sin título de diapositiva - rodisa · es la parte de la potencia de entrada que se convierte en...

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Automation and Drives

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Aparatos de Baja TensiónProductos para Distribución de Energía

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Teoría Básica

CFP

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Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

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Teoría Básica

CFP

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Ejemplos

Inicio

Que es el Cos ϕ?Que es el Cos ϕ?

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Teoría Básica

CFP

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Diseños

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Inicio

Teoría Básica de la CFP

Teoría Básica de la CFP

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CFP

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Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Cuales son los diferentes tipo de Cargas?Cuales son los diferentes tipo de Cargas?

Cargas OhmicasCargas Ohmicas

Cargas CapacitivasCargas Capacitivas

Cargas InductivasCargas Inductivas

RED

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CFP

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Ejemplos

Inicio

Cargas OHMICASCargas OHMICAS

Cargas OhmicasCargas Ohmicas

U e I en Fase

Desfase = 0

Sin Penalidad

I - Corriente

U - Tensiónϕ = 0º

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Cargas INDUCTIVASCargas INDUCTIVAS

Cargas InductivasCargas Inductivas

U Retrasada 90º a I

Desfase = 90º

Penalidad !!!

I - Corriente

U - Tensión

ϕ = 90º

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Cargas CAPACITIVASCargas CAPACITIVAS

Cargas CapacitivasCargas Capacitivas

I Adelantada 90º a U

Desfase = 90º

Sobre compensación es riesgoso !!

I - Corriente

U - Tensión

ϕ = 90º

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Ejemplos

Inicio

Que es la Potencia Activa?Que es la Potencia Activa?

Es la parte de la potencia de entrada que se convierte en potencia de salida y se indica con la letra P.

La Potencia Activa se define por la siguiente fórmula.

[W]

Lo ideal, sería que toda la potencia de entrada se convirtiera en potencia de salida útil. Por ejemplo: El calentamiento de un horno, movimiento de un motor, luz de una lámpara, etc..

ϕcos3 ⋅⋅⋅= IUP

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Inicio

Que es la Potencia Reactiva?Que es la Potencia Reactiva?

Las máquinas eléctricas trabajan basadas en el principio de conversión de energía electromagnéticacomo los motores, transformadores, etc. Una parte de la energía de entrada se consume para crear y mantener el campo magnético. Otra parte de la energía de entrada no puede ser convertida en energía activa y es retornada a la red eléctrica al removerse el campo magnético. Esta potencia se conoce como “Potencia Reactiva” y se denomina con la letra Q , y se define del siguiente modo:

[VAr]ϕsin3 ⋅⋅⋅= IUQ

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Ejemplos

Inicio

Que es la Potencia Aparente?Que es la Potencia Aparente?

Las aplicaciones de los equipos eléctricos se basan en convertir la energía eléctrica en alguna otra forma de energía. La potencia eléctrica tomada por un equipo desde un suministro se conoce como la “Potencia Aparente”, se denomina con la letra S y está formadapor la potencia activa y la reactiva.

La corriente medida con una pinza amperométrica nos vaa indicar la potencia aparente.

Se define como:

[VA]IUS ⋅⋅= 3

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Ejemplos

Inicio

P

Q1QCS1

Q2 = Q1 - QCϕ 1

S2

2ϕ

Principio de la CFPPrincipio de la CFP

P= S2 – Q2

Q= S2 – P2

S= P2 + Q2

• S = Potencia Aparente (kVA)

• P = Potencia Activa (kW)

• Q = Potencia Reactiva (kVar)

• S = Potencia Aparente (kVA)

• P = Potencia Activa (kW)

• Q = Potencia Reactiva (kVar)

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Ejemplos

Inicio

Que es el Cos ϕ?Que es el Cos ϕ?

Trabajomecánico

o calor

Generación decampos

magnéticos

Energía Activa

Energía Reactiva

Capacitor

Corriente

0 95

CorrienteCorriente

65

SuministroCarga

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Ejemplos

Inicio

Influencia en el Sistema EléctricoInfluencia en el Sistema Eléctrico

Energía Activa

Energía Reactiva

Generar Transportar Distribuir Carga

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Ejemplos

Inicio

Como mejorar el Sistema EléctricoComo mejorar el Sistema Eléctrico

Energía Activa

Generar Transportar Distribuir Carga

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CFP

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Análisis

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Ejemplos

Inicio

Porque mejorar el Factor de Potencia??Porque mejorar el Factor de Potencia??

Reducción del costo de energía (Amortización: 6-8 meses)

Reducir la generación, transporte y distribución.

Aprovechar la capacidad de distribución interna.

Reducir perdidas eléctricas.

Evitar penalidades por bajo Factor de Potencia.

Mejorar la calidad de energía.

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Como mejorar el factor de Potencia??Como mejorar el factor de Potencia??

Capacitores de CFP.

Reducir la cantidad de carga inductiva.

Con medidores de Energía Activa y Reactiva.

Con análisis del costo Energético.

Con estudios de calidad de energía.

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Conocimiento

Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Que se requiere para Corregir el Factor de Potencia?Que se requiere para Corregir el Factor de Potencia?

Conocimiento técnico especializado.

Análisis de la red y la carga.

Diseño de Aplicación.

Selección de Equipo.

Diseño de panel.

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Selección

Ejemplos

Inicio

Conocimiento Técnico

Conocimiento Técnico

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Ejemplos

Inicio

EjemploEjemplo

Pregunta: • Una fábrica textil con unacarga total de 390 kW

tiene un factor de potenciade 0.55 (phi=56.6°) • La distribuidora de energíalocal requiere un

PF=0.98 (phi=11.5 °)

Que potencia de capacitores se requierepara evitar penalidadespor bajo FP ? Banco de Capacitores

Qc = ?? kvar

HV Red

Transformador630 kVA, uk = 5 %

400 kWcosϕ = 0.55

M3 ~

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Selección

Ejemplos

Inicio

EjemploEjemplo

Solución:

P= 390kWCos ϕ actual = 0.56 Qc= P x FactorCos ϕ deseado = 0.98 Qc= 390 x 1.28Factor Tabla = 1.28 Qc= 499.20 kVAR

Se Recomineda:Banco Automático con una configuración: 10 pasos de 50 kVAR

Dependiendo del tipo de cargas, por ej. convertidoresde frecuencia, se debería usar un banco de capacitoresdesintonizado.

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Ejemplos

Inicio

Componentes para Banco AutomáticoComponentes para Banco AutomáticoBanco Automático

Qc 500 kVAR

Un 440 V

Uc 480 V

Pasos 10

Controlador 12 Pasos

Termo 986 A

5013250

kVARAkVAR

ContactorFusibleCapacitores1

Paso

8MU64 F9001Gabinete

12BR6000-R121Controlador

1000NXD63B1001Interruptor

440503RT16471AR611contactor

3NH32301base/fusible

1603NA31361fusible

48025B32344C4202A0802capacitores

1 Paso

PasosInUckVARcatalogocant

Descripcion

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Ejemplos

Inicio

Factor de PotenciaFactor de Potencia

FábricaFP Típico

No CompensadoCervecerías 0,6..0,7Carnicerías 0,6..0,7Plantas de cemento 0,6..0,7Compresores 0,7..0,8Gruas 0,5..0,6Plantas de secado 0,8..0,9Maquinaria, gran tamaño 0,5..0,6Maquinaria, pequeño tamaño 0,4..0,5Plantas de papel 0,6..0,7Molinos 0,6..0,7Fábrica de acero 0,6..0,7Azucar 0,8..0,85Tabaco 0,6..0,7Bombas de agua 0,8..0,85Transformadores de soldadura 0,4..0,5

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Diseños

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Ejemplos

Inicio

Análisis de la Red y Carga Análisis de la Red y Carga

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Sobrecarga de CorrienteSobrecarga de Corriente

Cargas + Capacitor

I1

I5I7

I11

IRMS= (I1)2+(I5)2+(I7)2+…+(IN)2

Corriente IRMS Real

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Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Tensión de Operación RealTensión de Operación Real

Suministro Carga

U1VRed = 440 V

U5U7

U11

VReal = 480 V

VReal es la tensión RMS real, medida cuando los Capacitores están conectados. VNominal = 480 V

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Lsc+LT

cargas

In

A

O

Redes con Armónicas y Bajo FPRedes con Armónicas y Bajo FP

Espectro de Corrientes Armónicas existentes

f1

f (Hz)

Z (Ohm)

Impedancia sin

Capacitores

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CFP

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Lsc+LT

cargas

In

A

O


C

Impedancia con

Capacitores


f1

f (Hz)fr

Z (Ohm)

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Lsc+LT

cargas

In

A

O



f1

f (Hz)

C

fr

L

fs

Z (Ohm)

Impedancia con filtro desintonizado

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Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Factor de DesintoníaFactor de Desintonía

p = XcXL

f1(%)Factor de Desintonía

p % 50Hz 60Hz

5,67% fs = 210 Hz 267Hz

7% fs = 189 Hz 252Hz

14% fs = 134 Hz 161Hz

= pf1fsFrecuencia de Sintonía

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Ejemplo de CFP-FDEjemplo de CFP-FD

Nc = 25kVar, Tensión = 440V, P = 7%

Sobre Tensión en el capacitor

Uc=UN x 100/100 pUc=440V x 100/100 (7)

Uc=473V 480V

Calculo de la potencia nominal del capacitor Qc especificada para Uc=480V y obtener una potencia efectiva de 25 kVar en 440V con p=7%

QC =100

UC

UN

. NC =2

. 1 - 7100

480 . 25 kVAr = 27 kVAr2

.440

1 - p

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Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Diseños de AplicaciónDiseños de Aplicación

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Diseños

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Ejemplos

Inicio

Métodos de CFPMétodos de CFP

Corrección Individual

Corrección en grupo

Corrección automática centralizada

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Ejemplos

Inicio

Corrección IndividualCorrección Individual

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Ejemplos

Inicio

Corrección en GrupoCorrección en Grupo

M M M

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Ejemplos

Inicio

Corrección CentralizadaCorrección Centralizada

M M M

controlador

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Selección

Ejemplos

Inicio

Selección de ComponentesSelección de

Componentes

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Ejemplos

Inicio

Que ofrecemos para CFP??Que ofrecemos para CFP??

Capacitores Premium

Componentes específicos

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

PhiCapCapacitor para Corrección de Factor de Potencia


Trifásicos

Potencia: 5-25 kVArTensiones: 240-480V 60Hz

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Ejemplos

Inicio



Características

•Tecnología SH-MKP

•Tipo Seco-Encapsulado en resina flexible

•Desconectador de seguridad por sobrepresión

•SIGUT sistema de clemas

•Potencia 5-25kVar, 240/480V

•Clase de temperatura -25º C a 55º C

•Standard IEC 831-1/2 – CE - UL

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Selección

Ejemplos

Inicio



•Capacidad de sobre corriente 1.3 In (1.5 Máx.)

•Corriente de Inserción 200 In

•Expectativa de vida 100 000 Horas

•Diseño compacto para menor espacio de panel.

•Alta confiabilidad y seguridad.

•Aptos para filtros desintonizados de PFC.

Ventajas

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Ejemplos

Inicio

PhiCapPhiCapCapacitor para Corrección de Factor de PotenciaCapacitor para Corrección de Factor de Potencia

SIGUT Clema Terminal block: Gran capacidad de sobrecarga

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Ejemplos

Inicio

PhiCapPhiCapCapacitor para Corrección de Factor de PotenciaCapacitor para Corrección de Factor de Potencia

Desconectador trifásico por sobrepresión.

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Ejemplos

Inicio

PhaseCapCapacitor para Corrección de Factor de Potencia


Características

•Tecnología SH-MKK y WaveCut

•Tipo seco - Impregnado en Gas de Protección

•Desconectador de seguridad por sobrepresión

•Terminal SIGUT

•Potencia 5-30kVAR, 240-480 V

•Temperatura admisible -25ºC a 55ºC

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Ejemplos

Inicio



Ventajas

•Alta capacidad de sobre corriente: 1.5 In

•Corriente de Inserción 200 In

•Expectativa de vida 115 000 Horas

•Diseño compacto para menor espacio de panel.

•Alta confiabilidad y seguridad.

•Aptos para filtros desintonizados de PFC.

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Ejemplos

Inicio



SIGUT Clema Terminal block: Gran capacidad de sobrecarga

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Ejemplos

Inicio



Desconectador trifásico por sobrepresión.

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Ejemplos

Inicio



Los PhaseCap pueden ser montados en cualquier posición (vertical u horizontal) debido a su diseño compacto y de tecnología tipo-seco.

La tecnología tipo-seco evita la perdida o derramamiento de aceite aun en caso de montar el capacitor acostado o colgando.

El montaje horizontal mejora la ventilación debido a la mayor superficie activa de disipación

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Selección

Ejemplos

Inicio

Capacitor para Corrección de Factor de PotenciaCapacitor para Corrección de Factor de Potencia

Expectativa de Vida Nominal:Basadas en análisis estadístico en condiciones nominales:Tensión Nominal.

Corriente Nominal, sin armónicas.

Atenuando las corrientes de inserción.

Con menos de 5000 maniobras por año.

Dentro de los limites de temperatura.

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Expectativa de Vida Nominal

EVn = 100 000 Horas

En condiciones nominales

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Ejemplos

Inicio


Expectativa de Vida en función de la Tensión

EV = EVn . Xv

U = 1,10 Un Xv = 0,50

U = 1,05 Un Xv = 0,70

U = 1,00 Un Xv = 1,00

U = 0,95 Un Xv = 1,25

U = 0,90 Un Xv = 1,50

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Selección

Ejemplos

Inicio


Expectativa de Vida en función de la Temperatura

EV = EVn . XT

TProm Anual = 42°C XT = 0,50

Tprom Anual < 35°C XT = 1,00

Tprom Anual < 28°C XT = 2,00

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Ejemplos

Inicio


Expectativa de Vida en función de num. maniobras

EV = EVn . XN

Maniobras con atenuación < 5000/año XN = 1,00

Maniobras con atenuación < 10000/año XN = 0,70

Maniobras sin atenuación < 5000/año XN = 0,40

Maniobras sin atenuación < 10000/año XN = 0,20

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Análisis

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Selección

Ejemplos

Inicio


Desclasificación de EV teniendo todo en cuenta:

EV = EVn . XV . XT . XN

Compensar en la selección del capacitor en aquellos factores que no se pueden control en aplicación.

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Análisis

Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

BR6000Controlador de CFP de Alta Tecnología

BR6000Controlador de CFP de Alta Tecnología

Versión: 6 y 12 pasos

Controlador Inteligente

Analizador de Armónicas hasta la 19º

Registra número de maniobras

Registra tiempos de desconexión

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Ejemplos

Inicio

3RT16Contactores para Capacitores


Incrementan la vida de los Capacitores

Evitan desgaste de los Capacitores

No afecta la calidad de energía

Capacidad de maniobra: 12.5-25-50 kVar

Tensión de operación 240/440V 60Hz

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Ejemplos

Inicio



Limitación de Corrientes de Inserción

I = 300 AI = 1200 A

Con ContactorSin Contactor

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Ejemplos

Inicio



R

Sin Contactos Con Contactos

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Reactores para CFP-FDReactores para CFP-FD

Tensiones standard: 440-480V 60Hz

Potencias standard: 25-50-75-100 kVar

Perdidas muy bajas

Alta linealidad

Incluyen protección térmica

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Ejemplos

Inicio

Reactores para CFP-FDReactores para CFP-FD

Seleccionar de acuerdo a la potencia efectiva a 60 Hz y a la primera armonica predominante a filtrar

Para filtrar 3º armónica (p=14%)

Para filtrar 5º armónica (P=7%)

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Ejemplos

Inicio

Componentes para Filtros DesintonizadosComponentes para Filtros Desintonizados

Los componentes son seleccionados de acuerdo a:

•Potencia efectiva deseada

•Contenido armónico

•Factor de Desintonía deseado

•Sobre tensión en los Capacitores

Tener especial cuidado con:

•Análisis previo, diseño de aplicación.

•Diseño del panel

•Disipación del calor

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Selección

Ejemplos

Inicio

Selección del tipo sistema para CFPSelección del tipo sistema para CFP

1. Hay armónicas, THDIsc> 10% ó THDVsc >3% ??

SI: CFP DesintonizadoNO: CFP Normal

2. Hay 3º armónica, THDI3 > 20% THDI5 ??

SI: Usar p =14%NO: Usar p =7% ó 5.67%

3. Es THDIsc < 20%??

SI: Usar p =7%NO: Usar p =5.67%

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Diseños

Selección

Ejemplos

Inicio

Construcción de Filtro DesintonizadoConstrucción de Filtro Desintonizado

Capacitores preferentemente montados en posición horizontal, en bandeja sin conducción térmica al reactor y en distinta línea vertical.

Reactor montado sobre perfiles para permitir circulación de aire entre los núcleos.

Ventilación forzada abundante.

Termo-Switch en serie con el circuito de comando del contactor.

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Ejemplos

Inicio

Ejemplos de AplicacionesEjemplos de Aplicaciones

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Análisis

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Ejemplos

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Diseños

Selección

Ejemplos

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FINVíctor Manuel Hernández Díaz

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sin título de diapositiva - rodisa · es la parte de la potencia de entrada que se convierte en...

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