fábrica. Por lo tanto, el sistema automatizado dará la alarma y, en ese supuesto caso, deberá reaccionar para o bien parar la caldera o reducir consumos de planta. Mantenimiento correctivo: El mantenimiento correctivo es la última línea de batalla, ya que se ejecuta cuando el fallo ya se ha producido. Dependiendo del coste e impacto de una posible avería, el mantenimiento correctivo puede ser la mejor o la peor opción. En cualquier caso, una buena política de mantenimiento preventivo, evitará acciones correctivas.

Objetivos del mantenimiento industrial: El mantenimiento y la automatización industrial tienen un punto de encuentro muy claro. La prevención o, mejor dicho, predicción de fallos, es un plus en cualquier sistema automático en instalaciones industriales. “Si uno de los objetivos de la automatización es la productividad, evitar averías puede suponer la mejor forma de garantizar la producción, respetar plazos de entrega y aumentar la rentabilidad.” El binomio mantenimiento – automatización permite la integración de sensores en los procesos automatizados. De esta forma, al tiempo que el sistema gestiona el proceso productivo en sí mismo, puede monitorizar determinadas señales para hacer el seguimiento y anticiparse a averias. En un sistema basado en PLC se puede programar para detectar esas señales que son síntoma de un deterioro de la máquina o de la instalación. Entre ellas podemos destacar: Vibraciones. Temperaturas. Caudales. Presiones Par motor. Sobre intensidades y caídas de tensión. En función a lo crítico del proceso y a lo potencialmente grave de la incipiente avería, el sistema podría adoptar las siguientes medidas: Generar un aviso. Detener total o parcialmente un proceso. Derivar la carga a un sistema redundante. Bajar el ritmo productivo hasta la reparación.

1.8 Identificación de los contactores a utilizar para las instalaciones Para la correcta selección de un contactor debemos tener presente la siguiente información, una vez tengamos la información recopilada podemos apoyarnos con las herramientas online que se tiene adjuntada en los links al final del texto Debemos tener presente el número de polos de acuerdo con el tipo de sistema, normalmente encontramos contactores de 3 o 4 polos De acuerdo con la carga a proteger, debemos tener claridad de la categoría con la que seleccionaremos el equipo, AC1 para cargas resistivas o AC3 para cargas inductivas. Una vez seleccionada la categoría debemos tener claridad de la corriente nominal (A) del contactor o la potencia del motor (kW o HP) Los contactores actúan por el mando de una bobina, debemos tener claridad de la tensión de la bobina de control, normalmente es una tensión diferente a la tensión de servicio del sistema De acuerdo con el tipo de sistema donde instalaremos el contactor, se puede requerir contactos auxiliares para el envió de señales del equipo, verificar si se requiere normalmente cerrados (NC) o normalmente abiertos (NO). https://www.se.com/co/es/product-range/664-tesys-d/?parent-categoryid=1500&parent-subcategory-id=1510&filter=business-4-distribuci%C3%B3nel%C3%A9ctrica https://www.se.com/ww/en/product-range/664-tesys-d?parent-categoryid=1500&parent-subcategory-id=1510&filter=business-1-industrial-automation-and-control https://www.se.com/ww/en/product-range/666-tesys-k?parent-categoryid=1500&parent-subcategory-id=1510&filter=business-1-industrial-automation-and-control http://https://www.se.com/ww/en/product-range/665-tesys-f?parent-categoryid=1500&parent-subcategory-id=1510&filter=business-1-industrial-automation-and-control

Estos son algunos de los símbolos estándar y básicos de varios componentes para esquemas eléctricos. Resistencias: son los componentes fundamentales de los esquemas eléctricos. Generalmente están representados por líneas en zig-zag con dos terminales que se extienden hacia afuera. Pero también se puede utilizar el símbolo de rectángulo alternativo en el dibujo.

Fuente: Simbología de resistencias Fuente: https://www.edrawsoft.com/es/basic-electrical-symbols.html Condensadores: tienen diferentes tipos que son de uso común. Es un dispositivo que almacena energía eléctrica y generalmente tiene dos terminales, que se pueden conectar al resto del circuito.

Fuente: Simbología de Condensadores Fuente: https://www.edrawsoft.com/es/basic-electrical-symbols.html Inductores generalmente están representados por una serie de protuberancias curvas o varias bobinas en bucle.

Fuente: Simbología de inductores Fuente: https://www.edrawsoft.com/es/basic-electrical-symbols.html

Interruptores: El SPST (un polo/tiro simple) es el interruptor más básico. Tiene dos terminales con una línea medio conectada que representa el actuador. Los interruptores con más de un tiro pueden agregar más puntos de aterrizaje para el actuador.

Fuente: Simbología de interruptores Fuente: https://www.edrawsoft.com/es/basic-electrical-symbols.html

Fuentes de energía: principalmente hay dos tipos, fuentes de voltaje de CC o CA. Representan que la fuente está suministrando corriente continua (CC) o corriente alterna (CA).

Fuente: Simbología de fuentes de energía Fuente: https://www.edrawsoft.com/es/basic-electrical-symbols.html Puertas Lógicas Digitales: Todas las funciones lógicas tienen símbolos esquemáticos únicos, como AND, OR, y XOR. Agregar una burbuja a la salida niega la función, y obtendrás NAND y NOR.

Fuente: Simbología de compuertas lógicas básicas Fuente: https://www.edrawsoft.com/es/basic-electrical-symbols.html Un diagrama eléctrico, también conocido como un esquema eléctrico o esquemático es una representación gráfica de las diferentes conexiones que lleva la instalación de un circuito eléctrico y puede aplicarse a instalaciones residenciales e instalaciones industriales, también se usan en el área de la electronica.

Estos diagramas muestran los diferentes componentes del circuito de manera simple y con dibujos o símbolos uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de alimentación y de señal entre los distintos dispositivos, es una forma estandar de trabajo para realizar planos. Los símbolos usados en la diagramación eléctrica son de uso estandarizado, por lo tanto, su significado es el mismo a escala mundial, también la forma de uso de los diagramas es la misma a escala mundial. Debemos saber que todos los tipos de diagramas son de igual importancia ya que a medida empezamos a crear la instalación eléctrica ocuparemos cualquiera de estos diagramas. Diagramas de conexión Un diagrama de conexión es como un pequeño borrador que se hace antes de la instalación eléctrica. El cual se hace en un papel de cualquier medida y que nos sirve para un pequeño análisis de una instalación ya sea grande o pequeña, uno de los objetivos es hacer modificaciones al circuito antes de ponerlo en un plano. Estos diagramas son de gran uso en nuestros primeros comienzos de instalaciones eléctricas, pero no solo están limitados al área escolar tecnica, está diagramación muestra con exactitud la cantidad de cables que entran a un componente.

Imagen: Ejemplo de diagrama de conexión Fuente: https://www.espaciohonduras.net/images/electricidad/articulos/Tipos_diagramas_Electri cos/Diagrama_conexion/Diagrama_de_conexi%C3%B3n_1.png Diagrama de Montaje un diagrama de montaje es aquel que se hace previo a una instalación eléctrica y antes de pasar la instalación eléctrica a un plano en un diagrama

unifilar. Este tipo de diagrama nos muestra de una forma muy detallada las diversas instalaciones dentro de los circuitos es la que más usaremos a la hora de laborar, pero no debe usarse como presentación final de un plano eléctrico.

Imagen: Diagrama de montaje Fuente: https://www.espaciohonduras.net/images/electricidad/articulos/Tipos_diagramas_Electri cos/Diagrama_montaje/diagrama_montaje_circuitoserie_2.jpg Diagrama unifilar en este tipo diagrama podemos observar la cantidad de cables que pasa por un poliducto o tubería de conducto eléctrico, también estos diagramas son las más usados para poder presentar un proyecto a nuestro cliente ya que al solo representar las tuberías donde corre el cableado eléctrico el plano puede ser más visible, por lo general son el tipo de diagrama que usaremos para la creación de un plano eléctrico.

Imagen: Diagrama unifilar Fuente: https://images.arq.com.mx/thumbnails/2/185504.jpg

Diagrama de bloques: Este diagrama está formado por un conjunto de rectángulos dentro de los cuales se describe de forma breve la función de cada uno de ellos, los rectángulos se conectan por medio de fechas que indican la dirección de la circulación de la corriente o del flujo de la potencia, solo se usan para referencias generales, acompañados con presupuestos de obras.

1.9 Modificación de circuitos eléctricos para controlar máquinas o sistemas. La constante investigación y desarrollo de los sistemas de automatización adaptables a procesos industriales resolviendo procesos más complejos y con un coste de implantación cada vez más bajo, hace que el sector industrial suba en la tendencia de implantar sistemas automatizados. Este auge en las industrias conlleva la necesidad de contar en el sector con profesionales que lleven a cabo un estudio de implantación de este tipo de sistemas. Además, estos sistemas requieren de la formación de operarios que además de explotar la instalación y operar con el proceso productivo también sean capaces de llevar

a cabo el mantenimiento requerido por estos sistemas de automatización para trabajar en condiciones adecuadas. Pasos a seguir para la implantación de un sistema automatizado: A la hora de llevar a cabo una implantación de los sistemas de automatización debemos considerar una serie de paso a ejecutar para obtener los resultados deseados. Además, debemos tener en cuenta el máximo aprovechamiento y beneficios adquiridos por el uso de estos sistemas. Planificación. Debemos entrevistar y conocer el proceso productivo actual para poder diseñar un sistema automatizado eficiente y que mejore el estado actual. Gestión del montaje. Planificarlo para que se pueda realizar por fases o aprovechando una parada técnica controlada con el fin de minimizar el impacto en la producción a cubrir en el tiempo que dura la adaptación. Integración de elementos. Debemos adaptar los parámetros actuales del proceso convirtiendo a valores entendibles por el sistema automatizado, con procesos como la conversión analógico-digital. Ejecución, ajustes, parametrización y programación. Serán procesos a llevar acabo conviviendo con el nuevo sistema y coordinando la gestión de la empresa con los operarios y personal de mantenimiento. Considerando para la interconexión de elementos y flujo de datos los estándares de interconectando a través de buses de campo adecuados. Verificación. Una vez realizada la implantación se requiere de una verificación y reajustes finales para que el proceso resulte optimizado. Planificación mantenimiento. El proceso no acaba solo en la implantación, se requiere de un plan de mantenimiento adecuadamente documentado. Gestión mantenimiento. A través del plan de mantenimiento y con operarios cualificados a lo largo de la vida útil del sistema se irán manteniendo y ejecutando las acciones correspondientes. Localización averías. Las averías deben de detectarse fácil y rápidamente lo cual se consigue reduciendo el cableado necesario, optando por tendencias a tecnologías Wireless y redes inalámbricas que facilitan el mantenimiento por suprimir los engorrosos cableados.

Imagen: Ingenieros en automatización Fuente: https://www.tupuedes.cl/wp-content/uploads/sites/5/2015/11/ingautomatizacion-control-716x400.jpg

Capítulo II 1 CADE SIMU Por: Javier Patzan 1.1

Introducción CADE Simu es un programa bastante sencillo para elaborar esquemas de mando y

potencia de B.T. 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.

Imagen: programa de cade simu Fuente:https://frigoristas.wordpress.com/cadesimu/#:~:text=CADE%20Simu%20es%20un%20programa,para%20posteriormente%20realiz ar%20la%20simulaci%C3%B3n.

1.2

Interpretación de circuitos eléctricos para controles de máquinas. Cuando se necesitan representar automatismos eléctricos industriales comerciales,

se hace con esquemas. Los esquemas son diseños simplificados en los que se representan los diferentes elementos que constituyen la instalación. Dichos elementos se representan con símbolos, los cuales están normalizados según dibujos regularizados con normas, con la finalidad de que se puedan interpretar por cualquier persona en cualquier país.

Imagen: ejemplo de interpretación de un circuito Fuente:https://joseangelbecerracom.files.wordpress.com/2018/05/interpretacioncircuito-electrico.jpg?w=700

1.3

Componentes 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.

Imagen: compontes Fuente:http://canalplc.blogspot.com/p/cadesimu.html

1.4

Lenguaje de programación Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, órdenes y

símbolos reconocibles por el PLC, a través de su unidad de programación, que le permiten ejecutar una secuencia de control deseada. El Lenguaje de Programación en cambio, permite al usuario ingresar un programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida. Al igual como los PLCs se han desarrollado y expandido, los lenguajes de programación también se han desarrollado con ellos. Los lenguajes de hoy en día tienen nuevas y más versátiles instrucciones y con mayor poder de computación. Por ejemplo, los PLC pueden transferir bloques de datos de una localización de memoria a otra, mientras al mismo tiempo llevan cabo operaciones lógicas y matemáticas en otro bloque.

Como resultado de estas nuevas y expandidas instrucciones, los programas de control pueden ahora manejar datos más fácilmente. 1.5

Aplicaciones Si bien en internet circulan numerosos programas para elaborar esquemas

eléctricos, muchos de ellos tienen una curva de aprendizaje bastante elevada. Es aquí donde irrumpe cade simu el cuál se caracteriza por aplanar esa curva. Es importante reseñar que para descargar cade simu, no se requiere de registros o suscripciones. Por ende, las personas interesadas no deberán enviar datos personales a la gente encargada de desarrollar este programa para obtenerlo. Cade Simu resulta ser un programa muy idóneo sobre todo para los profesionales del sector eléctrico y/o estudiantes de ingeniería eléctrica. Este programa ofrece un sistema de emulación muy completo y de fácil uso. El usuario simplemente introduce los símbolos de manera organizada y luego el programa evaluará los estados de los componentes eléctricos para posteriormente, resaltar los conductores eléctricos. Cabe destacar que este programa ofrece una interfaz gráfica tipo CAD para que el usuario pueda dibujar su esquema eléctrico de una manera muy fácil. Es importante reseñar que, una vez terminada la simulación del programa, el usuario podrá analizar correctamente el funcionamiento de su esquema.

Imagen: interpretación de un circuito en cade simu Fuente :https://i0.wp.com/windtux.com/wp-content/uploads/2020/07/cade-simugraficos.jpg?w=768&ssl=1

1.6

Circuito de mando 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.

Imagen: circuito de mando Fuente:https://automatismoindustrial.com/curso-carnet-instalador-baja-tension/dautomatizacion/1-6-logica-cableada/esquemas-basicos/ 1.7

Circuitos de potencia Es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor, calefacción, electrofreno,

iluminació, etc). Está compuesto por el contactor (identificado con la letra K), elementos de protección (identificado con la letra F como pueden ser los fusibles, relé térmico, relés magnetotérmicos, etc) y un interruptor magnetotérmico identificado con la letra Q. Al principio del circuito de mando siempre deberá existir una protección general, magnetotérmico o fusibles, que nos permita desconectar completamente el circuito

Imagen: circuito fuerza Fuente:https://automatismoindustrial.com/curso-carnet-instalador-baja-tension/dautomatizacion/1-6-logica-cableada/esquemas-basicos/

1.8

Diagramas. Toda persona dedicada al trabajo eléctrico debe saber que para ejecutar esta

actividad de una mejor forma es esencial tener los conocimientos básicos para la interpretación de diagramas o planos eléctricos. Un diagrama eléctrico es la representación de un circuito o de una instalación, y sus componentes. Es importante señalar que, al igual que las instalaciones eléctricas, las partes que conforman un motor eléctrico (de cualquier tipo) se pueden representar en un diagrama o croquis.

Imagen: diagrama eléctrico Fuente: https://electrica.mx/interpretacion-de-diagramas-electricos/

1.9

Simulación Para que el sistema de simulación trabaje de manera correcta, el usuario debe

asegurarse de que el esquema esté debidamente conectado y alimentado. Para ello, es muy recomendable descargarse los manuales del programa para poder familiarizarse con los nombres y figuras de los distintos componentes. Lo primero que debe hacer el usuario es colocar los módulos de la alimentación eléctrica del circuito, las protecciones, el contador y el motor en la zona de trabajo. Luego se deberá realizar el cableado, para realizar este paso se recomienda usar la funcionalidad del zoom en el área de trabajo para evitar errores. Otro modo de crear el circuito es usar un sistema de mando, aunque para aplicar este modo el usuario deberá contar con todos los componentes necesarios. Una vez creado el circuito, el usuario simplemente deberá hacer click en el botón verde para iniciar la simulación. Durante el proceso de simulación, el usuario podrá activar diferentes partes del circuito a modo discriminatorio para así observar detalladamente la parte deseada. Vale destacar que el usuario puede crear circuitos de mucha complejidad para simularlos, sin embargo, lo ideal en estos casos es que tome uno de los cursos tutoriales para aprender a dominar el Cade Simu. Una vez que se haya comprobado todo el circuito, el usuario deberá proceder a detener la simulación y luego guardarlo. Como dato adicional y de importancia, al proceder a guardar el circuito, el usuario deberá agregar la extensión .cab ya que el programa no lo hace de manera predeterminada. Es sumamente recomendable usar Cade Simu conjuntamente con PC SIMU el cuál es un potente simulador que procesa automáticamente las operaciones de intercambio y salida de conectores. A pesar de que Cade Simu resulta ser un programa bastante sencillo de usar, se recomienda bajar los manuales, así como también, buscar ejemplos y tutoriales en internet.

Imagen: simulación de un circuito Fuente:https://windtux.com/cade-simu-programa-esquemaelectrico/#:~:text=Conoce%20Cade%20Simu%2C%20un%20programa%20muy%20%C3%B Atil%20para%20elaborar%20esquemas%20el%C3%A9ctricos,Publicada%20el%2022&text=Cabe%20destacar%20que%20este%20programa,de%20una %20manera%20muy%20f%C3%A1cil.

Capítulo III 1 Automatización Por: Abner Muc 1.1

Configuración del proceso Para los trabajadores del área de la electricidad conocer el funcionamiento lógico

de los circuitos puede ser un poco complicado. Por lo que implementar un simulador puede brindarnos una gran ayuda sobre cualquier circuito electrónico sin llegar a manipularlo directamente. También en la creación de circuitos nuevos el simulador puede mostrarnos su funcionamiento sin tener que ensamblarlo y correr el riego de alguna falla. En este sentido Cade Simu tutorial es una de las mejores opciones, debido a que funciona como un software de edición y simulación de esquemas de automatismos eléctricos. Para poder utilizar este simulador es necesario descargar el archivo en formato zip, el cual no requiere de instalación. Solo es necesario hacer doble clic en el ejecutable y podremos empezar a implementar Cade Simu. Cuando creamos un archivo en este software se guardan en formato. CAD y es importante saber que si queremos editar algún archivo debemos abrir el simulador y luego buscar el archivo que deseamos. También, antes de realizar cualquier cosa en este simulador nos pedirá una clave de acceso la cual nos será proporcionada por medio de correo electrónico. Sin esta clave no podremos guardar ningún cambio que hayamos realizado en nuestros esquemas. Para comenzar a utilizar Cade Simu es recomendable realizar algunas configuraciones con la finalidad de obtener los mejores resultados, por lo que en este tutorial Cade Simu te mostramos como hacerlo. Seleccionando la pestaña archivo y en el menú que se despliega la opción de configuración, podremos comenzar a ajustar nuestro

simulador. En este punto podemos cambiar el tamaño de la hoja, el grosor de las líneas y otros tipos de características de preferencia personal.

Imagen: Clave cade_simu Fuente: https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQgei4ILNzfLcc0gx6308Pop0J_fkgxvgzgYSKXJVLs OnYQJD_QaODwdnu0NO--3rGifzU&usqp=CAU

Imagen: Configuración de cade_simu Fuente: https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTN2l6oqPefbV5tZGDDcSXYoiIRxdeOd7KcLSo1jC 6ICf-XGgh7KQBZY6FMXs4S6yqk12E&usqp=CAU La Familiarización con la terminal portátil de programación CADE Simu es un programa bastante sencillo para elaborar esquemas de mando y potencia de B.T. 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.

Imagen: Sofware Cade-Simu Fuente: https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRFfz69_QBnoU3oPaB54FCCu2kYorch0O0F4Q&us qp=CAU

1.2

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

cuando está activado al igual que resalta los conductores eléctricos sometidos al paso de una corriente eléctrica. Por medio de la interface CAD el usuario dibuja el esquema de una corriente eléctrica. Por medio de la simulación se puede verificar el correcto funcionamiento. Actualmente se dispone de las siguientes librerías de simulación: o Alimentaciones tanto de CA como de CC. o Fusibles y seccionadores. o Interruptores

automáticos,

interruptores

diferenciales,

relé

térmico

disyuntores.11 o Contactores e interruptores de potencia. o Motores eléctricos. o Variadores de velocidad para motores de CA y CC o Contactos auxiliares u contactos de temporizadores. o Contactos con accionamiento, pulsadores, setas, interruptores, finales de carrera y contactos de relé térmicos. o Bobinas, temporizadores, señalizaciones ópticas y acústicas. o Detectores de cables unipolares y tripolares, mangueras y regletas de conexión. o Detectores de proximidad y barreras fotoeléctricas. o Conexionado de cables unipolares y tripolares, mangueras y regletas de conexión.

Imagen: Pangalla principal Cade-Simu Fuente: https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fs3-ap-northeast1.amazonaws.com%2Fpeatix-files%2Fpod%2F7298503%2Fcover-cade-simu-descargargratis.jpeg&imgrefurl=https%3A%2F%2Fcade-simu-descargargratis.peatix.com%2F&tbnid=j99J_ECS1AJTsM&vet=12ahUKEwjMl87R6oXwAhUBB1MKHaqc CGgQMygTegUIARDjAQ..i&docid=KBY9XdQ3SSOJXM&w=910&h=648&q=pantalla%20prin cipa%C3%B1%20cade%20simu&ved=2ahUKEwjMl87R6oXwAhUBB1MKHaqcCGgQMygTeg UIARDjAQ

1.3

Instructivo de funciones características de uso del software: 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 click izquierdo encima del elemento concreto. Hay elementos que al soltar el click retornan a su posición de reposo (por ejemplo, pulsador, detectores…). Para mantener su accionamiento activo

hacemos click izquierdo encima y sin soltar arrastramos puntero de ratón un poco, y veremos que queda accionado el elemento. Hay 2 elementos (conmutador I-II-III y conmutador I-0-II) que para que gire en un sentido u otro hacemos click encima del elemento con botón izquierdo o derecho. 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. 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). 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. En “Archivo > configuración” hay opciones sencillas, así explicaré “opciones de impresión”: 1. Escala es un zoom del documento. Se suele poner 2.

2. Desplazamiento X desplazar vista en horizontal hacia la derecha. 3. Desplazamiento Y desplazar vista en vertical hacia abajo. En cada modificación hacer uso de presentación preliminar para ver los resultados. Y no olvidaros de “Archivo > configurar impresora” para seleccionar impresora y enviar vuestro archivo correctamente a la impresora. 4.CADE_SIMU V3 / PC_SIMU V2 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. Para comenzar la simulación guardamos los documentos primero. Vamos a PC_Simu y seleccionamos “Modo > Simulación” y tras esto “Modo > Inicio”. A partir de ahora el portapapeles de Windows lo está usando este programa. Y tras esto vamos a Cade_Simu y seleccionar “Modo > simulación”. Ahora podréis ver el estado de los elementos en las tablas. Para salir del enlace: en PC_Simu vamos a “Modo > fin” y “Modo > edición”, y para Cade_Simu vamos a “stop” o “Modo > edición”.

Imagen: Instructivo Cade-Simu Fuente: https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fimage.slidesharecdn.com%2Fc adesimumanualdefuncionamiento2-170326102454%2F95%2Fcade-simu-manual-defuncionamiento2-4638.jpg%3Fcb%3D1490523908&imgrefurl=https%3A%2F%2Fwww.slideshare.net%2Fantonioh

uescar18%2Fcade-simu-manual-defuncionamiento2&tbnid=6f5O17bG05XDeM&vet=12ahUKEwj3kIKv8IXwAhWIoFMKHaBFAD YQMygAegUIARC1AQ..i&docid=Uw5v9bOQFb6b1M&w=638&h=903&q=instructivo%20de %20funciones%20cade%20simu&ved=2ahUKEwj3kIKv8IXwAhWIoFMKHaBFADYQMygAegUI ARC1AQ

1.4

Barra de herramientas de CadeSimu

Imagen: Barra de herramientas Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

Imagen Barra de Herramientas Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

Imagen: Categoria de componentes Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

Imagen: Menu Archivo Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

Imagen: Conifguracion Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

Imagen: Menu Editar Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

Imagen: Cajetin Fuente: http://frioycalor.info/Electricidad/CADe_SIMU/CADe-SIMU_Instrucciones.pdf

1.5

Diagrama de circuitos básicos Esquema con prioridad al paro: Se trata del arranque de un motor trifásico,

mediante pulsadores de marcha paro, con la peculiaridad de que en caso de accionarse al mismo tiempo ambos pulsadores (pulsador de marcha y de paro) el motor ha de permanecer parado (de hay la prioridad al paro) Esquema con prioridad a la marcha: Se trata del arranque de un motor trifásico, mediante pulsadores de marcha paro, con la peculiaridad de que en caso de accionarse

al mismo tiempo ambos pulsadores (pulsador de marcha y de paro) el motor ha de arrancar (de hay la prioridad a la marcha) Esquema con prioridad al paro con doble botonera (mando desde dos puntos): Se trata del arranque de un motor trifásico, mediante pulsadores de marcha paro, desdedos punto diferentes, es decir existen dos botoneras marcha-paro, situadas en lugares diferentes, desde las que se puede arrancar o parar el motor indistintamente. Además, en caso de accionarse al mismo tiempo un pulsador de marcha y uno de paro el motor ha de permanecer parado (de hay la prioridad al paro) Esquema con prioridad a la marcha con doble botonera (mando desde dos puntos): Se trata del arranque de un motor trifásico, mediante pulsadores de marcha paro, desde dos puntos diferentes, es decir existen dos botoneras marcha-paro, situadas en lugares diferentes, desde las que se puede arrancar o parar el motor indistintamente. Además, en caso de accionarse al mismo tiempo un pulsador de marcha y uno de paro elmotor ha de arrancar (de hay la prioridad a la marcha)

Imagen: Marcha/Paro cade_simu Fuente: https://www.google.com/search?q=marcha+paro+cade+simu&rlz=1C1EKKP_enGT889GT 889&sxsrf=ALeKk03j89fDyFO4wNAYJRGjOvDx9_c0mw:1618684375196&tbm=isch&source=i u&ictx=1&fir=XKiR587wK_8pQM%252CCnv2pn4zrCkvxM%252C_&vet=1&usg=AI4_kTjxQIxRUGD_aHv1uiuZggtRtjgw&sa=X&ved=2ahUKEwja676Z9YXwAhWSTN8KHW7wAhsQ9QF6BAgQEAE&cshi d=1618684523733074#imgrc=XKiR587wK_8pQM

1.6

Digrama con circuito de maniobras Circuitos de Fuerza: Los circuitos de fuerza o potencia son los utilizados para

suministrar electricidad a los receptores de la instalación como motores, baterías de condensadores, lámparas, etc. y cuya finalidad persigue convertirla en trabajo útil. Estos circuitos normalmente son alimentados con tensiones de Baja Tensión (BT), normalmente Monofásicas a 230 V. o Trifásicas a 400 V. Circuitos de Maniobra: Los circuitos de maniobra son los encargados de alimentar a los sensores y captadores, encargados de suministrar información en forma de señales eléctricas o digitales a los sistemas de Lógica Cableada (Contactores, relés, etc.) o Lógica Programada (Relés programables o autómatas programables). Estos circuitos son normalmente alimentados con tensiones de Muy Baja Tensión (MBT) o de Seguridad a 24 V.

Imagen: Circuito de maniobras Cade-Simu Fuente: https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fi2.wp.com%2Fautomatismoind ustrial.com%2Fwpcontent%2Fuploads%2F2012%2F10%2Flc2.jpg%3Fresize%3D648%252C413%26ssl%3D1&imgr efurl=https%3A%2F%2Fautomatismoindustrial.com%2Fcurso-carnet-instalador-bajatension%2Fd-automatizacion%2F1-6-logica-cableada%2Fesquemasbasicos%2F&tbnid=D4KC5KFJgYGsrM&vet=12ahUKEwjP8fHV9oXwAhUNEFMKHajGC0cQM ygBegUIARC4AQ..i&docid=Jb7H06hx1nidZM&w=648&h=413&q=circuito%20de%20maniob ra&ved=2ahUKEwjP8fHV9oXwAhUNEFMKHajGC0cQMygBegUIARC4AQ

1.7

Diagrama con circuitos con estaciones de servicio

Imagen: Circuito estación de servicio Cade-Simu Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3F v%3Damdko_iAJbY&psig=AOvVaw28g40JMexEnTRlkfka7wVS&ust=1618772278932000&sou rce=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCOjn9uf6hfACFQAAAAAdAAAAABAD

1.8

Familiarización con la terminal portátil de programación Subestaciones convencionales Para el caso de subestaciones convencionales el

medio dieléctrico existente entre conductores y tierra utilizado en dichas configuraciones es el aire, y las distancias se basan en el valor resultante de la rigidez dieléctrica del aire incrementado en los niveles de seguridad. Dichos niveles se concretan en los valores y tablas de los correspondientes reglamentos “Reglamento sobre Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación”. Subestaciones Blindadas Sistema G.I.S Las subestaciones blindadas incluyen un nuevo dieléctrico entre los conductores y tierra en el interior de sus elementos, que puede estar compuesto por una envolvente trifásica, o bien poseer una por cada una de las fases. Dicho compuesto es el hexafloruro de azufre (SF6), el cual es un gas muy estable, no inflamable y con una alta capacidad dieléctrica. Su inclusión conlleva varias ventajas tales como mantenimiento mucho menor que para los elementos convencionales, como

por ejemplo para los transformadores de aceite y se minimiza la probabilidad de avería, lo cual implica una mejora en la calidad del servicio. De igual manera permite la reducción de las

Imagen: Sub estación Cade-Simu Fuente:https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fcadesimu.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2020%2F04%2Fcade-simu-online300x147.jpeg&imgrefurl=https%3A%2F%2Fcadesimu.com%2F&tbnid=o7MlU1oNrHZxmM&vet=12ahUKEwjCy5jx4XwAhXFg1MKHYbICBsQMygBegUIARCNAQ..i&docid=uANbyvQE5UbziM&w=300&h=147& q=circuito%20subestaciones%20cade%20simu&hl=es-419&ved=2ahUKEwjCy5jx4XwAhXFg1MKHYbICBsQMygBegUIARCNAQ

Capítulo IV 1. Logo Soft Por: Justyn Licona 1.1. Funciones básicas Según areatecnologia.com Todas las puertas lógicas están dentro de la llamada "Funciones Generales" de LOGO cuya abreviatura en la programación es GF. Puerta Lógica AND la salida estará en estado 1 siempre que estén en estado 1 todas las entradas. Si alguna entrada está en estado 0, la salida también estará en estado 0. Representa pulsadores abiertos en serie. La puerta AND o compuerta AND es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica, se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha; esta tendrá una salida ALTA (1), únicamente cuando los valores de ambas entradas sean ALTOS. Si algunas de estas entradas no son ALTAS, entonces tendrá un valor de salida BAJA (0). Desde el punto de vista funcional, la puerta AND es un multiplicador pues su salida es el producto de sus entradas.1 Adicionalmente, encuentra el mínimo entre dos dígitos binarios, así como la puerta OR encuentra el máximo. La puerta AND puede usarse como inhibidor. los datos que llegan a una de las entradas (A) se transmiten a la salida (C) mientras la otra entrada (B) reciba 1 (VDD) si esta entrada es 0 (GND) la salida en (C) es 0 independientemente de la señal en (A). Para que el bit inhibidor (b) se active con 1 (VDD) en lugar de con 0, sería necesario añadir una puerta NOT en dicha entrada.1 Para la compuerta AND, La salida estará en estado alto de tal manera que solo si las dos entradas se encuentran en estado alto. Por esta razón podemos considerar que es una multiplicación binaria.

Operación Q=A.B

Imagen: 1 - AND FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com) Para representar las puertas lógicas coexisten 2 simbologías diferentes en la industria: la tradicional, que sería el simbolo electronico que se ve arriba, y una más moderna y cada vez más aceptada por la industria llamada ANSI, donde se representan la puerta lógica mediante rectángulos con un símbolo dentro. Esta última es la que utiliza logo. El símbolo de la puerta AND en LOGO tiene 4 entradas. Para esa puerta lógica la tabla de la verdad sería: Imagen: 2- TABLA DE VALORES

FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com) Si alguna de las 4 entradas no la necesitamos tendremos que ponerla como X en la programación. Esto es lo mismo para todas las puertas lógicas en LOGO.

Puerta Lógica OR la salida tomará el estado 1 cuando alguna de las entradas tome el estado 1. Con que solo una entrada esté en estado 1 ya la salida estará en estado 1. Representa

pulsadores

abiertos

paralelo.

Imagen: 1-OR FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com)

Puerta NOT Invierte el estado de la entrada. Si la entrada es 0 la salida es 1 y si la entrada es 1 la salida es 0. Es como un pulsador cerrado. la compuerta OR, la salida estará en estado alto cuando cualquier entrada o ambas estén en estado alto. De tal manera que sea una suma lógica. Operación Q=A+B

Imagen: 2-NOT FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com) Puerta NAND es como la puerta AND invertida con NOT, es decir, si todas las entradas tienen el valor de 1 la salida vale 0, para todos los demás casos la salida vale 1. Son pulsadores cerrados en paralelo.

Imagen: 3-NAND FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com)

Puerta NOR es la OR negada, es decir la salida solo tiene estado 1 si todas las entradas tienen valor 0. Son pulsadores cerrados en serie. 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 es cableado (x) un pin de entrada de ese bloque, rige para la entrada x = 0.

Image: 4- NOR FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com) Puerta XOR la salida de la función XOR (O-exclusiva) adopta el estado 1 si las entradas tienen diferentes estados. Es como un conmutador. La salida de O-EXCLUSIVO

ocupa el estado 1 cuando las entradas tienen estados diferentes. Si no es cableado (x) un pin de entrada de ese bloque, rige para la entrada x = 0.

Imagen: 5- XOR FUENTE: PLC LOGO de Siemens Teoria y Practicas (areatecnologia.com)

1.2. Compuertas lógicas Según infoplc.net ¡El LOGO! cuenta con una programación basada en el uso de compuertas lógicas y bloques de funciones, que permiten la elaboración de algoritmos de control simplificados y eficaces. Al unir varios bloques de funciones, de forma específica, se pueden implementar programas de control complejos. Funciones Generales (GF) Las General Function (GF, ¡por sus siglas en inglés) o funciones generales en el LOGO!, están basadas en el Álgebra de Boole [8], la cual está definida por operaciones lógicas como Y, O ó NO (And, Or, Not). La electrónica digital emplea este sistema en conjunto con los números binarios, donde, un nivel bajo de señal significa “0” que a su vez significa “Falso” y un nivel alto de señal significa “1” o “verdadero”. En la Tabla 1 se ilustra

la simbología de las operaciones básicas y sus tablas de verdad, donde A y B son los pines de entrada a la compuerta y Y la salida de la misma.

Imagen: 6- Representación Funciones Lógicas básicas FUENTE: infoPLC_net_Datos_adjuntos_sin_título_00048.pdf

1.3. Electrónica industrial En la era de la automatización, las industrias necesitan estar preparadas con los mejores dispositivos y equipos, con estándares de calidad internacional. Una de las soluciones más utilizadas en este tipo de industrias es el Controlador Lógico Programable o PLC. Se trata, como su nombre lo indica, de un dispositivo capaz de ser programado para ejecutar diversas tareas de automatización personalizadas según lo requerido. El PLC es básico en la industria actual y, a pesar de haber surgido un poco antes de 1970, hoy siguen siendo ampliamente utilizado. Con el paso del tiempo, el Programmable Logic Controller ha evolucionado, tanto en funciones como en tamaño y adaptabilidad. En nuestros días, existen varios fabricantes dedicados a la mejora en el diseño de este equipo de alta demanda. 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!

Imagen: 7- Controlador Lógico Programable FUENTE: Qué es LOGO! Siemens y cómo funciona | AUTYCOM 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. 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.

1.4. Funciones Especiales Según infoplc.net ¡El relé 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! y son ilustradas en la Figura 10.  Retardo por conexión: en el cual la salida Q es activada mediante un tiempo parámetrizable de la entrada A.  Retardo de Desconexión: en el cual la salida Q es desactivada mediante un tiempo parámetrizable de la entrada Trg y este presenta un flanco descendente (cambia de 1 a 0).

 Retardo de Conexión/Desconexión: en el cual la salida Q se activa y desactiva tras un tiempo parámetrizable.  Retardo de conexión memorizable: en el cual la salida Q es activada después de un tiempo parámetrizable, y este ignora los pulsos de entrada mientras pasa el tiempo parámetrizable.  Relé disipador: en el cual al generar un pulso en la entrada Trg, no importa que tan largo sea, la salida Q se desactivará tras un tiempo parámetrizable al iniciar Trg.  Relé Disipador activado por flanco: al hundir Trg se generan un número determinado de pulsos de conexión y desconexion parámetrizables en la salida Q reactivables mediante un tiempo parámetrizable.  Generador de Pulsos Asincrónicos: a través de En se activa y desactiva la generación de impulsos asíncronos y mediante el parámetro Inv se puede invertir la señal del generador asíncrono.

Imagen: 8- Funciones Especiales en el LOGO! FUENTE: infoPLC_net_Datos_adjuntos_sin_título_00048.pdf

1.5. Temporizadores Según autycom.com Dicen que el tiempo es dinero, y en el caso de la industria de la automatización, es además un parámetro de medición de productividad. En un sector en el que la programación es esencial para establecer flujos de trabajo, el uso de temporizadores PLC es básico.

Pero ¿qué son exactamente los temporizadores PLC?, ¿cuáles son sus usos y por qué es tan importante para las nuevas manufacturas autómatas? A continuación, se lo explicamos. Se trata de un dispositivo diseñado para controlar conexiones y desconexiones en circuitos eléctricos. Esta regulación, en las conexiones, dependen de una programación previa de tiempo. Esta función los hace vitales en los procesos automatizados de muchos tipos. Los temporizadores PLC funcionan mediante un contador de tipo binario que mide pulsos. El tiempo que se programe para la tarea depende del proceso a controlar. Este es un factor importante, pues el temporizador, a diferencia de otros dispositivos, la programación previa es esencial. Tipos de temporizadores PLC En el sector industrial el uso de temporizadores en PLC depende en gran medida del tipo de proyecto a trabajar. Y es que al final, la cantidad de temporizadores a programar en PLC dependerá mucho del tamaño. De forma general, existen 4 tipos de temporizadores: Temporizador térmico Como lo indica su nombre, actúa a partir de calentamiento, el tiempo se determina mediante la curvatura que adquiere una lámina que cambia su temperatura. Temporizador magnético Se utiliza para controlar procesos de tipo térmico y opera ensartando en su núcleo un tubo de cobre que puede variar en espesor. Temporizador neumático Este tipo de temporizador usa la acción de un fuelle que se comprime y ocupa su posición mediante la ejecución de un electroimán. Temporizador electrónico Se utiliza la descarga de un condensador mediante resistencia. Es posiblemente de los temporizadores más conocidos dentro y fuera del sector industrial.

Actualmente existen muchas opciones para adquirir temporizadores PLC. En la industria actual, el temporizador PLC SIEMENS suele ser una opción adecuada para variados tipos de proyectos automatizados, por su relación costo beneficio. Sea cual sea el proceso de producción, conviene asesorarse con AUTYCOM en esta materia para aprovechar los mayores beneficios de esta tecnología. Temporizador Semana y Anual La salida se activará luego de una fecha de activación y desactivación parametrizable.

Imagen: 9- Temporizador Anual FUENTE: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8 &ved=2ahUKEwjDgveCYbwAhWUiuAKHc0nBrEQFjAAegQIAxAD&url=https%3A%2F%2Fcache.industry.siemens.co m%2Fdl%2Ffiles%2F461%2F16527461%2Fatt_82567%2Fv1%2FLogo_s.pdf&usg=AOvVaw1C0I 29Y3fwU1m_j9SFZl6T 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 día en que la salida es repuesta nuevamente a 0. El primer valor equivale al mes y el segundo valor al día. ¡Por cierto, el año 2000 no supone para LOGO! Problema alguno.

Contador avance/retroceso según se configure, el contador aumenta o decrementa el conteo cuando este alcanza el valor configurado, lo cual produce que la salida se active o desactive. Según la parametrización, un impulso de entrada incrementa o decrementa un valor de cómputo interno. Al alcanzarse el valor de cómputo parametrizable, es activada la salida. El sentido del cómputo se puede invertir a través de una entrada específica.

Imagen: 10- Contador avance/retroceso FUENTE: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8 &ved=2ahUKEwjDgveCYbwAhWUiuAKHc0nBrEQFjAAegQIAxAD&url=https%3A%2F%2Fcache.industry.siemens.co m%2Fdl%2Ffiles%2F461%2F16527461%2Fatt_82567%2Fv1%2FLogo_s.pdf&usg=AOvVaw1C0I 29Y3fwU1m_j9SFZl6T Relé Autoenclavador la salida Q es activada a través de una entrada S. La salida es repuesta nuevamente a través de otra entrada R.

Imagen 11- Relé Autoenclavador FUENTE: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8 &ved=2ahUKEwjDgveCYbwAhWUiuAKHc0nBrEQFjAAegQIAxAD&url=https%3A%2F%2Fcache.industry.siemens.co m%2Fdl%2Ffiles%2F461%2F16527461%2Fatt_82567%2Fv1%2FLogo_s.pdf&usg=AOvVaw1C0I 29Y3fwU1m_j9SFZl6T Relé de Impulsos la salida Q es activada tras un impulso de Trg y en S, y cuando R recibe un pulso la salida Q es 0.  Comparador Analógico: la salida Q se activa y desactiva en función de la diferencia entre Ax - Ay (entradas al sistema), las cuales son dos valores de umbral ajustados manualmente.

1.6 Contactores El contactor es un aparato eléctrico de mando a distancia, que puede cerrar o abrir circuitos, ya sea en vacío o en carga. Es la pieza clave del automatismo en el motor electrico. Su principal aplicación es la de efectuar maniobras de apertura y cierra de circuitos eléctricos relacionados con instalaciones de motores. Excepto los pequeños motores, que son accionados manualmente o por relés, el resto de motores se accionan por contactores. Un contactor está formado por una bobina y unos contactos, que pueden estar abiertos o cerrados, y que hacen de interruptores de apertura y cierre de la corriente en el circuito.

La bobina es un electroimán que acciona los contactos cuando le llega corriente, abre los contactos cerrados y cierra los contacto abiertos. De esta forma se dice que el contactor está accionado o "enclavado". Cuando le deja de llegar corriente a la bobina los contactos vuelven a su estado anterior de reposo y el contactor está sin accionar o en reposo. Contactor adelante/atrás: Según la parametrización, un impulso de entrada incrementa o decrementa un valor de contaje interno. La salida se activa o desactiva cuando se alcanza un umbral configurado. El sentido de contaje puede cambiarse mediante la entrada Dir. Contactor horas de funcionamiento: Al activarse la entrada de vigilancia, comienza a transcurrir un tiempo configurado. La salida se activa una vez expirado este tiempo. Selector de umbrales: La salida se activa y desactiva en función de dos frecuencias configurables.

Imagen: Contactores de logo Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.areatecnologia.com%2Fele ctricidad%2Fplclogo.html&psig=AOvVaw0QBucNWDzYW9EWIDSb_fdN&ust=1618810359845000&source=i mages&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCJCC89aIh_ACFQAAAAAdAAAAABAD.

1.7 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. Descripción del Proyecto: La siguiente figura muestra el diagrama de bloques completo del circuito. Está formado por una etapa de control, un bloque de interfase y una etapa de potencia. La etapa de control la conforman tres bloques: el reloj, el contador y el decodificador. 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 decimales) 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.

Imagen: secuenciadores Fuentes: https://www.forosdeelectronica.com/proyectos/imagenes/secuenciador-luces/fig1.gif

1.8 Aplicaciones industriales Los Autómatas Programables o PLCs son equipos electrónicos que dan solución al control de circuitos complejos de Automatización. Se suele llamar PLC (Programmable Logic Controller) Controlador Lógico Programable porque los controles de las salidas se realizan a través de un programa previamente introducido en el LOGO. El Programa, previamente introducido por el técnico, trabaja en base a la información recibida por los Sensores o Entradas, actuando sobre las Salidas. En función de las Señales Recibidas de Entrada el Programa establecerá unas Señales de Salida Entrada ==> Programa ==> Salidas Mediante los autómatas o PLCs se solucionan muchas instalaciones eléctricas en edificios (p.ej. alumbrado de escaleras, luz exterior, toldos, persianas, alumbrado de escaparates, etc.), así como en la construcción de armarios de distribución, de máquinas y de aparatos (p.ej. controles de puertas, instalaciones de ventilación, bombas de aguas residuales, automatismos, etc.). El más utilizado en la industria es el LOGO de SIEMENS, que se define como un Módulo Lógico Inteligente que permite el control de varias Salidas Mediante la Programación de Varias Entradas. - Salidas pueden ser bombillas, bobinas de contactores o relés, en definitiva, cualquier receptor eléctrico. - Entradas pueden ser interruptores, pulsadores, temporizadores, sensores, en definitiva, cualquier elemento de control de un esquema eléctrico.

¡Lo primero que llama la atención del LOGO! es su tamaño. Cualquiera de sus modelos, largo o corto, permiten ser alojados en cualquier armario o caja con raíl DIN normalizado. Hay otros PLC muy utilizados a parte del LOGO, por ejemplo el Zelio PLC de Schneider. Puedes aprender a manejarlo en el enlace anterior. Ejemplos: Puerta automática Los controles automáticos de puertas se hallan a menudoen los accesos a supermercados, edificios públicos, ban-cos, hospitales, etc.8.2.1 Requisitos impuestos a una puerta automáticaLa puerta debe abrirse automáticamente al acercarseuna persona.La puerta debe permanecer abierta mientras se hallealguien en la zona de acceso.Cuando ya no haya ninguna persona en la zona de ac-ceso, debe cerrarse automáticamente la puerta tras unbreve tiempo de espera, La mayoría de las veces, la puerta es accionada por unmotor que la desplaza a través de un acoplamientoelástico. Se evitan así las posibles lesiones de personasque queden aprisionadas. El control entero está conectadoa la red a través de un interruptor principal. Componentes utilizadosK1Protección principal AbrirK2Protección principal CerrarS1 (Contacto de reposo) Interruptor de fin de carrera CerradoS2 (Contacto de reposo) Interruptor de fin de carrera AbiertoB1 (Contacto de cierre) Sensor de movimiento por infrarrojo exteriorB2 (Contacto de cierre) Sensor de movimiento por infrarrojo interior. Alumbrado de escaleras o de pasillos: A la instalación de alumbrado para una escalera se impo-nen en principio los requisitos siguientes: La luz debe estar encendida mientras se halle alguienen la escalera. La luz debe estar apagada cuando no haya nadie en laescalera, para ahorrar energía. Componentes utilizadosPulsadoresInterruptor automático de escalera o relé de impulsosInstalación de alumbrado con relé de impulsosCuando se emplea un relé de impulsos, la instalación dealumbrado presenta el comportamiento siguiente:Pulsar cualquier tecla: Se encenderá el alumbrado.Volver a pulsar cualquier tecla: El alumbrado se apa-garáDesventaja: Con frecuencia se olvida apagar la luz.Instalación de alumbrado con interruptor automático de escaleraCuando se emplea un interruptor automático de escalera,la instalación de alumbrado presenta el comportamientosiguiente:Pulsar cualquier tecla: Se encenderá el alumbradoUna vez transcurrido el tiempo prefijado, se desconectaautomáticamente el alumbrado. continuo se encuentracasi siempre junto al interruptor automático, al cual no seaccede en absoluto o sólo difícilmente

Instalación de ventilación Requisitos impuestos a una instalación deventilaciónUna instalación de ventilación se utiliza para introducir airefresco en una sala o para extraer el aire viciado que hay enla sala. Consideremos el ejemplo siguiente: Ventilador de insuflaciónControlador de corrienteVentilador de evacuaciónControlador de corriente En el recinto hay instalados un ventilador de evacuacióny un ventilador de insuflación.Cada ventilador es supervisado por un controlador decorriente.En el recinto no debe producirse en ningún momentosobrepresión.Sólo podrá activarse el ventilador de insuflación cuandoel controlador de corriente notifique el funcionamientocorrecto del ventilador de evacuación.Una lámpara de aviso indica si falla alguno de los venti-ladores. Los ventiladores son supervisados mediante controladoresde corriente. Si tras el transcurso de un breve espacio detiempo no se mide corriente de aire, el sistema se desco-necta y se indica un fallo, que puede acusarse accionandoel pulsador de desconexión. La supervisión de los ventiladores requiere, además de loscontroladores de corriente, un circuito de evaluación convarios elementos conmutadores. ¡Con un solo autómataLOGO! podremos sustituir el circuito de evaluación

Imagen: aplicaiones en la Industria Fuentes: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:7a5a2f73b402a020b5d61f50b0d e530ad85d480c/width:1125/quality:high/s12-logo-8-pool-screen-web-editor.jpg

1.9 Programacion de variadores de Frecuencia Es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC), por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada y el número de polos en el estator, de acuerdo con la relación:RPM = Revoluciones porminutof = frecuencia de suministro CA (Hercio)p = Número de polos (adimensional). Para programar un variador de frecuencia necesitamos un star y tambien un stop, para hacer el cambio de 25 hz a 60 hz, tenemos que poner unos temporizadores al cual le tenemos que poner un rele de impulsos que esta conectado a el motor o a Q1.

Esto se conecta a 3 salidas que serian qQ3 y Q4 y tambien se conectara una marca la cual se conecta a otro temporizador que despues de un cierto tiempo resetee y de 25 hz pase a 60 hz y asi sucecivamente infinitamente.

Imagen: progra. De variadores de frecuencia Fuentes: https://www.solucionesyservicios.biz/WebRoot/StoreES2/Shops/64466233/MediaGallery/M arketing/20170213_Campana_Logo_2017_2.jpg

1.10 simbologia ¡El código de LOGO! proporciona información sobre suscaracterísticas:12: versión de 12 V24: versión de 24 V230: versión de 115...240 VR: salidas de relé (sin R: salidas de transistor) C: temporizador semanal integrado o: variante sin pantalla (¡” LOGO! Pure”) DM: módulo digitalAM: módulo analógicoCM: módulo de comunicación (p.ej. AS-Interface) 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 y4 salidas virtuales (p.ej. AS-Interface) Alimentación

tensión,

Entradas,

Salidas,

Receptáculo

módulocon

revestimiento, Panel de manejo (no en RCo), Pantalla LCD (no en RCo), Indicación del estadoRUN/STOP, Interfaz de ampliación, Codificación mecánica– pernos, Codificación mecánica– conectores, Guía deslizante.

Imagen: simbologia Fuentes: https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQeuSeFY4PB11X6FV3VdZVh8VAjp26cbLyyGrbsuhEDMq17fs4k1fvN_wHRX6cPvzH8oM&usqp=CAU

1.11 Secuencia del programa ¡LOGO! es el módulo lógico universal de Siemens. ¡LOGO! 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. Creación gráfica de su programa offline como diagramade escalones (esquema de

contacto

esquema

decorriente)

como

diagrama

bloque

funciones(esquema de funciones)Simulación del programa en el ordenadorGeneración e impresión de un esquema general delprogramaAlmacenamiento de datos del programa en el discoduro o en otro soporteComparación de programasParametrización cómoda de los bloquesTransferencia del programa– desde LOGO! al PC– del PC a LOGO!Lectura del contador de horas de funcionamientoAjuste de la horaAjuste del horario de verano e inviernoPrueba online: Indicación de estados y valores actualesde LOGO! en modo RUN:– estados de entradas y salidas digitales, de marcas,de bits de

registro de desplazamiento y de teclas decursor– Valores de todas las entradas y salidas analógicas ymarcas– Resultados de todos los bloques– Valores actuales (incluidos tiempos) de bloques se-leccionadosInterrupción del procesamiento del programa desde elPC (STOP). Unos de los problemas del mundo industrial es que el acceso a sus aplicaciones suele suponer un alto desembolso económico. El Logo Soft Comfort es un entorno de desarrollo para los micro PLCs LOGO siemens, el PLC LOGO Se puede programar directamente desde el display o a través de un software de manera más conveniente.

Imagen: Apps logo soft comfort Fuentes: https://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/00353417001096636329.jpg

Taller de Electricidad

Quinto Grado

Quinto Grado Taller de Electricidad Capitulo 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 bobinado por polo magnético y por fase

1.21

Numero de bobinas

1.22

Bobina de una capa

1.23

Bobinado de dos capas

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 las bobinas viejas

1.37

Limpiar las ranuras del estator

1.38

Aislar las ranuras estatóricas

1.39

Confeccionar las nuevas bobinas

1.40

Introducir las bobinas en las ranuras

1.41

Aislar las bobinas o grupos de bobinas

1.42

Conectar las bobinas

Capitulo II 1. Procesos para bobinar un motor de inducción 1.1

Aislamiento

1.2

Empapelado

1.3

Formón

1.4

Barnizar

1.5

Anotar datos

1.6

Destapar el motor

1.7

Realizar el molde para las nuevas bobinas.

Capitulo III 1. Neumática 1.1

Actuadores neumáticos

1.2

Tipos de cilindros neumáticos

1.3

Amortiguación de final de carrera

1.4

Pistón con imán incorporado

1.5

Micro cilindros Normalización ISO

1.6

Cilindros reparables

1.7

Cilindros de impacto

1.8

Actuadores rotantes neumáticos

1.9

Actuadores neumáticos a membrana

1.10

Ejecuciones especiales

1.11

Actuadores en acero inoxidable

1.12

Manipuladores y elementos de ejecución de pieza

1.13

Montajes de cilindros neumáticos

1.14

Velocidad máxima y mínima de cilindros neumáticos

1.15

Selección de cilindros neumáticos

1.16

Guías para cilindros

1.17

Consumo de aire para cilindros neumáticos

1.18

Amortiguadores hidráulicos de choque

1.19

Recomendaciones para el montaje de cilindros hidráulicos

1.20

Válvulas neumáticas

1.21

Configuración del símbolo de una válvula

1.22

Válvulas direccionales. Tipo de constructivos de válvulas direccionales

1.23

Numero de vías (número de pos n vías / n posiciones

1.24

Electroválvulas

1.25

Selección de las vais internas de comandos

1.26

Características de solenoides para electroválvulas

1.27

Montaje de válvulas

1.28

Características funcionales de válvulas

1.29

Dimensionando válvulas

1.30

Recomendaciones para el montaje de válvulas direccionales

1.31

Componentes neumáticos auxiliares de circuito

1.32

Válvulas de no retorno o de retención

1.33

Válvula “o” o colectora de circuito

1.34

Válvula de escape rápido

1.35

Válvula “y” o de simultaneidad

1.36

Válvula de secuencia

1.37

Vacío

1.38

Elementos de conexión

3.39 Convertidores neumáticos 3.40 Convertidor o tanque hidroneumático 3.41 Cilindro freno auxiliar hidro regulador

Capitulo IV 2. Variadores de frecuencia y transformación 1.1

Circuito General Rlc

1.2

Rlc En Serie

1.3

Rlc En Paralelo

1.4

Ramas Rl Y Rc En Paralelo

1.5

Potencia Y Factor De Potencia

1.6

Alternadores Conexiones De Generadores En Paralelo

1.7

Característica Nominales

1.8

Perdidas Y Eficiencia

Capítulo I 1.

Tipos de bobinado y paso para la bobinacion de un motor de

inducción Por Luis Fuentes 1.1 Bobina También conocido como inductor, una bobina es el componente pasivo de un circuito eléctrico que almacena energía como campo magnético a través del fenómeno conocido como inducción. Generalmente, esta bobina suele ser un cilindro en torno al cual se enrosca el alambre o hilo de cobre a modo de sujetos inductores. Las bobinas pueden formar parte de circuitos de diferente tipo, siendo un componente básico para instrumentos como motores eléctricos, el timbre de una vivienda o una lámpara fluorescente, entre otros ejemplos. El concepto bobina fue popularizado por la llamada bobina de Tesla, desarrollada a finales del siglo XIX por el inventor de origen croata Nijola Tesla. Partes de una bobina La bobina se conforma de diferentes partes que, juntas, posibilitan el proceso: Devanado inductor: Conjunto de espiras que producen el flujo magnético al ser atravesado por la corriente eléctrica. Culata: Pieza de material ferromagnético que se encarga de unir los dos polos de la máquina. Pieza polar: Parte del circuito situada entre la mencionada culata y el entrehierro, la región situada en el aire entre dos polos. Esta última incluye el núcleo y la expansión polar.

Núcleo: Parte del circuito magnético a la que rodea el devanado inductor. Expansión polar: Parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro. Polo auxiliar: Polo magnético formado por devanados enfocado a mejorar la conmutación del circuito. Para qué sirve una bobina Debido a su capacidad para generar un flujo magnético con el que se posibilita que la corriente eléctrica circule, este dispositivo es muy útil. También se puede oponer a los cambios en la corriente eléctrica, por ende, las fluctuaciones de corriente se pueden controlar y evitar que un cambio brusco en la intensidad de la corriente ocasione un daño o desperfecto. Asimismo, son múltiples sus aplicaciones en la electrónica y en la industria automotriz. Tipos de bobinas Principalmente existen 2 tipos de bobinas, las bobinas fijas y las bobinas variables. Bobinas Fijas Como su nombre lo indica, este tipo de bobina su valor es fijo y dentro de este grupo podemos encontrar bobinas con núcleo de aire y núcleo sólido.

Núcleo de aire

Imagen: Núcleo de aire Fuente: https://como-funciona.co/una-bobina/

El conductor se arrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido al de un muelle. Este tipo de bobinas tienen baja incubación y se utilizan para señales de alta frecuencia como, por ejemplo, circuitos de radio, tv, transmisores.

1.2 paso polar Conceptos Generales Bobina: Recibe el nombre de bobina cada uno de los conjuntos compactos de espiras que unidos entre si forman el bobinado inducido de la máquina. Van alojadas en las ranuras de las armaduras. Están compuestas de lados activos y cabezas.

Imagen: paso polar Fuente: http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Imagenes/Bobina.gif Número de polos de las máquinas rotativas: En todo circuito magnético se distinguen “polos Norte”, zonas donde salen las líneas de fuerza del flujo, y “polos Sur”, zonas por donde entran estas líneas de fuerza del flujo. El número total de polos de una máquina se designa por “2p”, por lo que “p” es el número de pares de polos. Nº total de polos = 2p Nº de pares de polos = p 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.

Imagen: ejemplo http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Imagenes/PasoPolar.gif Designando por “D” al diámetro de dicha circunferencia y siendo “2p” el número de polos de la máquina, el valor del paso polar en centímetros, valdrá:

Para este estudio es mucho más interesante conocer el paso polar expresado en nº de ranuras. Para determinarlo expresemos por “K” el número total de ranuras de la armadura, con lo que el paso polar valdrá:

Este valor puede ser número entero de ranuras o un número fraccionario. Paso de ranura: Se representa por “Yk”, y es el número de ranuras que es preciso saltar para ir desde un lado activo de una bobina hasta el otro lado activo. Este paso tiene que ser forzosamente entero. A veces es designado como “ancho de bobina”. En la figura este paso es de 8 ranuras.

Imagen: Paso de ranuera http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Imagenes/PasoRanura.gif Su valor es aproximadamente igual al paso polar y debe ser forzosamente un número entero.

Paso diametral: Se dice que el paso de ranura es diametral, cuando su valor es exactamente igual al paso polar

Imagen: Paso diametral Fuente: http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Imagenes/PasoDiametral.gif Paso acortado: Cuando el paso de ranura es menor que el paso polar. Paso alargado: Cuando el paso de ranura tiene un valor superior al paso polar. Razones para tomar un paso acortado o alargado:

Cuando el paso polar resulta de un valor fraccionario, es imposible tomarlo como paso de 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. En los bobinados de corriente continua no es conveniente acortar o alargar el paso de ranura por razones derivadas de la buena marcha de la conmutación, sobre la cual influye desfavorablemente cualquier acortamiento o alargamiento del paso. Estos efectos perjudiciales son aún más sensibles en las máquinas provistas de polos auxiliares o de conmutación. Por consiguiente, podemos enunciar las dos reglas siguientes, que deben ser estrictamente cumplidas: Máquinas con polos auxiliares. - Solamente se podrá acortar o alargar el paso de ranura en los casos en que el paso polar tenga un valor fraccionario. El acortamiento o alargamiento será menor que una ranura, justamente la fracción necesaria para que el ancho de bobina tenga un valor entero exacto. Máquinas sin polos auxiliares. - En los bobinados de esta máquina, se consiente un acortamiento algo mayor, por lo que además de la fracción indicada en la regla 1ª, podrá acortarse hasta una ranura mas.

1.3 Paso 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, etc., pero normalmente se mide contando el número de ranuras que hay entre los dos lados de la bobina. Al paso de bobina medido en número deranuras se lo designará por y

Los dos lados de una bobina deben estar situados frente a polos contiguos, loque da lugar a que el paso de bobina no sea muy diferente del paso polar odistancia entre dos polos consecutivos. Al paso polar medido en número deranuras se le designa por y1

Una bobina se denomina de paso diametral si su paso es igual al paso polar, o sea Paso diametral: y1= yp

Imagen: Ejemplo Fuente: https://sites.google.com/site/399montajebobinados/_/rsrc/1472878398687/tipos-debobinados-de-corriente-alterna/pasos/paso%20diametral.png

1.4 Paso diarimetral Paso diametral (o módulo): Una medida normativa del tamaño de los dientes. Se trata del número de dientes por pulgada del diámetro de paso. El incremento en el tamaño de los dientes reduce el paso diametral. Por lo general, los pasos diametrales fluctúan entre 25

Imagen: Paso diametral Fuente: https://clr.es/blog/wp-content/uploads/2017/06/Diseno-de-engranajerecto.jpg

1.5 paso acortado Paso acortado: Cuando el paso de ranura es menor que el paso polar. Razones para tomar un paso acortado o alargado:

1.6 Paso alargado Paso alargado: Cuando el paso de ranura tiene un valor superior al paso polar. Cuando el paso polar resulta de un valor fraccionario, es imposible tomarlo como paso de 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. En los bobinados de corriente continua no es conveniente acortar o alargar el paso de ranura por razones derivadas de la buena marcha de la conmutación, sobre la cual influye desfavorablemente cualquier acortamiento o alargamiento del paso. Estos efectos perjudiciales son aún más sensibles en las máquinas provistas de polos auxiliares o de conmutación. Por consiguiente, podemos enunciar las dos reglas siguientes, que deben ser estrictamente cumplidas: Máquinas con polos auxiliares. - Solamente se podrá acortar o alargar el paso de ranura en los casos en que el paso polar tenga un valor fraccionario. El acortamiento o alargamiento será menor que una ranura, justamente la fracción necesaria para que el ancho de bobina tenga un valor entero exacto. Máquinas sin polos auxiliares. - En los bobinados de esta máquina, se consiente un acortamiento algo mayor, por lo que además de la fracción indicada en la regla 1ª, podrá acortarse hasta una ranura mas.

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 lasmáquinas de corriente alterna.

Imagen: Devandado abierto Fuente: https://sites.google.com/site/399montajebobinados/tipos-de-bobinadosde-corriente-alterna/tipos

1.8 Devanado de una capa o simple capa Devanado de una capa o simple capa. Devanado 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.

Imagen: Devanado de una capa Fuente: https://sites.google.com/site/399montajebobinados/_/rsrc/1472878403302/tipos-debobinados-de-corriente-alterna/tipos/grupos%20polares.jpg

1.9 Devanado 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.

Imagen: Devanado Fuente: https://sites.google.com/site/399montajebobinados/_/rsrc/1472878395505/tipos-debobinados-de-corriente-alterna/tipos/devanado%20de%202%20capa.jpg

1.10 grupo polar En un devanado de corriente alterna las bobinas de una fase se conectan formando grupos polares. Un grupo polar lo constituyen varias bobinas de una fase conectadas en serie y colocadas en ranuras contiguas. Cuando estas bobinas están recorridas por corriente se suman sus efectos para crear el mismo polo magnético. Este texto solo se va referir a devanados enteros, que son aquellos en los que todos los grupos polares son iguales. Una fase se forma conectando todos sus grupos polares entre sí, bien en serie o bien formando a’ ramas en paralelo. En los devanados por polos cada grupo polar solo origina un polo (luego, en cada fase hay tantos grupos polares como polos: Gf = 2p). 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 del siguiente (“final con final y principio con principio”), como se muestra en la Fig. 5.

Entre dos polos consecutivos están los lados de bobina de dos grupos polares (Fig. 5); luego, en estos bobinados el número de lados de bobina de una fase entre dos polos consecutivos es siempre un número par.

Imagen: grupo polar Fuennte: https://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Probl.%20Res.%20devanados.pdf

1.11 Devanados polares Dos conductores alojados en ranuras diferentes unidos por una conexión frontal forman una espira (Fig. 11). Un conjunto de una o varias espiras iguales, alojadas en las mismas ranuras y aisladas juntas formando una unidad constituyen una bobina. Los conjuntos de los conductores de una bobina forman los lados o haces activos de la misma. Es decir, los lados activos son las zonas de la bobina que están dentro de las ranuras. Las uniones entre los dos lados de una bobina, las cuáles sobresalen del entrehierro por sus dos costados y no están ubicadas en ranuras, son las cabezas de bobina. Una bobina con varias espiras en serie tiene, pues, dos lados activos y dos cabezas (Fig. 12) En los devanados de corriente alterna todas las espiras de una bobina se conectan en serie. En los bobinados conectados a un colector de delgas las espiras de una bobina están divididas en una o varias secciones iguales Dos conductores alojados en ranuras diferentes unidos por una conexión frontal

Los conjuntos de los conductores de una bobina forman los lados o haces activos de la misma. Es decir, los lados activos son las zonas de la bobina que están dentro de las ranuras. Las uniones entre los dos lados de una bobina, las cuáles sobresalen del entrehierro por sus dos costados y no están ubicadas en ranuras, son las cabezas de bobina. Una bobina con varias espiras en serie tiene,

Imagen: Bobina Fuente: https://personales.unican.es/rodrigma/pdfs/constitucion%20maq%20elec.pdf

1.12 devanados enteros y fraccionarios:

Por cesar sirin en ciertas ocasiones (especialmente en los inducidos de alternadores), se utilizan devanados fraccionarios en los que los grupos polares de una fase, no son todos exactamente iguales; algunos tienen una bobina más que los otros. En los bobinados fraccionarios, el número de bobinas por par de polos y fase, no es entero, ni tampoco el número de ranuras por polo y fase. Esto no significa que cada par de polos tenga un número no entero de bobinas, sino que, como hay diferencias entre el número de bobinas de cada grupo polar, en una fase los valores medios de los parámetros b y Kpq no son números enteros. En los devanados enteros, todos los grupos polares son iguales y, por lo tanto, los parámetros b y Kpq tienen valores enteros.

1.13 bobinados por polos: Un bobinado es por polos cuando el final de un grupo de bobinas está conectado con el final del siguiente, y el principio de un grupo con el principio del siguiente, dejando sin conectar el principio del primer grupo y el principio del ultimo, que serán el principio y el final, respectivamente de la fase. En un bobinado por polos, el número de grupos por fase es igual al número de polos. Y el número total de grupos, es el número de grupos por fase, por el número de fases.

Imagen: Bobina por polos Fuente: https://sites.google.com/site/399montajebobinados/_/rsrc/1472878396303/tiposde-bobi/por-polos/bobinado%20por%20polos.png

1.14 bobinados por polos consecuentes: Un bobinado es por polos consecuentes cuando el final de un grupo de bobinas esta conectado con el principio del siguiente, dejando sin conectar el principio del primer grupo y el final de último, que serán el principio y el final, respectivamente de la fase. En los bobinados de polos consecuentes, el número de grupos por fase es igual al número de pares de polos, y el número total de grupos es el número de grupos por fase, por el número de fases.

1.15 bobinado concéntricos: En los concéntricos las bobinas de un grupo polar son las de diferentes tamaños, y se van situando sucesivamente unas dentro de las otras. en este tipo de bobinado los pasos de bobina son diferentes de unas bobinas a otras.

los bobinados concentricos puedes ser contruidos tanto por polos como por polos consecuentes. La forma de ejecutar los bobinados de una y dos fases es por polos mientras que en los bobinados trifasicos se realizan por polos consecuentes. Cuando se usa la conexión por olos consecuentes, el valor medio de los pasos de las bobinas de un grupo polar es igual al paso polar. Ilustración 1bobinado trifásico concretico por polos consecuentes

Imagen: Ejemplo Fuente https://html2-f.scribdassets.com/5jwzuoag1s6elazf/images/20-3ab79b96ff.jpg

1.16 bobinado imbricado: Los bobinados imbricados están realizados con bobinas de igual tamaño y forma En los bobinados imbricados, un grupo polar se obtiene conectando en serie varias bobinas de una misma fase, todas ellas correspondientes al mismo polo Por esta razón, en estos bobinados hay que retroceder para conectar el final de una bobina con el principio de la siguiente estos bobinados pueden ser de una o dos capas de paso diametral, alargado o acortado y siempre se ejecutan por polos. Cuando un bobinado imbricado es de una sola capa el paso de bobina medido en número de ranuras, debe ser impar, en las ranuras se van colocando alternativamente el lado derecho de una bobina, el lado izquierdo de la otra bobina, el lado derecho y así sucesivamente. Por consiguiente, una bobina tendrá uno de sus lados en una ranura par y el otro en una ranura impar y el paso de bobina, es, pues, impar. Ilustración 2bobinado imbricado

Imagen: ejemplo Fuente: https://sites.google.com/site/399montajebobinados/_/rsrc/1472878395759/tiposde-bobi/imbricados/bobinado%20imbricado.png

1.17 bobinado ondulado: Los devanados ondulados también están realizados con bobinas de igual tamaño. A diferencia de lo que sucede en los bobinados imbricados, en los devanados ondulados una bobina se conecta con otra de la misma fase que está situada bajo el siguiente par de polos. Por esta razón, en estos devanados hay que avanzar a conectar el final de una bobina con el principio de la siguiente Esto hace que estos arrollamientos tengan forma de onda, lo que da origen a su denominación.

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

1.18 cálculos para los tipos de bobinados: En este numeral se mostrarán los cálculos para los diferentes tipos de bobinados que se citaron anteriormente.

1.19 cálculos generales para los diferentes tipos de bobinados. La fuerza electromotriz generada en el bobinado inducido depende sólo del número de hilos activos, o sea, los exteriores paralelos al eje de rotación.

1.20 ranuras que ocupa el bobinado por polo magnético y por fase:

la ecuación (1.1) se puede observar el cálculo para las ranuras que ocupa el bobinado por polo magnético y por fase.

Donde: Kpq: Ranuras que ocupa el bobinado por polo magnético y por fase. K: Número de ranuras 2pq: número de grupos por fase por el número de fases.

1.21 número de bobinas: 1.1.21 bobinado de una capa: Para el bobinado de una capa, el número de bobinas es la mitad del número de ranuras, como se puede observar en la ecuación (1.2).

Donde: B: número de bobinas 1.2.21 bobinado de dos capas:

Para el bobinado de dos capas. El número de bobinas (B) es igual al número de ranuras (K), como se puede observar en la ecuación (1.3)

1.3.21 número de bobinas por grupo: Es el número de bobinas totales dividido por los grupos totales del bobinado, como se puede observar en la ecuación (1.4)

U: número de bobinas por grupo

B: número de bobinas G: número de grupos totales del bobinado 1.4.21 paso polar: Es el número de ranuras que corresponden a cada polo. En la ecuación (1.5) se demuestra lo que se dijo en el enunciado anterior.

Donde: Yp: paso polar K: número de ranuras 2p: número de polos: 1.5.21 cálculos para bobinados concéntricos: Los bobinados concéntricos se suelen realizar de una capa y conectados por polos consecuentes. 1.6.21 amplitud del grupo: Se le llama amplitud del grupo, al número de ranuras que se encuentran en el interior

de un grupo de bobinas. En la ecuación (1.6) se puede observar cómo se halla la amplitud del grupo para los bobinados concéntricos. Donde: m: amplitud por grupo q: número de fases. Kpq: ranuras que ocupa el bobinado por polo magnético y por fase. Una observación importante a la hora de hacer el cálculo para bobinados concéntricos es la siguiente: Si el número de bobinas por grupo (u) es número entero (n+1/2), se colocan alternativamente grupos de n bobinas y de n+1 bobinas.

1.7.21 cálculos para bobinados excéntricos o imbricados enteros: Se suelen realizar de una o dos capas, y se caracterizan por tener el número de ranuras por polo y fase entero (como se ilustra en la ecuación (1.7)

En los bobinados excéntricos o imbricados enteros. El ancho de bobina o paso de ranura puede ser menor o igual al paso polar, como se indica en la ecuación (1.8)

Cabe resaltar que: En el bobinado de una capa, el paso de ranura debe ser impar. 1.8.21 bobinados excéntricos o imbricados fraccionarios: Se ejecutan en dos capas y conectados por polos. Se caracterizan por tener el número de ranuras por polo y fase como un numero fraccionario (u= A/B), siendo el numero fraccionario irreducible y B múltiplo de 3. Para saber la distribución en el bobinado de los grupos de ranuras, se realiza una tabla de distribución: 

En tres columnas se trazan B filas de A puntos.



Se traza una señal en el primer punto de la primera fila y en todos los que distan de este B unidades.

Las señales de la primea fila indican el número de ranuras que corresponden a cada fase del primero polo. Las señales de la segunda fila indican el número de ranuras que corresponden a cada fase del segundo polo, y así sucesivamente. El ancho de bobina o paso de ranura puede ser menor o igual al paso polar, como se indica en la ecuación (1.8).

Brayan isai tepeu jocop 1.22 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. Según lo anterior, 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

1.23 Bobinado 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 f.em. 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

Imagen: Bobina de dos campos

Fuente: https://ikastaroak.birt.eus/edu/argitalpen/backupa/20200331/1920k/es/IEA/ME/ME03/es_ IEA_ME03_Contenidos/website_73_bobinados_de_una_capa_y_dos_capas.html

1.14 Paso polar 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.

1.25 CÁLCULO DE LOS BOBINADOS CONCÉNTRICOS. El proceso de cálculo de los bobinados concéntricos constituye una excepción en el conjunto de los bobinados ya que, para calcular el cuadro de bobina, es necesario determinar previamente la amplitud de grupo. La posibilidad de ejecución de este tipo de bobinado depende del número de ranura por polo y fase "Kpq", que deberá de cumplir ciertas condiciones: 1.25.1 Bobinados por polos. El número de ranuras por polo y fase Kpq, debe ser forzosamente un número entero par o impar. Si dicho valor es par, todos los grupos tendrán el mismo número de bobinas. En cambio, si es impar resulta necesario recurrir a una de las siguientes soluciones. a: Preparar todos los grupos iguales, pero con la bobina exterior formada de un número de espiras mitad que las restantes y colocar en determinadas ranuras dos medias bobinas exteriores, pertenecientes a grupos vecinos de la misma fase. Esto se hace según la figura 5, en la cual se apreciamos que la ranura A y C son ocupadas por una sola bobina mientras que la ranura B, es ocupada por dos medias bobinas. Estas bobinas exteriores están formadas cada una de ellas por un número de espiras mitad que las bobinas colocadas en A y C. b: Prepara grupos desiguales, de manera que la mitad de los grupos tengan una bobina más que las restantes y colocar alternativamente, grupos con distinto número de bobinas. En la figura 7, se ve como cada una de las tres ranuras A, B, C, están ocupadas por una sola bobina, pero al conectarlos, las bobinas A y B están formando un grupo, mientras el siguiente grupo está formado solamente por la bobina C.

1.25.2 Bobinados por polos consecuentes. Es conveniente que el número de ranuras por polo y fase tenga un valor entero, sea par o impar, ya que en cualquiera de los casos puede ser ejecutado con grupos iguales, formados por un número entero de bobinas. Sin embargo, en algunas ocasiones se presentan bobinados por polos consecuentes, cuyo número de ranuras por polo y fase tiene un valor entero más media unidad. Tal bobinado se puede realizar de una forma similar a la indicada en los bobinados por polos en el punto primero.

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. Ahora bien, 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. Por consiguiente, resulta, que el valor de la amplitud es igual a: m=(q-1). Kpq. Sustituyendo en esta fórmula Kpq, por el valor del despejado de las expresiones por polos y por polos consecuentes obtendremos las siguientes expresiones.

Por polos consecuentes ............. m = (q-1).U Por polos .................................. m = (q-1).2U

1.27 Calculo para bobinados excéntricos o imbricados enteros Se suele realizar de una o dos capas, y se caracteriza por tener el numero de ranuras por polo y fase entero.

En los bobinados excetricos o imbricados enteros. El ancho de bobina o paso de ranura (Yk) puede ser menor o igual al paso polar, como se indica en la ecuación.

Cabe resaltar que: En el bobinado de una capa, el paso de ranura debe ser impar.

1.28 Bobinados Excentricidad Fraccionarios Se ejecuta en dos capas y conectados por polos. Se caracterizan por tener el número de ranuras por polo y fase como un numero fraccionario (u=A/B), siendo wl numero fraccionario irreducible y B múltiplo de 3. Para saber la distribución ene le bobinado de los grupos de ranuras, se realiza una tabla de distribución: 

En tres columnas se trazan B filas de A puntos.



Se traza una señal en e primer punto de la primera fila y en todos los que distan de este B unidades. Las señales de la primera fila indican el número de ranuras que corresponden a

cada fase del primer polo. Las señales de la segunda fila indican el número de ranuras que corresponden a cada fase del segundo polo, y así sucesivamente. El ancho de bobina o paso de ranura (Yk) puede ser menor o igual al paso polar.

1.29 Aislamiento Papel especial que va en las ranuras del estator para evitar que las bobinas hagan contacto con ellas y se produzca un corto.

1.30 Empapelado Se le llama empapelado a la introducción del aislamiento a las ranuras del estator.

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

1.32 Barnizar Significa dar un baño de barniz a un objeto. El barniz está elaborado a base de resinas sintéticas. Su secado se efectúa por polimerización obteniendo bobinados muy compactos, con gran adherencia y dureza. Presenta buena compatibilidad sobre hilos esmaltados y además aislantes.

1.33 Anotar Datos A la hora de rebobinar un motor eléctrico, interesan los siguientes datos: 

Datos de la placa característica del motor.



Numero de ranuras



Numero de bobinas por grupo



Paso del bobinado.



Numero de polos.



Numero de espiras por bobina.



Clase y tamaño del aislamiento.



Calibre de conductor.



Conexión de los grupos de bobinas.



Conexión. Los datos que se describieron anteriormente, junto con los datos que se

encuentran en la tabla. Son datos que se obtienen a medida que se avanza en el proceso de rebobinado del motor eléctrico, y que no se pueden obviar; con el fin de que el motor a reparar quede con el mismo rendimiento o hasta un rendimiento más óptimo.

1.34 Destapar El Motor Para destapar un motor el cual se va reparar, se debe tener en cuenta como están ubicadas las tapas, para que en el momento de taparlo nuevamente quede exactamente igual; ya que no queda de la misma manera puede que el motor no trabaje normalmente, puede que el rotor roce con el estator; para evitar por eso es necesario hacer un par de marcas cono se muestra en la figura. Una marca en una de la tapa del motor y la otra en la carcasa del estator, para que al final quede de la

misma manera en que llego y no presente problemas al momento de ponerlo en funcionamiento; una vez realizadas las marcas se aflojan los tornillos, se retiran la tapas y se desmonta el rotor. Se debe tener cuidado de no perder los tornillos y las tuercas del motor.

Imagen: Destapadar el motor Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

1.35 Realizar el molde para las nuevas bobinas Antes de sacar la bobina 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. En la figura se muestra el molde ya terminado. Si por ejemplo es un grupo de bobinas, se debe realizar un molde para cada bobina del grupo, ya que no serán del mismo tamaño.

Imagen: Molde Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

En este paso se puede aprovechar para anotar los siguientes datos: 

Grupo de bobinas



Numero de bobinas por grupo



Paso de bobinas



Conexión de los grupos de bobinas

Por Wainer Jóm 1.36 Extraer las bobinas viejas Se realiza 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. Durante este proceso debe contarse el numero de espiras de cada una de las bobinas que componen uno a dos polos del arrollamiento de arranque, y hecer lo propio con el arrollamiento de trabajo. Estas cifras se anotan entonces en la hoja de datos, junto a los arcos de curva que indican el paso de cada bobina.

Imagen: Extraer las bobinas Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

1.37 Limpiar las ranuras del estator Se debe retirar la aislación quemada y trozos de alambre con un cepillo de acero o una hoja de cierra.

Imagen: limpiar Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores 1.38

Aislar las ranuras estatoricas Para ello utilizamos Mylar o papel aislante y sino 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.

Imagen: Aislar Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

1.39 Confeccionar las nuevas bobinas. Tras la ejecución de cuanto se ha indicado anteriormente, el motor se halla desmontado y listo para ser rebobinado. Antes de disponer los arrollamientos en sus respectivas ranuras es preciso colocar en las mismas un determinado aislamiento con objeto de evitar que el conductor recubierto tenga algún punto de contacto directo con el nucleo de hierro. Para ello utilizamos una bobinadora manual ajustando la distancia de las mordazas que correspondan para cada caso.

Imagen; Condeccionar Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

1.40 Introducir las bobinas en las ranuras Cuando se va a meter una bobina o un grupo de bobinas en un estator, se debe tener en cuenta hacia donde van a quedar los principios y finales de las bobinas; primero se desamarra el lado de bobina que se va a introducir, se comienzan a meter las espiras en la ranura de una en una o por grupos pequeños de espiras, una vez metido el lado de la bobina se cuña para evitar que se salga, después se procede a meter el otro lado de la bobina, e igualmente se cuña; el proceso se repite para las demás bobinas.

Imagen: Introducir Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

1.41 Aislar las bobinas o grupos de bobinas 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 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.

Imagen: Ailar las bobinas Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

1.42 Conectar las bobinas Para la conexión de las bobinas se debe tener en cuenta los datos que se tomaron anteriormente como: 1. Número de bobinas por grupos. 2. Grupos de bobinas. 3. Número de polos. 4. Conexión de los grupos de bobina. 5. Conexión. Ya con estos datos se sabrá como conectar los principios y finales de los grupos de bobinas, y que conductores quedarán para formar la conexión trifásica (∆, Y, ó Y-), y los conductores que quedarán como las fases.

Imagen: Conectar Fuente: https://es.slideshare.net/JHKENG/manual-de-bobinado-de-motores

Capítulo II 1. Procesos para bobinar un motor de inducción Para entender bien este proceso a continuación se definen TÉRMINOS TÉCNICOS PARA EL REBOBINADO DE UN MOTOR ELÉCTRICO.

1.1 Aislamiento. Papel especial que va en las ranuras del estator para evitar que las bobinas hagan contacto con ellas y se produzca un corto.

1.2 Empapelado Se le llama empapelado a la introducción del aislamiento a las ranuras del estator.

1.3 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.

Imagen: Fotmon

Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25587546687754/566

1.4 Barnizar Significa dar un baño de barniz a un objeto. El barniz está elaborado a base de resinas sintéticas. Su secado se efectúa por polimerización obteniendo bobinados muy compactos, con gran adherencia y dureza. Presenta buena compatibilidad sobre hilos esmaltados y demás aislantes.

Imagen Barnizar Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25587564654654

1.5

Anotar datos. 1. A la hora de rebobinar un motor eléctrico, interesan los siguientes datos: 2. Datos de la placa característica del motor. 3. Número de ranuras. 4. Número de bobinas por grupo. 5. Paso del bobinado. 6. Número de polos. 7. Número de espiras por bobina. 8. Clase y tamaño del aislamiento.

9. Calibre del conductor. 10. Conexión de los grupos de bobina 11. Conexión.

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

Imagen: Datos Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=722&dpr=1.25587546687/566

1.6 Destapar el motor Antes debes marcar la posición relativa del estator y ambas tapas por ejemplo con "Liquid" haciendo de un lado una sola marca y del otro dos.

Imagen: Destapar el motor Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=87722&dpr=1.25588

1.7 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 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.

Imagen: Molde Fuente: Fuente: https://www.google.com/search?q=induccion+electromagnetica&sxsrf=ALeKk00eEr0CW N0oP8M&ved=2ahQ_AUoAXoECAEQAw&554biw=1536&bih=722&dpr=1.25587546687/566

Capítulo III 1.

Neumática

Por Diego chew 1.1

Actuadores neumáticos Los actuadores neumáticos son mecanismos que convierten la energía del aire

comprimido en trabajo mecánico. Los cilindros neumáticos, independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores neumáticos más utilizados. Tienen un consumo de aire algo menor que un cilindro de doble efecto de igual tamaño.

Imagen: Actuadores neumáticos Fuente: https://www.eadic.com/quefuncioncumplenlosactuadoresneumaticos/#:~:text=Los%20a ctuadores%20neum%C3%A1ticos%20son%20mecanismos,los%20actuadores%20neum%C 3%A1ticos%20m%C3%A1s%20utilizados.&text=Tienen%20un%20consumo%20de%20aire,do ble%20efecto%20de%20igual%20tama%C3%B1o.

1.2

Tipos de cilindros neumáticos 

Cilindro de simple efecto de émbolo

El vástago puede estar replegado o extendido inicialmente, tienen un resorte de recuperación de posición, al suministrarle aire comprimido el émbolo modifica su posición

y cuando se purga el aire, el muelle recupera la posición inicial del émbolo. Debido a la longitud del muelle se utilizan cilindros de simple efecto con carreras de hasta 100 mm.

Imagen: Cilindro de simple efecto de émbolo Fuente: http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1108/html/3_actua dores_neumticos.html Estos cilindros sólo pueden efectuar trabajo en una dirección, el que realiza el aire comprimido, mientras que el movimiento debido al muelle solamente sirve para recuperar la posición inicial, por ello es apropiado para tensar, expulsar, introducir, sujetar, etc. 

Cilindro de doble efecto Recibe aire comprimido por una cámara, purgándose el lado contrario, con lo que el vástago cambia de posición. Cuando el aire cambia de dirección y se intercambian las cámaras de llenado y de evacuación el vástago recupera la posición primitiva.

Imagen: Cilindro de doble efecto Fuente: http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1108/html/3_actua dores_neumticos.html La fuerza del émbolo es mayor en el avance que en el retroceso debido a la mayor sección sobre la que presiona el aire, ya que en la otra cámara se tiene que descontar la superficie del vástago. Estos cilindros pueden desarrollar trabajo en las dos direcciones y además pueden presentar carreras significativamente mayores a las de los cilindros de simple efecto.

1.3

Amortiguación de final de carrera Son dispositivos, fijos o regulables, colocados generalmente en las tapas de los

cilindros, y cuya finalidad es la de absorber la energía cinética de las masas en movimiento. Según los modelos de cilindros, se puede tener amortiguación delantera, trasera o doble.

Imagen: Amortiguación de final de carrera Fuente: https://www.cicrosa.com/wp-content/uploads/cilindro-hidraulicoamortiguacion-delantera-bypass-despegue-1024.png

1.4

Pistón con imán incorporado Ciertos cilindros incorporan un imán en el pistón a efectos de actuar un interruptor

magnético. Esta señal eléctrica es utilizada para gobernar a otros órganos componentes del sistema, actuadores, contadores, emitir señales luminosas, actuar contactores, relés, PLC, o bien para controlar su propio movimiento.

Imagen: Señalización de Pistón Fuente: https://ocw.unican.es/pluginfile.php/319/course/section/272/bloque_3_tema_6.4.1.pdf

1.5

Micro cilindros Normalización ISO La ISO (Internacional Standard Organization) ha establecido una serie de normas de

carácter internacional que regulan el aspecto dimensional de los cilindros neumáticos. En ella básicamente se establecen las dimensiones tendientes a garantizar al usuario la intercambiabilidad de cilindros de diversas procedencias. Según esta entidad, quedan fijados los diámetros constructivos de los cilindros, los extremos de vástago, roscas de

conexionado, materiales a emplear, sus tolerancias y los distintos dispositivos de montaje. Para los diámetros establece la siguiente serie:

Imagen: Cilindro Normalizado ISO Fuente: https://www.magipneumatic.com/es/cilindros-normalizadosiso/#:~:text=DESCRIPCION,marca%20existente%20en%20el%20mercado.

1.6

Cilindros reparables Los reparables, como su nombre lo indica, se pueden arreglar cuando una parte ha

dejado de funcionar o se ha dañado.

Imagen: Cilindro reparable Fuente: https://www.directindustry.es/fabricante-industrial/cilindro-reparable-153907.html

1.7

Cilindros de impacto Trabajan al choque utilizando la energía cinética desarrollada por el vástago y el

émbolo para desplazarse a gran velocidad. Aplicaciones: punzonado, remachado, marcado.

Imagen: Cilindro de impacto

Fuente: http://www.inprone.com/wp-content/uploads/2017/02/prod-slide-cilindrosimpacto-1.png

1.8

Actuadores rotantes neumáticos Los actuadores rotativos son elementos hidráulicos cuya función es la de convertir

la presión hidráulica de un fluido en potencia rotativa, y desarrollar un torque instantáneo.

Titulo: Actuador rotante neumático Fuente: https://oleohidraulica.hydrenindustry.com/actuadoresrotativosparaaplicacionesindustriales/#:~:text=Los%20actuadores%20rotativos%20son%20 elementos,y%20desarrollar%20un%20torque%20instant%C3%A1neo.&text=El%20fluido%20u tilizado%20en%20los,)%2C%20emulsiones%20o%20aceites%20sint%C3%A9ticos.

1.9

Actuadores neumáticos a membrana El actuador de diafragma se dice así por el diafragma o membrana flexible que

separa dos cámaras cóncavas aplanadas. Al menos una de las cavidades está conectada a una la línea de presión que opera el actuador. El aire a presión expande el diafragma y arrastra el eje del actuador en un movimiento lineal.

Imagen: Actuadores neumáticos a membrana Fuente: https://es.slideshare.net/CEG-automatizacion/dcs-tema-8-unidad-iv-ici

1.10 Ejecuciones especiales 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. 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.

Imagen: Ejecuciones especiales Fuente: https://cafemachado.files.wordpress.com/2011/11/apunte-neumatica-basicamicro-021.pdf

1.11 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.

Imagen: Actuador especial Fuente: https://cafemachado.files.wordpress.com/2011/11/apunte-neumatica-basicamicro-021.pdf

1.12 Manipuladores y elementos de ejecución de pieza Son sistemas modulares de gran compatibilidad 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 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.

Imagen: Manipuladores y elementos de ejecución Fuente: https://cafemachado.files.wordpress.com/2011/11/apunte-neumatica-basicamicro-021.pdf

1.13 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.

Imagen: accesorios de montaje normalizados para cilindros neumáticos Fuente: https://cafemachado.files.wordpress.com/2011/11/apunte-neumatica-basicamicro-021.pdf

1.14 Velocidad máxima y mínima de cilindros

Por Armando Arias En movimientos con actuadores neumáticos, el control preciso de la fuerza y velocidad puede resultar impreciso, sobretodo comparado con otras tecnologías. Las juntas dinámicas del émbolo y casquillos guía del actuador tiene una influencia significativa en la pérdida de rendimiento de las aplicaciones. Debemos tener en cuenta, para el cálculo correcto de los actuadores la conveniencia de sobredimensionar el cilindro en cuanto a esfuerzo teórico, utilizando “factores de carga”, de tal manera que compensemos estos rozamientos y demás fuerzas que actúan en contra del cilindro y que varían en mayor o menor modo según la velocidad y presión de trabajo. Las perdidas derivadas de las juntas dinámicas dependerán de su diseño y de la calidad del acabado superficial del interior del cilindro, tipo lubricante, etc. Por lo general en cilindros convencionales consideramos que para vencer en estático la presión que ejerce la junta del émbolo sobre la camisa (presión de despegue) necesitamos una presión mínima. Este valor puede ser de 0,5 a 1 bar (según fabricante). Cuanto menor sea esta presión mínima de funcionamiento, mejor serán las prestaciones

de control del actuador. Esta característica, además influye en la velocidad de trabajo, es decir, no podremos trabajar todo lo despacio que deseemos; pudiendo estimar para estos equipos estándar una velocidad mínima de 50 mm/sg. Por debajo de estos valores de trabajo, aparecerá el efecto llamado “stick-slip” (movimiento con pequeños rebotes). Podemos encontrar aplicaciones, tales como tensores, ingrávidos o aplicaciones de fuerzas constantes en desplazamientos que requieren el menor rozamiento posible o reacción con variaciones con la menor presión de trabajo posible.

Imagen: Accionaminetos. Fuente: ww.seas.es/blog/automatizacion/actuadores-neumaticos-a-baja-presion-yvelocidad/

1.15 Selección de cilindros neumáticos Una parte muy importante en el proceso de corte de la maquina es su proceso de arrastre como ya se pudo apreciar se diseñó en totalidad los elementos mecánicos que lo componen, pero es de igual importancia seleccionar el sistema que lo acciona y este es el sistema neumático de la máquina, el cual compuesto principalmente por 2 cilindros neumáticos. Para seleccionar los cilindros neumáticos primero se debe conocer la fuerza que debe accionar o levantar y la presión de aire de alimentación, para que finalmente mediante la siguiente ecuación pueda calcularse el diámetro ideal para tal tarea. 𝐹 = 𝐴 ∗ 𝑃 Ecuación 47 Donde: F=es la fuerza requerida por el embolo A=área requerida para el cilindro P=la presión de alimentación Los dos cilindros a seleccionar tendrán la tarea de levanta y bajar la estructura en la que reposa el rodillo superior el encoder principalmente.

Imagen: cilindros neumáticos Fuente: https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/1802/2016Anexo%2011Seleccion%20del%20sistemaneumatico.pdf?sequence=7&isAllowed=y#:~:te xt=Para%20seleccionar%20los%20cilindros%20neum%C3%A1ticos,di%C3%A1metro%20ide al%20para%20tal%20tarea.

Ahora teniendo en cuenta la fuerza de 50.158292kgf con 2 cilindros que se van a utilizar, la fuerza final por cilindro necesaria será de 25.079146kgf (245.942N), con una presión de alimentación de 6bar (6.11832kg/cm^2) aproximados que se encuentran en el rango de trabajo normal, aplicamos la ecuación:

Teniendo en cuenta que:

Se decidió que los cilindros sean de doble efecto dado que es necesario que no solo salgan para colocar la tela en los rodillos, sino que la presionen entre si cuando baje la estructura y así se eviten corrimientos de la tela afectando la precisión del corte, además se determinó que los cilindros tengan una carrera máxima de 50mm ya que en el montaje en SolidWorks se puede apreciar que es una distancia prudente para que permita al operario poner la tela como se puede ver en la figura:

Imagen: Cilindros de doble efecto Fuente: https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/1802/2016Anexo%2011Seleccion%20del%20sistemaneumatico.pdf?sequence=7&isAllowed=y#:~:te xt=Para%20seleccionar%20los%20cilindros%20neum%C3%A1ticos,di%C3%A1metro%20ide al%20para%20tal%20tarea.

1.16 Guías para cilindros Las guías son unos elementos totalmente indispensables en el mundo de la hidráulica y la neumática. Se instalan en los vástagos y pistones de los cilindros hidráulicos y neumáticos, con el fin de permitir un buen guiaje entre el pistón y la camisa del cilindro o bien, entre el vástago y la cabeza del cilindro. El uso de guías evita los daños producidos por contacto entre superficies metálicas.

Además, las guías deben permitir un movimiento suave, rectilíneo y con el menor rozamiento posible para minimizar al máximo las pérdidas de energía debidas a la fricción. Por este motivo, debes seleccionar correctamente el material de las guías. En este artículo pretendemos hacerte un poco más fácil la toma de decisiones.

Imagen: temas hidráulica y la neumática. Fuente: https://epidor-srt.com/blog/guias-cilindros-hidraulicosneumaticos/#:~:text=Las%20gu%C3%ADas%20son%20unos%20elementos,y%20la%20cabe za%20del%20cilindro.

1.17 Consumo de aire para cilindros neumáticos Existen dos formas para expresar el consumo de aire de un cilindro o un sistema neumático. Uno es el consumo medio por ahora: esta cifra se utiliza para calcular el costo de la energía como parte del costo total del producto. El segundo aspecto es el consumo máximo de un cilindro, que se usa para calcular el tamaño correcto de la válvula o, en caso de un sistema neumático, para calcular correctamente el tamaño de la unidad filtro-regulador-lubricador. El consumo, en el caso del cilindro, se define como: 

Consumo = superficie del embolo x longitud de la carrera x N° de carrera por minuto x presión absoluta.

Cuando el embolo se encuentra en uno de los puntos finales, el volumen de es cero. Cuando el cilindro realiza una carrera, ingresa en la una cantidad de aire capaz de llenar una cámara hasta alcanzar la presión relativa de trabajo con lo cual, a necesitaremos el volumen del cámara multiplicado por el valor de la presión absoluta.

Según esto, el consumo de aire de un cilindro, en una sola carrera es:

Siendo: 

Q = Consumo de aire del cilindro.



D = Diámetro del cilindro en cm.



L = Longitud de la carrera en cm.



Pabs= Presión absoluta en bar.

El resultado se nos dará en cm3/carrera. El consumo para un ciclo será el doble (carrera de ida y carrera de vuelta) ya que para niveles prácticos resulta despreciable el volumen del vástago de la carrera de retroceso y, en todo caso, dicho volumen compensará el de la tubería del circuito de alimentación al cilindro. Para que el resultado se expresado en Nl/carrera, tendremos que dividir el valor obtenido por 1000. Deberemos tener en cuenta que: 

La energía neumática no suceder pérdidas. Para seleccionar el tamaño de la válvula de un cilindro, es necesario a otra cifra: el caudal máximo o el caudal de pico. Este caudal se determinará por la velocidad máxima del cilindro.

En donde: 

Qn = Caudal máximo.



D = Diámetro del cilindro en mm.



V = Velocidad en mm/s



P = Presión de trabajo en bar.

En esta expresión, para no dejar de lado las pérdidas de energía debida a fenómeno térmicos, se ha tenido presente lo referente a los cambios adiabáticos, es decir de, procesos sin intercambio de calor, procesos que tienen definidos por la fórmula P. VK = Cte., donde K = 1,41 en el caso del aire. La tabla muestra las cifras reales que se obtienen para el consumo de cilindros de doble efecto.

Imagen: Tabla de predin de trabajo según diámetro. Fuente: http://et4113neumatica.blogspot.com/2017/06/caudal-de-aire-yconsumo.html#:~:text=Existen%20dos%20formas%20para%20expresar,cilindro%20o%20un %20sistema%20neum%C3%A1tico.&text=El%20consumo%2C%20en%20el%20caso,por%20 minuto%20x%20presi%C3%B3n%20absoluta.

1.18 Amortiguadores hidráulicos de choque El amortiguador thidraulico es un dispositivo construido con un eje cromado y dos tubos de acero (uno dentro del otro). El tubo exterior se denomina tubo de reserva (lleno de aceite). El interno, tubo de compresión. En un extremo, el eje de acero tiene el apoyo que se ancla al vehículo. En el otro extremo se monta un pistón, que siempre se desplaza a lo largo del tubo de compresión, el cual presiona o succiona aceite que fluye a través de válvulas instaladas en el tubo de compresión.1 Esta construcción genera dos fuerzas muy diferentes, extensión y compresión, funciones son: 

Adhesión del vehículo a la vía terrestre



Aportación de seguridad en las curvas



Evitar que navegue



Obtención permanente de una marcha confortable

Los amortiguadores son componentes comunes de la suspensión de automóviles y de otros vehículos, como motocicletas, bicicletas, aviones (en este caso con tecnología

diferente). La función del amortiguador es controlar los movimientos de la suspensión, los muelles y/o resortes. El movimiento de la suspensión genera energía cinética, que se convierte en energía térmica o calorífica. Esta energía se disipa a través del aceite.

Imagen: Amortiguador Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Amortiguador_(autom%C3%B3vil) 1.19 Recomendaciones para el montaje de cilindros hidráulicos 

Los cilindros neumáticos están diseñados para transmitir esfuerzos axiales. La presencia de esfuerzos radiales o laterales sobre los vástagos conducirán a un desgaste prematuro de las guarniciones y de sus guías, materializado en la ovalización del buje guía del vástago y del propio tubo del cilindro. Por lo tanto, deberán analizarse detenidamente los tipos de montaje más adecuados para cada aplicación a efectos de anular dichos esfuerzos.



Toda vez que se utilice un montaje basculante para el cilindro (en cualquiera de sus formas), deberá preverse un equivalente en el extremo del vástago. La combinación de montajes rígidos con basculantes resulta un contrasentido técnico que origina esfuerzos radiales sobre el vástago.



Cuando las oscilaciones puedan ser en más de un eje, son recomendables los montajes con rótula tanto para el cilindro como para su vástago. La combinación de montajes con rótula (universal) con montajes basculantes en un plano es también un contrasentido técnico que origina esfuerzos radiales.



Debe evitarse el montaje rígido del cilindro con el elemento a mover. En caso que sea inevitable, fijar suavemente el actuador y operarlo a baja presión de modo que entre y salga libremente y pueda autoalinearse. Suplementar si fuera necesario y luego ajustar firmemente los tornillos de sujeción.



Cuando el cilindro sea de gran carrera y supere los valores máximos admisibles por pandeo, es recomendable guiar el vástago y preferentemente «tirar» de la carga en lugar de empujarla. El pandeo también origina esfuerzos radiales sobre el vástago.



Cuando se desplacen masas o el movimiento se realice a elevada velocidad, es recomendable el uso de cilindros con amortiguación. Si éstas fueran importantes, prever además amortiguadores hidráulicos de choque y topes positivos en la máquina.



Durante la puesta en marcha, debe asegurarse que los tornillos de regulación de las amortiguaciones no sean abiertos más de 1/2 vuelta, de modo de tener un exceso y no una falta de amortiguación. La calibración final se hará con la máquina en operación con la carga y velocidad definitivas.



Al montar un cilindro amortiguado, tener la precaución que los tornillos de registro de amortiguación queden en posición accesible.



Cuando se monten cilindros neumáticos en proximidades de grandes campos magnéticos, por ejemplo, en máquinas donde se realicen tares de soldadura, se deberá aislar al cilindro convenientemente para evitar tanto como sea posible la circulación de corrientes inducidas por el mismo. Consultar por mayores datos.



Suministrar aire con la calidad adecuada. EI aire con impurezas y la deficiente lubricación acortan la vida útil de los cilindros neumáticos.



Las roscas de conexionado son Gas cilíndricas. Tener especial cuidado al utilizar cañerías o accesorios con rosca cónica, pues pueden producir la rotura del elemento. Es recomendable utilizar conexiones con rosca cilíndrica de asiento frontal.



Las cañerías deberán estar limpias en su interior, evitando que restos de cinta o pasta de sellado puedan ser arrastrados al interior del cilindro. Es recomendable «soplar» las cañerías antes de conectar.



Al seleccionar un cilindro, considerar en cada caso las carreras definidas como standard como selección de preferencia. Este hecho influirá en el plazo de entrega y facilitará futuras reposiciones.

1.20 Válvulas neumáticas Una válvula es una pieza que sirve para cerrar o abrir un orificio o conducto, o para interrumpir la comunicación entre dos órganos. En neumática, la válvula es el elemento de mando que determina las características del circuito, debiendo poseer cualidades decisivas para actuar sobre los elementos o parámetros que intervienen en el proceso operativo del circuito neumático para la automatización industrial.

Imagen: Valvulas Neumaticas, Fuente: https://ar.microautomacion.com/es/definicion-valvula-neumatica/

1.21 Configuración del símbolo de una válvula Identificar los elementos utilizados en sistemas neumáticos por su respectivo símbolo y característica de conexión OBJETIVO ESPECIFICO: Reconocer los elementos utilizados en sistemas neumáticos.

Imagem: Estructura de un sistema Neumatico. Fuente: https://neumatica2011.wordpress.com/válvulassimbologia/#:~:text=El%20s%C3%ADmbol o%20se%20compone%20de,se%20representa%20por%20un%20cuadrado. 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. Cada posición de la válvula se representa por un cuadrado. Habrá tantos cuadrados adyacentes como posiciones de distribución tenga la válvula. 

Las bocas se representan por trazos unidos al cuadrado correspondiente a la posición normal de reposo de la válvula.



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.



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).

El símbolo se completa con los esquemas correspondientes a los mandos de las válvulas, siendo éstos el medio por el cual se logra la conmutación de sus posiciones. 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. Válvulas de 3 posiciones. 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 quedará 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.

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 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. Dimensionado de válvulas. El caudal normal requerido para el accionamiento de un cilindro neumático, dependerá en general del caudal requerido por el accionamiento, el que a su vez dependerá del tamaño del cilindro, la velocidad de su accionamiento y de la presión de operación, donde: 

Qr = 0,0028· d² · C · (P+1,013) /t



Qr = caudal requerido (Nm³/h)



d = diámetro del pistón del cilindro (cm2)



C = carrera del cilindro (cm)



t = tiempo de ejecución del movimiento (seg)



p = presión de operación o manométrica (bar)

El caudal nominal normal que debe tener la válvula, queda determinado por la siguiente expresión:

Donde: 

Qn= caudal nominal de la válvula



∆p=Caída de presión admitida en la válvula



Pe= Presión absoluta de alimentación de la válvula (bar) (presión manométrica + 1.013)



Qr= Caudal requerido por el accionamiento (Nm³/h)

Válvulas direccionales. Son aquellas que en un circuito neumático distribuyen o

direccionan el aire comprimido hacia los elementos de trabajo. Por esta razón también se las conoce como válvulas distribuidoras. Constituyen los órganos de mando de un circuito, es decir aquellos que gobiernan (mandan) el movimiento de los órganos motores del mismo (cilindros, actuadores, etc.). 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) 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 y posiciones de la siguiente manera: 

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

Configuración del símbolo de una válvula El símbolo representa la función de la válvula y su forma de accionamiento. No representa de ninguna manera a válvula alguna desde el punto de vista constructivo, sólo representa su función. El símbolo se compone de un bloque central, en el que se

identifican las posiciones estables del elemento de conmutación y las vías de conexión para cada posición, y de dos bloques extremos que representan los modos de actuación (mandos).

Imagen: Tipo de accioanminetos de Valvulas. Fuente: https://neumatica2011.wordpress.com/valvulassimbologia/#:~:text=El%20s%C3%ADmbol o%20se%20compone%20de,se%20representa%20por%20un%20cuadrado.

1.22 Válvulas direccionales. Tipo de constructivos de válvulas direccionales El número de vías nos indica el número de conexiones que tiene la válvula, el número de posiciones es el número de maniobras distintas que puede realizar una válvula, estas posiciones están representadas en los esquemas neumáticos o hidráulicos por cuadrados que en su interior indica las uniones que realizan internamente la válvula con las diferentes vías y la dirección de circulación del líquido o aire, o en el caso de una línea que sale de una vía y no tiene unión con otra vía sería en el caso de estar bloqueada esa vía en esa posición. Los tipos de válvulas de control direccional que nos podemos encontrar son los siguientes:



Válvula direccional 2/2: En este caso la válvula en una posición une las dos vías y en la otra posición las separa.



Válvula direccional 3/2: Tiene dos posiciones y tres vías donde una de ellas va al actuador, normalmente un cilindro de simple efecto o actuador que tiene un retorno mecánico, normalmente por muelle y las otras dos vías van al tanque y a la presión haciendo que en una posición el aceite o aire, dependiendo si el circuito es hidráulico o neumático, vaya al actuador presión y en la otra posición retorne del actuador al tanque.



Válvula direccional 4/2: Tiene dos posiciones como en el caso anterior de la válvula 3/2 pero en este caso tiene dos vías al actuador, permitiendo que en una posición provoque el funcionamiento del actuador en sentido contrario, ya siendo un cilindro de doble efecto haciendo que en una posición salga el pistón y en la otra entre el pistón del cilindro. En el caso que el actuador sea un motor hidráulico girará en un sentido al estar en una posición y en el sentido contrario al cambiar la válvula de posición.



Válvula direccional 4/3: Estas válvulas siguen teniendo 4 vías, que son presión(P), tanque(T), A y B que son las vías que van al actuador ya sea cilindro o bomba hidráulica. La variación está en que tiene tres posiciones siendo iguales los circuitos internos de las posiciones laterales que las encontradas en las válvulas 4/2, pero nos encontramos con la posición central cuyo circuito puede ser de varias formas diferentes:



Válvula direccional 4/3 con centro abierto: El centro abierto significa que las cuatro vías están unidas internamente.



Válvula direccional 4/3 con centro cerrado: El centro cerrado significa que las cuatro vías están bloqueadas internamente impidiendo la circulación del aceite o aire en ninguna de las direcciones.



Válvula direccional 4/3 de centro en tándem: el centro en tándem significa que tiene las dos vías que van al actuador bloqueadas y las dos vías que van a la presión y al tanque conectadas permitiendo que se quede el actuador bloqueado y la presión enviarla al tanque o a otra válvula mientras está ese actuador inmovilizado.



Válvula direccional 4/3 de centro abierto negativo: En este caso el centro



tiene la presión bloqueada y el actuador retorno por las dos vías la presión al tanque. Nos podemos encontrar con más tipos de circuitos en la válvula 4/3 que dependiendo de la necesidad del circuito pueden ser: o A y T abiertos o con P y B cerrados. o P, A y B abiertos o entre si y T cerrado. o A y P abiertos o y B y T cerrados. o B, P y T abiertos y A cerrado.

1.23 Numero de vías (número de pos n vías / n posiciones

Imagen: Lista de Vias. Fuente: https://www.esla.com/documentacion/VIA.pdf

1.24 Electroválvulas Una electroválvula es una válvula electromecánica, diseñada para controlar el paso de un fluido por un conducto o tubería. La válvula se mueve mediante una

bobina solenoide. Generalmente no tiene más que dos posiciones: abierto y cerrado, o todo y nada. Las electroválvulas se usan en multitud de aplicaciones para controlar el flujo de todo tipo de fluidos. No se debe confundir la electroválvula con válvulas motorizadas, en las que un motor acciona el mecanismo de la válvula, y permiten otras posiciones intermedias entre todo y nada.

Imagen: Accionamineto de electroválvula. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Electrov%C3%A1lvula#:~:text=Una%20electrov%C3%A1lvula %20es%20una%20v%C3%A1lvula,cerrado%2C%20o%20todo%20y%20nada.

1.25 Selección de las vais internas de comandos De acuerdo con la clasificación indicada podemos tener: Válvulas: 

2/2 (dos / dos)

2 vías / 2 posiciones



3/2 (Tres / dos)

3 vías / 2 posiciones



3/3 (tres / tres)

3 vías / 3 posiciones



4/2 (cuatro / dos) 4 vías / 2 posiciones



4/3 (cuatro / tres) 4 vías / 3 posiciones



5/2 (cinco / dos) 5 vías / 2 posiciones

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Cada posición de la válvula se representa por un cuadrado. Habrá tantos cuadrados adyacentes como posiciones de distribución tenga la válvula:

Las bocas de conexión se representan por trazos unidos al cuadrado correspondiente a la posición normal de reposo de la válvula. 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 efectúa para cada posición.

Las canalizaciones de escape se representan con un triángulo, pudiendo ser: 

Escape sin posibilidad de conexión (orificio no roscado):



Escape con posibilidad de conexión (orificio roscado):

Atendiendo a las funciones del bloque central tendremos los siguientes esquemas:

El símbolo se completa con los esquemas correspondientes a los mandos de las válvulas, siendo éstos el medio por el cual se logra la conmutación de sus posiciones: De una manera general, podemos dividir los accionamientos en: 

Mandos musculares, pueden ser: manuales o a botón pulsador, a palanca, a pedal.



Mandos mecánicos, a palpador, resorte, rodillo, rodillo unidireccional o abatible.



Mandos neumáticos, a presión de mando directo o indirecto. Mandos neumáticos, a descarga de mando directo o indirecto. Mandos neumáticos de áreas diferenciales.

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

Mandos eléctricos con un solenoide, con dos solenoides operando en direcciones opuestas, con dos solenoides operando en direcciones opuestas de acción variable. Mandos electroneumáticos a solenoide y piloto neumático, o mandos electroneumá- ticos por solenoide ó piloto neumático.

RECUERDE que... Las válvulas con mando neumático o electroneumático suelen tener vías interiores de comando, para alimentar sus mandos (autoalimentación) Válvulas direccionales. Tipos constructivos de válvulas direccionales Las válvulas direccionales son aquellas que en un circuito neumático distribuyen o guian el aire comprimido hacia los elementos de trabajo. Por esta razón, también se las conoce como válvulas distribuidoras. Constituyen los órganos de mando de un circuito, es decir, aquellos que gobiernan (mandan) el movimiento de los órganos motores del mismo (cilindros, actuadores, etc.) 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. Conforme al tipo de construcción, las válvulas de vías se perfilan, principalmente, en dos modelos: 

Válvulas de asiento.



Válvulas de corredera.



Válvulas de asiento

El principio de la válvula de asiento garantiza un funcionamiento sin interferencia, es decir, el escape se cierra antes de que se habilite la entrada de aire. Por su sencilla construcción, son muy económicas y tienen pocas piezas sometidas al desgaste y la suciedad interfiere muy poco en su funcionamiento.

1.26 Características de solenoides para electroválvulas La válvula solenoide es el componente que se utiliza más a menudo para controlar el flujo de refrigerante. Esta válvula posee una bobina magnética que, cuando tiene corriente, levanta el émbolo de su interior. Estas válvulas pueden ser del tipo normalmente abierto o normalmente cerrado. La primera no abre hasta que recibe corriente, y la de tipo normalmente abierto se halla siempre así, y no cierra hasta que llega corriente a la misma.

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Las válvulas solenoide son del tipo de acción instantánea que abren o cierran muy rápidamente bajo la acción de la corriente eléctrica que se aplica a la bobina. Este tipo de válvula puede emplearse para controlar corrientes de líquido o de vapor. La acción brusca de este tipo de válvula puede causar golpes de martilleo cuando se instala en la línea de líquido, por lo que se debe tener cuidado en su localización. El martilleo del líquido ocurre cuando el refrigerante liquido en movimiento se cierra bruscamente por la acción de la válvula solenoide, dando lugar a que el líquido se detenga de forma precipitada. La válvula solenoide es la responsable del cierre o apertura del flujo de fluido. Este tipo de válvula lleva siempre grabada una flecha para indicar la dirección del flujo de refrigerante. Aparte de colocar la válvula solenoide en la dirección correcta, debe considerarse la posición en que se instala la misma. La mayoría de estas válvulas tiene un pesado émbolo que se alza para abrir la válvula. Cuando no está magnetizado el émbolo, el peso del mismo cierra la válvula en su asiento. Si la válvula se instala con la parte superior de lado o hacia abajo, la válvula permanecerá en la posición magnetizada, cuando realmente no lo está. La válvula solenoide debe fijarse en la línea de refrigerante a fin de que no se produzcan fugas de refrigerante. Puede fijarse por medio de racores de conexión, de pletinas o bien con racores soldados. Muchas de estas válvulas requieren alguna atención de servicio de vez en cuando. Existe también una válvula solenoide, conocida por válvula piloto. Esta válvula emplea un asiento muy pequeño para desviar la presión del gas a alta presión que motiva el cambio de posición de la válvula mayor. Este tipo de válvula utiliza la diferencia de presión para causar un gran movimiento mientras la bobina magnética solenoide tiene que efectuar un alza pequeña del asiento. Se utilizan cuando deben controlarse grandes tuberías de vapor o de líquido; pueden disponer de más de una sola entrada y salida. Algunas se conocen como válvulas de cuatro pasos y otras de tres pasos. Tienen funciones especiales. Si la bobina ha sido diseñada para llevar a cabo la función de interruptor en una válvula de capacidad, dicha bobina ha de ser de gran tamaño con una fuerte alimentación de corriente.

1.27 Montaje de válvulas Nuestras válvulas de mariposa están equipadas con una placa de identificación con las informaciones requeridas por las directivas. Esta placa no se debe desmontar de la válvula y debe mantenerse legible por el usuario.

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Imagen: Tabla de dtos de la Valvula Fuente: http://www.socla.com/site_Sp/pdf_instruct/spsylax25_350.pdf

Imagen: PartSe una válvula, nomenclatura. Fuente: http://www.socla.com/site_Sp/pdf_instruct/spsylax25_350.pdf Transporte y almacenamiento Antes de la instalación La válvula se debe mantener en posición semi cerrada (posición de entrega). En el caso de válvulas motorizadas con mandos de retorno por muelle, el almacenamiento prolongado no es aconsejable. La válvula no debe salir de su embalaje original. La válvula se almacenará en locales limpios, secos y resguardadosde los rayos UVA. En la obra, la válvula no saldrá de su embalaje original y se protegerá de los elementos (polvo, arena, lluvia…) Durante la manipulación y la instalación La válvula no se debe sujetar ni transportar por su organo de maniobra. La válvula se manipulará con ayuda de cinchas adecuadas con el fin de no deteriorar el revestimiento del cuerpo. Todo aparto que haya soportado un golpe fuerte deberá ser devuelto a Socla para ser revisado. Una fisura invisible a simple vista podría provocar con el tiempo una fuga. Instalación Posición de montaje La válvula de mariposa Sylax es bidireccional. La posición de instalación recomendada es el eje de la válvula horizontal con el ala inferior de la mariposa abriéndose de aguas arriba hacia aguas abajo (sentido del fluido), en particular cuando el fluido transportado está cargado o tiene tendencia a solidificarse.

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Atnción: La válvula de mariposa Sylax gas montada con actuador neumático o eléctrico simple efecto se envian siempre en posición Normalmente Cerrada (NC). Si tiene que utilizarla en posición Normalmente Abierta (NA) siga el sigueinte procedimiento: Seguir el podecimiento general de instalación monatando el conjunto en posición NC. Separar el conjunto desatornillando las tuercas (4) y retirando las 4 arandelas (3). - Sacar el actuador (1) hacia arriba. -Mover la mariposa 90º con la ayuda de una llave hasta una posición abierta (el canal del eje queda paralelo a la mariposa). Verificar que el canal edel eje está perpendicular a la válvula. - Montar el actuador (1) sobre la válvula paralelamente a la tubería. - Roscar las tuercas (4) sin olvidar las arandelas (3). - Girar el indicador de posición (5) 90º (las lineas amarillas del indicador simbolizan el sentido de la mariposa deben ser paralelas a la tubería). Aviso: - Con esta configuración la válvula se cierra en sentido anti-horario. - No modificar nada referente a la electroválvula. -En caso de utilizar señales, modificar los indicadores de posición de los cajetines de final de carrera y de los posicionadores. Verificar y modificar el cableado de los finales de carrera. Généralités Las operaciones de instalación deben realizarse bajo la responsabilidad de un jefe de obra respetando las instrucciones y consignas de seguridad locales. La manipulación de las válvulas de mariposa con su mando debe ser realizada por personal entrenado y habilitado en todos los aspectos técnicos de la manipulación. Antes de la instalación el conducto deberá ser despresurizado y purgado (vaciado de su fluido) con el fin de evitar cualquier peligro para el operario. La tubería debe estar correctamente alineada con el fin de que no se fuerce la válvula. En el marco de una zona ATEX, verificar que la tubería tiene toma de tierra. No utilizar tuberías aislantes (PVC, …). Verificar si las bridas de conexión son compatibles con la presión de uso: La presión nominal de las bridas debe ser superior o igual a la presión de utilización. La válvula es una pieza frágil y no se debe utilizar para separar las bridas. El empleo de junta de dilatación, asi como el uso de bridas revestidas de elastomero, entre la brida y la válvula están estrictamente prohibidas.

1.28 Características funcionales de válvulas

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Las características principales y los usos más comunes de los diversos tipos de válvulas para servicio de bloqueo o cierre son: 

Válvulas de compuerta: Resistencia mínima al fluido de la tubería. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente.



Válvulas de macho: Cierre hermético. Deben estar abiertas o cerradas del todo.



Válvulas de bola: No hay obstrucción al flujo. Se utilizan para líquidos viscosos y pastas aguadas. Cierre positivo. Se utiliza totalmente abierta o cerrada.



Válvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre y estrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidos a baja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña.

Las características principales y los usos más comunes para diversos tipos de válvulas para servicio de estrangulación son: 

Válvulas de globo: Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y caída de presión considerables.



Válvulas de aguja: Estas válvulas son, básicamente, válvulas de globo que tienen un macho cónico similar a una aguja, que ajusta con precisión en su asiento. Se puede tener estrangulación exacta de volúmenes pequeños que el orificio formado entre el macho cónico y el asiento cónico se puede variar a intervalos pequeños y precisos.



Válvulas en Y: Las válvulas en Y son válvulas de globo que permiten el paso rectilíneo y sin obstrucción igual que las válvulas de compuerta. La ventaja es una menor caída de presión en esta válvula que en la de globo convencional.



Válvulas de ángulo: Son, en esencia, iguales que las válvulas de globo. La diferencia principal es que el flujo del fluido en la válvula de ángulo hace un giro de 90 grados.



Válvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre y estrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidos a baja presión (desde 150 psig hasta el vacío). Su diseño de disco abierto, rectilíneo evita acumulación de sólidos no adherentes y produce poca caída de presión.

1.29 Dimensionamiento de válvulas

Por Victor de León

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Información general sobre dimensionamiento de válvulas de control Las actividades de estandarización para el dimensionamiento de válvulas de control se pueden rastrear hasta principios de la década de 1960, cuando una asociación comercial, el Fluids Control Institute, publicó ecuaciones de dimensionamiento para usar con líquidos comprimibles e incomprimibles. La variedad en las condiciones de servicio que se podían adaptar con precisión a estas ecuaciones era muy restringida, y el estándar no alcanzó un alto grado de aceptación. En 1967, la ISA estableció un comité para desarrollar y publicar ecuaciones estándares. Las iniciativas de este comité culminaron en un procedimiento de dimensionamiento de válvulas que alcanzó el estatus de estándar nacional de EE. UU. Más tarde, un comité de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, en inglés) empleó el trabajo de la ISA como base para formular estándares internacionales para el dimensionamiento de válvulas de control. Los estándares de dimensionamiento de válvulas ANSI/ISA-75.01.01 e IEC 60534-2-1 fueron unificados de modo tal que se puede usar cualquiera de los dos.

Imagen: Dimensiones válvulas de globo para aplicaciones con gas o líquido. Fuente: https://www.emerson.com/es-pa/automation/valves-actuatorsregulators/control-valves/control-valves-sizing Elementos críticos para el dimensionamiento. Es importante proporcionar la siguiente información para dimensionar una válvula de control correctamente: 

detalles físicos (tamaño del tubo, clase de presión, tipo de ajuste);



condiciones del proceso (presión aguas arriba, presión hacia abajo, temperatura, límite de ruido);



propiedades del fluido (caudal, densidad).

¿Cómo dimensionar una válvula de control para caudal de líquido? Paso 1: Especifique las variables requeridas para dimensionar la válvula 

diseño deseado;

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

líquido del proceso (agua, petróleo, etc.);



condiciones de servicio adecuadas;

La capacidad de reconocer qué términos son apropiados para un procedimiento de dimensionamiento específico solo se puede adquirir mediante la experiencia con problemas de dimensionamiento de diferentes válvulas. Paso 2. Determine las limitaciones de la ecuación, N 1 y N 2 N 1 y N 2 son constantes numéricas contenidas en las ecuaciones de caudal para proporcionar un medio en el que se usen diferentes sistemas de unidades. Paso 3. Determine el factor geométrico de la tubería (F P) y el factor de recuperación de presión del líquido (F LP) Para estos cálculos, se usará un valor estimado de C V y el F L correspondiente. F P es un factor de corrección que tiene en cuenta las caídas de presión debido a accesorios de la tubería (como reductores, tubos acodados o en T) que podrían estar conectados directamente a las conexiones de entrada y salida de la válvula de control que será dimensionada. Si esos acoplamientos están conectados a la válvula, se los debe tener en cuenta. El procedimiento de dimensionamiento estándar proporciona un método para calcular el factor F P para reductores y expansores concéntricos. Sin embargo, si no hay accesorios conectados a la válvula, F P tiene un valor de 1.0 y se desprende de la ecuación de dimensionamiento. Además, F LP = F L. Paso 4. Determine la caída de presión a usar para el dimensionamiento (ΔP sizing) Cuando la diferencia entre la presión aguas abajo y aguas arriba es lo suficientemente alta, el líquido puede empezar a evaporarse, lo cual causa un flujo estrangulado. Si la caída de presión real en la válvula, ΔP, es superior a la caída de presión que causa el flujo estrangulado, la caída de presión en el caudal estrangulado, ΔP estrangulado, se debe usar en lugar de la caída de presión real.

1.30 Recomendaciones para el montaje de válvulas direccionales 

En su mayoría todas las roscas son Gas cilíndricas. Tener especial cuidado cuando se monten cañerías galvanizadas, que por tener rosca cónica pueden producirla rotura del componente. Utilizar preferentemente conexiones con rosca cilíndrica de asiento frontal.



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

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

Al montar las cañerías, asegurar que no haya cuerpos extraños en su interior. Es recomendable «soplarlas “previamente con aire limpio y seco



montar

las válvulas

ambientes

con

temperaturas

mayores

las especificadas 

En todos los casos asegurar que el aire suministrado 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



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.



Para mayor seguridad en el conexionado y evitar accionamientos accidentales, verificar cual es la boca de presión, cuáles son sus utilizaciones y cuáles son los escapes de acuerdo al símbolo ISO de la etiqueta de cada válvula.



Casi todas las válvulas tienen las bocas de descarga roscadas, lo que permite conducir los escapes para impedir contaminaciones de aceite y propagación de ruido.

1.31 Componentes neumáticos auxiliares de circuito Dispositivos Auxiliares. Básicamente, un circuito mecánico o hidráulico consiste en un compresor o una bomba que da presión a un fluido y lo pone en movimiento, unos conductos por donde el fluido se mueve, unas válvulas que lo distribuyen de un sitio al otro y un cilindro que se desplaza debido a la acción de este fluido. Pero junto a estos constituyentes básicos hay otros que también resultan esenciales para el buen funcionamiento del circuito. Los elementos auxiliares de uso común en los circuitos neumáticos son: 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 la humedad. Lubricador: Los receptores neumáticos (cilindros y motores), son elementos mecánicos someidos a rozamiento, por lo que resulta necesario su lubricación. Ésta se consigue añadiendo aceite al aire comprimido.

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Regulador de Presión: No todos los dispositivos 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). Estos tres últimos dispositivos suelen formar lo que se denomina unidad de mantenimiento: En los circuitos hidráulicos el mantenimiento es más sencillo, puesto que los líquidos son bastante menos problemáticos que el aire comprimido, y el único elemento de los anteriores que es necesario, aparte del manómetro, es el filtro para eliminar partículas extrañas del agua.

1.32 Válvulas de no retorno o de retención Las válvulas de retención, conocidas también como válvulas unidireccionales, válvulas check o válvulas un flujo, cierran completamente el paso de un fluido en circulación al mismo tiempo que permiten el fluido libre en el lado contrario. Su principal uso se da en tuberías que están unidas a sistemas de bombeo para impedir que la bomba trabaje en vacío. A continuación, conoceremos qué es una válvula de retención y cuáles son sus funciones, cuáles son los materiales que las componen y qué mantenimiento necesitan, además de con qué tipos de llaves de esta clase cuenta Válvulas Arco. Funciones de la válvula de retención Las válvulas de retención de agua se utilizan en instalaciones de fontanería y de calefacción, así como en equipos de bombeo y otras muchas aplicaciones. El recorrido en este caso, del disco u obturador a la posición de apertura total, es mínimo. Como el flujo del líquido va desde el orificio de entrada hacia el de uso tiene con paso libre, se usan cuando se desea conservar estable la presión de una tubería en servicio y poner en descarga la alimentación. Además de evitar el descebado de bombas, puede ser una solución a golpes de ariete si se instala en el punto adecuado del tramo de tuberías. Su función fundamental es impedir el retorno a la red, y sirve también para evitar el efecto termosifón, que se produce en los fluidos cuando se calientan. Tipos de válvula de retención Existen varios tipos de válvulas de retención:

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

Válvula de clapeta oscilante. Estas válvulas se sirven de una clapeta que ejerce, con la gravedad, de obturador. Con ellos se impide el paso cuando el fluido se mueve en la dirección no deseada.

Imagen: Válvula de clapeta oscilante Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.hidroglobal.com%2Fcatalog o-de-producto%2Fvalvula-de-retencion-clapeta-oscilante-gaer-pn16pn25%2F&psig=AOvVaw0g_zcBUGlB1tS9NgwQb7SP&ust=1618756628540000&source=imag es&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCNDJ7b7AhfACFQAAAAAdAAAAABAD



Válvula de muelle. Este tipo de válvula puede ser de muelle tarado a cierta presión cierra la capota circular.

Imagen: Válvula de muelle Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Flaspalmastecnologica.blogspot.co m%2F2015%2F03%2Fmotores-tema-43-caracteristicas-delas.html&psig=AOvVaw1xjJFaCC42NnWHoSVnYnFC&ust=1618756724893000&source=imag es&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCOCYtO3AhfACFQAAAAAdAAAAABAD 

Válvula de pistón. Su funcionamiento se basa en un émbolo colocado en el interior de un pistón cilíndrico que se levanta o se cierra en función de la dirección del fluido.

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Imagen: Válvula de pistón Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Fwww.maquiventa.com%2Fvalvulas %2Fvalvulas_de_piston.htm&psig=AOvVaw1YS5xSt4Sjc910IIStwP1&ust=1618756796714000&source=images&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqF woTCLjO9Y_BhfACFQAAAAAdAAAAABAI Válvula de retención de bola. Es un tipo específico de válvula que se emplea para terminales de bombas de extracción de pozos, para aguas residuales, sucias o con condiciones químicas agresivas. Utilizan una bola de PVC en la que no se adhiere la suciedad.

Imagen: Válvula de retención de bola Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fsthexpert.standardhidraulica.com %2Fvalvulaantirretorno%2F&psig=AOvVaw0aGFmIPB49PIjFdzQxIteS&ust=1618756877556000&source=i mages&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCIDHy7fBhfACFQAAAAAdAAAAABAD Mantenimiento de la válvula de retención Las válvulas de retención para agua no requieren un mantenimiento concreto. Para asegurar un buen funcionamiento de estos dispositivos es aconsejable utilizar un filtro de aguas encima de la válvula. El buen uso de este elemento es la mejor garantía de que tenga una larga vida útil. Las llaves de retención pueden instalarse en posición horizontal o vertical Ret de Arco (las de clapeta solo en horizontal) , pero siempre siguiendo el sentido de la flecha grabada en el cuerpo de la válvula.

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1.33 Válvula “o” o colectora de circuito Qué es una válvula selectora. Se trata de un dispositivo que permite llevar a una misma tubería dos flujos neumáticos que proceden de otras dos tuberías distintas, sin que interfieran entre ellos. En el mismo sentido, este tipo de válvula funciona como una puerta lógica OR. Es decir, si hay presión en una de las dos entradas, también existirá a la salida. Además de saber técnicamente qué es una válvula selectora, merece la pena señalar que se usa como mando de un elemento neumático desde dos puntos diferentes y separados a una cierta distancia. Por lo tanto, es un control efectivo para muchos circuitos en los que circula agua. Funcionamiento de una válvula selectora. Para entender cómo funciona este modelo de válvulas, y lo que puede aportar, recurrimos a uno de sus usos más habituales: el filtro de la piscina. El proceso de filtración implica que el agua se tome del vaso y se lleve hasta el filtro, donde se le elimina la arena y se devuelve a la piscina. El funcionamiento de la válvula selectora es fundamental en su recorrido. Esencialmente, actúa como control de mando y, combinada con las posiciones de las llaves de los otros elementos implicados en el filtrado, indica al sistema las funciones a realizar en cada momento del proceso. De hecho, tiene seis vías que permiten llevar a cabo la filtración, el lavado, el enjuague, desagüe, recirculación del agua y cerrado del sistema. Uno de los errores habituales se confundir este tipo de válvula con la de simultaneidad. Esta última necesita de presión en las dos entreadas para que tenga señal a la salida y solamente se usa por motivos de seguridad en los casos en que un proceso de trabajo es necesario activar dos válvulas a la vez. Posiciones de la válvula. La posición en qué se coloca la válvula y la del resto de llaves de la piscina (de skimmer, de fondo y de barredera) determinan cada una de las funciones que realiza la depuradora. Así, para empezar a filtrar es necesario poner la válvula selectora en posición Filtración, mientras que la llave de Skimmer estará abierta, la de fondo semi abierta y la barredera, cerrada. Para vaciar la piscina, la posición de las válvulas será la siguiente: 

Selectora, en el punto de Desagüe



Llave de Skimmer y barredera: cerradas



Llave de fondo: abierta

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

El siguiente paso es realizar la limpieza de fondos, para la que se puede colocar la válvula en posición Filtrado o Vaciado, dependiendo de la suciedad existente. Esta posición se combinará con las llaves Skimmer y de fondo cerradas, mientras que la barredera debe permanecer abierta.



A continuación, se hace el lavado de filtro hasta que el agua en el filtro o en la válvula, está clara. En este caso, la posición está en Lavado, a la vez que del resto de llaves solo permanece abierta la de fondo.



El proceso de filtrado también incluye el enjuague de filtro, con la misma posición de llaves y la válvula en el punto Enjuague.



Finalmente, la recirculación del agua en el sistema se produce con la válvula en la posición Recirculación y las demás llaves abiertas o cerradas, según si es necesario incluir otros elementos al circuito.

Se recomienda siempre manipular la válvula selectora en el sentido de las agujas del reloj y con el motor parado, para evitar problemas en su funcionamiento. Además de ver qué es una válvula selectora y su funcionamiento, podemos ver que su importancia radica en que se adapta a las necesidades concretas de un proceso. Su sencilla manipulación permite combinarla con las otras llaves de un sistema para conseguir posiciones de paso o cierre del flujo sin problemas.

Imagen: Posición de la valvula Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fcoparoman.blogspot.com%2F201 8%2F09%2Fla-posicion-central-de-lavalvula.html&psig=AOvVaw02BBifPdGzu_esT_A3llNu&ust=1618757350261000&source=imag es&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCJD-9JjDhfACFQAAAAAdAAAAABAK

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1.34 Válvula de escape rápido Las válvulas de admisión y escape forman parte del mecanismo que permite la entrada y salida de líquidos y gases en la cámara de combustión y en los cilindros. La primera se encarga de regular la entrada de la mezcla de aire y combustible, mientras que la segunda deja escapar los gases resultantes de la combustión. Como en todo mecanismo, las válvulas del motor regulan el acceso y cierre de un elemento líquido o gaseoso a un compartimiento estanco. Y, como hemos avanzado en la entradilla, en el caso de un propulsor de combustión interna las válvulas de admisión y escape se encargan de regular, por un lado, la entrada de aire y combustible en la cámara de combustión y, por otro, la salida de los gases de escape. A consecuencia de ello, las válvulas deben soportar presiones y temperaturas muy altas, por lo que deben estar fabricadas en materiales muy resistentes y mediante procesos de alta precisión. Partes de una válvula de admisión y escape. Como hemos comentado, las válvulas controlan la entrada y salida de líquidos y gases en los cilindros. Suele haber dos por cada cilindro, una de admisión y otra de escape. La primera deja entrar la mezcla, que posteriormente detona y genera la motricidad del motor y, por otro lado, los gases que son expulsados hacia los escapes a través de la válvula que lleva ese mismo nombre. Pero la válvula consta de varias partes que hacen posible este funcionamiento: 

Cabeza: Se encarga de cerrar el cilindro en el momento de la combustión y las hay de varias formas: planas, convexas o cóncavas.



Vástago: es el cuerpo de la válvula, la sección más alargada y fina que incluye la cabeza en uno de sus extremos.



Asiento: en él se apoya la cabeza y permite el cierre hermético del cilindro gracias a su forma cónica.



Muelle: este elemento permite el cierre de la válvula cuando la leva deja de presionar, haciendo posible la hermeticidad del proceso. Su tensión debe ser la justa para no crear tensiones innecesarias, pero asegurando el cierre a altas revoluciones.



Chaveta: tiene como misión unir el platillo de resorte (donde apoya el muelle) con la válvula.



Guía: es un casquillo cilíndrico insertado en la culata que permite su eje coincida con el centro del asiento de la válvula.

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

Diferencias entre válvula de admisión y escape Aunque el cometido de ambas válvulas es, en esencia, el mismo, lo cierto es que

cada una tiene su función específica y por ello cuenta con ligeras diferencias. Comencemos con la válvula de admisión: 

Suele estar fabricada en acero con aleación de cromo y silicio, permitiendo buena resistencia al calor y al estrés mecánico.



Disipa la temperatura a través del contacto del vástago con el aire que entra en la cámara de combustión.



Su temperatura de trabajo ronda los 300 ºC.



Su diámetro es aproximadamente un 15% mayor para favorecer la entrada de la mezcla.



La mezcla de aire y combustible entra a través de la válvula de admisión en los motores de carburador. En los de inyección, es el inyector quien se encarga del combustible.

Imagen: Válvula de escape rápido Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Fwww.ashm.mx%2Fblog%2Fvalvulasde-escape-rapido%2F&psig=AOvVaw3orTRZeqh_M3r5CC4wLyG&ust=1618757443536000&source=images&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCICxmdLD hfACFQAAAAAdAAAAABAD

1.35 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»).

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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. Eléctricamente se conoce como montaje en serie y también recibe el nombre de módulo Y (operador lógico AND), por su denominación en lógica digital.

Válvula de simultaneidad Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.festo-didactic.com%2Feses%2Fproductos%2Ffluid-power%2F562%2Fcomponentes-neumaticos%2Fvalvula-desimultaneidadand.htm%3Ffbid%3DZXMuZXMuNTQ3LjE0LjE4LjU2NC40Njcx&psig=AOvVaw1xIHUfeJIcPcJvIqwIJBq&ust=1618757579325000&source=images&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCKi 6voTEhfACFQAAAAAdAAAAABAD

1.36 Válvula de secuencia

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Está atornillada a una placa funcional que está provista de los racores rápidos necesarios. La unidad se monta en el panel de prácticas perfilado utilizando la palanca de color azul (variante de montaje «A»).

La válvula de secuencia conmuta cuando se alcanza la presión de pilotaje en la conexión 12 y, al retirar la señal, vuelve a su posición inicial por efecto de un muelle de recuperación. La presión de pilotaje puede ajustarse de modo continuo con un tornillo.

Imagen: La válvula de secuencia Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.festo-didactic.com%2Fintes%2Flearning-systems%2Fequipos-depracticas%2Fneumatica%2Fcomponentes%2Fvalvula-desecuencia.htm%3Ffbid%3DaW50LmVzLjU1Ny4xNC4xOC41NjQuMzUxMA&psig=AOvVaw1K udwchvc9HW6TKUAjVo4H&ust=1618757743292000&source=images&cd=vfe&ved=0CA0Qj hxqFwoTCNjJl9PEhfACFQAAAAAdAAAAABAD

1.37 Vacío La válvula electrónica, también llamada válvula termoiónica, válvula de vacío, tubo de vacío o bulbo, es un componente electrónico utilizado para amplificar, conmutar, o

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modificar una señal eléctrica mediante el control del movimiento de los electrones en un espacio "vacío" a muy baja presión, o en presencia de gases especialmente seleccionados. La válvula originaria fue el componente crítico que posibilitó el desarrollo de la electrónica durante la primera mitad del siglo XX, incluyendo la expansión y comercialización de la radiodifusión, televisión, radar, audio, redes telefónicas, computadoras analógicas y digitales, control industrial, etc. Algunas de estas aplicaciones son anteriores a la válvula, pero experimentaron un crecimiento explosivo gracias a ella. Las válvulas se denominan por el número de electrodos que se encuentran en el interior (diodos, tríodos, pentodos, etc.).

Imagen: Valvula de Vacio. Fuente: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.todocoleccion.net%2Frepue stos-radios-antiguas%2Fvalvula-tubo-vacio-philipspl504~x75172719&psig=AOvVaw1EyvDZTKQK3Vs2fr0PUfdS&ust=1618757764613000&source =images&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCLCskt7EhfACFQAAAAAdAAAAABAD

1.38 Elementos de conexión Conexión neumática, también conocida como racor neumático o en inglés como neumático fitting, es un componente utilizado en los sistemas neumáticos para realizar la interconexión de sus elementos tales como cilindros, válvulas, unidades de mantenimiento, entre otros. Su uso principal es para aire comprimido, pero en algunas ocasiones se pueden utilizar con algunos otros fluidos. Estos se pueden encontrar en diferentes formas para facilitar la conexión de los mismos. Así mismo, en diferentes tamaños y diámetros de manguera para suministrar el flujo o caudal necesario que requiera su sistema. Sin olvidar que su cuerpo también puede ser en diferentes materiales como lo es metálico o plástico. La conexión neumática también puede ser utilizada para diferentes materiales de manguera como lo son poliuretano y nylon. Siendo el poliuretano el más utilizado en los sistemas neumáticos debido a sus características, así como a su flexibilidad. Sin embargo,

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se debe elegir la manguera adecuada dependiendo de las condiciones del entorno en que trabajara como lo son presión y temperatura. Nuestro amplio stock incluye diferentes tipos de racores neumáticos y una gran variedad de tamaños con opción en conector metálico y plástico. Le ofrecemos conexiones neumáticas para manguera métricas o estándar con roscas M5, 1/8, ¼, 3/8 y ½. Con roscas tipo R, NPT y G. Así como, para mangueras métricas: 4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 14 mm y 16 mm. Cómo opciones en estándar 1/8”, 5/32”, ¼”, 5/16”, 3/8” y ½”. Tipos de conexiones neumáticas 

Conexión neumática codo con rosca macho | XPC



Conexión neumática recta con rosca macho | XPL



Conexión neumática recta con rosca hembra | XPCF



Conexión neumática unión codo | XPV



Conexión neumática unión recta | XPU



Conexión neumática en TEE | XPE



Conexión neumática en YEE | XPY



Conexión neumática reducción unión | XPG



Regulador de flujo o caudal en línea | XPA



Regulador de flujo o caudal en codo | XJSC



Entre muchas otras.

No solo podrá adquirir los conectores neumáticos, también podrá comprar con nosotros la manguera neumática o tubing neumático. Le ofrecemos manguera de poliuretano y tubing de nylon desde 1 metro hasta rollos completos. Contamos con variedad de colores para facilitar la identificación en sus sistemas. Si usted realiza gabinetes con componentes neumáticos, los diferentes colores de manguera le apoyaran para la identificación. De igual manera, los diferentes tipos de conectores para aire que manejamos le permitirán realizar su conexión de mejor manera.

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Imagen: Elementos de conexión Fuente: https://www.romecoindustrial.com/2018/04/24/conexion-neumatica-racorneumatico/#:~:text=Conexi%C3%B3n%20neum%C3%A1tica%2C%20tambi%C3%A9n%20c onocida%20como,unidades%20de%20mantenimiento%2C%20entre%20otros.

1.39 Convertidores neumáticos 

Convertidor I/P para montaje en carril DIN serie PC13 Señal de entrada: 4-20 mA ó 0-10 V. Señal de salida: 3-15 psi, 2-18 psi, 2-10 psi ó 4-30 psi. Protección ambiente: IP20. Opción ATEX: No disponible.



Convertidor I/P para montaje en campo y carril DIN serie PC15 Señal de entrada: 4-20 mA ó 0-10 V. Señal de salida: 3-15 psi, 2-18 psi, 2-20 psi ó 4-30 psi. Protección ambiente: IP55 (IP65 opcional). Opción ATEX: Disponible EEx ia, modelo PC15.1



Convertidor I/P para montaje en campo y carril DIN serie PC18

Imagen: CONVERTIDORES NEUMÁTICOS Fuente:

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https://www.google.es/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.induvalma.es%2Fconvertidoresneumaticos.html&psig=AOvVaw3GONU7iTItzGD8okOU8pW&ust=1618758158034000&source=images&cd=vfe&ved=0CAkQjhxqFwoTC KD0o5jGhfACFQAAAAAdAAAAABAD

1.40 Convertidor o tanque hidroneumático La limitación atribuida a la neumática es la compresibilidad del aire, la que repercute como tal en mayor o menor grado en la regulación de bajas velocidades en los actores. Dicha limitación puede ser salvada con ayuda de la hidráulica, es decir, que ambas tecnologías (hidráulica y neumática) se complementan permitiendo la regulación de avances

uniformes

bajas

velocidades,

través

los dispositivos

hidroneumáticos (convertidores). El término convertidor (dispositivos hidroneumáticos) se refiere a lo que transforma energía; en este caso energía neumática a hidráulica de baja presión, para ser utilizado en un actuador. Entre ellos, podemos nombrar los siguientes: 

Convertidor o tanque hidroneumático: 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 este 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.



Cilindro freno auxiliar-hidrorregulador: 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. –



Multiplicador de presión:

En los multiplicadores de presión se transforma una presión de aire en otra presión de aceite (u otro fluido incompresible) más elevada.

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Imagen: Convertidor o tanque hidroneumático Fuente: https://www.google.es/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.amazon.com%2F%2Fes%2FTruper-hidr-1-11-GPM-sistemastanque%2Fdp%2FB00UY26OP4&psig=AOvVaw0yT74CNK4OItdzLgVlsRV&ust=1618758458081000&source=images&cd=vfe&ved=0CAkQjhxqFwoTCMDooqjHhf ACFQAAAAAdAAAAABAD

1.41 Cilindro freno auxiliar hidro regulador Bomba Auxiliar de Frenos o Cilindro Auxiliar La bomba auxiliar es el elemento crítico del ensamble del tambor de freno. Contiene pistones activados por el líquido de frenos para presionar las zapatas (fricciones) contra los tambores para desacelerar la rueda.

Image: Bomba Auxiliar de Frenos o Cilindro Auxiliar Fuente: https://www.monografias.com/trabajos72/sistema-frenos-hidraulicos/image006.jpg

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Capítulo IV 1.

Variadores de frecuencia y transformación

Por Benjamín Cu 1.1

Circuito General Rlc 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). Reactancia. Cuando en un circuito de corriente alterna en el que se encuentran conectados capacitores e inductores circula una corriente, en estos elementos surge una oposición al paso de dicha corriente debido a que la energía es almacenada de forma alternativa, liberada en forma de campo magnético, en el caso de las bobinas, o de campo eléctrico, en el caso de los condensadores. Esto produce un desfasage entre la corriente y la tensión. Este desfase hace disminuir la potencia entregada a una carga resistiva conectada tras la reactancia sin consumir energía. Si se analiza el comportamiento de la corriente y la tensión de forma vectorial en circuitos puramente inductivos y capacitivos, se aprecia que los vectores surgen en sentido opuesto sobre el eje imaginario. Dando como resultado que: X = XL - XC. Según el valor que tome la reactancia podemos decir que es inductivo, capacitivo. Oh resistivo. X> 0 el circuito es inductivo X <0 el circuito es capacitivo X = 0 el circuito es resistivo Las bobinas y condensadores reales presentan una resistencia asociada, que en el caso de las bobinas se considera en serie con el, y en el caso de los condensadores en paralelo.

Página 225 de 247

Reactancia inductiva y capacitiva. Fuente: https://www.ecured.cu/Reactancia_el%C3%A9ctrica

1.2

Rlc En Serie En un circuito en serie RLC que contiene una resistencia, un inductor y un

condensador de la fuente de voltaje V S es la suma de fasores se compone de tres componentes, V R , V L y V C con la corriente común a los tres. Puesto que la corriente es común a los tres componentes se utiliza como la referencia horizontal en la construcción de un triángulo de tensión. La impedancia del circuito es la oposición total al flujo de corriente. Para un circuito en serie RLC, y el triángulo de impedancia puede ser dibujado por la división de cada lado del triángulo de tensión por su actual, I . La caída de tensión a través del elemento resistivo es igual a I x R , la tensión en los dos elementos de reactivo es I X X = I x X L - I x X C mientras que el voltaje de la fuente es igual a I x Z El ángulo entre. V S y que será el ángulo de fase, θ. Cuando se trabaja con un circuito en serie RLC contiene múltiples resistencias, de la capacidad o de puros o impuros inductancia, que pueden ser todo añadieron juntos para formar un solo componente. Por ejemplo se añaden todas las resistencias en conjunto, R T = (R 1 + R 2 + R 3 ) ... etc o la totalidad de la inductancia L T = (L 1 + L 2 + L 3 ) , etc ... de esta manera un circuito que contiene muchos elementos pueden reducirse fácilmente a una sola impedancia.

Circuito RCL en serie. Fuente: http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2016/06/circuito-rlc-en-serieanalisis-de.html

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En el siguiente tutorial sobre circuitos RLC en paralelo vamos a ver la relación tensiónintensidad de los tres componentes conectados entre sí en esta ocasión en una configuración de circuito en paralelo cuando se aplica una forma de onda sinusoidal de CA en estado estacionario junto con la representación de un diagrama de fasores correspondientes. También introduciremos el concepto de admisión por primera vez. Circuito RLC en serie Ejemplo No1 Un circuito en serie RLC que contiene una resistencia de 12Ω , una inductancia de 0,15H y un condensador de 100uF están conectados en serie a través de una 100V, 50Hz. Calcular la impedancia total del circuito, la corriente de los circuitos, factor de potencia y dibujar el diagrama de fasores de tensión.

Reactancia inductiva, X L .

Reactancia capacitiva, X C .

Circuito de impedancia, Z .

Circuitos de corriente, I .

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Voltajes a través del circuito RLC serie, V R , V L , V C .

Circuitos factor de potencia y ángulo de fase, θ .

Diagrama fasorial.

Desde el ángulo de fase θ se calcula como un valor positivo de 51,8 o la reactancia total del circuito debe ser inductiva. Como hemos tomado el vector de corriente como nuestro vector de referencia en un circuito en serie RLC, entonces la corriente "desfases" el voltaje de la fuente de 51,8 o por lo que podemos decir que el ángulo de fase se está quedando como lo confirma nuestra expresión mnemotécnica "ELI" .

1.3

Rlc En Paralelo

Circuito RCL en paralelo. Fuente: http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2016/06/paralelo-circuito-rlcy-analisis-

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del.html#:~:text=La%20impedancia%20total%2C%20Z%20de,RLC%20en%20paralelo%20a% 20continuaci%C3%B3n. En el circuito paralelo RLC anterior, podemos ver que la tensión de alimentación, V S es común a los tres componentes, mientras que la corriente de suministro I S consta de tres partes. La corriente que fluye a través del resistor, I R , la corriente fluye a través del inductor, I L y de la corriente a través del condensador, I C . Pero la corriente que fluye a través de cada rama y por lo tanto cada componente será diferente entre sí y a la corriente de alimentación, I S . La corriente total absorbida de la red no será la suma aritmética de las tres corrientes de las ramas individuales, sino su suma vectorial. Al igual que el circuito en serie RLC, podemos resolver este circuito utilizando el método de fasor o vector pero esta vez el diagrama vectorial a tener la tensión como referencia con los tres vectores de corriente representan con respecto a la tensión. El diagrama fasor para un circuito RLC en paralelo se produce combinando juntos los tres fasores individuales para cada componente y la adición de las corrientes vectorialmente. Dado que el voltaje a través del circuito es común a los tres elementos de circuito podemos usar esto como el vector de referencia con los tres vectores de corriente en relación con este dibujadas en sus ángulos correspondientes. El vector resultante I S se obtiene mediante la suma de dos de los vectores, I L y I C y luego añadir esta suma al vector restante I r . El ángulo resultante obtenido entre V y I S será el ángulo de fase de circuitos como se muestra a continuación. Ejemplo paralelo Circuito RLC No1 Un 1k resistencia, un 142mH bobina y un 160uF condensador están conectados en paralelo a través de una 240V, 60Hz. Calcular la impedancia del circuito RLC en paralelo y la corriente absorbida de la red. Impedancia de un circuito paralelo RLC

Circuito RCL analizado en Ejemplo paralelo Circuito RLC No1. Fuente: http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2016/06/paralelo-circuito-rlcy-analisis-

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del.html#:~:text=La%20impedancia%20total%2C%20Z%20de,RLC%20en%20paralelo%20a% 20continuaci%C3%B3n.

En un circuito de CA, la resistencia no es afectada por la frecuencia, por lo tanto R = 1 kW de Reactancia inductiva, ( X L ):

Reactancia capacitiva, ( X C ):

Impedancia, ( Z ):

Corriente de alimentación, ( Is ):

1.4

Ramas Rl Y Rc En Paralelo Llamaremos circuitos mixtos en corriente alterna a los circuitos que tienen dos o más

ramales en paralelo, cada uno de los cuales, a su vez, es un circuito en serie de dos o tres de los elementos posibles. La resolución de este tipo de circuitos se hace resolviendo cada ramal, por separado, mediante los conceptos de los circuitos serie para determinar las ecuaciones de sus intensidades; luego, con ellos, mediante el método de superposición de oscilaciones se determina la intensidad total del circuito. Como muestra analizaremos el circuito de la figura

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Imagen: Ejemplo de circuito RCL mixto. Fuente: https://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-rlc-paralelo.html

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1.5

Potencia Y Factor De Potencia Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un

líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”. Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica. La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”. ¿Para que sirve el Factor de Potencia? El factor de potencia sirve para medir la eficiencia de su consumo eléctrico, a la hora de convertirlo en potencia útil, como luz, calor o movimiento mecánico. Potencias Potencia Activa. La potencia activa, es la que representa la capacidad de un circuito para poder realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Potencia Aparente. La potencia reactiva es un tipo de potencia eléctrica, que absorben de la red algunos equipos eléctricos pero que luego la devuelven, por lo que no supone un consumo, aunque sí hay que generarla y transportarla hasta los equipos.

Imagen: Ejemplo de Factor de potencia. Fuente: https://www.areatecnologia.com/electricidad/factor-de-potencia.html ¿Donde se pierde esta energía? La energía eléctrica que se pierde en los receptores se pierde por culpa de las bobinas (hilo de cable enrollado) que algunos receptores llevan y que son necesarias para su funcionamiento. Fórmula Factor de Potencia

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Circuitos Lineales.En los circuitos lineales, las corrientes y tensiones son perfectamente senoidales.

No lineales. En los 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 tasa de distorsión armónica (THD). En este caso la potencia aparente no estaría únicamente compuesta por P y Q, sino que aparece una tercera componente suma de todas las potencias que genera la distorsión. Denominada .

Valor Ideal. El factor de potencia puede tomar valores entre 0 y 1, el valor ideal es igual a 1, esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la 1 significa mayor consumo de energía para producir un trabajo útil.

1.6

Alternadores Conexiones De Generadores En Paralelo En la generación de energía eléctrica el uso de generadores es la parte principal de

todo el proceso, hasta cierto punto se podría decir que es el corazón del proceso de generación. Se conocen diferentes conexiones prácticas muy usadas en la actualidad, pero la más confiable y recomendada es el paralelo de generadores para tener un control más preciso de la energía generada así mismo como para mejorar su confiabilidad en caso de falla.

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A continuación, se tratan los principales puntos de dicho tema: PROCEDIMIENTO GENERAL PARA CONECTAR GENERADOR EN PARALELO Primero utilizando 3 o más voltímetros se debe ajustar la corriente de campo del generador en aproximación (generador a acoplar) hasta que su voltaje en los terminales sea igual al voltaje en línea del sistema en operación. Segundo, la secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la secuencia de fase del sistema en operación. Una forma de comprobar esto es conectando un motor de inducción a cada generador y si giran en el mismo sentido entonces la secuencia de fases es igual. Otra opción es el método de las tres lámparas que se muestra en la fig.2. Para esta comprobación primero se arranca la máquina por medio del motor primario (turbina de vapor, motor diesel, etc.) teniendo en cuenta que se deben prender y apagar al mismo tiempo las tres lámparas, esto indica que existe la misma secuencia de fase, si se prenden y apagan muy rápido es que las frecuencias son diferentes, lo cual se soluciona subiendo la velocidad del motor primario aumentando el flujo con el reóstato de campo. Si prenden y apagan en desorden es indicador de que no tienen la misma frecuencia de fases, lo cual se soluciona intercambiando la secuencia de fases del alternador hacia la red.

Imagen: Fig.2 Método de las tres lámparas Fuente: https://www.monografias.com/trabajos87/paralelo-generadores/paralelogeneradores.shtml#procedimia

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Imagen: Fig.3 Secuencia de fases. Fuente: https://www.monografias.com/trabajos87/paralelo-generadores/paralelogeneradores.shtml#procedimia

1.7

Característica Nominales La aparamenta debe diseñarse para funcionar con los datos de la red (magnitudes

nominales) correspondientes al lugar de utilización: 

Tensión nominal: la tensión nominal es una magnitud característica en base a la que se dimensionan los medios de servicio en lo referente a la tensión a la frecuencia de la red. Frente a esto, la tensión de servicio es la tensión aplicada en la realidad.



Intensidad nominal de servicio: la intensidad nominal de servicio es una magnitud característica, para la cual se diseñan los medios de servicio en lo referente al calentamiento admisible.

Imagen: Redes electricas.

Fuente: https://www.monografias.com/trabajos87/paralelo-generadores/paralelogeneradores.shtml#procedimia 

Impulso de corriente nominal: el máximo valor instantáneo de la corriente de cortocircuito es el impulso de la corriente de cortocircuito. De acuerdo con

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este impulso de corriente de la red se indica para los medios de servicio un impulso nominal, que es determinante para la solicitación dinámica (para aparatos de maniobra en estado de conexión). 

Tensión alterna nominal soportable UrW: valor eficaz prescrito de una tensión alterna sinusoidal, que debe soportar un medio de servicio bajo condiciones preestablecidas durante un tiempo determinado, normalmente no mayor de un minuto (ensayo de tensión alterna de breve duración). En los anexos del tema se definen y describen con detalle el resto. La siguiente figura muestra las magnitudes nominales, según las cuales han de diseñarse los aparatos de maniobra.

Términos de voltaje de sistemas. 

Voltaje del sistema. La raíz media cuadrática (rms) del voltaje de fase a fase de una porción de un sistema eléctrico de corriente alterna. Cada sistema de voltaje pertenece a una porción del sistema que es limitado por los transformadores o el equipo en utilización. (Todos los voltajes a continuación son voltajes rms fase a fase o fase a neutro.)



Voltaje nominal del sistema. El voltaje por el que una porción del sistema se designa y unas características características de funcionamiento del sistema que están relacionados. Cada sistema de voltaje nominal pertenece una porción del sistema que es limitada por transformadores o el equipo en utilización.



Sistemas de voltaje máximo. Los altos voltajes que ocurren en sistemas bajo condiciones de operación normal, y el alto voltaje del sistema para el equipo y otros componentes se diseñan para el funcionamiento continuo satisfactorio sin reducción de cualquier tipo. Definiendo el voltaje máximo del sistema, transitorios de voltajes y los sobre voltajes temporales causados por condiciones anormales del sistema como fallas, eliminación de cargas y otras anormalidades similares son incluidas. Sin embargo los transitorios de voltaje y los

sobre

voltajes

temporales

pueden

afectarlas

operaciones

funcionamiento del equipo y son consideradas en las aplicaciones de losequipos. 

Voltaje de servicio. El voltaje en el punto donde el sistema eléctrico de la fuente y el sistema eléctrico del usuario están conectados.



Voltaje de utilización. El voltaje de utilización en los terminales de línea del equipo.

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1.8



Voltaje nominal de utilización.



Valor nominal de voltaje de cierto equipo de utilización usado en el sistema.

Perdidas Y Eficiencia Se entiende por eficiencia energética eléctrica, la reducción de las potencias y

energías demandadas

sistema

eléctrico sin

que

afecte

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. En definitiva, un estudio de ahorro y eficiencia energética comporta tres puntos básicos: 

Ayudar a la sostenibilidad del sistema y medio ambiente mediante la reducción de emisiones de CO2 al reducir la demanda de energía



Mejorar la gestión técnica de las instalaciones aumentando su rendimiento y evitando paradas de procesos y averías



Reducción, tanto del coste económico de la energía como del de explotación de las instalaciones

Desde un punto de vista técnico, para la realización de una instalación eléctrica eficiente se plantean cuatro puntos básicos: 

Gestión y optimización de la contratación



Gestión interna de la energía mediante sistemas de medida y supervisión



Gestión de la demanda



Mejoras

de la

productividad

mediante

el control

y eliminación

perturbaciones Pérdidas y eficiencia de las máquinas eléctricas rotativas La potencia de salida que ofrecen las máquinas eléctricas rotativas es menor que la potencia de alimentación que se les suministra, llamada potencia suministrada. La diferencia entre la potencia de salida y la suministrada son las pérdidas. Su fórmula es la siguiente: Psuminstrada – Psalida : Pérdidas La potencia de salida de un generador eléctrico es la potencia eléctrica que entrega, es decir: la potencia útil. La potencia suministrada o total es la potencia

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mecánica de entrada: la potencia mecánica que absorbe la máquina para poder generar electricidad. Dentro de una máquina eléctrica rotativa, las pérdidas más significativas son: 

Pérdidas mecánicas. Causadas por el rozamiento entre las piezas móviles y por la ventilación o refrigeración interior de los devanados.



Pérdidas eléctricas o pérdidas en el cobre. Se producen en el circuito eléctrico y en sus conexiones y son debidas al efecto Joule.



Pérdidas magnéticas o pérdidas en el hierro. Dependen de las variaciones que se producen en los campos magnéticos y de la frecuencia.

El cociente entre la potencia de salida (también llamada potencia útil) y la potencia suministrada (también llamada potencia total o absorbida) es la eficiencia. Esta eficiencia se expresa en tanto por ciento (%): n = (Potencia útil / Potencia total) · 100

Imagen: Perdidas y eficiencia de un motor. Fuente: https://coparoman.blogspot.com/2014/09/eficiencia-del-motor-electrico.html

Página 238 de 247

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Página 241 de 247

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Circuitos Automaticos y de Potencia https://como-funciona.co/una-bobina/

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