2.1 Motores de corriente directa y alterna Motores de corriente directa (DC): El motor de corriente continua (denominado tambin motor de corriente directa, motor CC o motor DC) es una mquina que convierte la energa elctrica en mecnica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la accin del campo magntico.Una mquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes. El estator da soporte mecnico al aparato y contiene los devanados principales de la mquina, conocidos tambin con el nombre de polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre ncleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilndrica, tambin devanado y con ncleo, alimentado con corriente directa mediante escobillas fijas (conocidas tambin como carbones).El principal inconveniente de estas mquinas es el mantenimiento, muy caro y laborioso, debido principalmente al desgaste que sufren las escobillas al entrar en contacto con las delgas.Algunas aplicaciones especiales de estos motores son los motores lineales, cuando ejercen traccin sobre un riel, o bien los motores de imanes permanentes. Los motores de corriente continua (CC) tambin se utilizan en la construccin de servomotores y motores paso a paso. Adems existen motores de CD sin escobillas.Es posible controlar la velocidad y el par de estos motores utilizando tcnicas de control de motores CD.Se Utilizan en casos en los que es de importancia el poder regular continuamente la velocidad del eje y en aquellos casos en los que se necesita de un toque de arranque elevado. Adems, utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente continua, como es el caso de trenes y automviles elctricos, motores para utilizar en el arranque y en los controles de automviles, motores accionados a pilas o bateras, etc. Para funcionar, el motor de corriente contina o directa precisa de dos circuitos elctricos distintos: el circuito de campo magntico y el circuito de la armadura. El campo (bsicamente un imn o un electroimn) permite la transformacin de energa elctrica recibida por la armadura en energa mecnica entregada a travs del eje. La energa elctrica que recibe el campo se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la corriente del campo magntico. Es decir ninguna parte de la energa elctrica recibida por el circuito del campo, es transformada en energa mecnica. El campo magntico acta como una especie de catalizador que permite la transformacin de energa en la armadura.. La armadura consiste en un grupo de bobinados alojados en el rotor y en un ingenioso dispositivo denominado colector mediante el cual se recibe corriente continua desde una fuente exterior y se convierte la correspondiente energa elctrica en energa mecnica que se entrega a travs del eje del motor. En la transformacin se pierde un pequeo porcentaje de energa en los carbones del colector, en el cobre de los bobinados, en el hierro (por corriente parsita e histresis), en los rodamientos del eje y la friccin del rotor por el aire.

Motores de corriente Alterna.Se denominamotor de corriente alternaa aquellosmotores elctricosque funcionan con este tipo de alimentacin elctrica (ver "corriente alterna"). Un motor es una mquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energa en energa mecnica de rotacin o par. Un motor elctrico convierte la energa elctrica en fuerzas de giro por medio de la accin mutua de los campos magnticos.Ungenerador elctrico, por otra parte, transforma energa mecnica de rotacin en energa elctrica y se le puede llamar una mquina generatriz de fem (fuerza elctrica motriz). Las dos formas bsicas son el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este ltimo ms correctamente llamado alternador.Todos los generadores necesitan una mquina motriz (motor) de algn tipo para producir la fuerza de rotacin, por medio de la cual un conductor puede cortar las lneas de fuerza magnticas y producir una fem. La mquina ms simple de los motores y generadores es el alternador.

Bajo el ttulo de motores de corriente alterna podemos reunir a los siguientes tipos de motor. Motor Sincrnico El Motor Asincrnico o de Induccin

El Motor SincrnicoEste motor tiene la caracterstica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Por ejemplo si la fuente es de 60Hz, si el motor es de dos polos, gira a 3600 RPM; si es de cuatro polos gira a 1800 RPM y as sucesivamente. Este motor o gira a la velocidad constante dada por la fuente o, si la carga es excesiva, se detiene. El motor sincrnico es utilizado en aquellos casos en que los que se desea velocidad constante. En nuestro medio sus aplicaciones son mnimas y casi siempre estn en relacionadas con sistemas de regulacin y control mas no con la transmisin de potencias elevadas. Como curiosidad vale la pena mencionar que el motor sincrnico, al igual que el motor de corriente directa, precisa de un campo magntico que posibilite la transformacin de energa elctrica recibida por su correspondiente armadura en energa mecnica entregada a travs del eje. A pesar de su uso reducido como motor, la maquina sincrnica es la mas utilizada en la generacin de energa elctrica por ejemplo, en las centrales hidroelctricas y termoelctricas mediante generadores sincrnicos trifsicos. Nota: la mquina sincrnica puede ser monofsica o trifsica.El Motor Asincrnico o de InduccinSi se realizara a nivel industrial una encuesta de consumo de la energa elctrica utilizada en alimentar motores, se vera que casi la totalidad del consumo estara dedicado a los motores asincrnicos.Estos motores tienen la peculiaridad de que no precisan de un campo magntico alimentado con corriente continua como en los casos del motor de corriente directa o del motor sincrnico. Una fuente de corriente alterna (trifsica o monofsica) alimenta a un estator. La corriente en las bobinas del estator induce corriente alterna en el circuito elctrico del rotor (de manera algo similar a un transformador) y el rotor es obligado a girar. De acuerdo a la forma de construccin del rotor, los motores asincrnicos se clasifican en: Motor Asincrnico de Rotor Bobinado Motor Asincrnico tipo Jaula de ArdillaMotor Asincrnico de Rotor BobinadoSe utiliza en aquellos casos en los que la transmisin de potencia es demasiado elevada (a partir de 200 KW) y es necesario reducir las corrientes de arranque. Tambin se utiliza en aquellos casos en los que se desea regular la velocidad del eje.Su caracterstica principal es que el rotor se aloja un conjunto de bobinas que adems se pueden conectar al exterior a travs de anillos rozantes. Colocando resistencias variables en serie a los bobinados del rotor se consigue suavizar las corrientes de arranque. De la misma manera, gracias a un conjunto de resistencias conectadas a los bobinados del rotor, se consigue regular la velocidad del eje. Un detalle interesante es que la velocidad del eje nunca podr ser superior que la velocidad correspondiente si el motor fuera sincrnico.Motor Asincrnico tipo Jaula de ArdillaFinalmente aqu llegamos al motor elctrico por excelencia. Es el motor relativamente ms barato, eficiente, compacto y de fcil construccin y mantenimiento.Siempre que sea necesario utilizar un motor elctrico, se debe procurar seleccionar un motor asincrnico tipo jaula de ardilla y si es trifsico mejor.Por otro lado, la nica razn para utilizar un motor monofsico tipo jaula de ardilla en lugar de uno trifsico ser porque la fuente de tensin a utilizar sea tambin monofsica. Esto sucede en aplicaciones de baja potencia. Es poco comn encontrar motores monofsicos de mas de 3 KW.La diferencia con el motor de rotor bobinado consiste en que el rotor esta formado por un grupo de barras de aluminio o de cobre en formas similar al de una jaula de ardilla.Otros MotoresHemos mencionado los motores elctricos de mayor uso en nuestro medio. Existen otros que son utilizados en casos especializados o domsticos. Entre ellos conviene destacar los siguientes: El motor universal El motor paso a pasoMotor universalTiene la forma de un motor de corriente continua en conexin serie. La principal diferencia es que es diseado para funcionar con corriente alterna. Se utiliza en los taladros, aspiradoras, licuadoras, lustradoras, etc. su eficiencia es baja (de orden del 51%), pero como se utilizan en maquinas de pequea potencia esta ineficiencia no se considera importante.Motor paso a pasoBsicamente consiste en un motor con por lo menos cuatro bobinas que al ser energizadas con corriente continua de acuerdo a una secuencia, origina el avance del eje de acuerdo a ngulos exactos (submultiplos de 360). Estos motores son muy utilizados en impresoras de microcomputadoras, en disqueteras en general, el sistema de control de posicin accionado digitalmente.

2.2 Transformadores Monofsico y Trifsico. Trifsicos

CaractersticasEs muy relevante hablar sobre las caractersticas de los transformadores trifsicos por lo cual se va a conocer las caractersticas para los transformadores comerciales para su determinada aplicacin:

Potencia nominal asignada en KVA Tensin Primaria y Secundaria Regulacin de tensin en la salida % Grupo de Conexin Frecuencia Temperatura Mximaambiente(si es > 40) Altitud de la instalacin sobre el nivel del mar (si es > 1000m)

Tipos de transformadoresLa tensin trifsica, es esencialmente unsistema de tres tensiones alternas, acopladas,(se producen simultneamente las 3 en un generador), ydesfasadas 120 entre si(o sea un tercio del Periodo).Estas tensiones se transportan por un sistema de 3 conductores (3 fases), o de cuatro (tres fases + un neutro). Por convencin las fases se denominan R, S, T, y N para el conductor neutro si existe.Cuando tenemos la necesidad de clasificar los tipos de transformadores tenemos que tomar en cuenta a qu situacin se la ira a utilizar este, pues por ello tenemos los siguientes:Dependiendo la relacin de transformacin [3]:

Transformador de potencia:Se utilizan para substransmisin y transmisin de energa elctrica en alta y media tensin. Son de aplicacin en subestaciones transformadoras, centrales de generacin y en grandes usuarios [4].

Caractersticas Generales: Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV. y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformador de distribucin.Se denomina transformadores de distribucin, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofsicos como trifsicos. Las aplicaciones tpicas son para alimentar a granjas, residencias, edificios oalmacenespblicos, talleres y centros comerciales

Caractersticas Generales:Se fabrican en potencias normalizadas desde 25 hasta 1000 kVA y tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV. Se construyen en otras tensiones primarias segn especificaciones particulares delcliente. Se proveen en frecuencias de 50-60 Hz.

Transformadores RuralesEstn diseados para instalacin mono poste en redes de electrificacin suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV. En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifsicos o como alternativa 3 monofsicos.Segn el sistema de refrigeracin "El calor producido por las prdidas se transmite a travs de un medio al exterior, este medio puede ser aire o bien lquido. La transmisin de calor se hace por un medio en forma ms o menos eficiente, dependiendo de los siguientes valores: La masa volumtrica. El coeficiente de dilatacin trmica. La viscosidad. El calor especific. La conductividad trmica.

Transformadores monofsicos

CARACTERSTICAS DE LOS TRANSFORMADORES ELCTRICOS MONOFSICOS

Transformador elctrico monofsico de ncleo cerrado de acero al silicio, donde se muestran dos devanados o enrollados de alambre de cobre desnudo, protegido con barniz aislante. Uno de esos corresponde al enrollado primario o de ENTRADA de la corriente alterna y el otro al enrollado secundario o de SALIDA de la propia corriente, una vez que el valor de la tensin ha sido aumentado o disminuido, de acuerdo con el tipo de transformador que se utilice, decir, si es reductor de tensin o si, por el contrario, es elevador de tensin.

Pequeo transformador reductor de voltaje sin la cubierta plstica de proteccin. Se pueden apreciar las espiras de alambre de cobre desnudo de uno de sus devanados o enrollados. El alambre de cobre utilizado, tanto en el.enrollado primario como en el secundario, se encuentra protegido por una capa de barniz aislante para evitar que se produzcan cortos circuitos entre las espiras.

Desde el punto de vista constructivo la mayora de los transformadores elctricos, independientemente de su tamao, poseen como mnimo dos devanados o enrollados de alambre de cobre desnudo protegido por una fina capa de barniz aislante. El grosor o dimetro del alambre utilizado para cada enrollado depender del flujo mximo decorriente elctricaen amperes (A) que debe soportar el transformador sin llegar a quemarse cuando le conectamos una resistencia, carga o consumidor elctrico, de acuerdo con el clculo que previamente realiz el fabricante cuando determin su capacidad de trabajo. Ambos enrollados van colocados alrededor de un ncleo de acero al silicio que forma parte del cuerpo del transformador.

En la mayora de los transformadores, el devanado que posee mayor nmero de vueltas generalmente corresponde alenrollado primario o de entrada Ede la corriente que se va a transformar y corresponde al voltaje ms alto. El devanado que posee menor nmero de vueltas es elenrollado secundario o de salida Sde la corriente elctrica ya transformada o modificada y corresponde al voltaje ms bajo. En este caso el transformador trabajar como "reductor de tensin".

En algunos transformadores los dos enrollados se encuentran situados uno junto al otro por separado, pero en la mayora de los casos despus que se ha colocado el primer enrollado alrededor del ncleo, se coloca el segundo encima de ste, manteniendo independientes las correspondientes conexiones exteriores de entrada y salida de lacorriente elctrica.

Transformador elctrico monofsico donde se muestran sus_dos enrollados. Como se observa, ambos enrollados_se.encuentran separados uno del otro, pero formando_parte del.mismo ncleo de acero al silicio. En el- enrollado primario o de entradaEse conecta la fuente. de suministro de. tensinde corriente alterna, mientras-que en el enrolladosecundarioo de salidaSse conecta-la carga, en este.caso una resistencia(R).

La carga o consumidor de energa elctrica se conecta siempre al transformador en el circuito correspondiente al enrollado secundario o de salidaS, ya sea ste reductor o elevador de tensin. La longitud y grosor del alambre de cobre del enrollado primario y secundario que utiliza, lo calcula el fabricante para que su salidaSpueda entregar la tensin y capacidad que requiere la carga que se le va a conectar, siempre que loswatt (W)okilowatt (kW)de consumo no superen lo admitido. Cuando el consumo en watt o kilowatt de la carga instalada supera la que puede soportar el transformador, en el mejor de los casos se produce una cada de voltaje en el enrollado de salida, mientras que en el peor uno o los dos enrollados se queman si la temperatura que produce la circulacin del flujo de la corriente en ampere (A) por dichos enrollados supera los lmites de seguridad que permite el barniz aislante del alambre de cobre. En ese caso las espiras del alambre se ponen en corto circuito y el transformador queda inutilizado para continuar prestando servicio, por lo ser necesario reponerlo por uno nuevo o sustituir en un taller los enrollados quemados. No obstante, esta ltima solucin resulta a veces ms costosa que comprar un transformador nuevo, sobre todo cuando son de pequeo tamao.

Por otra parte, el principio de funcionamiento de un transformador se basa en lainduccin electromagnticaque se produce en el enrollado secundario cuando por el primario circula una corriente alterna procedente de cualquier fuente de fuerza electromotriz.

Esta figura muestra el ncleo cerrado de acero al silicio de un.transformador elctrico, as como las lneas de fuerza () que lo.recorren cuando el enrollado primario o de entrada E se conecta a.una fuente de fuerza electromotriz de corriente alterna. Esas lneas.de fuerza refuerzan el campo magntico que produce el enrollado.primario, induciendo, a su vez, otra corriente elctrica en el.enrollado secundario. Esa tensin de salida S ser menor o mayor.dependiendo del tipo de transformador, o sea, si es reductor o.elevador. El ncleo de acero cerrado provoca el reforzamiento de.las lneas de fuerza magntica que lo recorren, lo que influye en la.reduccin del tamao del transformador y en la disminucin de su.peso total.

Existe tambin otro tipo de transformador de fuerza o potencia monofsico de diferente construccin, que consta de un solo devanado o enrollado colocado en un simple ncleo abierto de acero al silicio. Esta variante se denomina autotransformador y su principal caracterstica radica en que a partir de un punto determinado de su nico enrollado (generalmente el punto medio) parte una derivacin hacia el exterior para conectar la carga o consumidor en unos casos, o la fuente de suministro de corriente en otros, dependiendo si ste acta como reductor o como elevador de tensin.

En la ilustracin superior, la figura(A)representa el esquema de unautotransformadorfuncionando comoreductor de tensin. Se puede observar que la entradaEde la corriente est conectada a una fuente suministradora de energa elctrica,fuerza electromotriz (FEM)ocorriente alternade 220 volt, mientras que por la salidaSse obtiene una corriente transformada de una tensin o voltaje ms bajo, tambin alterno, de 110 volt. La figura(B)representa otro autotransformador en funcin deelevador de tensin. Como se puede apreciar, en su entrada tiene aplicada una tensin de 110 volt, mientras que en la salida se obtiene otra ms alta de 220 volt. Por otra parte, en la figura(C)se puede observar tambin otra variante de autotransformador, cuya caracterstica es la de recibir una tensin o voltaje determinada en el enrollado de entradaE, mientras que la salida proporciona varios valores de tensiones reducidas diferentes. Este autotransformador se denominavariabley en el caso del ejemplo recibe 220 volt en la entrada, mientras que en la salida se obtienen, indistintamente y por pasos, 6, 12, 36, 110, e incluso los mismos 220 volt aplicados en la entrada. Existe tambin otra variante deautotransformador con ncleo redondomuy utilizado en laboratorios de electricidad y electrnica, como el que se muestra en la figura(D). Este autotransformador permite variar la posicin de un cursor central de forma manual, lo que permite seleccionar diferentes valores de tensin, tanto en orden ascendente como descendente, desde 0 a 220 V o viceversa. Si en la figura del ejemplo se hace girar el cursor en direccin alsigno (+)el voltaje o tensin se incrementa hasta un mximo de 220 volt, mientras que en direccin inversa, o sea, girndolo en direccin alsigno ()se obtienen diferentes valores de voltajes en orden descendente a partir de 220 V, hasta llegar a 0.

ROIE Esta en el pdf que te mande igual.

Elementos elctricos de Control industrial Relevadores.

Elementos elctricos de control industrial

RelevadoresUn rel es un sistema mediante el cul se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido.

Tipos de rels Rels electromecnicos: o Convencionales o Polarizados o Reed inversores Rels hbridos Rels de estado slido

Estructura de un rel

En general, podemos distinguir en el esquema general de un rel los siguientes bloques: Circuito de entrada, control o excitacin. Circuito de acoplamiento. Circuito de salida, carga o maniobra.

Caractersticas generalesLas caractersticas generales de cualquier rel son: El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida. Adaptacin sencilla a la fuente de control. Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en el de salida. Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un rel se caracterizan por: En estado abierto, alta impedancia. En estado cerrado, baja impedancia.

Rels de tipo armadura

Son los ms antiguos y tambin los ms utilizados. El esquema siguiente nos explica prcticamente su constitucin y funcionamiento. El electroimn hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado)

Rels de Ncleo Mvil

Estos tienen un mbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva, por ello es til para manejar altas corrientes.Rel tipo Reed o de Lengeta

Estn formados por una ampolla de vidrio en cuyo interior estn situados los contactos (pueden ser mltiples) montados sobre delgadas lminas metlicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitacin de una bobina que est situada alrededor de dicha ampolla.

Rels Polarizados

Llevan una pequea armadura solidaria a un imn permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimn y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimn se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girar en sentido contrario, abriendo los contactos cerrando otro circuito ( o varios).

Rels de estado slidoUn rel de estado slido SSR (Solid State Relay) es un circuito electrnico que contiene en su interior un circuito disparado por nivel, acoplado a un interruptor semiconductor, un transistor o un tiristor. Por SSR se entender un producto

Smbolo electrnico del diodo semiconductor

Material N

Material P

Materiales semiconductoresEl termino semiconductor revela por s mismo una idea acerca de las caractersticas de este tipo de materiales ya que el prefijo semi se aplica en general a todo aquello que se encuentra entre la mitad de dos lmites. El trmino conductor se aplica a cualquier material que permita un flujo libre de corriente a travs del mismo debido a la aplicacin de un voltaje en sus terminales. Un aislante es un material que ofrece un nivel bajo de conductividad (o una alta resistencia) al flujo de corriente cuando se le aplica un voltaje en sus terminales. Por lo tanto un semiconductor es un material que tiene un nivel de conductividad ubicado en algn lugar entre las caractersticas de un aislante (de muy baja conductividad) y de un conductor. El Silicio (Si) y el Germanio (Ge) son materiales semiconductores que tienen la propiedad de cambiar sus caractersticas elctricas a travs de un proceso de impurificacin

Funcionamiento de un diodoLa principal caracterstica de un DSN (diodo semiconductor normal), elctricamente hablando, es que solo permite el paso de la corriente en un sentido, de nodo a ctodo, situacin que se presenta cuando es polarizado en forma directa o sea con el nodo conectado a la terminal positiva de una fuente de voltaje y el ctodo a la terminal negativa. Si se conecta en forma inversa, nodo a la terminal negativa y ctodo a la terminal positiva, se dice que el diodo esta polarizado en forma inversa y por lo tanto se opone al flujo de la corriente.

FORMA IDEAL

POLARIZACION DIRECTA

FORMA REAL

FORMA IDEAL

POLARIZACION INVERSA

FORMA REAL

El funcionamiento de un diodo semiconductor en forma ideal es similar al de un interruptor, es decir, el interruptor se encuentra activado cuando el diodo es polarizado en forma directa y desactivado cuando esta polarizado en forma inversa, o comnmente podemos decir que conduce cuando est encendido y no conduce cuando est apagado. Los diodos tienen muchas aplicaciones pero una de la ms comunes es el proceso de conversin de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.), en este caso se dice que el diodo se utiliza como rectificador Adems de los DSN existen otros diodos conocidos como diodos Zener, dispositivos usados para regular voltajes y los diodos LED (Light Emmited Diode), diodos emisores de luz, generalmente utilizados como sealizadores y ltimamente en funciones de iluminacin.

Para los rels de estado slido se pueden aadir Gran nmero de conmutaciones y larga vida til. Ausencia de ruido mecnico de conmutacin. Escasa potencia de mando, compatible con TTL y MOS. Insensibilidad a las sacudidas y a los golpes. Aislado de influencias exteriores por un recubrimiento plstico.

Rels electromecnicosEstn formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Tipos de rels electromecnicos