Canal ElectroClub

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Blog dedicado a compartir conocimiento y experiencia laboral principalmente en temas de Electricidad Industrial.

25 de abril de 2019

Pruebas Basicas a un Motor Trifasico Utilizando un Multimetro digital

Existen diferentes tipos  de motores de corriente alterna (AC), cada uno con diferentes características operativas y mecánicas. En la actualidad el motor más común es el rotor tipo jaula de ardilla. Se llama jaula de ardilla porque su rotor se parece a la rueda de ejercicio que se encuentra en las jaulas de ardilla o hámsters.

Un motor jaula de ardilla típico, tiene seis cables distribuidos para formar tres bobinas o también llamados devanados. Si alguien trabaja con motores trifásicos de AC, es importante que conozca como conectar este tipo de motores, Estrella y Delta son las conexiones más utilizadas. Un técnico en mantenimiento industrial también debe saber cómo detectar un problema eléctrico cuando se presente.

Existen básicamente 4 problemas que pueden sufrir las bobinas del motor:

1) Bobina rota (resistencia de bobina sin valor o infinita).
2) Bobina cortocircuitada (bobinas cruzadas).
3) Bobina a tierra (fuga a tierra ).
4) Falla de aislamiento (fuga de corriente de una bobina a otra).

Todos los problemas anteriores se pueden detectar con un simple multímetro digital. Pero antes de indagar mas sobre las pruebas primero debes comprender cómo se conectan las bobinas a los seis bornes que existen en la caja de conexiones del motor. La fotografia de la izquierda muestra una caja de conexiónes tipica en un motor.




Como se puede observar exiten seis bornes dispuestos en dos filas, cada bobina tiene dos puntas por lo que  es fácil comprender que estos seis conductores separados forman tres pares, cada par es una bobina. Parecería lógico separar estos tres pares en un patrón vertical, pero no es así, en cambio los pares están ordenados  en un patrón cruzado como el que se muestra en la figura de abajo.

Ahora la pregunta del millón ¿por qué las bobinas están conectadas en un patrón cruzado y no de forma vertical? La respuesta es simple: para conectar fácilmente una conexión permanente. Una conexión permanente es cuando el motor está conectado siempre en Estrella o Delta y esta conexión no debe cambiarse durante la operación del motor. Generalmente sucede si utilizas un metodo de arranque a tension plena o si el motor es impulsado por un variador de frecuencia  o algún tipo de controlador electrónico como puede ser un arrancador suave. Una conexión permanente se realiza con tres puentes metálicos. Por ejemplo en una conexión estrella cada una de las tres lineas (R, S y T) están conectadas a los extremos de cada bobina del motor, las otra puntas de las bobinas están conectadas entre sí en un punto común para formar una (Y).





Supongamos ahora que el motor está conectado en Delta. En la conexión Delta el final de cada bobina se conecta con el inicio de otra. Las tres bobinas se conectan en forma de triángulo, creando así tres nodos. Cada línea de alimentación  se aplica a cada uno de los nodos. Una conexión delta se logra fácilmente al enlazar los tres puentes de forma vertical en la caja de conexiones.

Comprobación de las bobinas de un motor

Como primer punto el motor debe estar desconectado, significa que se deben retirar los puentes de la conexión Estrella o Delta, tampoco deben estar conectados los cables de alimentación. Cumpliendo lo anterior, todo lo que se tiene que hacer es tratar de encontrar los pares de bobinas en la caja de conexiones.


1) De acuerdo con la figura supongamos que comienzas desde la posición 1 y quieres encontrar su par. primero debes conectar una de las puntas del multímetro al borne 1 y luego conectar la punta sobrante del multímetro a los bornes A, B, C, 2, 3 y tierra (chasis del motor). Si el motor se encuentra en buen estado debes encontrar una resistencia cero o  infinita entre todos los cables y el chasis del motor, excepto en uno de los bornes, este cable no puede ser el cable A porque como dijimos las bobinas están conectadas en un patrón cruzado.
2) Repetir  el mismo proceso pero esta vez conectando una de las puntas del multímetro  al borne 2 y la segunda punta del multímetro a los bornes A, B, C, 3 y tierra. Tenga en cuenta que no necesitas probar entre 2 y 1, nuevamente debes encontrar una resistencia cero o infinita entre todos los cables y tierra, excepto en uno de los cables. Este cable no puede ser el borne 2 ni  tampoco puede ser el cable que se empareja con el borne 1 (encontrado en la medición anterior). 3) Finalmente repetir  el mismo procedimiento utilizando una de las puntas del multímetro en el borne 3 y la segunda punta  en los cables A, B, C y tierra. En este punto debes conocer exactamente cuál es el par del cable 3 puesto que solo queda una opción.

Por otro lado además puedes comparar las resistencias entre los pares, si todos son iguales, entonces tienes un motor con bobinas o devanados balanceados. Una tolerancia del 5% (y algunas veces el 10%) es generalmente aceptada. Si la diferencia es mayor esto podría significar que algunos cables de la bobina están en cortocircuito y la longitud total de la bobina es más corta. Este es el problema más difícil de identificar en un motor de este tipo. Generalmente si el motor tiene bobinas en corto no tomará mucho tiempo hasta que esta bobina específica se destruya totalmente.

RESUMEN 


  • SOLAMENTE debes encontrar la misma resistencia entre tres pares de cables.
  • Estos pares deben estar en patrón cruzado como se explicó antes.
  • Ninguna conexión debe tener (resistencia baja) entre todas las demás combinaciones.
  • Ninguna conexión debe tener (resistencia baja) entre los bornes y la tierra.


Para que te quede mas claro te dejo un VIDEO donde 
explico el procedimiento descrito en el presente articulo.


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20 de abril de 2019

Técnicas de Control en Motores Trifásicos de Inducción



















Motor de inducción

Un motor de inducción es un motor trifásico que consta de un  devanado estacionario conocido como estator y un rotor como parte  movil. Funciona según el principio del campo magnético giratorio, es decir la formación del flujo magnético a partir de las bobinas en cada una de las tres fases o líneas de alimentación,  lo que hace que el rotor gire. Un motor de inducción tiene la capacidad de arranque automático debido a la interacción entre el flujo del campo magnético giratorio y el flujo del rotor, a la vez también provoca una alta corriente del rotor a medida que aumenta el par. Como resultado el estator consume una mayor corriente, esto puede provocar el calentamiento del motor y eventualmente dañarlo. Para evitar esto, se necesita utilizar diferentes técnicas del control y arranque  de motores, hoy describiremos cuatro técnicas básicas.

¿Porque utilizar un método de arranque?

Cuando se suministra voltaje a los devanados del estator, el flujo del campo magnético giratorio y el flujo producido en los devanados del rotor debido a la fem, hace que el par del motor aumente, causando una alta corriente en el  rotor. Durante la aceleración real del motor a su velocidad máxima, el estator extrae una gran cantidad de corriente de la linea de alimentación principal. Esta corriente de arranque es de aproximadamente 5 a 6 veces más que la corriente de carga. Esta duración de tiempo puede ser de unos segundos o más. Esto hace que los equipos eléctricos se dañen debido a la creciente caída de voltaje en los sistemas eléctricos debido al flujo de corrientes más grandes a través del cable. Por esta razón, se necesita un método para arrancar el motor. 

Métodos de arranque

Según  el dispositivo conectado al motor para disminuir su corriente de arranque y gradualmente aumentar el voltaje a medida que el motor llega a su velocidad nominal. El método consiste en un conector que actúa como un interruptor para controlar el flujo de corriente al motor y una unidad de sobrecarga que mide el flujo de corriente a través del motor y controla la detención del motor en caso de que se exista una  gran corriente.
En este ocasión analizaremos cuatro técnicas o métodos de arranque básicos.
Arranque directo: Consiste en un simple botón pulsador que funciona de controlador.  Cuando se presiona el botón de arranque, el dispositivo que conecta el motor y la alimentación principal se cierra recibiendo todo el voltaje de alimentación. En caso de sobrecorriente se abre el contacto auxiliar deteniendo al motor. 

Control Reversible: Mismo caso que el arranque directo con la única diferencia de tener la posibilidad de cambiar el sentido de giro del motor.
Arranque suave: El arranque suave proporciona una solución confiable y económica al problema del cambio abrupto por conexión directa de los contactores, proporcionando una energía controlada  al motor, brindando así una aceleración y desaceleración suaves. El daño a los devanados y rodamientos se reduce, dando como resultado una vida útil prolongada del motor.
Control con Variador de Frecuencia: utilizar un variador de frecuencia es la solución eficaz para mejorar la eficiencia energética, reducir el consumo de energía y allargar la vida del motor.
A continuación un VIDEO donde explico en pocas palabras los rasgos más importantes de cuatro tipo de técnicas de control.

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15 de abril de 2019

Selección y Calculo de Componentes en una Fuente de Alimentación Lineal Parte 1


En el presente artículo, centraremos nuestra atención en los conceptos básicos de las fuentes de alimentación lineales y al final del articulo dejo el VIDEO donde explico como seleccionar los componentes de una fuente de alimentación. Todos los aparatos electrónicos requieren de alguna fuente de energía para funcionar y la fuente más conveniente de dicha energía es la que conectamos al contacto de la pared de nuestros hogares. Desafortunadamente, la mayoría de los circuitos electrónicos no pueden hacer uso de AC directamente. En su lugar, se requiere alguna forma de convertir la AC a CD.

Etapa de rectificación

Cuando se trata de circuitos electrónicos, la fuente de alimentación debe ser estable es decir con el factor de ondulación más pequeño como sea posible. La fuente de alimentación ideal es una batería (Porque tiene cero factor de ondulación), pero usar una batería no siempre es posible o práctico, afortunadamente la mayoría de los circuitos pueden tolerar la presencia de ondulación si está suficientemente atenuada. Una forma de minimizar la ondulación es utilizando un rectificador de onda completa. Dicho circuito se muestra en la figura de abajo, el circuito consiste en un transformador  y cuatro diodos rectificadores.















Etapa de filtrado

Para minimizar la ondulación en cualquier tipo de circuito, se debe usar algún tipo de filtro. Para hacerlo se utiliza un capacitor electrolítico grande . Ese capacitor se carga con el voltaje máximo Vp, durante el primer semiciclo y entre picos se descarga lentamente a través de la carga. Pero existe una constante de tiempo para descargar sustancialmente antes de que aparezca el siguiente semiciclo y se recargue.












En la próxima entrega se hablará de la etapa de regulación y de como calcular el disipador para los reguladores,
Mientras tanto dejo el VIDEO donde explico cómo seleccionar y calcular los componentes de una fuente de alimentación de 12V DC a 1A


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10 de abril de 2019

Sensores de Proximidad Inductivos


¿Que es un sensor de proximidad inductivo?

Un sensor de proximidad inductivo puede detectar objetos metálicos que se acercan al sensor sin necesidad de tener contacto físico con el objetivo. Los sensores de proximidad inductivos se clasifican principalmente en los siguientes tres tipos y de acuerdo con su principio de funcionamiento: 1) oscilación de alta frecuencia generada mediante inducción electromagnética, 2) magnético utilizando un imán y 3) tipo de capacitancia mediante el cambio de propiedad de la capacitancia.

Principio de funcionamiento.

La bobina genera un campo magnético de alta frecuencia en el circuito de oscilación. Cuando un objeto metálico se acerca al campo magnético, una corriente de inducción (corriente de Foucault) fluye en el objetivo debido a la inducción electromagnética. A medida que el objeto se acerca al sensor, aumenta el flujo de corriente de inducción, lo que hace que aumente la carga en el circuito de oscilación. Entonces, la oscilación se atenúa o se detiene. El sensor detecta este cambio en el estado de oscilación con el circuito de detección de amplitud y emite una señal de detección.













¿Que sucede con los materiales no ferrosos?

El tipo de metal no ferroso se incluye en el tipo de oscilación de alta frecuencia. El metal no ferroso incorpora un circuito de oscilación en el que la pérdida de energía causada por la corriente de inducción que fluye en el objetivo afecta el cambio de la frecuencia de oscilación. Cuando un objeto de metal no ferroso, como el aluminio o el cobre, se acerca al sensor, la frecuencia de oscilación aumenta. Por otro lado cuando un objetivo de metal ferroso, como el hierro, se acerca al sensor, la frecuencia de oscilación disminuye. Cuando la frecuencia de oscilación llega a ser más alta que la frecuencia de referencia, el sensor emite una señal de detección.

También se puede resumir  la detección de un sensor inductivo en materiales magnéticos o no magnéticos Recordar que los objetos magnéticos son atraídos fácilmente por un imán, mientras que los objetos no magnéticos no lo son.


Características


Los sensores de proximidad inductivos solo pueden detectar objetos metálicos. No son capaces de detectar objetos no metálicos como el plástico, madera, papel y cerámica. A diferencia de los sensores fotoeléctricos que si lo hacen.
Pero en cambio los sensores de proximidad inductivos, si pueden detectar un objeto metálico a través de un plástico en ciertas circunstancias y aplicaciones.




Excelente resistencia ambiental.

Excelente resistencia ambiental.
Los sensores de proximidad inductivos son duraderos. Por ejemplo, todos los modelos de cabezal sensor cumplen los requisitos de IP67 al sellar el interior con material de relleno u otras medidas. 

Dado que estos sensores solo detectan objetos metálicos, la detección no se ve afectada por el polvo acumulado o salpicaduras de aceite o cualquier otra partícula dura o líquida en la cabeza del sensor.

Tipos de sensor PNP o NPN
columna
Los sensores de proximidad inductivos del tipo de dos tres y hasta cuatro hilos o cables permiten un cableado simplificado y se pueden usar para circuitos NPN y PNP. 

Otra ventaja es que su consumo de corriente es extremadamente bajo, como 1 mA .



A Continuación dejo un VÍDEO donde se explica como realizar pruebas dinámicas a los sensores inductivos con el fin de identificar que tipo de sensor es, muy útil cuando se pierde la especificaciones del sensor y es necesario reemplazarlo.


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