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Aplicacion Web - El Factor de Potencia en las instalaciones eléctricas.

Aplicacion Web - El Factor de Potencia en las instalaciones eléctricas.
En este artículo voy a intentar explicar el tema de una forma resumida y que sea entendible para todos los que no tengan conocimientos de electricidad, sin entrar en demasiados tecnicismos.

En un circuito eléctrico nos podemos encontrar básicamente con tres elementos capaces de consumir energía :
  • Resistencias : Son los elementos encargados de ofrecer oposición al paso de la corriente eléctrica. Según la Ley de Ohm I=U/R, la Intensidad (Amperios) en igual al Voltaje (Voltios) dividido por la Resistencia (Ohmios). La energía consumida por las resistencias es transformada en Calor, este fenómeno es conocido como Efecto Joule, y es la única energía que se consume en un circuito eléctrico. 
  • Condensadores : Se trata de elementos capaces de almacenar pequeñas cantidades de energía eléctrica y devolverla al circuito cuando la necesitemos. Los podemos encontrar en instalaciones de lámparas de descarga, como son los tubos fluorescentes.
  • Bobinas : Las Bobinas son necesarias para producir campos magnéticos, pero no producen ningún consumo de energía calorífica. Las bobinas devuelven al generador la energía que utilizan para generar el campo electromagnético capaz de hacer funcionar motores, contactores, lámparas de descarga, reactancias, etc. Aunque a efectos de estudio se considera que su resistencia es igual a cero, no hay que olvidar que estan formadas por conductores de cobre que tienen su propia resistencia.

Lógica cableada y lógica programada.

Lógica cableada y lógica programada.

La lógica cableada consiste en el diseño de automatismos mediante la utilización de circuitos cableados, utilizando para ello contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, relés contadores, válvulas óleo-hidráulicas y neumáticas, así como demás elementos según las necesidades demandadas por el cliente. Los circuitos cableados incluyen funciones de mando y control, de señalización, de protección y de potencia. Sin olvidar la correspondiente protección de la instalación mediante sus correspondientes elementos de protección, magnetotérmicos, guardamotores, variadores de frecuencia, fuentes de potencia y diferenciales. Cualquier cambio en la programación de la instalación, pasará por modificar el cableado y los elementos de forma que cumplan las nuevas funciones de mando, protección y potencia. Los automatismos de lógica cableada se suelen emplear en instalaciones pequeñas y en lugares críticos donde la seguridad de personas y máquinas no puede depender de la lógica programada. Aunque hay que señalar que hoy en día, se ha avanzado mucho en este terreno de la seguridad y existen detectores y autómatatas programables especialmente diseñados para controlar la seguridad de las personas.

Conexión Estrella - Triángulo de motores trifásicos.

Conexión Estrella - Triángulo de motores trifásicos.
Los devanados internos de un motor trifásico pueden conectarse en estrella y en triángulo, de esta forma el motor se puede conectar a dos tensiones distintas según el tipo de conexión elegida. El tipo de conexión dependerá de la tensión de línea de la instalación eléctrica a la que pretendamos conectar el motor, por ello el fabricante en la placa de especificaciones del motor deberá indicar las dos tensiones de funcionamiento. Podemos encontrarnos con motores : 
    • 133 / 230 V 
    • 230 / 400 V 
    • 400 / 690 V 
    • 690 / 1200 V 

Esquemas de lógica cableada : Arranque e inversión de motores trifásicos

Esquemas de lógica cableada : Arranque e inversión de motores trifásicos


Los devanados internos de un motor trifásico pueden conectarse en estrella y en triángulo, de esta forma el motor se puede conectar a dos tensiones distintas según el tipo de conexión elegida. El tipo de conexión dependerá de la tensión de línea de la instalación eléctrica a la que pretendamos conectar el motor, por ello el fabricante en la placa de especificaciones del motor deberá indicar las dos tensiones de funcionamiento. Podemos encontrarnos con motores :

Inversión de giro de motor trifásico, pasando por paro. Lógica Cableada y Programada.

Inversión de giro de motor trifásico, pasando por paro. Lógica Cableada y Programada.

Para invertir el sentido de giro de un motor trifásico debemos cambiar el orden de conexión de dos de las tres fases que alimentan el motor, de esta forma se consigue invertir el sentido de los campos magnéticos y por consiguiente el sentido de giro del Rotor. 

Esta maniobra se puede realizar por ejemplo de las siguientes formas : 
  • Directamente en la caja de bornes : Si el motor siempre gira en una determinada dirección, se puede realizar la conexión apropiada directamente en la caja de bornes. 
  • Mediante Lógica Cableada : Mediante la utilización de lógica cableada podemos realizar la inversión de giro de forma controlada por medio de contactores, temporizadores y elementos de mando y señalización. Tendremos un circuito de potencia encargado de alimentar al motor y un circuito de mando encargado de realizar las maniobras según el diseño realizado. 
  • Mediante Lógica Programada : Mediante la utilización de lógica programada podemos realizar la inversión de giro de forma controlada por medio de un autómata programable o relé programable, aunque para este tipo de maniobra no incorpora muchas ventajas debido al coste del mismo. En este caso concreto, solo nos ahorraríamos el temporizador. 

Variación de la Velocidad en Motores Asíncronos.

Variación de la Velocidad en Motores Asíncronos.

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), RD 832/2002, en su Artículo 4 establece que la frecuencia empleada en la red será de 50 Hz. La velocidad de un motor trifásico de inducción puede ser regulada por medio de diferentes técnicas :
    • Podemos acoplar al eje del motor un reductor/multiplicador mecánico con una relación de salida previamente calculada en función de las rpm del motor, pensemos en una caja de cambios del automóvil. El motorreductor es un sistema mecánico que se compone de un motor eléctrico y su correspondiente reductor/multiplicador acoplado, formando un solo cuerpo.
    • Cambiar internamente el nº de pares de polos que generan los bobinados estatóricos del motor.
    • Variar la frecuencia de la corriente eléctrica que alimenta al motor.

Aplicación para el Cálculo de Transformadores Monofásicos

Aplicación para el Cálculo de Transformadores Monofásicos

Transformadores Monofásicos

Esta aplicación nos permite realizar el cálculo aproximado de Transformadores Monofásicos. Los Transformadores son máquinas estáticas de Corriente Alterna que transforman los valores de Tensión ó Intensidad en un devanado llamado primario a otro llamado Secundario con valores de Intensidad y Voltaje menor, igual o mayor.

Realiza tus propias comprobaciones, antes de dar por bueno el resultado de esta Aplicación.

Código de Colores para Resistores o Resistencias

Código de Colores para Resistores o Resistencias

Los Resistores o Resistencias se encargan de controlar las Tensiones y Corrientes de los Circuitos Eléctricos y Electrónicos, aprovechando su valor Óhmico. Estas resistencias son de baja potencia. Su valor resistivo se expresa en Ohmios y su Potencia Límite de disipación de calor en Watios.

Las dos primeras franjas de color de la Izquierda corresponden a los dos primeros dígitos del valor nominal

En componentes de precisión, encontraremos 6 franjas, correpondiendo la tercera franja al tercer dígito del valor nominal

La tercera franja de color indica por cuanto se deben multiplicar los dos primeros dígitos.

La cuarta franja de color indica la tolerancia

La quinta franja de color indica el Coeficiente de Temperatura

 Realiza tus propias comprobaciones, antes de dar por bueno el resultado de esta Aplicación. En caso de detectar algún error, agradecería que dejaran un comentario más abajo. Gracias.

Primer Color
1º Digito

Segundo Color
2º Digito

Tercer Color
Nº Ceros

Cuarto Color
Tolerancia

Quinto Color
Coef. Temperatura

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    Devanados Concéntricos de Máquinas de Corriente Alterna Trifásicas.

    Devanados Concéntricos de Máquinas de Corriente Alterna Trifásicas.

    En los Devanados Concéntricos sólo se utilizan grupos de bobinas concéntricas y se bobinan siempre a una capa. A continuación publico un vídeo e imágenes con algunos ejemplos de esquemas acompañados de sus respectivos cálculos previos y fórmulas de aplicación.

    Motor Trifásico, Inversión con finales de carrera : Ejemplo Didáctico.

    Motor Trifásico, Inversión con finales de carrera  : Ejemplo Didáctico.




    Funcionamiento de la instalación :
    • Habilitar el Magnetotérmico del circuito de Potencia F0 y el de Maniobra F2. 
    • El Térmico de protección del motor F1 deberá estar reseteado, en caso de estar disparado luce la lámpara roja H0. 
    • Si queremos poner en marcha el motor girando a izquierdas pulsaremos el Pulsador de Marcha S1 o el final de carrera S4, lucirá la lámpara H1. Si por el contrario queremos que el motor gire a derechas pulsaremos el Pulsador de Marcha S2 o el final de carrera S3, lucirá la lámpara H2. 
    • El sistema funcionará de forma automática una vez puesto en marcha si va de un final de carrera a otro de forma ininterrumpida. 
    • Para parar el motor deberemos pulsar el botón de paro S0. 
    • Si durante el funcionamiento del motor salta el Térmico, luce la lámpara roja H0. 
    • Se deberá rearmar el Térmico F1 y retomar el punto 3.

    Inversión de giro de motor III, con finales de carrera

    Inversión de giro de motor III, con finales de carrera

    La lógica cableada consiste en el diseño de automatismos mediante la utilización de circuitos cableados, utilizando para ello contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, relés contadores, válvulas óleo-hidráulicas y neumáticas, así como demás elementos según las necesidades demandadas por el cliente. Los circuitos cableados incluyen funciones de mando y control, de señalización, de protección y de potencia. Sin olvidar la correspondiente protección de la instalación mediante sus correspondientes elementos de protección, magnetotérmicos, guardamotores, variadores de frecuencia, fuentes de potencia y diferenciales. Cualquier cambio en la programación de la instalación, pasará por modificar el cableado y los elementos de forma que cumplan las nuevas funciones de mando, protección y potencia. Los automatismos de lógica cableada se suelen emplear en instalaciones pequeñas y en lugares críticos donde la seguridad de personas y máquinas no puede depender de la lógica programada. Aunque hay que señalar que hoy en día, se ha avanzado mucho en este terreno de la seguridad y existen detectores y autómatatas programables especialmente diseñados para controlar la seguridad de las personas.

    Arranque Estrella - Resistencias - Triángulo con Inversión de giro y Frenado

    Arranque Estrella - Resistencias - Triángulo con Inversión de giro y Frenado

    La lógica cableada consiste en el diseño de automatismos mediante la utilización de circuitos cableados, utilizando para ello contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, relés contadores, válvulas óleo-hidráulicas y neumáticas, así como demás elementos según las necesidades demandadas por el cliente. Los circuitos cableados incluyen funciones de mando y control, de señalización, de protección y de potencia. Sin olvidar la correspondiente protección de la instalación mediante sus correspondientes elementos de protección, magnetotérmicos, guardamotores, variadores de frecuencia, fuentes de potencia y diferenciales. Cualquier cambio en la programación de la instalación, pasará por modificar el cableado y los elementos de forma que cumplan las nuevas funciones de mando, protección y potencia. Los automatismos de lógica cableada se suelen emplear en instalaciones pequeñas y en lugares críticos donde la seguridad de personas y máquinas no puede depender de la lógica programada. Aunque hay que señalar que hoy en día, se ha avanzado mucho en este terreno de la seguridad y existen detectores y autómatatas programables especialmente diseñados para controlar la seguridad de las personas.

    Arranque Estrella-Triángulo de motor trifásico : Ejemplo Didáctico.

    Arranque Estrella-Triángulo de motor trifásico : Ejemplo Didáctico.


    Funcionamiento de la instalación : 
    • Habilitar el Magnetotérmico del circuito de Potencia F0 y el de Maniobra F2. 
    • El Térmico de protección del motor F1 deberá estar reseteado, en caso de estar disparado luce la lámpara roja H0. 
    • Mediante el Pulsador de Marcha S1 ponemos en marcha el Motor, lucirá la lámpara verde H1, arrancando el mismo mediante una conexión estrella. 
    • Después del tiempo programado en el Temporizador a la conexión KM2 el motor pasará a trabajar en conexión triangulo, después de desconectar la conexión estrella. Lucirá la lámpara H2. 
    • Cuando pulsemos el Pulsador de Paro S0 el Motor se parará. 
    • Se han puesto un doble enclavamiento de seguridad para evitar el solapamiento de la conexión estrella y la conexión triangulo, de esta forma evitamos un cortocircuito. 
    • Si durante el funcionamiento del motor salta el Térmico, luce la lámpara roja H0. 
    • Se deberán rearmar el Térmico F1 y retomar el punto 3.

    Cálculo de la Línea General de Alimentación (LGA)

    Cálculo de la Línea General de Alimentación (LGA)

    La Línea General de Alimentación ( L.G.A.) forma parte de la Instalación de Enlace, encargada de enlazar la red urbana de distribución con la instalación propia de cada usuario. Según la ITC-BT-12 forman parte de la instalación de enlace: 
      • La Caja General de Protección ( C.G.P)
      • La Línea General de Alimentación ( L.G.A.)
      • La Centralización de Contadores
      • Las Derivaciones Individuales
      • Los Cuadros Generales de Mando y Protección ( C.G.M.P.)
      • En caso de que la C.G.P comparta con el Contador el mismo armario, se denomina Caja General de Protección y Medida ( C.G.P.M.) 

    Inversion de un motor III sin pasar por paro : Ejemplo Didáctico.

     Inversion de un motor III sin pasar por paro : Ejemplo Didáctico.


    Funcionamiento de la instalación : 
    • Habilitar el Magnetotérmico del circuito de Potencia F0 y el de Maniobra F2. 
    • El Térmico de protección del motor F1 deberá estar reseteado, en caso de estar disparado luce la lámpara roja H0. 
    • Mediante el Pulsador de Marcha S1 ponemos en marcha el Motor Girando a Izquierda, lucirá la lámpara verde H1. Para realizar la inversión de giro del Motor Girando a Derechas pulsaremos el Pulsador de Marcha S2, lucirá la lámpara H2. Como medida de seguridad se ha utilizado los pulsadores de marcha con doble cámara NA y NC simultáneamente y se ha colocado un doble enclavamiento de seguridad, contactos auxiliares de KM1 y KM2 NC. 
    • Para volver a invertir el giro deberemos pulsar de nuevo el Pulsador de Marcha S1. 
    • Para parar el motor deberemos pulsar el botón de paro S0. 
    • Si durante el funcionamiento del motor salta el Térmico, luce la lámpara roja H0. 
    • Se deberá rearmar el Térmico F1 y retomar el punto 3. 

    Inversion de un motor III pasando por paro : Ejemplo Didáctico.

    Inversion de un motor III pasando por paro :  Ejemplo Didáctico.

    Funcionamiento de la instalación : 

    • Habilitar el Magnetotérmico del circuito de Potencia F0 y el de Maniobra F2. 
    • El Térmico de protección del motor F1 deberá estar reseteado, en caso de estar disparado luce la lámpara roja H0. 
    • Mediante el Pulsador de Marcha S1 ponemos en marcha el Motor Girando a Izquierda, lucirá la lámpara verde H1. Para realizar la inversión de giro del motor deberemos pulsar primero el botón de paro S0 y posteriormente el pulsador S2 para que el Motor Gire a Derecha luciendo la lámpara H2. Como medida de seguridad se ha utilizado los pulsadores de marcha con doble cámara NA y NC simultáneamente. 
    • Para volver a invertir el giro o detener el motor, deberemos pulsar de nuevo el Pulsador de Paro S0 y pulsar el botón de marcha correspondiente al sentido de giro elegido. 
    • Si durante el funcionamiento del motor salta el Térmico, luce la lámpara roja H0. 
    • Se deberá rearmar el Térmico F1 y retomar el punto 3.

    Marcha ( 2 Serie ) - Paro de un motor trifásico : Ejemplo Didáctico.

    Marcha ( 2 Serie ) - Paro de un motor trifásico : Ejemplo Didáctico.

     


    Funcionamiento de la instalación :
    • Habilitar el Magnetotérmico del circuito de Potencia F0 y el de Maniobra F2.
    • El Térmico de protección del motor F1 deberá estar reseteado, en caso de estar disparado luce la lámpara roja H1. 
    • La puesta en marcha del motor se realiza pulsando simultáneamente los Pulsadores de Marcha S1 y S2, durante el tiempo que el motor se encuentre en funcionamiento luce la lámpara verde H2. 
    • La parada del motor se realiza mediante el Pulsador de Paro S0. 
    • Si durante el funcionamiento del motor salta el Térmico F1, luce la lámpara roja H1. 
    • Se deberá rearmar el Térmico F1 y retomar el punto 3.

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        Marcha - Paro de un motor trifásico : Ejemplo Didáctico.

        Marcha - Paro de un motor trifásico : Ejemplo Didáctico.


        Funcionamiento de la instalación :
        • Habilitar el Magnetotérmico del circuito de Potencia F0 y el de Maniobra F2 
        • El Térmico de protección del motor F1 deberá estar reseteado, en caso de estar disparado luce la lámpara roja H1. 
        • La puesta en marcha del motor se realiza mediante el Pulsador de Marcha S1, durante el tiempo que el motor se encuentre en funcionamiento luce la lámpara verde H2. 
        • La parada del motor se realiza mediante el Pulsador de Paro S0. 
        • Si durante el funcionamiento del motor salta el Térmico F1, luce la lámpara roja H1. 
        • Se deberá rearmar el Térmico F1 y pulsar de nuevo el Pulsador de Marcha para que el motor funcione.


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            Cálculo simplificado de Transformadores

            Cálculo simplificado de Transformadores

            Transformadores Monofásicos

            Esta aplicación nos permite realizar el cálculo aproximado de Transformadores Monofásicos. Los Transformadores son máquinas estáticas de Corriente Alterna que transforman los valores de Tensión ó Intensidad en un devanado llamado primario a otro llamado Secundario con valores de Intensidad y Voltaje menor, igual o mayor.

            Realiza tus propias comprobaciones, antes de dar por bueno el resultado de esta Aplicación.