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TECSUP – PFR Taller Eléctrico

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UNIDAD VII

IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE TTRRAANNSSFFOORRMMAADDOORREESS EENN CCIIRRCCUUIITTOOSS DDEE CCOONNTTRROOLL CCOONN DDEETTEECCTTOORR

FFOOTTOOEELLÉÉCCTTRRIICCOO 1. OBJETIVOS

1. Reconocer las partes constitutivas de un transformador 2. Realizar el montaje y cableado de un transformador. 3. Realizar mediciones de parámetros en el transformador. 4. Reconocer los principales elementos electrónicos de un detector

fotoeléctrico. 5. Realizar un circuito eléctrico con sensor LDR.

2. INTRODUCCIÓN

En muchos procesos industriales se requieren valores de energía eléctrica donde se aumente o disminuya la tensión para la aplicación en máquinas eléctricas o diseño de equipos y resulta necesario utilizar un transformador. Puede decirse que es un elemento indispensable especialmente en todo lo referente a corrientes alternas de baja y alta frecuencia. Un caso significativo es el de los sistemas de potencia, en los que hace posible que la generación, transporte y consumo de energía eléctrica se realicen a las tensiones mas rentables en cada caso. El transporte resulta mas económico cuanto mas alta sea la tensión, ya que la corriente y la sección de los conductores son menores (intensidades pequeñas provocan menores perdidas por efecto de Joule).

SIGA LAS INDICACIONES DEL PROFESOR PARA EL

MANEJO DEL TRANSFORMADOR.

Taller Eléctrico TECSUP – PFR

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3. TRANSFORMADOR

Es un dispositivo que se encarga de "transformar" el voltaje de corriente alterna que tiene a su entrada en otro diferente que entrega a su salida. El transformador se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y se denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o Secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado. La bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, una corriente alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Como el bobinado secundario está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste. Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", se generará por el alambre del secundario una tensión. En este bobinado secundario habría una corriente si hay una carga conectada (el secundario está conectado a una resistencia por ejemplo).

Figura 7.1. Partes del Transformador.

TENGA MUCHO CUIDADO AL EFECTUAR LAS MEDICIONES EN EL TRANSFORMADOR.


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3.1. PRUEBAS DEL TRANSFORMADOR

3.1.1. PRUEBA DE CONTINUIDAD Esta prueba nos permite conocer si el transformador tiene continuidad eléctrica en sus respectivas bobinas.

Figura 7.2 Continuidad en bobinado primario y bobinado secundario.

3.1.2. PRUEBA DE AISLAMIENTO El aislamiento de los transformadores se degrada con el tiempo debido a distintas fatigas que se le imponen durante su vida normal de operación. Cuando existen fatigas anormales se lleva a un proceso de envejecimiento mas acelerado, es por esta condición que se recomienda realizar esta prueba por lo menos una vez al año para detectar en que condiciones se encuentran los aislamientos y si existiera un problema poderlo atender para de este modo poder alargar al máximo la vida útil del equipo.

Figura 7.3 Entre bobinado primario y tierra.

Ω Ω

Ω


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Figura 7.4 Entre bobinado secundario y tierra.

Figura 7.9 Entre bobinado primario y secundario. 5

3.1.3. PRUEBA DE POLARIDAD Esta prueba nos indica si el transformador se encuentra conectado correctamente en la red eléctrica.

Figura 7.6 Conectar el bobinado primario y medir en el bobinado secundario.

H1

H2

X1

X2

?M

8 0

Ω

H1

H2

X1

X2

?M Ω


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3.1.4. PRUEBA CON CARGA Esta prueba se realiza como parte fundamental dentro del mantenimiento preventivo al transformador, ya que nos ayuda a detectar algunos problemas en los devanados del transformador tales como o vueltas en corto, posición incorrecta en el cambiador de derivaciones, identificación de terminales secundarias o primarias, malas conexiones en el cambiador de tap’s. Etc.

Figura 7.7 Medición de parámetros en el transformador.

3.1.5. PRUEBA DE CORRIENTE DE EXITACION

Esta prueba nos permite obtener información acerca del estado que guarda el núcleo del transformador, las corrientes parásitas, conexiones a tierra accidentales o incluso un corto circuito incipiente podría afectar la corriente de excitación e indicar la presencia de un problema.

3.1.6. PRUEBA DE INDICE DE POLARIZACION Esta prueba nos indica la condición en que se encuentra el aislamiento del transformador.

3.1.7. PRUEBA DEL FACTOR DE POTENCIA

Prueba que nos indica la calidad del aislamiento y sus perdidas dieléctricas


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4. CONTROL FOTOELÉCTRICO

El sistema de control eléctrico de la luz esta constituido esencialmente por un dispositivo emisor de luz, y un dispositivo receptor de luz, denominado generalmente célula fotoeléctrica y que transforma la energía luminosa recibida en energía eléctrica.

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Figura 7.8 Esquema de un dispositivo de control de luz

Como se aprecia en la figura el equipo queda completado con un dispositivo amplificador y un dispositivo de mando que puede ser un relé, la bobina de un contactor, un potenciómetro, etc. El fotocontrol permite el encendido automático de un artefacto luminoso al atardecer y su apagado al amanecer. Apropiado para ser utilizado en el exterior de la vivienda, carteles, letreros, vía pública, parques, fábricas, etc. Su operación es totalmente automática. Instalar en las proximidades del artefacto a controlar, pero evitando que su luz incida sobre el fotocontrol. Puede ser instalado a la intemperie, pero en posición vertical (si no está a la intemperie, su posición puede ser cualquiera).

Figura 7.9 Representación real de control de luz.


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4.1. CARACTERÍSTICA DEL FOTOCONTROL

• Tensión de alimentación: 220 V ~ - 60 Hz. • Potencia máxima 600 W (carga resistiva) • Potencia mínima 25 W • Salida a triac • Uso exterior • Peso: 30 gramos

5. RESISTENCIAS

Son materiales que ofrecen una oposición al paso de la corriente eléctrica. Estos componentes tienen como unidad el ohmio, representándose con la letra griega omega (Ω). Se les identifica simplemente por un número, que indica el valor, seguido de su símbolo ( Ω ). Cuando se trata de miles de ohmios, se indica primero el número, luego la letra K y a continuación el símbolo. Ejem.: 3000 ohmios se indica 3K. El modo de indicar el valor de una resistencia es mediante franjas de distintos colores impresas en la misma resistencia, correspondiendo cada una a un valor.

Figura 7.10 Tipo de resistencias fijas.


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5.1. RESISTENCIAS VARIABLES

Son resistencias que varían su valor ohmico de acuerdo a las necesidades de uso mediante un eje o cursor manipulable, sus apariencias físicas se muestran en la figura.

Figura 7.11 Tipo de resistencias variables.

6. TRANSISTORES

Son elementos semiconductores capaces de amplificar, generar o detectar señales eléctricas de diferente tipo. Existen dos tipos de transistores que hacen circular la corriente de modo diferente. Los transistores comunes tienen tres terminales o patillas denominados emisor (E), base (B), colector (C). Existen dos tipos de transistores que hacen circular la corriente de modo diferente. Su denominación es NPN (la flecha del emisor indica hacia afuera) y PNP (la flecha del emisor indica hacia adentro. El aspecto físico y la representación se indican en la figura.

Figura 7.12 Tipo de transistores.


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7. DIODOS

Son dispositivos semiconductores formados por pequeños cristales de silicio o germanio, técnicamente se les designa con letras y números, ejemplo OA85, 1N914 etc. conforme a la función que realizan. Los diodos conducen la corriente en un solo sentido el mismo que viene indicado en el mismo elemento. Se les utiliza prácticamente el todos los equipos eléctricos y electrónicos y su función es la de convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), se le representa por el símbolo que se muestra a continuación, a la vez debemos tener presente que su aspecto físico puede variar de acuerdo a marca y trabajo a realizar.

Figura 7.13 Tipo de diodos semiconductores.

8. RESISTORES LDR

Son resistencias semiconductores que varían su valor de acuerdo con las radiaciones luminosas que incidan sobre su superficie. A medida que la intensidad luminosa aumenta la resistencia eléctrica del LDR disminuye. En su fabricación se utilizan materiales fotosensibles como el sulfuro de plomo, sulfuro de cadmio, sulfuro de talio, seleniuro de plomo o de cadmio y antimoniuro de cadmio.


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Las células fotoconductoras detectan y miden las radiaciones visibles y las radiaciones infrarrojas. Para su construcción se parte de una película de semiconductor, de conductividad variable con la iluminación; el aumento de conductancia es casi proporcional al flujo luminoso recibido. Mediante la adicción de impurezas (activadores) se puede modificar la característica espectral de estas células, particularmente para llevarlas a longitudes de onda que correspondan a la sensibilidad del ojo humano. Todo el conjunto se encierra herméticamente en una ampolla de vidrio para protegerla de la humedad, polvo, etc., en la siguiente figura se muestra su aspecto físico y su símbolo.

Figura 7.14. LDR, forma física y su símbolo.

220/24Vcd K1

S1

S0

K1 K1 K1

H1 H2

L1

L2

Transformador

Figura 7.15. Conexión de un transformador y relé.


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INTERRUPTORTERMOMAGNÉTICO

PULSADORES

K1 K2

TARJETA

H1 H2 TIMBRE

DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES

Figura 7.16 Ubicación de componentes.

9. PROCEDIMIENTO

Ahora procederás a realizar la práctica del control fotoeléctrico de un circuito, luego de haber aprendido sobre la aplicación de los tipos de sensores en una instalación. El circuito que va a instalar debe cumplir los siguientes pasos:

1. Dibuja el esquema general de conexiones, de acuerdo al esquema de

principio. 2. Distribuye los equipos en el tablero según el esquema de distribución de

componentes. 3. Realiza el cableado desde el interruptor termomagnético hacia los

pulsadores. Recuerda que los conductores deben de estar estirados y en el doblez con un ángulo de 90°.

4. Realiza el cableado del interruptor termomagnético hacia los relés K1 y K2.


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5. Realiza el cableado desde el relé hacia las lámparas H1 y H2. 6. Realiza el cableado del relé K2 hacia la lámpara H3. 7. Realiza la instalación de la tarjeta de control. Recuerde que, esta tarjeta solo

se alimenta con una tensión de 12V corriente continua. 8. Revisa todo el circuito eléctrico. 9. Instala las lámparas de señalización. 10. Realiza la prueba de funcionamiento. 11. Desmonta la instalación, recuerde, debe de ajustar los tornillos de los

equipos utilizados. 12. Devuelve los equipos en forma ordenada.

AVÍSELE AL PROFESOR QUE HA CONCLUIDO ESTA TAREA.


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Nº DESCRIPCIÓN

LISTA DE EQUIPOS Y MATERIALESUNID. CANT.


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10. UNIDAD VII: CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la función del LDR? .................................................................................................................

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2. Observe el esquema de principio. ¿Cual es la función del contacto K3? ¿Y en que momento se cierra?

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3. Describa tres aplicaciones donde se utiliza un transformador. .................................................................................................................

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4. Describa las medidas de seguridad en la aplicación de este circuito. .................................................................................................................

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5. Observe el esquema de principio. ¿Cuál es la función del contacto K2 normalmente cerrado, ubicado sobre la bobina del relé K1?

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6. ¿Cuál es el objetivo de la prueba de Polaridad en un transformador? ................................................................................................................

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7. ¿Cuál es el valor de la resistencia ohmica del bobinado primario y secundario del transformador?

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8. ¿Cuál es la explicación para la diferencia que existe entre la prueba del transformador con carga y sin carga?

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9. ¿Cuál es la finalidad de la prueba de aislamiento del transformador? ................................................................................................................

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10. Mencione los componentes utilizados en la tarjeta del circuito fotosensor. ................................................................................................................

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11. TRANSFORMADOR

Prueba de Continuidad Primario Secundario

Resistencia medida

Prueba de

Aislamiento Primario y tierra

Secundario y

tierra

Primario y

Secundario

Resistencia

medida

Prueba de Polaridad X1 X2

Signo (+ o -)

Primario Secundario

U I U I Prueba sin

carga

Primario Secundario

U I U I Prueba con

carga


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DE

PAR

TAM

EN

TO D

E E

LEC

TRO

TEC

NIA

DE

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CIÓ

N:

ESQ

UEM

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TALL

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TRIC

O

TEC

SUP


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ELECTROTECNIA Rúbrica

Resultado: e: Los estudiantes trabajan eficazmente en equipo.

Criterio de desempeño : e1: Se organiza para trabajar en equipo asumiendo roles.

Curso: TALLER ELÉCTRICO Ciclo:

Actividad N° 7 Instalación de transformadores en circuitos de control con detector fotoeléctrico

Semana:

Nombre y apellido del alumno: Periodo:

Sección: Fecha: Docente:

Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo: x Informe Técnico: Proyecto: Otros:

CRITERIOS A EVALUACIÓN Excelente Bueno Requiere Mejora

No aceptable

PLANIFICACIÓN

Planifican el desarrollo de la tarea. 2 1,5 1 0,5 - 0

Dibujan el esquema de principio 2 1,5 1 0,5 - 0

Gestionan la disposición de materiales y herramientas 1 0,5 0 0

Demuestra conocimientos (Prueba escrita, prueba oral) 3 2 1 0,5 - 0

EJECUCIÓN

Pruebas realizadas en el transformador 2 1,5 1 0,5 - 0

Ubicación de componentes. 2 1,5 1 0,5 - 0

Cableado, embornamiento y empalmes 2 1,5 1 0,5 - 0

Prueba de funcionamiento 3 2,5 1 0,5 - 0

Presentación del circuito 2 1,5 1 0,5 - 0

ACTITUD

Aplican normas de seguridad en el trabajo. 1 0,5 0 0

Puntaje Total

Comentario al alumno:

DESCRIPCIÓN DE LA EVALUACIÓN Excelente Completo entendimiento y realización de la actividad, cumpliendo todos los requerimientos Bueno Entiende y realiza la actividad cumpliendo la mayoría de los requerimientos Requiere mejora Bajo entendimiento de la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos No Aceptable No demuestra entendimiento de la actividad

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