Electrónica de Potencia

1. Electrónica de Potencia UNIDAD Nº 3 Verificar funcionamiento de los relevadores de acción momentánea, de uso pesado y temporizados. Prof.. Martín Hernández Macías

2. TEMARIO UNIDAD III 1.-Verificar el funcionamiento de los sensores de proximidad inductivos y capacitivos. 2.-Verificar el funcionamiento de los relevadores de acción momentánea, de uso pesado y temporizados. 3.- Representar, por diagrama de contactos, circuitos de control electrónico. Prof.. Martín Hernández Macias

3. Prof.. Martín Hernández Macias

4. Potencia baja, media y alta Prof.. Martín Hernández Macias

5. Accionadores: control electrónico de motores Prof.. Martín Hernández Macías

6. Dentro de los dispositivos electrónicos de potencia, podemos citar: los diodos y transistores de potencia, el tiristor, así como otros derivados de éstos, tales como los triac, diac, conmutador unilateral, transistor uniunión o UJT y el diodo Shockley. El componente básico del circuito de potencia debe cumplir los siguientes requisitos : Tener dos estados claramente definidos, uno de alta impedancia (bloqueo) y otro de baja impedancia (conducción). Poder controlar el paso de un estado a otro con facilidad y pequeña potencia. Ser capaces de soportar grandes intensidades y altas tensiones cuando está en estado de bloqueo, con pequeñas caídas de tensión entre sus electrodos, cuando está en estado de conducción. Ambas condiciones lo capacitan para controlar grandes potencias. Rapidez de funcionamiento para pasar de un estado a otro. Prof.. Martín Hernández Macias

7. SENSOR DE PROXIMIDAD El sensor de proximidad es un transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor. Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Entre los sensores de proximidad se encuentran: Sensor capacitivo Sensor inductivo Sensor fin de carrera Sensor infrarrojo Sensor ultrasonico Sensor magnetico Sensores de humedad Prof.. Martín Hernández Macias

8. Sensor capacitivo La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector. Los detectores capacitivos están construidos en base a un oscilador RC. Debido a la influencia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificación se incrementa haciendo entrar en oscilación el oscilador. El punto exacto de ésta función puede regularse mediante un potenciómetro, el cual controla la realimentación del oscilador. La distancia de actuación en determinados materiales, pueden por ello, regularse mediante el potenciómetro. La señal de salida del oscilador alimenta otro amplificador, el cual a su vez, pasa la señal a la etapa de salida. Cuando un objeto conductor se acerca a la cara activa del detector, el objeto actúa como un condensador. El cambio de la capacitancia es significativo durante una larga distancia. Si se aproxima un objeto no conductor, (>1) solamente se produce un cambio pequeño en la constante dieléctrica, y el incremento en su capacitancia es muy pequeño comparado con los materiales conductores Prof.. Martín Hernández Macias

9. SIMBOLOGIA SENSORES DE 2 HILOS Prof.. Martín Hernández Macias

10. SENSOR INDUCTIVO Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando un campo magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse en él los objetos de detección férricos y no férricos. El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un oscilador, un sensor de nivel de disparo de la señal y un circuito de salida. Al aproximarse un objeto "metálico" o no metálico, se inducen corrientes de histéresis en el objeto. Debido a ello hay una pérdida de energía y una menor amplitud de oscilación. El circuito sensor reconoce entonces un cambio específico de amplitud y genera una señal que conmuta la salida de estado sólido o la posición "ON" y "OFF". El funcionamiento es similar al capacitivo; la bobina detecta el objeto cuando se produce un cambio en el campo electromagnético y envía la señal al oscilador, luego se activa el disparador y finalmente al circuito de salida hace la transición entre abierto o cerrado Prof.. Martín Hernández Macias

11. Prof.. Martín Hernández Macias

12. AUTOMATISMOS • AUTOMATISMOS: Mecanismos capaces de ejecutar tareas repetitivas y de controlar determinadas operaciones sin la intervención de un operador humano • En nuestra vida diaria nos encontramos rodeados de automatización: ascensor, calefacción • Se realizan automatismos para dar soluciones a problemas técnicos, económicos o de carácter humano. • Eliminar tareas humanas peligrosas, indeseables repetitivas haciendo que las ejecuten las máquinas • Mejorar la productividad adaptando la máquina a criterios de producción rendimiento y calidad. • Facilitar el cambio de una producción a otra. • Reforzar la seguridad,vigilando y controlando las instalaciones y máquinas. APLICACIONES ·Industria:Control de producción y fabricación ·Agricultura,ganadería y pesca: Control invernaderos, de riego, piscifactorías.. ·Servicios Básicos:Alimentación eléctrica, sistemas de agua, de calefacción.. ·Comunicaciones:Sistemas y centrales telefónicas ·Domótica: Sistemas de seguridad, iluminación automática.. ·Comercio: Iluminación, ascensores,.. ·Transporte: Señalización tráfico, radar.. Prof.. Martín Hernández Macías

13. APARATOS Y ELEMENTOS ELÉCTRICOS Unainstalación eléctricapara un automatismo, por sencilla que sea, consiste en uncircuito en que hay distintos componentes conectados entre sí por medio de conductores. Circuito eléctrico se define como el camino recorrido por la electricidad Los elementos principales y básicos de todo circuito eléctrico son: • Suministrador de electricidad, llamado Generador nosotros nos referiremos a la red eléctrica que llega al taller o vivienda (230-400 v) • Receptor de electricidad es aquel aparato que recibe electricidad : lámparas, motores, resistencias de calefacción, resistencias de hornos.. • Elementos de mando, es decir los aparatos que nos permiten manejar el circuito –conectar/desconectar el circuito • Elementos de protección son aparatos que protegen a las personas y a los aparatos • Conductores que son los cables que unen los distintos aparatos y permiten que circule la electricidad por el circuito Todo circuito puede representarse gráficamente en forma de esquemas en que aparecen todos los componentes y las conexiones entre ellos. Los aparatos y componentes se dibujan en los esquemas mediante SÍMBOLOS que son el lenguaje o idioma para poder entenderse los técnicos eléctricos entre sí Prof.. Martín Hernández Macías

14. RED ELÉCTRICA • La electricidad llega al taller por conductores eléctricos: cables • Los conductores o cables son hilo/hilos de cobre que llevan una protección plástica de distintos colores. Los colores de los conductores son importantes y son parte del código de la electricidad: • Cable color NEGRO lleva electricidad, tensión y es conductor de FASE • Cable color MARRÓN lleva electricidad, tensión y es conductor de FASE • Cable color GRIS lleva electricidad, tensión y es conductor de FASE Cable color AZUL no debe llevar electricidad y es conductor NEUTRO Prof.. Martín Hernández Macías

15. APARATOS DE MANDO , REGULACIÓN Y CONTROL Estos aparatos nos permiten el manejo de las instalaciones. APARATOS DE MANDO..-se denominan así a los interruptores, pulsadores, conmutadores , selectores.. Diferenciamos tres tipos de aparatos de mando: • Aparatos de mando Permanente: Son aquellos que al ser accionados permanecen en su nueva posición hasta que se actúe nuevamente sobre ellos para devolverles a su posición inicial. Como ejemplo tenemos los selectores o conmutadores que se mantienen en la posición seleccionada hasta que se actúe de nuevo sobre ellos y pueden conectar uno o varios circuitos.   • Aparatos de mando Instantáneo (a Impulsos).-Son aquellos que una vez accionados recuperan la posición inicial en el momento en que se deja de actuar sobre ellos. Como ejemplo claro los Pulsadores Se sitúan en el interior de cajas llamadas cajas de pulsadores que son de aluminio colado o poliéster con fibra de vidrio. SEÑALIZACIÓN.-Para indicar el funcionamiento o avería de un equipo o parte de él se usan lámparas o pilotos de diferentes colores e incluso avisos acústicos. Balizas de señalización Prof.. Martín Hernández Macías

16. INTERRUPTORES DE POSICIÓN -FINALES DE CARRERA • Dispositivos electromecánicos de conmutación (conexión-desconexión), no accionados manualmente, muy parecidos a los pulsadores y que son accionados por elementos o componentes de las máquinas. Existen diferentes formas constructivas. • Son una fuente de información sobre la presencia o ausencia de la máquina (posición, paso..) • Controlan el estado de una máquina, puesta en marcha, parada, ciclos, menor velocidad..uno de sus usos mas extendidos es el de limitador del desplazamiento de elementos móviles (ascensor, puentes-grúa) o para detectar la posición de elementos móviles. • Disponen de dos contactos 1 NA + 1 NC de movimiento solidario Prof.. Martín Hernández Macías

17. CONTACTOR - RELÉ • El CONTACTOR Es un Interruptor automático que realiza la conexión desconexión de instalaciones eléctricas y está siempre dentro del cuadro eléctrico, para que funcione debe recibir la orden de un pulsador o interruptor que pueden estar fuera del cuadro . • Hay muchos tipos de contactores llamados de potencia o de mando, y según el nº de contactos de 3 polos, de 4 polos....los hay que funcionan a c.a. los hay de c.c., Prof.. Martín Hernández Macías

18. ELECCIÓN DE CONTACTOR Su elección debe ser fundamentalmente según: • Las características del circuito o carga a controlar y tipo de corriente cc.ca • Las condiciones de trabajo: nº de maniobras por hora, cortes en vacío o en carga, Tª CATEGORÍAS DE EMPLEO de CONTACTORES en c. a • Categoría AC1:CONDICIONES DE SERVICIO LIGERAS Cargas no inductivas o débilmente inductivas. Hornos de resistencias, lámparas de incandescencia, calefacciones eléctricas..(NO MOTORES) • Categoría AC2:CONDICIONES DE SERVICIO NORMALES Arranque de motores con rotor bobinado e Inversión de sentido de marcha: Centrifugadoras Al cierre el contactor da una I a = 2,5 veces la I nominal del motor A la apertura el contactor debe cortar la I arranque con una Tensión inferior o igual a la Tensión de red. • Categoría AC3:CONDICIONES DE SERVICIO DIFÍCILES Arranque de motores con rotor en cortocircuito. Corte a motor lanzado compresores, grandes ventiladores.. Al cierre el contactor da una I arranque= 5 a 7 veces la I nominal del motor • Categoría AC4:CONDICIONES DE SERVICIO EXTREMAS Arranque de motores con rotor en cortocircuito. Inversión de marcha. Marcha a intermitencias: ascensores, grúas.. Al cierre el contactor da una I arranque= 5 a 7 veces la I nominal del motor Prof.. Martín Hernández Macías

19. PROTECCIÓN EN LAS INSTALACIONES Un elemento de protección es el encargado de detectar y/o eliminarlas posibles averías o incidentes en instalaciones eléctricas Las instalaciones eléctricas pueden sufrir incidentes que pueden estropear los receptores y el resto del equipo de la instalación e incluso la línea de alimentación.Los incidentes que son de origen eléctrico son : • La caída de Tensión • La sobretensión • La falta de una fase o desequilibrio de fases • Los cortocircuitos • Sobreintensidades (sobrecorrientes) o Sobrecargas: Corrientes eléctricas altas en tiempo indefinido • Cortocircuitos: Conexión directa de dos fases. Pueden provocar incendios • Defecto de Aislamiento: Unión de partes conductoras no activas (cuadros eléctricos ) con partes conductoras activas (fases) Sobretensiones: Fallos que proporcionan un voltaje superior al nominal Prof.. Martín Hernández Macías

20. TIPOS DE PROTECCIÓN  Para los equipos automáticos por contactores serán: Fusible • Los fusibles son la protección más conocida y simple en una instalación son cartuchos para una determinada tensión, intensidad y distintos tamaños,distintos usos, de cerámica, de cristal y que van colocados en portafusibles • *Deben cortar (detectar y eliminar) sobreintensidades no admisibles y cortocircuitos • *Los portafusibles+fusibles van dentro del cuadro eléctrico  Prof.. Martín Hernández Macías

21. RELÉS DE PROTECCIÓN-RELÉS TÉRMICOS • Es un elemento muy importante para completar la protección de los fusibles en una instalación automatismos, van conectados por unas patillas a los CONTACTORES RELÉS TÉRMICOS.RELÉS DE INTENSIDAD Se utilizan para proteger las máquinas contra Sobrecargas. Actúan cuando el valor de la intensidad que recorre el circuito está por encima del valor nominal de la máquina, sin llegar a ser elevado, pero se mantiene durante cierto tiempo. Principio de funcionamiento Se basa en la curvatura que experimenta una lámina bimetálica debido al calentamiento de modo que el desplazamiento de la lámina mueve unos contactos. RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL Son los que detectan un desequilibrio entre las fases, o un fallo o corte de alguna de ellas, como ocurre cuando funde un fusible y un motor trifásico permanece funcionando en dos fases. Este tipo de relés debe ir acompañado de fusibles para cortocircuitos. Prof.. Martín Hernández Macías

22. PORTAFUSIBLES+FUSIBLES L1, L2 y L3 es la red eléctrica trifásica F!F es como se llama a éstos elementos CONTACTOR Contactos de POTENCIA 1-2/3-4/5-6 Contacto para MANDO13-14 Salida a MANDO A1-A2 RELÉ TÉRMICO PROTECCIÓN Contactos de POTENCIA 1-2/3-4/5-6 Contacto para MANDO 95-96/97-98 MOTOR TRIFÁSICO Bornas de conexión U-V-W PULSADOR MARCHA S1Q es un contacto NA 3-4 Prof.. Martín Hernández Macías

23. ACTIVIDADES Competencia a desarrollar: 5.-Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 1.- SEMANA 1 DEL 08 AL 12 NOV 2011. Resaltar las ideas principales con marcatextos amarillo y hacer un resumen, de las paginas siguientes: a). Paginas 69 a la 73 (Transductores resistivos, Magnéticos y Capacitivos), del libro Instrumentación Industrial, Antonio Creus 5ta. Edición, Editorial Alfa omega, o de la 76 a la 81 de la 6ta. b). Paginas 924 a la 928, (Sensores de proximidad, Inductivos y Capacitivos), Libro Electrónica Industrial Moderna, Timothy J. Maloney, 5ta. Edición, Editorial Prentice Hall. Fecha de entrega 12 de Nov. de 2011, teniendo presente la calidad de presentación. Prof.. Martín Hernández Macias

24. SEMANA 2 DEL 15 AL 19 NOV. 2011 Investigar (equipos de 3 integrantes) en distribuidoras de material eléctrico el arrancador y protección recomendado para los motores trifásico siguientes: Con ayuda de la Web, ilustre la información para dar una presentación adecuada, enviar el dia 19 de Nov., al correo, cbtis50.prof.martin@gmail.com. Prof.. Martín Hernández Macias

25. Fuente de información: http://sensoresdeproximidad.galeon.com/#inductivo http://es.rs-online.com/web/p/sensores-de-proximidad-inductivos/2806490/ http://www.dte.uvigo.es/recursos/capacitivos/simbologia/_simbologia.htm Prof.. Martín Hernández Macias

26. Prof.. Martín Hernández Macias