tecnologia de accionamientos

Tecnologa de accionamientos Sistemas de capacitacin, Electrnica de potencia, Mquinas elctricas

Capacidad de actuar de manera orientada a la prctica y a los proyectos

ndice

Cualificacin gracias a la calidad Sistemas de capacitacin en tecnologa de accionamientos .................................................................................................... 4

Diferentes sistemas para diferentes necesidades Nuestra meta: satisfacer todas las necesidades ....................................................................................................................... 6 Sistema de paneles didcticos ................................................................................................................................................ 8 Sistema de ensayos de montaje .............................................................................................................................................. 9

Contenidos didcticos complejos presentados de manera viva Material didctico orientado a los proyectos y adecuado a todos los sistemas de capacitacin ............................................... 10

Todo de un solo vistazo .................................................................................................................................................... 12

Ms que un sistema de capacitacin Solucin completa: laboratorio de mquinas elctricas, electrnica de potencia y accionamientos modernos ........................ 14

Un programa de accionamientos, dos clases de potencia .............................................................................................. 16 Dos bancos de pruebas de mquinas ................................................................................................................................... 18 Asistencia perfecta, operacin y registro de los valores medidos por medio del PC ................................................................ 22 Multmetro analgico/digital ................................................................................................................................................ 24

Mquinas elctricas Bases de la tecnologa de accionamientos ............................................................................................................................. 26 Mquinas de corriente continua (UniTrainI) .......................................................................................................................... 28 Mquinas asncronas (UniTrainI) ........................................................................................................................................... 29 Mquinas sncronas y rotor de anillos colectores (UniTrainI) .................................................................................................. 30 Motor paso a paso (UniTrainI) .............................................................................................................................................. 31 Motor BLDC / servo (UniTrainI) ................................................................................................................................... .......... 32 Motor lineal (UniTrainI) ........................................................................................................................................................ 33 Transformador de corriente trifsica (UniTrainI) ..................................................................................................................... 34 Compatibilidad electromagntica (CEM) (UniTrainI) .............................................................................................................. 35 Devanado de transformadores .............................................................................................................................................. 36 Devanado de mquinas elctricas .......................................................................................................................................... 37 Mquinas de corriente continua ............................................................................................................................................ 38 Mquinas de corriente alterna............................................................................................................................................... 39 Mquinas asncronas ............................................................................................................................................................. 43 Mquinas sncronas .............................................................................................................................................................. 51 Mquinas de corriente trifsica .............................................................................................................................................. 54 Capacitacin en transformadores .......................................................................................................................................... 55

Electrnica de potencia y accionamientos didcticos Control sin prdidas de mquinas elctricas ......................................................................................................................... 56 Convertidores estticos conmutados por la red (UniTrainI) ................................................................................................... 58 Convertidores estticos de conmutacin forzada (UniTrainI) ................................................................................................ 59 Accionamientos con convertidores de frecuencia (UniTrainI) ................................................................................................ 60 Correccin del factor de potencia activo (UniTrainI) ............................................................................................................ 61 Circuitos de convertidores estticos conmutados por la red .................................................................................................. 62 Convertidor esttico con motores de corriente continua ....................................................................................................... 63 Convertidor esttico con motor universal ............................................................................................................................. 64 Control de velocidad de un motor asncrono trifsico ........................................................................................................... 65 Convertidores estticos autoconmutados ............................................................................................................................. 66 Convertidor esttico con motor de corriente continua .......................................................................................................... 67 Convertidor esttico de frecuencia con motor trifsico asncrono ......................................................................................... 68 Mquina sncrona conmutada electrnicamente .................................................................................................................. 69

Accionamientos industriales Parametrizacin de componentes industriales ...................................................................................................................... 70 Arranque suave de mquinas trifsicas ................................................................................................................................. 72 Accionamientos con convertidores de frecuencia .................................................................................................................. 73 Desarrollo de proyectos de cableado tpicamente industrial de accionamientos con convertidores de frecuencia ................... 74 Controles de sistemas elctricos de accionamiento ............................................................................................................... 75 Posicionamiento con servoaccionamiento sncrono ............................................................................................................. 76 Rel de gestin del motor .................................................................................................................................................... 77

Cualificacin gracias a la calidad

Sistemas de capacitacin en tecnologa de accionamientos

El progreso tcnico

La tecnologa de accionamientos adquiere una importancia cada

vez mayor debido a la progresiva automatizacin de la industria.

Existe, adems, una estrecha superposicin con otras reas, por

ejemplo, con la automatizacin de procesos y las tecnologas de

control en bucle cerrado y la informtica. Gracias a su rpido

desarrollo, esta tecnologa se ha convertido en una de las reas

ms innovadoras de la electrotecnia.

tiene una gran influencia en la formacin profesionalLas nuevas tecnologas industriales de accionamientos requieren

nuevos sistemas de enseanza. Innovaciones tales como el empleo

multiplicado de convertidores estticos de frecuencia y servoac

cionamientos, al igual que su integracin en la automatizacin de

procesos son slo algunos ejemplos de un campo profesional en

transformacin. Debido a las exigencias que se plantean a los

tcnicos en accionamientos, hoy en da surge la necesidad de

disponer de sistemas de capacitacin modernos, orientados a la

prctica, que muestren a los estudiantes el estado actual de la

tcnica y les transmitan la habilidad necesaria para actuar por s

mismos.

4Lucas-Nlle

Un socio slido, que forme parte de la industriaAs se garantiza la cercana a la prctica. LucasNlle ha encontrado

este socio en el renombrado fabricante Lenze AG. LucasNlle ree

labora didcticamente los ms modernos productos de la tecnologa

de accionamientos de la empresa Lenze AG, adaptndolos exacta

mente a las necesidades de los estudiantes e instructores. As se

cubren por completo todas las etapas de potencia para su integra

cin en la automatizacin de procesos, desde las unidades sencillas

de control de motores, pasando por los convertidores estticos de

frecuencia, hasta llegar a los servoconvertidores con interfaces de

bus de campo. Los sistemas de enseanza y capacitacin modulares

y modificables a escala conforman la base innovadora, de futuro

asegurado, para una fundamentada y slida formacin profesional

en el campo de la tecnologa de accionamientos.

Fuente: Lenze AG

5Lucas-Nlle

Nuestra meta: satisfacer todas las necesidades

Laboratorio multimedia UniTrain-I con 100 cursos El sistema de experimentacin y capacitacin multimedia UniTrainI constituye la gua del estudiante a travs de la teora y de expe

rimentos dirigidos por medio de un software claramente estructurado, que se sirve de textos, grficos, animaciones y pruebas de

conocimientos.

Junto al software didctico, cada curso incluye una tarjeta de experimentacin, con la que se pueden ejecutar las tareas prcticas.

Los cursos relacionados con los temas de Mquinas elctricas, Electrnica de potencia y Accionamientos, transmiten todos

los conocimientos y la capacidad necesaria para la comprensin, conexin, control y servicio de los accionamientos modernos. Gra

cias a animaciones y numerosos experimentos realizados con sistemas reales, en los diferentes cursos se estudian los fundamentos,

principios y propiedades de los componentes de los motores elctricos, la electrnica de potencia y los sistemas de accionamientos.

Diferentes sistemas para diferentes necesidades

Sus ventajas

Teora y prctica al mismo tiempo y en el mismo lugar

Alta motivacin de los estudiantes gracias al uso del PC y de medios nuevos

xito inmediato gracias a la gua estructurada del curso

Rpida comprensin por medio de teora ilustrada con animaciones

Adquisicin de la capacidad de actuar gracias a la experimentacin propia

Constante flujo de comentarios gracias al planteamiento de preguntas de comprensin y de pruebas de conocimientos

Localizacin de fallos guiada por simulador de desperfectos integrado

Seguridad gracias al empleo de tensiones bajas de proteccin

Enorme cantidad de cursos (se encuentran disponibles ms de 100 temas)

Soluciones modelo para los instructores

Lucas-Nlle6

Sistema UniTrain-I

Laboratorio porttil completo

Cursos multimedia

Interfaz de medicin y control de alta tecnologa

Teora y prctica simultneas

Interfaz UniTrain-I con USB

Osciloscopio con 2 entradas diferenciales analgicas

Velocidad de exploracin de 40 MSamples

9 rangos de medicin de 100 mV a 50 V

22 rangos de tiempo de 1 s a 10 s

16 entradas y salidas digitales

Generador de funciones de hasta 1 MHz

8 rels para simulacin de fallos

Experimentador UniTrain-I

Alojamiento de las tarjetas de experimentacin

Tensin de experimentacin 15 V, 400 mA

Tensin de experimentacin de 5 V, 1 A

Fuente variable de corriente continua o trifsica de 0 a 20 V, 1 A

Interfaz IrDa para multmetro

Interfaz serie adicional para tarjetas

Software LabSoft de aprendi-zaje y experimentacin

Amplia seleccin de cursos

Extensa seccin terica

Animaciones

Experimentos interactivos con instrucciones

Navegacin libre

Documentacin de los resultados de medicin

Pruebas de conocimientos

Instrumentos de medicin y fuentes de alimentacin inte-grados

Multmetro, ampermetro, voltmetro

Osciloscopio de 2 canales con memoria

Generador de funciones y de formas de curvas

Fuente de alimentacin triple de c.a. y c.c.

Fuente de alimentacin de corriente trifsica

... y muchos otros instrumentos

7 Lucas-Nlle

Ya sea que se trate de una clase dirigida a los estudiantes o de los experimentos orientados a las prcticas que estos realizan, con el sis

tema de paneles se pueden implementar diferentes mtodos de enseanza y aprendizaje. Los paneles didcticos se fabrican con placas

estratificadas, recubiertas por ambas caras con resina de melanina. La altura corresponde uniformemente a la norma DIN A4. De esta

manera, se pueden insertar sencillamente en los bastidores de experimentacin.

Sus ventajas

Versatilidad y flexibilidad gracias a la estructura modular

Apto para ejercicios de los alumnos y para experimentos de demostracin

Seguridad gracias al aislamiento doble (casquillos y cables de seguridad)

Formato industrial tpico por medio de la integracin de equipos propios de la industria

Claridad visual gracias a la superficie frontal rica en contrastes y a prueba de ralladuras de los paneles

Tecnologa moderna de medicin con la integracin del PC

Manuales de experimentacin y de prctica profesional a colores

Hojas de trabajo para los estudiantes y soluciones modelo

Sistema de paneles didcticos

Diferentes sistemas para diferentes necesidades

Sistema de paneles didcticos

8 Lucas-Nlle

el complemento perfecto para las clases orientadas a la realizacin de un proyecto: Durante los ejercicios de montaje se hace hincapi en el desarrollo de las habilidades manuales. Todos los ensayos mantienen una

relacin muy estrecha con la prctica. Las conexiones se realizan con materiales de cableado industrial (carriles soporte, placas peine,

tornillos, etc.) y diferentes mtodos de cableado. Todas las piezas son reutilizables a excepcin del material de consumo (cables).

Sus ventajas

Planificacin y ejecucin de proyectos

Aprendizaje de tcnicas de conexin

Mayor relacin con la prctica gracias a la documentacin tcnica y el software tpicos de la industria

Combinable con el sistema de paneles de LN

Los circuitos se implementan por medio de componentes industriales

Completa documentacin de proyectos

Sistema de ensayos de montaje

Sistema de ensayos de montaje

9 Lucas-Nlle

Manuales Contienen numerosos ejercicios, ejemplos y proyectos, adems

de una descripcin detallada de la puesta en marcha del sistema

de capacitacin correspondiente.

Material didctico orientado a los proyectos y adecuado a todos los sistemas de capacitacin

Contenidos didcticos complejos presentados de manera viva

Cursos multimedia Se dispone de muchas instrucciones de experimentacin en

forma de cursos multimedia. Estos permiten el acceso directo a

los resultados de las mediciones de distintos instrumentos. Los

cursos multimedia contienen:

Cuestionarios de verificacin de conocimientos Montajes interactivos de experimentacin Barra de navegacin Teora con animaciones

10Lucas-Nlle

QuickCharts Estas lminas permiten echar un vistazo rpido a un rea

determinada de estudio. Los pasos y los procesos de trabajo, al

igual que las relaciones tcnicas, se explican con brevedad y de

manera que dejen su huella en la memoria.

Las lminas de presentacin Acompaan la clase, por ejemplo, con informacin de fondo,

diagramas de bloques, fundamentos fsicos, parmetros de nor

mas especficas, modificaciones especiales y ejemplos de aplica

cin. El juego de lminas se suministra en formato PowerPoint.

Lucas-Nlle

11 Lucas-Nlle

Todo de un slo vistazo

UniTrain-I

Capacitacin bsica Fundamentos Comprensin del funcionamiento y del modo de operacin

CursoMotor BLDC

CursoMotor paso a paso

CursoMquinas sncronasde anillos colectores

CursoMquinas asncronas

CursoMquinas de

corriente continua

CursoConvertidoresestticos de

conmutacin forzada

CursoConvertidores

estticos conmutadospor la red

CursoAccionamientos

con convertidoresde frecuencia

CursoCorreccin del

factor de potenciaactivo

CursoCompatibilidad

electromagntica(CEM)

CursoTransformador decorriente trifsica

CursoMotor lineal

Mquinas elctricas

Conexin Arranque Caractersticas Medicin de revoluciones y de par de giro Curvas caractersticas Desarrollo de proyectos

EEM 10Juego de mquinas

trifsicasdesmontables

EEM 5.1Mquinas sncronas

EEM 4Mquinasasncronas

EEM 3Mquinas de

corriente alterna

EEM 2Mquinas de

corriente continua

EEM 4.6Proteccin de

mquinas elctricas

EEM 5.2Sincronizacin con

la red de alimentacin

EEM 5.3Mquina trifsica

de reluctancia

EEM 4.5Bsqueda de fallos

en mquinas elctricas

ENT 5Capacitacin

en transformadores

EMW 20Devanado de

mquinas elctricas

EMW 10Devanado de

transformadores

Accionamientos didcticos

Funcionamiento Optimizacin Respuesta de operacin

EPE 17Control de velocidad de

un motor asncrono trifsico

EPE 11Convertidor esttico

con motores de corriente continua

EPE 16Convertidor estticocon motor universal

EPE 27Mquina sncrona

conmutada electrnicamente

EPE 21Convertidor esttico con

motor de corriente continua

EPE 26Convertidor esttico de frecuencia

con motor trifsico asncrono

Accionamientos industriales

Puesta en marcha Parametrizacin y optimizacin Operacin con cargas tpicas de la industria Conexin en red con controles lgicos programables Desarrollo de proyectos

CLP 20Controles de

sistemas elctricosde accionamiento

EDT 17Arranque suave demquinas trifsicas

EDT 32Posicionamiento conservo-accionamiento

sncrono

EDT 25Accionamientos


EDT 51Rel de gestin

del motor

ELP 25Desarrollo de proyectos de

cableado tpicamente industrialde accionamientos con

convertidores de frecuencia

EPE 20Convertidores estticos

autoconmutados

EPE 10Circuitos de convertidores

estticos conmutados por la red

Electrnica de potencia

Circuitos Semiconductores de potencia Reconocimiento de su funcin y sus relaciones

EST 1Conmutacin manual

en un circuito decorriente trifsica

EST 2Circuitos

de contactoresen corriente trifsica

12Lucas-Nlle

UniTrain-I

Capacitacin bsica Fundamentos Comprensin del funcionamiento y del modo de operacin

CursoMotor BLDC

CursoMotor paso a paso

CursoMquinas sncronasde anillos colectores

CursoMquinas asncronas

CursoMquinas de

corriente continua

CursoConvertidoresestticos de

conmutacin forzada

CursoConvertidores

estticos conmutadospor la red

CursoAccionamientos


CursoCorreccin del

factor de potenciaactivo

CursoCompatibilidad

electromagntica(CEM)

CursoTransformador decorriente trifsica

CursoMotor lineal

Mquinas elctricas

Conexin Arranque Caractersticas Medicin de revoluciones y de par de giro Curvas caractersticas Desarrollo de proyectos

EEM 10Juego de mquinas

trifsicasdesmontables

EEM 5.1Mquinas sncronas

EEM 4Mquinasasncronas

EEM 3Mquinas de

corriente alterna

EEM 2Mquinas de

corriente continua

EEM 4.6Proteccin de

mquinas elctricas

EEM 5.2Sincronizacin con

la red de alimentacin

EEM 5.3Mquina trifsica

de reluctancia

EEM 4.5Bsqueda de fallos

en mquinas elctricas

ENT 5Capacitacin

en transformadores

EMW 20Devanado de

mquinas elctricas

EMW 10Devanado de

transformadores

Accionamientos didcticos

Funcionamiento Optimizacin Respuesta de operacin

EPE 17Control de velocidad de

un motor asncrono trifsico

EPE 11Convertidor esttico

con motores de corriente continua

EPE 16Convertidor estticocon motor universal

EPE 27Mquina sncrona

conmutada electrnicamente

EPE 21Convertidor esttico con

motor de corriente continua

EPE 26Convertidor esttico de frecuencia

con motor trifsico asncrono


Puesta en marcha Parametrizacin y optimizacin Operacin con cargas tpicas de la industria Conexin en red con controles lgicos programables Desarrollo de proyectos

CLP 20Controles de

sistemas elctricosde accionamiento

EDT 17Arranque suave demquinas trifsicas

EDT 32Posicionamiento conservo-accionamiento

sncrono

EDT 25Accionamientos


EDT 51Rel de gestin

del motor

ELP 25Desarrollo de proyectos de

cableado tpicamente industrialde accionamientos con

convertidores de frecuencia

EPE 20Convertidores estticos

autoconmutados

EPE 10Circuitos de convertidores

estticos conmutados por la red

Electrnica de potencia

Circuitos Semiconductores de potencia Reconocimiento de su funcin y sus relaciones

EST 1Conmutacin manual

en un circuito decorriente trifsica

EST 2Circuitos

de contactoresen corriente trifsica

13Lucas-Nlle

Solucin completa: laboratorio de mquinas elctricas,electrnica de potencia y accionamientos modernos

Ms que un sistema de capacitacin

Soluciones completas de accionamientos modernos: accionamientos con convertidor de frecuencia, servoaccionamientos, posicionamiento, arranque suave, rels de gestin del motor

Contenidos didcticos completos, presentados de manera viva, con material moderno de enseanza.

14Lucas-Nlle

Conexin, arranque y chequeo de mquinas de corriente continua, alterna, trifsica y de mquinas sncronas

Aprendizaje mixto: transmisin de conocimientos con empleo de elementos multimedia gracias a UniTrain-I

15 Lucas-Nlle

Un programa de accionamientos, dos clases de potencia

Lucas-Nlle

300 W y 1 kW

La compleja tecnologa industrial de accionamientos constituye un reto para la formacin profesional de tcnicos en electrnica y

mecatrnica. La comprensin y el dominio de las mquinas elctricas, sus estructuras, su modo de operacin, las tcnicas de conexin,

las curvas caractersticas y, en especial, su respuesta de operacin con diferentes cargas, constituyen una parte vital de las competencias

de los trabajadores especializados, al igual que de los tcnicos e ingenieros. Para satisfacer las diferentes exigencias, Lucas Nlle ofrece

accionamientos en clases de potencia de 300 W y 1 kW.

16

Manipulacin ptima Todas las mquinas pertenecientes a una clase de potencia dispo

nen de iguales alturas de ejes y estn dotadas de bastidores que

atenan las oscilaciones.

Ventajas Posibilidad de un acoplamiento sencillo y estable de mquinas y

piezas

Manguitos elsticos de acoplamiento, libres de juego Marcha por transmisin de fuerza libre de fallos

Operacin segura Todas las conexiones se realizan por medio de cables y casquillos a

prueba de contacto.

Ventajas Alta seguridad de los circuitos Identificacin inequvoca de las conexiones Identificacin segn las normas DIN e IEC Seguridad de todas las piezas rotatorias por medio de cubiertas

protectoras

Proteccin de las mquinas contra sobrecargas trmicas por medio de sensores de temperatura

Dos clases de potencia, dos grupos de aplicaciones

Ventajas Registro de curvas caractersticas tpicas de las mquinas La respuesta corresponde a la de las mquinas de potencia

esencialmente mayor

Equipamiento estndar de 300 W para tecnologa de accionamientos y mecatrnica

Equipamiento ampliado de 1 kW para tecnologa de accionamientos, mecatrnica e ingeniera elctrica

Se dispone de diferentes mquinas y equipos para diferentes tensiones y estructuras de red

Lucas-Nlle

Clase de 1 kW Clase de 300 W

17

Completo y extenso: banco de pruebas de servomotores

El banco de pruebas de servomotores es un sistema completo de comprobacin til para el anlisis de mquinas elctricas y

accionamientos. Consta de una unidad de control digital, un servoaccionamiento y el software ActiveServo. El sistema conjuga la

tecnologa ms moderna con la manipulacin ms sencilla. Junto a los accionamientos y frenos, es posible simular con realismo

modelos de mquinas de trabajo. Esto permite en el laboratorio el anlisis de motores, generadores y accionamientos bajo las

condiciones que se presentan tpicamente en la industria. El sistema contiene diez modelos y modos de operacin diferentes de

mquinas de trabajo. Para las dos clases de potencia existe un sistema adaptado especialmente.

Dos bancos de pruebas de mquinas

Clases de 300 W y 1 kW disponibles

18Lucas-Nlle

10 modos de operacin

Control del par de giro

Control de la velocidad de giro

Sincronizacin manual y automtica con la red

Masa volante

Accionamiento elevador

Enrollador/calandria

Ventilador

Compresor

Accionamiento bobinador

Carga de definicin libre en funcin del tiempo

Software, vanse pginas 22/23

Unidad de control

Accionamientos y frenos en los 4 cuadrantes

Operacin dinmica y esttica

Interfaz USB

Determinacin del nmero de revoluciones y del par de giro

Amplificador de medida incorporado, con aislamiento galvnico, para medicin de corriente y tensin

Control trmico de la mquina que se somete a prueba

Desconexin de seguridad en caso de ausencia de la cubierta del eje

Unidad de accionamiento

Servomotor autorrefrigerado

Deteccin integrada del nmero de revoluciones y de la posicin del rotor por medio de resolver

Control de temperatura por medio de sensor integrado

Sistema libre de deriva y de calibracin

Conexin a travs de enchufes asegurados contra polarizacin inversa

Elevadas reservas de potencia para simular cargas determinadas con fidelidad a los detalles

19 Lucas-Nlle

Funcional y compacto: banco activo de pruebas

El banco activo de pruebas de mquinas combina en un solo aparato la unidad accionadora y el freno. Adems del registro de las

caractersticas de las mquinas se pueden analizar accionamientos con diferentes modelos de mquinas de trabajo. Todas las

funciones se pueden controlar desde el PC por medio del software ActiveDrive incluido en el suministro. El banco activo de pruebas

de mquinas permite llevar a cabo todos los experimentos esenciales propios de la clase de potencia de 300 W.

Dos bancos de pruebas de mquinas

20Lucas-Nlle

5 modos de operacin

Control del par de giro

Control de velocidad de giro

Accionamiento elevador

Enrollador/calandria

Ventilador

Unidad de control

Operacin en los 4 cuadrantes

Amplificador de medida incorporado, con aislamiento galvnico, para medicin de corriente y tensin

Interfaz USB

Determinacin del nmero de revoluciones y del par de giro

Control trmico de la mquina que se somete a prueba

Desconexin de seguridad en caso de ausencia de la cubierta del eje

Unidad de accionamiento

Motor asncrono autorrefrigerado

Deteccin de velocidad y de posicin por medio de sensor incremental incorporado

Sistema libre de deriva y de calibracin

Conexin a travs de enchufes asegurados contra polarizacin inversa

Software, vanse pginas 22/23

21 Lucas-Nlle

de eso se encargan ActiveServo y ActiveDrive

Asistencia perfecta, operacin y registro de los valores medidos por medio del PC

Registro de caractersticas de motores

Medicin en los cuatro cuadrantes

Registro de los valores medidos en operacin controlada por nmero de revoluciones y por par de giro

Medicin, clculo y representacin grfica de las magnitudes mecnicas y elctricas medidas y calculadas

Funciones de rampa de definicin libre para la ejecucin de experimentos con carga controlados por PC

Determinacin del punto de operacin por medio de la simulacin de mquinas de trabajo regulables

Superposicin de curvas de mquinas accionadoras y de trabajo

Simulacin apegada detalladamente a la realidad

Determinacin de puntos de operacin estable e inestable

Determinacin de los rangos de operacin y sobrecarga

22Lucas-Nlle

Evaluacin integrada de los resultados de las mediciones

Representacin simultnea de las caractersticas de distintas series de mediciones con el fin de hacer explcitas las modifi

caciones (en este caso, los cambios en los parmetros de un

convertidor de frecuencia)

Representacin en el diagrama del rango de operacin permitido y de los valores nominales

Rotulacin de las mediciones en los diagramas

Exportacin confortable de las mediciones a programas de hojas de clculo para su procesamiento ulterior

Mediciones dinmicas en el banco de pruebas de mquinas en rangos de tiempo determinados

Determinacin de las corrientes de arranque bajo cargas diferentes

Anlisis dinmico de accionamientos controlados

Simulacin fiel a la realidad de mquinas de trabajo actuando incluso en procesos dinmicos

Representacin de magnitudes elctricas como valor momentneo o como valor eficaz

Funcin adicional del software ActiveServo

23Lucas-Nlle

Cuatro instrumentos de medicin diferentes en un solo aparato

Las reas de mquinas elctricas, electrnica de potencia y tecnologa de accionamientos plantean exigencias especiales a los

instru mentos de medicin. Adems de una alta proteccin contra sobrecargas, el registro de los valores medidos debe realizarse

independientemente de la forma de la curva. El multmetro analgico/digital ha sido diseado especialmente para cumplir con estas

exigencias. Sustituye, al mismo tiempo, cuatro aparatos diferentes de medicin: ampermetro, voltmetro, vatmetro y medidor del

ngulo de fase. La pantalla grfica permite su utilizacin tanto en experimentos realizados por estudiantes o en aquellos que tengan

fines de demostracin.

Multmetro analgico/digital

24Lucas-Nlle

Compatible con LabVIEW

El controlador del LabVIEW, al igual que diferentes ejemplos de funciones, permiten integrar el multmetro analgico/digital en el

entorno del LabVIEW.

Equipo

Medicin simultnea de tensin y corriente, independientemente de la forma de la curva (medicin de tensiones sincro

nizadas)

Clculo de potencia activa, reactiva y aparente, y del factor de potencia

Elctricamente indestructible hasta 20 A/600 V

Pantalla grfica de gran tamao, rica en contrastes, con iluminacin de trasfondo

Visualizacin en formato grande o visualizacin de hasta 4 valores medidos

Conexin al PC A travs del puerto USB se pueden representar en el PC todos

los valores medidos. Se dispone de los siguientes instrumentos:

Indicador de tensin, corriente y potencia

Contador de potencia para operacin de la mquina como motor y como generador

Osciloscopio para representacin de curvas de corriente, tensin y potencia

Memoria de datos para el registro de hasta 14 diferentes magnitudes medidas

25 Lucas-Nlle

Mquinas elctricas

Mquinas elctricas

Lucas-Nlle

Bases de la tecnologa de accionamientos

Las mquinas elctricas constituyen la base de los accionamientos modernos. Los nuevos puntos centrales en la formacin profe

sional requieren de nuevos conocimientos para la puesta en marcha y el servicio de las mquinas elctricas. Aqu se encuentran, en

primer plano, temas centrales especiales como la operacin de diferentes tipos de mquinas de trabajo, por ejemplo, ventiladores,

elevadores y masas volantes. Por medio de muchos ejemplos, explicaciones, ejercicios y tareas prcticas, se representan ilustrativa

mente los fundamentos de las mquinas elctricas.

26 Lucas-Nlle

Mquinas elctricas

Sistemas de capacitacin Los sistemas de capacitacin transmiten los conocimientos

bsicos acerca de las mquinas elctricas y muestran su funcio

namiento al igual que sus curvas caractersticas. Por medio de

muchos ejemplos, explicaciones, ejercicios y tareas prcticas, se

representan ilustrativamente los fundamentos propios de esta

rea.

UniTrainI Mquinas elctricas Sistema de paneles didcticos de Mquinas elctricas

Aplicacin cercana a la prctica Con el sistema de paneles didcticos de Mquinas elctricas,

los estudiantes aprenden de manera cercana a la prctica la

conexin y el servicio de las mquinas elctricas. Las experiencias

adquiridas se refuerzan por medio de la realizacin de mltiples

ejercicios prcticos y proyectos.

Aplicacin interdisciplinaria Las mquinas elctricas constituyen un componente central de

las instalaciones y equipos modernos. Se emplean en las reas

de construccin de maquinaria, tecnologas de transporte y de

procesos, al igual que en las plantas de produccin. A travs

de los mandos propios de la moderna electrnica de potencia

y el empleo de controles lgicos programables, resulta posible

automatizar cada vez ms los procesos.

Lucas-Nlle27

Lucas-Nlle

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7SLucas-Nlle

Mquinas de corriente continua

Mquinas con excitacin en derivacin, en serie, compound y mquinas uni versales

Al igual que anteriormente, las mquinas de corriente continua constituyen la introduccin al tema. En la prctica industrial, estos

motores se emplean todava con frecuencia como accionamientos menores de excitacin permanente.

Contenidos de aprendizaje

Mquina de excitacin en derivacin, en serie, compound y mquina universal

Conexin de las mquinas de corriente continua

Ensayos de arranque

Ajuste de zona neutra

Anlisis de la respuesta a la atenuacin de campo

Aprendizaje de mtodos de control de la velocidad de giro

Ejecucin de experimentos en operacin como generador y freno

28

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7T Lucas-Nlle

Mquinas asncronas

Motor de jaula de ardilla, motor de imn permanente, motor condensador, rotor en cortocircuito, transformador variable

Debido a su enorme difusin, las mquinas asncronas poseen una elevada importancia, lo cual tambin se manifiesta, precisamente,

en la formacin acadmica.


Generacin de campos trifsicos estticos y rotatorios

Mediciones de tensin y corriente en el esttor

Conexin del esttor en circuitos delta o estrella

Respuesta diferente con distintos tipos de rotores

Respuesta de arranque al igual que rango de atenuacin de campo

Localizacin de fallos

29

Mquinas sincrnas y rotor de anillos colectores

Mquinas con rotor de anillos colectores, mquina sncrona, mquina de reluctancia

Las mquinas sncronas se emplean, sobre todo, como generadores en la produccin de energa al igual que como accionamientos de

alta dinmica (servoaccionamientos).


Explicacin de esta tecnologa y su aplicacin en la prctica

Clarificacin de los elementos fsicos necesarios para la comprensin del tema

Puesta en marcha de mquinas con resistencias de arranque y frecuencia variable

Control de la velocidad de giro

Influencia de los devanados de rotor abiertos o cableados

Efecto de diferentes tensiones de excitacin

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7ULucas-Nlle

30

Motor paso a paso

Estructuras, principio de funcionamiento y posicionamiento

Los motores paso a paso constituyen una solucin econmica para resolver tareas de posicionamiento. Por esta razn, se fabrican en

gran cantidad para hacer frente a mltiples aplicaciones industriales.


Ilustracin de la tecnologa de motores paso a paso por medio de animaciones, teora y experimentos

Principios de control

Demostracin de las diferencias entre dos mtodos de limitacin de corriente

Lmites del motor paso a paso

Tareas complejas de posicionamiento

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7W Lucas-Nlle

31

Motor BLDC / servo

Funcionamiento, deteccin de posicin y regulacin

Los motores de corriente continua carentes de escobillas (BLDC) se emplean en diferentes reas y aplicaciones. Poseen un elevado

grado de eficacia y operan como motores sncronos de excitacin permanente.


Estructura y funcionamiento del motor y de la electrnica de control

Anlisis del sistema sensor

Anlisis de la alimentacin de corriente del motor.

Estructura de un accionamiento controlado por par de giro o por nmero de revoluciones

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7ZLucas-Nlle

32

Motor lineal

Funcionamiento, aplicaciones y posicionamiento

Los motores lineales se emplean de manera sumamente efectiva en las aplicaciones que requieren movimientos en lnea recta.

Tampoco es posible imaginar las aplicaciones modernas de automatizacin sin la presencia de los motores lineales.


Estructura, funcionamiento y respuesta de operacin de los motores lineales

Significado de los conceptos de fuerza de Lorentz y tensin inducida

reas de aplicacin de los motores lineales

Diferentes estructuras de motores lineales

Determinacin de las constantes del motor

Posicionamiento con un motor lineal

Mtodos de determinacin de la posicin (codificador, sensores de efecto Hall)

Determinacin de la posicin por medio de sensores analgicos de efecto Hall

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7X Lucas-Nlle

33

Transformador de corriente trifsica

Estructuras, tipos de conexin y respuesta en carga

Los transformadores son mquinas elctricas que sirven para modificar corrientes alternas o trifsicas con el fin de que adopten

tensiones ms elevadas o ms bajas. Los transformadores trifsicos tienen una gran importancia, en especial, para la transmisin de

energa elctrica.


Conocimiento del principio de funcionamiento de los transformadores y del esquema equivalente

Consumo de corriente y tensin con y sin carga

Anlisis de la relacin de transformacin

Anlisis de los tipos de carga de distintos grupos de distribucin

Anlisis de cargas asimtricas en diferentes grupos de distribucin

Determinacin de la tensin de cortocircuito

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7YLucas-Nlle

34

Compatibilidad electromagntica (CEM)

Efecto de acoplamiento, resistencia a las interferencias y normas

Los aspectos relacionados con la compatibilidad electromagntica de un circuito desempean un papel importante en su diseo y en el

anlisis de fallos. Aqu cobran importancia tanto los efectos de acoplamiento producidos dentro del circuito como las interferencias.


El concepto de compatibilidad electromagntica (CEM)

Descripcin de los efectos del acoplamiento electromagntico

Anlisis de acoplamiento galvnico, inductivo y capacitivo entre dos lneas conductoras

Medidas para el mejoramiento de las propiedades de compatibilidad electromagntica de un circuito

Medidas para aumentar la resistencia de un circuito a las radiointerferencias

Mquinas elctricas

Curso UniTrain-I SO4204-7K Lucas-Nlle

35

Devanado de transformadores

Construccin de transformadores monofsicos y trifsicos

La construccin de transformadores constituye el tema central de este sistema de capacitacin. Aqu se transmiten de manera cercana

a la prctica conocimientos acerca de la estructura y el funcionamiento de los transformadores. El sistema de entrenamiento contiene

todos los componentes y herramientas necesarios para la construccin de transformadores. La mayora de los componentes son reuti

lizables, por lo que, una vez llevada a cabo la experimentacin, el transformador se puede volver a desensamblar. En otros experimen

tos se puede analizar la respuesta de operacin de los transformadores sometidos a cargas diferentes.


Estructura y funcionamiento de transformadores monofsicos y trifsicos

Clculo de los datos de devanado

Construccin de devanados

Prueba de funcionamiento de transformadores en conformidad con las normas

Diferente respuesta de operacin con cargas y grupos de distribucin distintos

Ejemplo de experimento: Devanado de transformadores, EMW 10

Transformador bobinado sometido a prueba

Mquinas elctricas

36 Equipamiento EMW 10Lucas-Nlle

Devanado de mquinas elctricas

Fabricacin de un motor trifsico con rotor de jaula de ardilla

El sistema de formacin transmite conocimientos acerca del devanado de un motor de corriente trifsica con rotor de jaula de ardilla.

Para eso se construyen bobinas que posteriormente se integran en el esttor y se cablean. Como resultado se obtiene un motor con

capacidad plena de funcionamiento. De esta manera cercana a la prctica se analiza la estructura y el funcionamiento de un motor.

El sistema de entrenamiento contiene todos los componentes y herramientas necesarios para la construccin de un motor asncrono

de corriente trifsica. La mayora de las piezas se puede volver a utilizar despus de la experimentacin. En otros ensayos es posible

analizar diferentes respuestas de operacin por medio del banco de pruebas de mquinas.


Estructura elctrica y mecnica del motor

Determinacin de los datos de devanado

Construccin de devanados

Insercin y cableado de los devanados

Prueba de funcionamiento del motor en conformidad con las normas

Conexin, cableado y puesta en marcha

Registro de la relacin entre velocidad y par de giro

Ejemplo de experimento: Devanado de mquinas elctricas, EMW 20

Motor bobinado sometido a prueba

Mquinas elctricas

37Equipamiento EMW 20 Lucas-Nlle

Equipamiento EEM 2 Lucas-Nlle

Mquinas de corriente continua

Mquinas con excitacin en derivacin, excitacin en serie y mquinas compound

Las mquinas de corriente continua siguen siendo el punto de partida para la formacin profesional en el rea de las mquinas elctri

cas. Muestran de la manera ms sencilla las posibilidades de control y regulacin.

Ejemplo de experimento Mquinas de corriente continua EEM 2


Operacin como motor:

Conexin del motor

Comparacin entre los diferentes tipos de mquinas

Datos y curvas caractersticas tpicas de las mquinas

Control de velocidad con arrancador y regulador de campo

Inversin del sentido de giro

Operacin como generador:

Conexin del generador

Tensin de inducido y dependencia de la corriente de excitacin

Funcin y empleo del regulador de campo

Control de tensin por autoexcitacin y por excitacin externa

Diagrama de carga del generador


Mquinas elctricas

38

Equipamiento EEM 3.1 Lucas-Nlle

Motor universal

Los motores universales pertenecen a la categora de las mquinas conmutadoras y sirven como accionamiento a la mayora de las

herramientas elctricas y electrodomsticos. Se los encuentra con potencias de hasta 2 kW aproximadamente. Gracias a lo sencillo

que resulta controlar el nmero de revoluciones, el porcentaje de motores universales que se cuenta dentro de las mquinas de

corriente alterna es considerablemente elevado.

Ejemplo de experimento Mquinas de corriente alterna, EEM 3.1




Operacin con tensin alterna y continua


Operacin con diferentes mquinas de carga, como por ejemplo, un ventilador

Mquinas de corriente alterna


Mquinas elctricas

39

Equipamiento EEM 3.3Lucas-Nlle


Motor monofsico con devanado bifilar de arranque

Los motores monofsicos con devanado bifilar de arranque forman parte de la categora de las mquinas asncronas. Junto al deva

nado principal, poseen tambin un devanado de arranque de elevada resistencia interna que tiene, en parte, un diseo bifilar y, por

tanto, no acta por magnetismo. ste se desconecta despus del arranque. Los motores no contienen ninguna pieza susceptible de

desgaste, como es el caso de los anillos colectores, y operan con una velocidad de giro fija y casi sncrona. El rango de potencia llega

a los 2 kW.

Ejemplo de experimento: Motor monofsico con devanado bifilar de arranque, EEM 3.3





Operacin con diferentes mquinas de carga, como por ejemplo, un ventilador


Mquinas elctricas

40


Motor monofsico con condensador de operacin y arranque

Los motores monofsicos con condensador de operacin y arranque forman parte de la categora de las mquinas asncronas.

Adems de un devanado principal, poseen un devanado secundario conectado en serie a un condensador. Los motores no contienen

ninguna pieza susceptible de desgaste, como es el caso de los anillos colectores, y operan con una velocidad de giro fija y casi sncro

na. El rango de potencia llega a los 2 kW. Tanto los electrodomsticos, los frigorficos, al igual que los pequeos accionamientos de

las mquinas de produccin se ponen en marcha por medio de motores con condensador.

Ejemplo de experimento: Motor monofsico con condensador auxiliar de operacin, EEM 3.4




Operacin con y sin condensador de arranque


Arranque con y sin condensador de arranque

Anlisis del rel de corriente


Mquinas elctricas

41


Motor de fase dividida

Los motores de fase dividida se distinguen porque no necesitan mantenimiento y por su fabricacin econmica. Se construyen

expresamente en grandes series, para determinadas aplicaciones, por ejemplo, como motores de ventilador o bombas para leja. El

rango de potencia se extiende desde unos cuantos vatios hasta aproximadamente 150 W.

Ejemplo de experimento Motor de fase dividida, EEM 3.5




Operacin con diferentes mquinas de carga, por ejemplo, un ventilador

Mquinas elctricas

42 Equipamiento EEM 3.5 Lucas-Nlle


Motor trifsico con rotor de jaula de ardilla

Los motores trifsicos con rotor de jaula de ardilla son los que se emplean con mayor frecuencia en la industria. Estos motores robus

tos, que no necesitan mantenimiento, se pueden fabricar econmicamente. Se los encuentra con potencias bajas, de unos pocos

vatios, al igual que con potencias de varios megavatios. Gracias al empleo de los convertidores estticos de frecuencia modernos, se

puede variar el nmero de revoluciones de estos motores casi sin que se produzcan prdidas, por lo que, para ellos, se abren cada

vez nuevos campos de aplicacin.

Ejemplo de experimento: Motor trifsico con rotor de jaula de ardilla, EEM 4.1



Operacin en circuito estrella-tringulo

Empleo de un interruptor conectado en estrellatringulo


Operacin con diferentes mquinas de carga, como por ejemplo, un ventilador o un elevador


Mquinas asncronas

Mquinas elctricas

43

Mquinas asncronas

Motor de corriente trifsica de polos conmutables segn Dahlander

Gracias a un devanado especial, el circuito Dahlander posibilita que el motor de corriente trifsica con rotor de jaula de ardilla opere

con dos velocidades de giro. Con este circuito, la relacin entre estas velocidades es de 2 a 1. Gracias a este tipo de motor se pueden

construir accionamientos sencillos con dos nmeros diferentes de revoluciones por minuto, por ejemplo, el accionamiento de un venti

lador de dos velocidades.

Ejemplo de experimento: Motor trifsico de polos conmutables segn Dahlander, EEM 4.2



Operacin a velocidad alta y baja

Empleo de un conmutador de polos




Mquinas elctricas

44 Equipamiento EEM 4.2Lucas-Nlle

Motor trifsico de polos conmutables y dos devanados diferentes

El sistema est compuesto por dos motores trifsicos de devanados aislados, montados en una sola caja. Dado que los dos devana

dos operan de manera independiente entre s, se pueden establecer diferentes relaciones de velocidades representadas por nmeros

enteros. El motor se emplea en aplicaciones sencillas en las que se deban tener ms de dos velocidades que diferencien la marcha

lenta de la rpida, como por ejemplo, en trabajos con gras de marcha lenta y elevado nmero de revoluciones.

Ejemplo de experimento: Motor trifsico de polos conmutables con devanados aislados, EEM 4.3



Operacin a velocidad alta y baja

Empleo de un conmutador de polos




Mquinas elctricas

45Equipamiento EEM 4.3Lucas-Nlle

Mquinas asncronas

Motor trifsico con anillos colectores

Al contrario del rotor de jaula de ardilla, los anillos colectores poseen un rotor con devanado de bobina. Por medio de los anillos

colectores se pueden conectar resistencias o convertidores de corriente. Las conexiones permiten variar el nmero de revoluciones.

Ejemplo de experimento: Motor trifsico con rotor de anillos colectores, EEM 4.4



Variacin de la velocidad de giro por modificacin de la resistencia del rotor




Mquinas elctricas


Bsqueda de fallos en mquinas elctricas

El simulador de fallos se puede conectar sencillamente a un motor asncrono de corriente trifsica. Por medio de un interruptor se

consigue activar diferentes fallos de relevancia en la realidad. Estos se pueden localizar y analizar con los instrumentos de medicin

tpicos de la industria.

A partir de los resultados de medicin es posible desarrollar planteamientos que conduzcan a la reparacin. Todas las mediciones se

llevan a cabo sin aplicacin de corriente.

Ejemplo de experimento: Bsqueda de fallos en mquinas elctricas, EEM 4.5


Corte del devanado en las bobinas

Fallo de aislamiento de bobina con bobina

Fallo de aislamiento entre la bobina y la caja

Combinaciones de diferentes fallos

Observacin de fallos y notas prcticas de reparacin

Manejo de medidores de aislamiento

Simulador de fallos abierto


Mquinas elctricas

47

Mquinas asncronas

Proteccin de mquinas elctricas

Los motores con rotor de jaula de ardilla han sido diseados para soportar estados de carga de valor constante. El cambio del estado

de carga, as como las corrientes de arranque muy elevadas, conduce a un calentamiento no permitido de la mquina. Los sensores

vigilan la temperatura y el consumo de corriente del motor. Activan dispositivos de proteccin, como los disyuntores, los rels de

proteccin o los termistores.

Ejemplo de experimento: Proteccin de mquinas elctricas, EEM 4.6


Seleccin, instalacin y ajuste de diferentes sistemas de proteccin de motores

Disyuntor de proteccin del motor

Rel de proteccin del motor

Proteccin por termistor

Influencia de diferentes tipos de operacin en el calentamiento del motor

Caractersticas de activacin de los sistemas de proteccin

Proteccin contra estados de carga no permitidos


Mquinas elctricas


Mquinas elctricas

49

Conmutacin manual en un circuito de corriente trifsica

El desarrollo de circuitos, al igual que la seleccin correcta de los elementos de conmutacin y los equipos, constituye el tema central

de esta rea de formacin profesional. Los motores multipolares de hasta una determinada clase de potencia se pueden conmutar

directamente en el circuito trifsico. Para ello se dispone del instrumento de conmutacin adecuado a cada finalidad.

Ejemplo de experimento: Conmutacin manual en un circuito de corriente trifsica, EST 1


Conmutacin manual en circuitos de corriente trifsica

Desconexin de un motor trifsico de induccin con rotor de jaula de ardilla

Circuito estrellatringulo de un motor trifsico de induccin con rotor de jaula de ardilla

Circuito inversor estrellatringulo de un motor trifsico de induccin con rotor de jaula de ardilla

Conmutacin de polos con motor trifsico Dahlander de induccin

Conmutacin de polos con motor trifsico de induccin con dos devanados aislados

Equipamiento EST 1Lucas-Nlle

Equipamiento EST 2Lucas-Nlle

Mquinas asncronas

Circuitos de contactores en corriente trifsica

A partir de una determinada clase de potencia ya no es posible realizar una conmutacin directa de las cargas trifsicas. Por esta

razn, stas se conmutan indirectamente por medio de circuitos de contacto de tipos muy diversos. El desarrollo de la unidad de

control y la estructura de los controles funcionales constituyen el tema central de esta rea de formacin profesional. Gracias a los

equipos complementarios, es posible la integracin de numerosas tareas adicionales de control. El equipamiento adicional contiene

todos los motores y componentes necesarios para probar los circuitos con el fin de controlar directa e indirectamente los motores en

el circuito trifsico.

Ejemplo de experimento: Circuitos de contactores en corriente trifsica, EST 2


Ajuste del rel de proteccin del motor en funcin de la placa de datos del motor

Funciones de proteccin, seguridad y desconexin

Planificacin, construccin y puesta en marcha de unidades complejas de control

Prueba de funcionamiento y localizacin de fallos

Minicontroles programables

Circuitos estrellatringulo

Control de contacto inversor con enclavamientos

Conexin de motores de corriente trifsica

Elaboracin del diagrama de circuito

Ejemplo de circuitos industriales de contacto

Mquinas elctricas

50

Mquinas elctricas

51

Motor sncrono y generador sncrono

Las mquinas sncronas se emplean, sobre todo, como generadores en la alimentacin de energa. En este caso, sus potencias llegan

hasta aproximadamente 2000 MVA. Otras reas de aplicacin son los grandes accionamientos para molinos de cemento e instalaciones de transporte con potencias que alcanzan varios megavatios. Los servomotores de alta dinmica, con rotores de excitacin

permanente, completan la gama de las mquinas sncronas. Al contrario de las mquinas asncronas, en este caso, el rotor sigue al

campo rotatorio.

Ejemplo de experimento Mquina sncrona, EEM 5.1


Operacin como motor:

Conexin del motor

Arranque

Operacin por desplazamiento de fase

Caractersticas de carga en operacin como motor

Caractersticas de tensin

Lmite de estabilidad

Subexcitacin y sobreexcitacin

Operacin como generador:

Conexin del generador

Ajuste de tensin por medio de la corriente de excitacin

Caractersticas de carga en operacin como generador


Mquinas sncronas


Mquinas elctricas

52

Sincronizacin con la red de alimentacin

Sincronizacin manual de red

En este tipo de sincronizacin, el generador se conecta a la red en ausencia de carga. La tensin, la frecuencia y la posicin de fase

deben concordar con los valores de la red. Se emplean diferentes instrumentos para la medicin de estas magnitudes. Su ajuste se

lleva a cabo por medio de la velocidad de giro y la excitacin del generador.

Ejemplo de experimento Sincronizacin con la red de alimentacin, EEM 5.2


Sincronizacin manual con la red por medio del mtodo de las lmparas encendidas, apagadas y por iluminacin clarooscuro

Sincronizacin con la red con el empleo del doble de la frecuencia, medidor de bitensin, sincronoscopio y medidor de tensin cero

Influencia del nmero de revoluciones del generador

Influencia de la excitacin del generador

Ajuste del flujo de energa por medio del accionamiento



Mquinas elctricas

53

Mquina trifsica de reluctancia

Los motores de reluctancia son una combinacin de motor asncrono y sncrono. Gracias a la estructura especial del rotor, dotada de

polos pronunciados, el motor puede arrancar como motor asncrono. A partir de una velocidad de giro determinada, el movimiento

seguir al campo sncrono del esttor. Las mquinas de reluctancia se emplean, por ejemplo, en la industria textil, para el enrolla

miento sincronizado de hilos. En este caso, un convertidor de frecuencia acta sobre varios motores.

Mquinas de reluctancia EEM 5.3







Juego desmontable de mquina de corriente trifsica EEM 10

Juego de mquinas trifsicas desmontables

El sistema didctico se compone de un esttor individual, til para todo tipo de mquinas, adems de un juego de rotores inter

cambiables. Gracias a la estructura desmontable, el juego es especialmente apto para la transmisin de conocimientos bsicos

puesto que, al poder construirse diferentes tipos de estructuras, se pueden analizar las diferencias entre las distintas clases de

mquinas. Al contrario de los modelos convencionales, con estructura de corte, las mquinas pueden funcionar plenamente y se

pueden acoplar al sistema de pruebas de motores.


Montaje y diferencias entre las mquinas de corriente trifsica, al igual que conexin,

puesta en marcha y registro de curvas caractersticas de:

Rotores en cortocircuito

Mquinas sncronas

Rotores con anillos colectores

Mquinas de reluctancia

Esttor abierto con diferentes rotores

Mquinas de corriente trifsica

Mquinas elctricas

54 Equipamiento desmontable de mquina de corriente trifsica EEM 10Lucas-Nlle

Mquinas elctricas

55

Transformadores monofsicos y trifsicos

Los transformadores posibilitan la transformacin de corrientes y tensiones. Estos equipos, que tambin podran definirse como

mquinas elctricas en reposo, se emplean en la prctica energtica para la adaptacin de diferentes niveles de tensin. Las potencias

llegan a rangos mayores que 1000 MVA. Los transformadores pequeos se encuentran en todas las reas de la industria y de los bienes de consumo. Las potencias van desde los rangos ms pequeos hasta las magnitudes que necesitan los transformadores que

alimentan plantas de produccin enteras.

Ejemplo de experimento: Capacitacin en transformadores, ENT 5


Transformador de aislamiento y autotransformador

Imgenes de circuitos equivalentes

Relaciones de transformacin

Experimentos a circuito abierto y con cortocircuito

Grupos de distribucin de transformadores trifsicos

Estructura y funcionamiento de los transformadores

Transformador monofsico

Transformador trifsico

Capacitacin en transformadores

Equipamiento ENT 5 Lucas-Nlle

Electrnica de potencia y accionamientos didcticos


Lucas-Nlle

Control sin prdidas de mquinas elctricas

Esta rea de la electrnica es la tecnologa que permite la conmutacin y la transformacin de la energa elctrica de gran potencia.

Con esta finalidad se emplean semiconductores, por ejemplo, diodos, tiristores e IGBTs. La principal rea de aplicacin de la electrnica

de potencia es la tecnologa de accionamientos. Estos sistemas de formacin profesional transmiten conocimientos acerca de los

contextos tcnicos, empezando por los convertidores estticos hasta llegar a los accionamientos controlados automticamente. La asis

tencia consecuente por software permite un rpido montaje de los experimentos y asegura de esta manera el xito en el aprendizaje.

56 Lucas-Nlle



Sistemas de capacitacinNuestros sistemas de capacitacin cubren los siguientes temas:

Convertidores estticos conmutados por la red

Convertidores estticos de conmutacin forzada

Accionamientos controlados de corriente continua

Accionamientos con convertidores de frecuencia

Control de mquinas En muchos procesos de fabricacin, se emplean accionamientos

controlados por velocidad de giro o de posicionamiento. Junto con

la mquina y la electrnica de potencia, la unidad de control ejerce

una gran influencia sobre la respuesta del accionamiento. La tarea

del tcnico consiste en adaptar la respuesta del control automtico

al proceso de fabricacin.

Fuente: Mitsubishi Electric B.V.

Semiconductores de potencia El veloz desarrollo de los semiconductores de potencia permite

que se abran cada vez ms reas de aplicacin y que se realicen

mejoras en los accionamientos elctricos ya existentes. Entre las

novedades se cuenta la reduccin de las prdidas de potencia,

el funcionamiento con frecuencias ms elevadas y los mdulos

inteligentes.

Junto a los semiconductores de potencia, estos mdulos con

tienen tambin una unidad de control y circuitos de proteccin

contra corrientes no permitidas y sobrecalentamientos.

Lucas-Nlle57

Lucas-Nlle



Rectificadores no controlados, rectificadores controlados, regulador decorriente alterna y regulador trifsico

La electrnica de potencia ocupa un puesto inamovible en la vida actual. Sin su presencia no existiran, por ejemplo, las lmparas

halgenas atenuables, los taladros con velocidades de giro variables o las calefacciones elctricas. En este campo se emplean los

semiconductores de potencia, entre los que se encuentran los diodos, los tiristores y los transistores.


Estructura y funcionamiento de rectificadores monofsicos y trifsicos

Curvas caractersticas de circuitos convertidores de corriente no controlados, semicontrolados y completamente controlados

Semiconductores de potencia y su control

Magnitudes de medicin tcnica de la electrnica de potencia

Medicin y anlisis de potencias de circuitos de convertidores estticos

Anlisis de corriente, tensin y potencia por medio de armnicos (transformada rpida de Fourier)

58 Curso UniTrain-I SO4204-7NLucas-Nlle



Convertidores estticos de conmutacin forzada

PWM, 4 cuadrantes, reguladores e inversores

En las mquinas modernas aumenta constantemente la cantidad de accionamientos de velocidad variable. El motivo radica en el

crecimiento de las exigencias y en el empleo de convertidores modernos y econmicos. Hoy en da, estos convertidores trabajan con

tecnologa de modulacin por ancho de pulso (PWM).


Modulacin PWM para generacin de tensin continua y alterna regulable

Registro de curvas caractersticas de control y operacin

Estructura y funcionamiento de los inversores de corriente trifsica

Conmutacin en bloque, modulacin sinusoidal, supersinusoidal y por vector de espacio para generacin de tensiones de magnitud y frecuencia variable

Anlisis por medicin tcnica de los diferentes mtodos de modulacin a partir de las curvas de las seales y del anlisis de armnicos (transformada rpida de Fourier)

59Curso UniTrain-I SO4204-7M Lucas-Nlle



Alimentacin, circuito intermedio, inversor y variacin de la velocidad de giro

Los convertidores de frecuencia permiten el ajuste continuo de las revoluciones de los motores asncronos de corriente trifsica con

prdidas mnimas. Junto al mero control del motor y las funciones de proteccin, hoy en da, los convertidores de frecuencia moder

nos asumen tambin una parte de la automatizacin del proceso.


Estructura de los convertidores de frecuencia modernos

Generacin de la tensin del circuito intermedio

Registro de las caractersticas U/f

Estructura y funcionamiento de los choppers de frenado

Optimizacin de accionamientos controlados por velocidad de giro

Conocimiento de la tcnica de 87 Hz

Registro y anlisis de corrientes, tensiones y potencias

60 Curso UniTrain-I SO4204-7PLucas-Nlle


Accionamientos con convertidores de frecuencia Correccin del factor de potencia activo

Control activo del factor de potencia y anlisis de armnicos

Hoy en da, toda fuente de alimentacin integrada a un PC est provista de un corrector del factor de potencia (CFP). La razn de este uso frecuente radica en la norma vlida para Europa que indica que, a partir de una potencia determinada, la corriente se debe tomar de

la red de manera que su trayectoria sea lineal en relacin con la curva de tensin.


Correccin activa y pasiva del factor de potencia

Estructura y funcionamiento de un circuito corrector activo del factor de potencia

reas de aplicacin del corrector del factor de potencia

Comparacin con los circuitos rectificadores convencionales configurados en puente

Registro y anlisis de corrientes, tensiones y potencias (tambin por medio de la transformada rpida de Fourier)

61Curso UniTrain-I SO4204-7Q Lucas-Nlle


62 Equipamiento EPE 10Lucas-Nlle

Circuitos de convertidores estticos conmutados por la red

Diodo, tiristor, triac

Los convertidores conmutados por la red permiten transmitir energa desde una red de corriente alterna o trifsica a un circuito de

corriente continua. Se pueden configurar de manera que se ejerza un control por medio de tiristores o triacs o pueden carecer de

control al implementarse con diodos.

Ejemplo de experimento Circuitos de convertidores estticos conmutados por la red, EPE 10


Fundamentos acerca de diodos, tiristores y triacs

Principios de control: control por corte de fase, por onda completa, por paquete de oscilaciones, por patrn de pulsos, operacin como rectificador y como inversor

Circuitos convertidores de corriente: M1, M2, M3, B2, B6, M1C, M2C, M3C, B2C, B6C, B2HA, B2HK, B2HZ, B6C, B6HA, B6HK, W1C, W3C

Carga resistiva, capacitiva e inductiva

Curvas caractersticas y diagramas de operacin

Anlisis de frecuencia y observacin de armnicos


63Equipamiento EPE 11 Lucas-Nlle

Motor, electrnica de potencia y control en bucle cerrado

Los accionamientos con control en bucle cerrado se distinguen porque permiten regular muy bien la velocidad y el par de giro,

adems de poseer una elevada dinmica. En el caso de las elevadas potencias de accionamiento con semiconductores se recurre a los

convertidores estticos conmutados por la red con tiristores. Estos se distinguen por sus escasas prdidas y porque son especialmente

resistentes a las sobrecargas.

Ejemplo de experimento: Convertidor esttico con motores de corriente continua, EPE 11


Control de revoluciones en operacin de 1 y 4 cuadrantes con y sin control de corriente subordinado

Realimentacin de energa

Control de revoluciones, de corriente, de configuracin en cascada, control adaptativo

Anlisis asistido por PC de sistemas controlados y de controladores y parametrizacin

Control P, PI y PID del nmero de revoluciones

Optimizacin de bucles cerrados de control

Convertidor esttico con motores de corriente continua


64 Equipamiento EPE 16Lucas-Nlle

Convertidor esttico con motor universal

Variacin sencilla del nmero de revoluciones

Muchos aparatos porttiles empleados en el hogar y la industria se equipan actualmente con accionamientos de velocidad variable.

Un ejemplo de ello son los taladros electrnicos o las aspiradoras con potencia variable de succin. El empleo de un motor univer

sal con un control por corte de fase ofrece una oportunidad econmica de implementar una velocidad de giro variable o un bucle

cerrado que la controle.

Ejemplo de experimento: Convertidor esttico con motor universal, EPE 16


Control de revoluciones con circuito bidireccional monofsico

Encendido sencillo, encendido multipulso, rango de control

Curvas caractersticas de tensin, corriente y potencia

Anlisis del espectro fundamental y de armnicos



Control de deslizamiento y arranque suave

En la industria, las mquinas de presencia ms frecuente son los motores asncronos de corriente trifsica, con rotor de jaula de ardilla.

Los convertidores de frecuencia permiten el control del nmero de revoluciones de estas mquinas. Alternativamente se puede recurrir

al control del deslizamiento por medio de corte de fase. Este tipo de control se emplea constantemente en los equipos dotados de un

arranque suave. Durante el arranque, en este caso, se reduce la tensin efectiva, por medio del corte de fase, de manera que el motor

se pueda conectar a la red sin que exista una corriente inicial elevada. Por lo general, actualmente, los arranques suaves remplazan a

los circuitos de configuracin estrelladelta.

Ejemplo de experimento: Control de velocidad de un motor asncrono trifsico, EPE 17


Control de revoluciones con circuito bidireccional trifsico

Encendido sencillo, encendido multipulso, rango de control

Arranque suave electrnico y control de deslizamiento

Curvas caractersticas de tensin, corriente y potencia

Anlisis del espectro fundamental y de armnicos

Control de velocidad de un motor asncrono trifsico


66 Equipamiento EPE 20 Lucas-Nlle

Convertidores estticos autoconmutados

IGBT, regulador PWM, inversor

Con el nombre de convertidores estticos de conmutacin forzada se define un dispositivo til para transformar corrientes continuas y

alternas gracias al empleo de componentes desconectables. Las vlvulas pueden provocar la conmutacin sin que intervenga la red. Los

convertidores de conmutacin forzada funcionan como inversores u onduladores que actan con una tensin o corriente establecida.

Ejemplo de experimento Convertidores estticos autoconmutados, EPE 20


Fundamentos de los IGBT

Principios de control: modulacin por ancho de pulso en operacin en 1, 2 y 4 cuadrantes

Modulacin de tensin alterna por ancho de pulso, con baja frecuencia

Circuitos: convertidor reductor, puente en H, inversor

Carga resistiva, capacitiva e inductiva

Cableado de proteccin, circuito intermedio, continuidad

Curvas caractersticas y diagramas de operacin

Anlisis de frecuencia y observacin de armnicos



Motores, electrnica de potencia y control en bucle cerrado

Los accionamientos con control en bucle cerrado se distinguen porque se puede regular muy bien la velocidad y el par de giro y,

adems, poseen una elevada dinmica. En el caso de las potencias de accionamiento menores y medias, con semiconductores, se recu

rre a convertidores de conmutacin forzada con transistores o IGBT. Las elevadas frecuencias permiten un control altamente dinmico y

un rizado menor del par de giro.

Ejemplo de experimento: Convertidor esttico con motor de corriente continua, EPE 21


Control de revoluciones en operacin de 1 y 4 cuadrantes con y sin control subordinado de corriente

Control de revoluciones, de corriente, de configuracin en cascada, control adaptativo

Anlisis asistido por PC de sistemas controlados y de controladores y parametrizacin

Control P, PI y PID del nmero de revoluciones

Optimizacin del controlador

Convertidor esttico con motor de corriente continua


Convertidor esttico de frecuencia con motor trifsico asncrono

Rectificador de red, circuito intermedio, inversor, motor

Los convertidores de frecuencia permiten hoy en da un ajuste casi sin prdidas de los motores asncronos de corriente trifsica con ro

tor en cortocircuito. La robusta estructura del motor y los convertidores de frecuencia econmicos y tcnicamente avanzados permiten

las ms variadas posibilidades de aplicacin.

Ejemplo de experimento: Convertidor esttico de frecuencia con motor trifsico asncrono, EPE 26


Anlisis de convertidores con control de tensin y frecuencia

Anlisis de convertidores con modulacin por vector de espacio

Anlisis de las relaciones entre tensin y frecuencia

Compensacin de la resistencia del esttor

Anlisis del accionamiento con convertidor

Parametrizacin y animacin asistidas por ordenador

68 Equipamiento EPE 26 Lucas-Nlle


Conmutacin por carga

Las mquinas conmutadas elctricamente constituyen un tipo especial de motores sncronos. Operan con la frecuencia variable de un convertidor de tensin. No obstante, debido a la accin retroactiva de la posicin del rotor, la relacin entre el nmero de revoluciones

y el par de giro es la de una mquina de corriente continua de excitacin externa en derivacin. Resulta especialmente ventajoso que la

conmutacin no produzca desgaste puesto que se realiza por medio de la electrnica de potencia.

Ejemplo de experimento: Mquina sncrona conmutada electrnicamente, EPE 27


Principio de funcionamiento de un servomotor con conmutacin electrnica

Anlisis de modulacin por vector espacial en funcin del campo

Anlisis de los sistemas de coordenadas y de los sensores

Parametrizacin y animacin asistidas por ordenador

Mquina sncrona conmutada electrnicamente




Lucas-Nlle

Parametrizacin de componentes industriales

Hoy en da ya no es posible imaginar un mundo tcnico carente de accionamientos regulables elctricamente. Sus reas de aplicacin

van desde los accionamientos especiales de elevada potencia, empleados para transportacin, las mquinasherramienta y de produc

cin, hasta aplicaciones propias del sector del automvil. Al contrario de lo que ocurre con los accionamientos didcticos, los equipos

de capacitacin estn equipados con componentes industriales. El tema central es el manejo y la parametrizacin de equipos reales

utilizados en la industria.

70 Lucas-Nlle


Sistemas de capacitacin Nuestros sistemas de capacitacin cubren los siguientes temas:

Arrancador suave Accionamientos con convertidores de frecuencia Servoaccionamientos Rel de gestin del motor

Aplicacin interdisciplinaria Las interfaces de bus de campo integradas en los convertidores

de frecuencia, al igual que los servoaccionamientos y los rels

para gestin del motor, permiten realizar aplicaciones interdisci

plinarias en la tecnologa de automatizacin. Los accionamientos

pueden operar por medio de controles lgicos programables

y de interfaces hombremquina. De esta manera es posible

visualizar los valores propios del proceso, los fallos y los mdulos

de servicio.

Componentes industriales

El empleo de componentes industriales de fabricantes renom bre,

como Lenze o Siemens, permite llevar directamente lo aprendido

a la prctica industrial. Las denominaciones de todas las cone

xiones externas corresponden a las de los equipos industriales.

Para los ejercicios y proyectos se emplean manuales de servicio y

software propios de la industria.

Lucas-Nlle71

Lucas-Nlle


72 Equipamiento EDT 17Lucas-Nlle

Arranque suave de mquinas trifsicas

Reduccin de las corrientes de conexin elevadas

Por medio del corte de fase, los arrancadores suaves reducen la tensin del motor durante la conexin. La corriente de arranque des

ciende de manera proporcional a la tensin de los bornes. La seccin de potencia de un arrancador suave, la mayora de las veces,

consta de dos tiristores conectados antiparalelamente en cada fase. Para que las prdidas, y por tanto el calor que stas disipan,

se mantengan lo ms reducidas posibles, los semiconductores de potencia, tras la fase de arranque, se puentean por medio de un

contactor de potencia.

Ejemplo de experimento: Arranque suave de mquinas trifsicas, EDT 17


Puesta en marcha

Parametrizacin de las rampas de aceleracin y desaceleracin y de la tensin de arranque

Anlisis de corriente y tensin durante el arranque

Arranque con diferentes tipos de carga

Comparacin con los arranques en estrellatringulo



73Equipamiento EDT 25 Lucas-Nlle

Accionamiento de velocidad de giro variable

Los convertidores de frecuencia modernos transforman cualquier motor de corriente trifsica estndar en un accionamiento de

velocidad de giro variable. La robustez y la amplia popularidad de los motores estndar de corriente trifsica han contribuido al gran

xito de la tecnologa electrnica de accionamientos basada en convertidores de frecuencia. La automatizacin cada vez mayor de

los procesos, al igual que las exigencias tambin ms elevadas, planteadas a los accionamientos, han hecho que los convertidores de

frecuencia controlen ms frecuentemente los motores. En el caso de las bombas y de las instalaciones de climatizacin, hoy en da se

consigue ahorrar energa a gran escala gracias a los controles de revoluciones adaptados a las necesidades.

Ejemplo de experimento: Accionamientos con convertidores de frecuencia, EDT 25


Puesta en marcha asistida por ordenador

Parametrizacin de los valores nominales por defecto, sentido de giro, funcin de arranque, frecuencia de conmutacin, valores lmite, tensin nominal, corriente nominal,

frecuencia nominal, factor de potencia, etc.

Anlisis de la respuesta de operacin en carga entregada por mquinas de trabajo

Registro de las caractersticas de velocidad y par de giro en los cuatro cuadrantes

Optimizacin del accionamiento

Operacin con chopper de frenado

Operacin con control por vector




74 Equipamiento EPL 25Lucas-Nlle

Cableado industrial de accionamientos con convertidores de frecuencia

Montaje, cableado industrial tpico, puesta en marcha

Con el sistema de capacitacin denominado Desarrollo de proyectos con convertidores de frecuencia, los estudiantes aprenden

de manera cercana a la prctica el montaje y el cableado de componentes industriales en un armario de distribucin. El empleo de

convertidores de frecuencia permite la combinacin ideal de las tecnologas de accionamientos con minicontroles. De esta manera se

pueden desarrollar, parametrizar y verificar diferentes proyectos tpicos de la industria. El empleo de un banco de pruebas de servo

motores permite comprobar el resultado de los proyectos bajo condiciones cercanas a la realidad.

Ejemplo de experimento: Desarrollo de proyectos de cableado tpicamente industrial de accionamientos con convertidores de frecuencia, EPL 25


Desarrollo y anlisis del diagrama de circuito

Montaje acorde con la compatibilidad electromagntica y cableado del armario de distribucin con componentes industriales

Puesta en marcha

Recepcin del proyecto segn DIN EN

Medicin en la lnea de proteccin

Medicin de aislamiento

Parametrizacin del convertidor de frecuencia

Programacin de la unidad de control LOGO!

Elementos de servicio


75Equipamiento CLP 20 Lucas-Nlle

Controles de sistemas elctricos de accionamiento

Vnculos entre la tecnologa de accionamientos y la de automatizacin

Los temas centrales de este sistema de enseanza son la planificacin y la programacin del control lgico programable y del panel

del operador, al igual que la puesta en marcha y la parametrizacin del convertidor de frecuencia por medio del PROFIBUS-DP. En este sistema didctico se emplea el servofreno como carga de la mquina controlada por el convertidor de frecuencia. Aqu se puede

simular el funcionamiento de diferentes mquinas de trabajo susceptibles de parametrizacin, como por ejemplo, ventiladores, acciona

mientos bobinadores, calandrias, compresores, al igual que masas volantes.

Ejemplo de experimento: Controles de sistemas elctricos de accionamiento, CLP 20


Parametrizacin, programacin y puesta en marcha de un control lgico programable

Planificacin y puesta en marcha de un panel de operador

Parametrizacin y puesta en marcha de un convertidor de frecuencia

Planificacin y puesta en marcha de un sistema de bus de campo

Optimizacin de los parmetros de mquinas de trabajo de diferente ajuste


76 Equipamiento EDT 32Lucas-Nlle

Posicionamiento con servo

tecnologia de accionamientos

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