Electronica Pascual

Un cliente nos ha enviado a reparar un generador generador de alta tensión con una salida máxima de 50KV de la marca IRELEC.

Se usa en la linea de producción de una fabrica del sector de la automoción que fabrica gomas y cierres de caucho.

El generador esta formado por dos unidades:

– La unidad de control, con la electrónica de medida de tensión e intensidad y con un variac o transformador variable con una tensión de salida entre 0V y 230V que permite regular el valor de salida de alta tensión.

Esta unidad dispone de un galvanómetro de 50µA:

Es el encargado de mostrar la alta tensión de salida disponible y la intensidad de la misma.

– La segunda unidad o transformador de alta tensión es  un transformador elevador con un triplicador a su salida.

En su interior a la salida del triplicador hay un divisor de tensión para tomar una muestra de tensión para el indicador en el panel de control.

Del mismo modo dispone de un sensor para poder leer la corriente de salida en la toma de alta tensión.

El problema que presenta el equipo es que el instrumento de medida no indica,

Procedemos a desmontar la unidad de control.

Realizando una inspección visual, nos damos cuenta que el interior esta lleno de polvo de grafito procedente de la escobilla del Variac.

La escobilla se había roto parcialmente y por el rozamiento desprendía polvo.

Limpiamos el polvo de grafito soplando la unidad con aire a presión,  después de manera mas precisa con un pincel.

Una vez completamente limpia:

Comprobamos que el transformador variable funcionaba correctamente.

Al haber caído polvo de grafito que es conductor estando el equipo en funcionamiento, decidimos comprobar la placa electrónica:

Medimos los semiconductores en este caso diodos y sustituimos dos de ellos.

Del mismo modo comprobamos los condensadores y las resistencias.

Como la placa electrónica estaba bien,  el Variac funcionaba correctamente, pero el equipo seguía sin da indicaciones, decidimos medir el instrumento.

Para medir un instrumento como este, de una escala tan baja 50µA se han de tomar algunas precauciones:

No se debe medir directamente con un ohmetro, ya que la corriente que se puede generar puede ser mayor que la soportada por el instrumento en cuyo caso quemaríamos la bobina móvil.

Lo indicado es colocar una resistencia en serie de alto valor y así realizar la medida.

Al realizar la medida comprobamos que No hay continuidad.

Procedemos a desmontar el instrumento para inspeccionarlo.

Al abrirlo vemos que la aguja esta caída, este es un instrumento de los llamados de cinta.

La bobina móvil esta sujeta por una cinta que se torsiona al girar.

La cinta es muy delicada de manipular y no podemos repararlo, con lo cual pedimos uno nuevo al fabricante del instrumento.

El que nos envían es del mismo tipo y se le puede cambiar la escala de galvanometro estropeado, pero tiene un problema.

La aguja es de color negro y la escala es de color negro.

Con lo cual no se ve muy bien la lectura.

Decidimos pintar la punta de la aguja de blanco.

Esto ha de realizarse con mucho cuidado o con un cuidado extremo por dos motivos:

1º No deteriorar el instrumento que es muy delicado.

2º Poner la mínima cantidad de pintura posible para no desequilibrar el instrumento.

Este es el resultado obtenido, la aguja es completamente visible sobre la escala.

Por ultimo con respecto al trabajo con instrumentos de aguja:

Cuando los abrimos la mesa o lugar de trabajo a de estar libre de partículas metálicas que puede ser atraídas por el imán del instrumento.

Si quedan entre el imán y la bobina móvil el instrumento se agarrara y se bloqueara la lectura.

Lo mejor es limpiar previamente la superficie de trabajo y pones una hoja de papel y encima el instrumento que queramos examinar o reparar.

Una vez colocado el nuevo instrumento en el panel de control, el siguiente paso es conectarlo al transformador de alta tensión y comprobar su funcionamiento.

Se verifica que genera las tensiones correctas medidas con un Kilovoltimetro.

Y que la medida de corriente de salida es la correcta colocando una carga patrón de valor conocido en la salida de alta tensión.

Como podemos medir con precisión la tensión en los extremos de la carga y conocemos su valor, usando la ley de ohm.

Por ultimo os dejamos una imagen que tomamos de una descarga de chispa.

El equipo estaba funcionando correctamente.

Fu entregado a la fabrica y esta en funcionamiento en la linea de producción.

< Imágenes Electrónica pascual >

Hemos tenido que analizar la avería de un estabilizador de tensión trifásico de la marca POLILUX.

Se trata de generar un informe sobre la avería y documentarlo con fotografiaras.

Polilux tiene toda una serie de estabilizadores de tensión (en este caso un estabilizador trifásico)  con una gama de potencias desde 5KVA hasta 100KVA.

Son estabilizadores automáticos de tensión trifásicos con control por fase.

Son unos buenos estabilizadores y muy bien construidos, pero hasta los mejores equipos se averían.

El principio de funcionamiento de este tipo de estabilizadores es el siguiente:

Se dispone de una serie de auto transformadores Variac, en este caso 3 uno por cada fase.

Un circuito de control analiza la tensión a la entrada y a la salida.

Ante las variaciones de la tensión, ya puede ser por la fluctuación en el suministro o variaciones en la carga conectada,  el control actúa sobre un servo motor que mueve el eje de los Variac y la compensa.

AVERÍA

La avería de la que se nos informa es el calentamiento en una de las fases.

Aunque cuando examinamos el equipo descubrimos:

Un sobre calentamiento excesivo en uno de los terminales de el Variac de una de las fases.

Llegando a producir el exceso de temperatura los efectos que podemos ver en la imagen.

Con más detalle podemos ver el terminal completamente suelto y daños en la parte superior del cableado.

La escobilla del Variac no parece afectada, aunque el terminal quemado es el de la conexión del la escobilla al panel.

Imagen del bloque o torre de los tres Variac, uno por cada fase.

Imagen de uno de los paneles de interconexión del Variac en buen estado.

La posible causa de la avería un defecto en el remachado del terminal al panel, eso haría que la resistencia eléctrica en el punto de conexión fuera alta y al pasar una elevada corriente, se disiparía  potencia en forma de calor, lo cual deterioro más la defectuosa conexión.

A continuación otras imágenes del equipo:

Panel posterior de conexiones de entrada y salida de tensión.

Terminal dañado, puede observarse el elevado calor que ha llegado a derretir parte del terminal.

< Imágenes Electrónica Pascual >

Una vez explicado que es un Transformador variable o Variac, vamos a ver una de sus aplicaciones.

En un equipo que se nos ha enviado ha reparar se necesita para verificar uno de sus parámetros de medida, el poder disponer de una carga variable en corriente alterna.

El equipo se utiliza para verificar ciertos parámetros de equipos eléctricos en lineas de producción.

Se pueden generar tensiones de 500V -1250V-300V-3600V entre los terminales de tierra y Fase o Neutro del equipo a analizar, midiéndose las corrientes de fuga que no han de sobrepasar ciertos valores según la norma aplicada.

Se mide la correcta toma de tierra haciendo pasar una corriente de 25A a través de la misma y midiendo la caída de potencial, lo cual nos da la resistencia de tierra.

Y por ultimo se puede medir la carga de corriente generada por el equipo a testear en funcionamiento.

Esta ultima funcionalidad es la que tenemos que verificar y ajustar.

¿Como hacerlo?

El equipo ha calibrar tiene una salida de red a la que se puede conectar el sistema sometido a test, pulsando un botón, por esta salida se aplica una tensión de 230V y se mide la intensidad que circula en el instrumento.

La medida en corriente puede alcanzar 25A a fondo de escala y posee un miltiplicador para corrientes bajas de 0 a 2A a fondo de escala.

Para realizar la calibración podemos hacerlo , colocando en serie con uno de los terminales de salida un Amperímetro calibrado, o patrón y una carga variable.

La carga puede ser resistiva el mejor de los casos al tratarse de una salida en alterna o lo que es lo mismo un reostato.

El problema surge por la potencia que ha de disipar dicho reostato  aplicando la ley de ohm

P= VxI si tenemos una tensión de 230V y una corriente máxima de 20A nos da una potencia de 4600W.

Un reostato de esta potencia es difícil de encontrar y caro.

Ya que necesitamos ir pasando por varios puntos de intensidad para realizar la calibración podemos aplicar el siguiente procedimiento.

Imagen del montaje para la medida y calibración de intensidad.

Conectamos en serie con la salida de tensión un amperímetro y alimentamos la entrada de Variac.

A la salida del Variac conectamos la carga fija, de la potencia deseada en este caso si queremos medir a fondo de escala seria una carga de 4600W.

Imagen del Variac utilizado

Variando la tensión de salida del variac variaremos la intensidad que circula por la carga.

Como en todo trasformador la carga en el secundario se refleja en el primario, mas en este caso que se trata de un auto trasformador.

O lo que es lo mismo, utilizamos en trasformador variable como si de un reostato se tratara pero en alterna y como explicamos en la entrada anterior con una eficiencia elevada.

Lectura en el instrumento del equipo.

De esta manera hemos conseguido tener una carga variable a partir de una carga fija, sin tener que disponer de una carga variable de alto coste.

Lectura en el instrumento patrón en este caso un multimetro de la marca AVO.

Esta es una de las posibles aplicaciones de un trasformador variable o variac, ya os iremos contando otras aplicaciones.

Entradas relacionadas: Variac Transformador variable – Variable Autotransformer

< Imágenes Electrónica Pascual >

En algunas ocasiones hemos hablado de la utilización de un trasformador variable o Variac para algunas de las operaciones de mantenimiento o de diseño.

¿Pero que es un Variac ?

Un variac es un auto transformador variable con el cual podemos obtener una tensión de salida de corriente alterna entre 0V y la tensión de alimentación, generalmente 230V y 50Hz en Europa y 110V y 60Hz en Estados Unidos.

Vista en sección de un variac

Esta constituido por un núcleo en forma toroidal sobre el que esta arrollado el transformador el uno de los lados del núcleo magnético las espiras están libres de aislamiento.

Sobre ellas mediante un eje central discurre una escobilla con un rodillo de carbono ,que es accionada por un mando unido a un eje.  Este mando dispone de una caratula con una serigrafia en la que se indica el voltaje según el angulo de giro del mando.

Del mismo modo que en un reostato un variac divide la tensión variando la impedancia entre la sección de entrada y la de salida.

Diagrama esquematico del funcionamiento del variac, en algunos modelos la tensión de alimentación puede suministrase entre dos puntos del bobinado que nos son los extremos del mismo (1 y 4) con lo cual podemos obtener en la salida variable una tensión superior a la de la entrada

La fracción de la  impedancia dividida de entrada conectada a la salida determina el voltaje de salida.

Si bien un potenciómetro utiliza una resistencia como la divisor de impedancia, el variac en su lugar utiliza una inductancia, esto es muy util en tensiones alternas ya que se consiguen muy bajas perdidas en la regulación con eficiencias del 98%.

Al tratarse de un auto transformador no hay un aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, factor que ha de tenerse en cuenta en algunas aplicaciones, esto se puede solventar si es necesario introduciendo un trasformador de relación 1:1 a la entrada de la tensión que alimenta el Variac.

Aunque también hay en el mercado Variac auto aislados o lo que es lo mismo con un circuito primario y un circuito variable en el secundario.

Por lo general los variac están diseñados para una determinada frecuencia de trabajo y para una determinada potencia de salida que nos ha de sobrepasarse si no queremos diñarlo.

Pueden estar montados dentro de una caja como el que tenemos en nuestros laboratorios, disponer de un interruptor de encendido, un fusible de entrada y indicadores de la tensión real de salida.

Otra opción muy interesante es dotarlos de un medidor de intensidad o de una toma para poder conectar un instrumento de medida, a la entrada de corriente o en la salida variable.

Variac con características especiales.

Aparte de los variac monofasicos hay variac con entradas trifasicas.

Variac montados en sistemas múltiple accionados por un solo eje de control.

En algunas aplicaciones especificas se utilizan Variac motorizados con los cuales puede ser controlada la tensión de salida a distancia.

Los sistemas motorizados pueden ser  controlados por un sistema microprocesado con lo que podemos obtener múltiples tensiones de salida según los parámetros de entrada o programaciones del sistema incluidos lazos de realimentación.

Información de interés

Información detallada con características técnicas aqui

Pagina de un fabricante de Variac con muchos modelos Variacs – Staco Variable Transformers

< Imagenes de Variacs – Staco Variable Transformers >