Protección de equipos contra la variación de voltaje

Nuestro rápido estilo de vida ha hecho imposible que vivamos sin computadoras, pero con la tecnología viene la dependencia. Dependencia a que vendedores construyan y entreguen equipos que nos aseguren que el trabajo se haga, dependencia en que el equipo siga funcionando sin altos costos de mantenimiento, pero lo más importante que la tecnología trae consigo es la dependencia a tecnología más limpia y eficiente.

El cerebro en la mayoría de los equipos eléctricos de la actualidad es controlado por un microprocesador. El susto del año 2000 fue prueba suficiente de que todos dependemos de las computadoras y microprocesadores. La necesidad de tecnología más eficiente nunca había sido tan evidente como hoy en día.

El desperdicio de energía, es un término no muy usado por muchos en la comunidad de la Ingeniería eléctrica ya que no es lo suficientemente específico. La energía sucia se divide en tres categorías básicas, bajo voltaje, distorsión común y variaciones de voltaje (transitorios). De los tres anteriores las variaciones de voltaje transitorias son las más caras. Las variaciones de voltaje tienen los costos de mantenimiento más altos, necesitan de más frecuentes reparaciones y gastan más energía que cualquier otro problema.

Las variaciones de voltaje más reconocidas son los rayos. Se ha sido estimado que estas variaciones le cuestan a los consumidores más de 50 mil millones de dólares anuales.

¿Qué es un transitorio? ¿Qué son las variaciones de voltaje?

Muchas veces conocido como pico un transitorio de alto voltaje es un pico de alto voltaje que viaja a velocidades astronómicas pero generalmente dura entre 2 y 200 microsegundos. Las variaciones de voltaje transitorias pueden alcanzar y llegan a  alcanzar miles de voltios o más. Aunque los relámpagos pueden ser la forma más reconocida de transitorios, no es la más común. Los transitorios internos generalmente son causados por el prendido y apagado de los equipos eléctricos. Estas ráfagas de energía pueden destruir equipos de microprocesadores como computadoras tan solo con romper el aislamiento en diodos, capacitores, semiconductores y otros componentes de valor en el circuito de microchips. Los transitorios no solo causan la extinción del chip, también causan el desgaste y la destrucción prematura de casi todos los demás recursos eléctricos en el circuito. Por lo menos el 75% de todas las fallas eléctricas han sido atribuidas al stress eléctrico.

Las variaciones de voltaje (transitorios), son también las que más energía gastan en su hogar y negocio. Los costos se hacen notar cada mes en su cuenta de electricidad y en las fallas prematuras de todo tipo de equipos electrónicos. Un rayo puede ser catastrófico para el negocio o el hogar, los rayos en una fracción de segundo pueden llegar a alcanzar miles de voltios y apagar cada equipo eléctrico que usted posea.

Si usted vive en un área propensa a los relámpagos tiene que tomar acciones para proteger sus equipos más importantes. Usted probablemente conoce a personas que han perdido algo por lluvias, rayos u otra variación de voltaje, tal vez usted mismo ha sufrido de pérdidas, cuando un rayo llega a tierra, induce cargas enormes de energía al aire que rodea y penetra en los cables eléctricos. Los voltajes cerca del golpe pueden ser astronómicos, el voltaje inducido en las líneas de energía a un km de distancia pueden alcanzar 200 veces el voltaje normal, voltajes inducidos a unos cuantos km pueden estresar al equipo electrónico, causando fallas. De hecho, los rayos de los que usted acostumbra oír, que dañan los equipos, son rara vez por golpes directos, aunque así lo parezca, Los rayos pueden caer a un km de distancia y aún así saturar el tendido eléctrico con actividad transitoria causando daño a todo en su camino.

Los rayos no son el único problema, hay otras dos fuentes de variaciones de voltaje, las exteriores y las interiores.

De acuerdo a un estudio de proveedores de energía, el 20% de estas variaciones experimentadas vienen afuera de los edificios como rayos, conmutadores de negocios, vientos y negocios cercanos. El hecho sobresaliente es que el 80% de las variaciones de voltaje son generadas en el interior del edificio. Algunas fuentes de variaciones internas son motores, compresores, balastros, switcheos, copiadoras y muchas otras invenciones eléctricas. Aunque las variaciones de voltaje exteriores son mucho más catastróficas por evento, el efecto de los transitorios eléctricos a la larga son mucho más costosos. Las concentraciones internas no alcanzan niveles muy altos, a veces tan solo de algunos cientos de voltios. Esta es la razón por la cual los fabricantes de equipos de protección contra las variaciones de voltaje no hacen nada por las internas; solo se enfocan en protección catastrófica. 

Hay una solución para las variaciones internas y externas. Los supresores de variaciones de voltaje (transitorios), de V-BLOX (TVSS), son los mejores equipos TVSS y más avanzados tecnológicamente en el mercado. EL sistema V-Blox reducirá los costos de mantenimiento, reducirá el tiempo muerto, extenderá la vida de los equipos, incrementaran la eficiencia, y reducirá los costos eléctricos. Ningún otro sistema se acerca.

El V-BLOX es el único sistema TVSS que viene con la Garantía Pirámide. La Garantía Pirámide es una garantía de tres puntos, los sistemas V-BLOX vienen con una garantía de 15 años, una garantía de $25,000 por unidad en contra de daño por concentraciones de voltaje, incluyendo relámpagos y una garantía de 15% de ahorros eléctricos!

Proveedores de supresores de variaciones de voltaje

A continuación le presentamos a V-Blox Corporation, proveedor de supresores de variaciones de voltaje:

V-Blox Corporation fue fundada en 1998 bajo el nombre de Florida Power Systems, Inc.. y se convirtió en V-Blox Corporation en el año 2004 debido a su rápida expansión en los EU y el extranjero. Florida Power Systems ha vendido miles de equipos TVSS de bajo rango a diferentes tipos de facilidades, desde la pequeña oficina legal hasta la fábrica de 200,000 mts2.

Un sistema de supresión de voltaje propiamente diseñado por V-Blox protegerá todos sus equipos eléctricos del stress causado por las variaciones de voltaje. Las variaciones de voltaje son la mayor causa de la falla prematura de los equipos.

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de V-Blox Corporation.

O bien, haga contacto directo con V-Blox Corporation para solicitar mayor información sobre sus supresores de variación de voltaje.

El sistema de arranque automotriz

Cuando se diseñó y construyó el primer motor de combustión interna a gasolina, uno de los problemas que tuvo fue dar el primer impulso al cigüeñal para conseguir el primer tiempo vivo. La solución se encontró al usar una manivela, dando movimiento a mano hasta encontrar el punto preciso para conseguir el primer impulso o chispazo que inicie el funcionamiento del motor.

Este primer problema se superó con la construcción y uso del motor de marcha (arranque) accionado mecánicamente con un contacto en el piso, a manera de botón que en sí, era el puente para conectar el circuito eléctrico que moviera el arrancador y a su vez, movía el cigüeñal y era posible encontrar con facilidad el primer impulso de inicio de funcionamiento del motor; de esta manera se dejo de usar la manivela de arranque.

Actualmente se tiene un arrancador moderno con mando magnético accionado por un botón en el tablero o un contacto de retorno automático en la llave de encendido o llave de contacto.

Finalidad del Sistema de Arranque

El sistema de arranque tiene por finalidad de dar manivela al cigüeñal del motor para conseguir el primer impulso vivo o primer tiempo de expansión o fuerza que inicie su funcionamiento.

El arrancador consume gran cantidad de corriente al transformarla en energías mecánica para dar movimiento al cigüeñal y vencer la enorme resistencia que opone la mezcla al comprimirse en al cámara de combustión.

Una batería completamente cargada puede quedar descargada en pocos minutos al accionar por mucho tiempo el interruptor del sistema de arranque, se calcula que el arrancador tiene un consumo de 400 a 500 amperios de corriente y entones nos formamos una idea de que una batería puede quedar completamente descargada en poco tiempo, por eso no es recomendable abusar en el accionamiento del interruptor de arranque.

Función de la marcha

Puesto que un motor es incapaz de arrancar sólo por el mismo, su cigüeñal debe ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire-combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión ocurra. El arrancador montado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado.

Funcionamiento del motor de arranque

El motor de arranque funciona como un motor eléctrico, con un piñón y un dispositivo para guiar el piñón en la rueda dentada del volante. Exteriormente, la armadura, las zapatas polares y el devanado de excitación son semejantes a los del generador. El devanado de excitación se conecta en serie, funcionando como el motor gracias a la corriente principal se adapta bien a la marcha, debido a que, por su elevado par motor, consigue desde el principio sobrepasar la resistencia impuesta por el motor.

La relación de transmisión entre el anillo y la cremallera es de aproximadamente 20:1. En esta alta relación de transmisión el piñón no permanece engranado continuamente puesto que el motor de marcha alcanzaría una frecuencia de giro demasiada alta. Por ende, se necesita un dispositivo especial de desenganche, con el fin de que haya separación entre el motor principal y el de marcha, cuando la frecuencia de giro del motor sobrepase cierto valor.

Estructura del motor de arranque

La constitución interna de un motor de arranque (o arrancador) es similar a un motor eléctrico la que se monta sobre el Carter superior del motor del automóvil, de tal modo que el piñón que lleva en el extremo de su eje, engrane con la corona dentada de la periferia del volante. De esta forma cuando gire el motorcito eléctrico, obligará a girar también al motor del automóvil y podrá arrancar. El tamaño del piñón depende de la velocidad propia del arrancador eléctrico

El arrancador esta compuesto básicamente de tres conjuntos:

1. Conjunto de Solenoide o mando magnético
2. Conjunto del Motor de Arranque propiamente
3. Conjunto del impulsor o Bendix

Las partes que conforman al conjunto del Motor de Arranque propiamente dicho, son semejantes a las del generador teniendo una diferencia en el bobinado de los campos y del inducido. Además hay una diferencia muy notoria, el arrancador consume corriente. Ambos trabajan en base a los principios del magnetismo y del electromagnetismo.

Dichas partes son las siguientes

1. Núcleo magnético
2. Resorte de recuperación del núcleo magnético del solenoide
3. Collar palanca de conexión del mecanismo de impulsión
4. Conjunto de resorte y eje Bendix
5. Bocina del extremo posterior del eje del inducido
6. Anillo de tope del mando de impulsión o Bendix
7. Tambor de embrague del mecanismo de impulsión
8. Resorte de amortiguación de l retorno del mecanismo impulsor
9. Zapatas polares o conjuntos de las bobinas de campo y sus núcleos
10. Inducido
11. Conjunto porta escobilla
12. Escobillas de cobre
13. Tapa delantera, su bocina y fieltro
14. Pernos pasantes con sus anillos de presión
15. Casco o carcasa.

La carcasa o casco es de hierro dulce, el bobinado el campo y del inducido es de alambre grueso especial de cobre; las escobillas son de cobre, las demás partes son semejantes a las del generador.

Información Cortesía de Soporte Técnico Automotriz

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Cómo solucionar el arranque y parada de motores trifásicos asíncronos

Los arrancadores estáticos serie ADX... fabricados por Lovato Electric, ofrecen una solución al arranque y parada de motores trifásicos asíncronos de corriente alterna tipo jaula de ardilla , con control digital de par y máxima limitación de la corriente de arranque.

El contactor de by-pass integrado en los arrancadores ADX...B (Intensidad nominal hasta 245 amp.), permite disponer de un equipo con reducida disipación de calor, y baja emisión de ruido electromagnético, permitiendo reducir el tamaño del cuadro eléctrico, y el cableado e instalación de un Contactor de by-pass externo.

Características técnicas:
- los arrancadores estáticos serie ADX controlan las tres fases mediante SCRs.
- durante el arranque. Aceleración con control de par, limitación de corriente y booster de voltaje.
- durante la parada: Desaceleración con control de par, frenado dinámico y parada a rueda libre.
- control remoto mediante PC con conexión vía convertidor RS232/RS485 protocolo MODBUS RTU, MODEM o
MODEM GSM .
- función de llamada automática en caso de alarma con envío de mensaje SMS a un teléfono móvil y/o E-mail.

Funciones del Teclado integrado:
- display LCD de 2 líneas x 16 caracteres retroiluminado
- 4 Idiomas disponibles: Español, Italiano, Ingles y Francés
- menú de programación: Básico, Avanzado y Funciones
- arranque y parada desde el teclado
- visualización de parámetros de red y motor:

• voltaje línea-línea

• corriente de fase

• potencia activa y aparente por cada fase

• factor de potencia de cada fase

• energía kW-h

• lista cronológica de eventos

• reloj calendario con batería de respaldo.

Funciones particulares
- entradas y salidas digitales programables
- entrada analógica (0...10V, 0...20mA, 4...20mA) para control de rampa de aceleración y/o desaceleración, etc.
- salida analógica (0...10V, 0...20mA, 4...20mA) de la medida de corriente, par, estado térmico del motor y factor
de potencia.

Protecciones
- motor:

• doble clase de protección térmica (una para la fase de arranque y otra para el normal funcionamiento).
• protección mediante PTC
• rotor bloqueado
• asimetría de corriente
• arranque demasiado largo
• par mínimo

- alimentación auxiliar: Tensión demasiado baja
- alimentación de potencia: Fallo de fase, Secuencia de fase y Frecuencia fuera de límite
- entradas de control y salida analógica: Protección estática de corto circuito 24 VDC con rearme automático.
- arrancador: Sobre temperatura, Sobre corriente, avería de SCR y Contactor de by-pass.

Características de empleo:
- tensión de entrada: 200 a 500 VAC
- frecuencia de red: 50/60 Hz.
- tensión auxiliar: 200 a 240 VAC
- corriente nominal:

• ADX...B con by-pass incorporado 17 a 245 Amperios

• ADX sin by-pass incorporado 310 a 120 Amperios.

Conformidad y normalización
- IEC/EN 60-947-4-2, IEC/EN 60947-1, 60068-2-61.

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