月: 2023年3月

¿Qué es un Motor Lineal?

Un motor lineal es un tipo de motor eléctrico que produce un movimiento lineal en lugar de un movimiento rotatorio.

A diferencia de los motores convencionales que generan movimiento giratorio, los motores lineales generan un desplazamiento en línea recta. Estos motores utilizan la atracción y repulsión de imanes o la fuerza de Lorentz para generar la propulsión necesaria.

Una de las ventajas principales de los motores lineales es que simplifican el movimiento lineal sin requerir componentes complicados. Mientras que la propulsión lineal con un motor convencional puede involucrar varios mecanismos complejos, los motores lineales ofrecen una solución más directa y eficiente.

Aplicaciones de los Motores Lineales

Entre las aplicaciones más conocidas de los motores lineales se encuentran los coches con motor lineal, como el tren bala lineal. En los trenes bala lineales, por ejemplo, la carrocería del coche flota sobre los raíles gracias a la repulsión de los imanes, por lo que hay muy poca pérdida de fuerza motriz debido a la fuerza de fricción. Como resultado, pueden viajar a altas velocidades.

 En los últimos años, los motores lineales se han utilizado cada vez más en las unidades de accionamiento de equipos industriales. Suelen emplearse en máquinas herramienta, equipos de fabricación de semiconductores, naves espaciales, aceleradores y pistolas de motor lineal, que requieren precisión. En productos de consumo, algunos ejemplos son las cortinas eléctricas de los coches, las máquinas de afeitar, el autoenfoque de las cámaras y los restaurantes de sushi giratorios.

Principio de los Motores Lineales

Los motores lineales se accionan por la atracción y repulsión o fuerza de Lorentz de los imanes. La estructura de un motor lineal es similar a la de un motor convencional que se ha abierto para generar un movimiento lineal.

En función del principio de funcionamiento, existen muchos tipos, como los motores lineales de inducción, los motores lineales síncronos, los motores lineales de corriente continua y los motores lineales paso a paso.

1. Motores Lineales de Inducción

Este sistema utiliza el mismo principio que los motores de inducción, es decir, la fuerza de Lorentz debida a la inducción electromagnética como fuerza motriz. Se coloca un electroimán sobre un imán con polos NS-SN y se acciona mediante una corriente eléctrica. Este método se utiliza a menudo en motores lineales para aplicaciones industriales en las que se requiere una gran precisión.

2. Motores Lineales Síncronos

Este sistema utiliza el mismo principio que los motores síncronos, es decir, las fuerzas de atracción y repulsión entre polos magnéticos. Los polos de los imanes fijos alineados linealmente cambian de acuerdo con el movimiento de los electroimanes móviles, proporcionando así la fuerza motriz para el movimiento lineal.

Los motores síncronos lineales se caracterizan por un mayor rendimiento que otros métodos. En los coches de motor lineal, la mayoría son motores síncronos para reducir el consumo de energía. Obsérvese que en los coches con motor lineal de levitación magnética se utilizan imanes superconductores en los electroimanes del lado de la carrocería para reducir al mínimo el suministro de energía eléctrica.

3. Otros Métodos

Los motores lineales de corriente continua se utilizan para actuadores y otras aplicaciones. Entre las aplicaciones de los motores paso a paso lineales se incluye el control de precisión de equipos ópticos como el autoenfoque de cámaras. Los motores lineales piezoeléctricos, accionados por elementos piezoeléctricos, son menos eficientes pero pueden controlarse con gran precisión y se utilizan para maquinaria de precisión, etc.

Más Información sobre los Motores Lineales

1. Velocidad y Precisión de los Motores Lineales

Las ventajas de las velocidades más altas son significativas en las aplicaciones de los trenes bala lineales, y el desarrollo de los aspectos de rendimiento y la tecnología de control de los motores lineales está al borde de la aplicación práctica. Las ventajas de los motores lineales incluyen el hecho de que no requieren un mecanismo de reducción y pueden alimentar con alta precisión, y que pueden ser utilizados en ejes largos y múltiples motores pueden ser dispuestos para operar simultáneamente.

Por otro lado, entre las desventajas se encuentran la dificultad para controlar los efectos de las perturbaciones, la dificultad para obtener empujes elevados y la dificultad de inspección y mantenimiento, pero año tras año se van introduciendo mejoras. En estas circunstancias, junto con las velocidades más altas, la mayor precisión está atrayendo la atención y se está utilizando en máquinas-herramienta como rectificadoras y tornos. Además, los motores lineales son una posibilidad de futuro desde la perspectiva de la protección del medio ambiente, por ejemplo su uso en grandes máquinas hidráulicas.

2. Refrigeración de los Motores Lineales Superconductores

El ejemplo más común para accionar coches con motores lineales de levitación magnética es el uso de imanes superconductores: aprovechando el fenómeno de la superconductividad, en el que la resistencia eléctrica se hace cero a bajas temperaturas de 4 K (-269 °C), se puede generar un potente campo magnético sin pérdida de energía eléctrica.

Para mantener constante el estado de superconductividad, hay que instalar un mecanismo de refrigeración, que suele utilizar helio líquido. El precio y el gran tamaño del equipo son desventajas. En los últimos años, ha sido posible refrigerar imanes superconductores directamente sin utilizar helio líquido cambiando los materiales utilizados para las bobinas que componen el imán.

El material utilizado es un óxido de cobre a base de bismuto, que puede enfriarse hasta 20 K (-253 °C), una temperatura a la que se alcanza la superconductividad superior a la que era posible anteriormente. Estos imanes se denominan imanes superconductores de alta temperatura. Los equipos utilizados para enfriar los imanes superconductores de alta temperatura utilizan la expansión adiabática para enfriar directamente el material, lo que los hace ligeros y compactos.

¿Qué es un Alimentador de Piezas?

Un alimentador de piezas, también conocido como alimentador automático de piezas, es un dispositivo utilizado en líneas de producción de fábricas para suministrar piezas de forma automática.

Estos alimentadores se utilizan en conjunto con sistemas automatizados como máquinas de montaje, máquinas de embalaje, robots colaborativos y máquinas de inspección.

Su funcionamiento consiste en hacer vibrar las piezas para alinearlas y suministrarlas con la misma orientación. Esto permite realizar eficientemente diversos procesos, como el montaje, embalaje y empaquetado.

Cuando se combinan con equipos de procesamiento de imágenes o inteligencia artificial, las piezas pueden inspeccionarse al mismo tiempo o integrarse con equipos del proceso siguiente para mejorar la precisión de la operación y reducir los costes de personal e instalación.

Usos de los Alimentadores de Piezas

Los alimentadores de piezas se introducen para mejorar la eficiencia de la producción en planta. Se utilizan en la fabricación de componentes mecánicos y electrónicos, así como en productos farmacéuticos y alimenticios. Los alimentadores de piezas no sólo se utilizan para aumentar la eficacia operativa automatizando el suministro de piezas, sino también en combinación con equipos de procesamiento de imágenes e inteligencia artificial.

El objetivo es alimentar automáticamente las piezas e inspeccionarlas simultáneamente, mejorando así la precisión operativa y la calidad del producto. Algunos alimentadores de piezas suministran varias piezas ensambladas, por ejemplo, arandelas y pernos juntos, mientras que otros desmontan y suministran piezas ensambladas.

Principio de los Alimentadores de Piezas

Los alimentadores de piezas alinean las piezas haciéndolas vibrar. La pieza que hace vibrar las piezas se denomina elemento vibratorio u oscilador y es el corazón del alimentadores de piezas. El método de vibración es principalmente electromagnético, mediante un electroimán, y las vibraciones generadas se amplifican a través de un muelle de placa para generar vibraciones aún mayores.

Otros métodos son el piezoeléctrico, que utiliza elementos piezoeléctricos. Las piezas suministradas se colocan primero en un bol, que es un recipiente para las piezas, y luego el bol se hace vibrar mediante un elemento vibratorio para alinear las piezas. Las piezas alineadas se envían a una tolva y se introducen en la máquina para el siguiente proceso.

Las piezas en la cuba se controlan mediante un dispositivo llamado tolva. La tolva detecta el número de piezas que hay en la cuba y controla la alimentación. Existen varios tipos de tolvas, como las electromagnéticas, las de cinta transportadora y las de cilindro. Las tolvas evitan que las piezas entren en exceso o en defecto en la cuba y estabilizan la capacidad de alimentación de piezas del alimentadores de piezas.

Los alimentadores de piezas están diseñados para incorporar diversos sensores y piezas opcionales, lo que permite personalizarlos para diferentes fines.

Selección de los Alimentadores de Piezas

En la sección del alimentador de piezas se utilizan diversos patrones de accionamiento, por lo que debe emplearse el alimentadores de piezas adecuado en función de la pieza.

El tipo más común de alimentadores de piezas es el electromagnético, pero también existen otros tipos, como los de motor, piezoeléctricos y de disco giratorio compuesto. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas, por lo que es muy importante seleccionar el alimentadores de piezas más adecuado después de entender las condiciones de uso y los costes.

Tipos de Alimentadores de Piezas

Existen varios tipos de alimentadores de piezas, como los electromagnéticos, los de motor, los piezoeléctricos (piezo) y los de disco rotativo compuesto, cada uno de los cuales tiene sus propias características.

1. Alimentadores de Piezas Electromagnéticos

Los alimentadores de piezas electromagnéticos están disponibles en media onda, onda completa, alta frecuencia y doble movimiento.

• Sistemas de Media Onda: con una frecuencia de oscilación de 3.000 a 3.600 vibraciones por minuto, estos sistemas tienen una gran amplitud y una elevada capacidad de transporte, son fáciles de manejar, suelen utilizarse para piezas fáciles de clasificar y son más rentables que los sistemas de onda completa.
• Sistemas de Onda Completa: con una frecuencia de 6.000 a 7.200 vibraciones por minuto, estos sistemas tienen una frecuencia de vibración fina y, por tanto, son adecuados para piezas pequeñas o difíciles de clasificar.
• Alimentadores de Piezas de Alta Frecuencia: utilizan un controlador inverter para generar una frecuencia de vibración fina de 250 Hz a 350 Hz. Adecuados para piezas diminutas.
  • • Movimiento Dual: el movimiento dual genera un movimiento elíptico estableciendo dos sistemas de vibración, uno horizontal y otro vertical. Las vibraciones vertical y horizontal se controlan por separado para garantizar una alimentación rápida y un transporte suave. La dirección de vibración también puede seleccionarse entre vertical y horizontal.

2. Alimentadores de Piezas Motorizadas

Este alimentadores de piezas es accionado por un motor sólo en movimiento horizontal y se caracteriza por su bajo nivel de ruido.

3. Alimentadores de Piezas Piezoeléctricas

Accionado por elementos piezoeléctricos. Estos alimentadores de piezas no requieren ajuste de vibración y se espera que ahorren energía. 

4. Alimentadores de Piezas Combinados de Disco Giratorio

Este alimentador de piezas no utiliza vibración, sino que utiliza un disco giratorio para hacer girar suavemente las piezas para una alimentación alineada. Es posible una alimentación de baja vibración, bajo ruido y alta velocidad.

¿Qué es un Condensador Electrolíticos de Aluminio?

Los condensadores electrolíticos de aluminio son componentes pequeños de alta capacidad que utilizan óxido de aluminio como dieléctrico.

El tipo húmedo utiliza un electrolito para el cátodo, pero también existen tipos secos que utilizan sólidos como polímeros conductores con mejores prestaciones. Por su bajo precio y gran versatilidad, se utilizan en muchos productos con circuitos electrónicos, como electrodomésticos y ordenadores personales.

Usos de los Condensadores Electrolíticos de Aluminio

Los condensadores electrolíticos de aluminio se utilizan en una amplia gama de productos con sustratos electrónicos en campos muy diversos, como la automoción, la electrónica de consumo y los equipos industriales, ya que son más pequeños, tienen mayor capacidad y son menos costosos que otros condensadores. Las aplicaciones específicas son las siguientes

• Sector del Automóvil
  Unidades de control del motor, sistemas avanzados de asistencia al conductor, controles de airbag, autorradios, sistemas de navegación para automóviles.
• Electrodomésticos
  Televisores, grabadoras, cámaras digitales, equipos de audio, frigoríficos, lavadoras, aparatos de aire acondicionado, hornos microondas, equipos de iluminación, ordenadores personales, videoconsolas.
• Equipamiento Industrial
  Diversos equipos de fabricación, acondicionadores de potencia para energías renovables.

Cuando se utilizan como acondicionadores de potencia para energía regenerativa, se emplea un gran número de 10 a 100 condensadores electrolíticos de aluminio. Debido a su gran versatilidad, los requisitos de rendimiento de los condensadores electrolíticos de aluminio aumentan año tras año.

Principios de los Condensadores Electrolíticos de Aluminio

En los condensadores electrolíticos de aluminio, se utiliza una lámina de aluminio como ánodo y cátodo, y el óxido de aluminio actúa como dieléctrico. El óxido de aluminio se forma en la superficie del papel de aluminio mediante un proceso de oxidación electroquímica conocido como conversión química.

Para aumentar la superficie, se realiza un proceso de grabado en la lámina de aluminio. La capacidad de un condensador se expresa mediante la fórmula C = ε x S/d, donde ε es la permitividad dieléctrica, S es la superficie del dieléctrico y d es el espesor del dieléctrico. El óxido de aluminio producido por el proceso de grabado y conversión química tiene una alta capacitancia debido a su gran superficie y pequeño espesor.

Sin embargo, los condensadores electrolíticos de aluminio tienen algunas desventajas. En primer lugar, debido al flujo de corriente extremadamente pequeño cuando se aplica tensión, pueden presentar una mayor corriente de fuga en comparación con otros tipos de condensadores. En el caso de los condensadores electrolíticos de aluminio húmedo, que utilizan electrolito en el cátodo interno, existe el riesgo de fugas de electrolito en caso de avería.

Además, la durabilidad del electrolito puede verse afectada por fugas o evaporación, lo que puede disminuir la vida útil del condensador. En contraste, los condensadores electrolíticos de aluminio secos, que utilizan polímeros conductores en el cátodo interno, no se evaporan y tienden a ser más duraderos que los condensadores húmedos.

Más Información sobre Condensadores Electrolíticos de Aluminio

1. Vida útil de los Condensadores Electrolíticos de Aluminio

La vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio se ve afectada por varios factores, como la temperatura de funcionamiento y la corriente a la que están sometidos. La estructura de estos condensadores permite que el electrolito impregnado en el papel aislante se escape gradualmente a lo largo del tiempo, lo que resulta en una disminución de la capacitancia y un aumento en la resistencia serie equivalente (ESR).

Se ha observado que la vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio sigue una relación similar a la ley de Arrhenius, que se basa en la energía térmica. Según esta relación, la vida útil del condensador se duplica aproximadamente cuando la temperatura de funcionamiento se reduce en 10°C. Por lo tanto, un condensador que se especifica para 2.000 horas de vida útil a 85°C podría tener una vida útil de 4.000 horas a 75°C y de 8.000 horas a 65°C.

Además, los condensadores electrolíticos de aluminio tienen una resistencia serie equivalente más alta en comparación con otros tipos de condensadores. Cuando se someten a corrientes altas durante su funcionamiento, el condensador genera calor interno. Este calentamiento adicional puede aumentar la temperatura del condensador, lo que a su vez favorece aún más las fugas de electrolito y acorta la vida útil del condensador.

Para mejorar la vida útil de los condensadores electrolíticos de aluminio, es importante tener en cuenta la temperatura de funcionamiento y la corriente aplicada. Además, es recomendable utilizar condensadores de alta calidad y tener en cuenta los valores de vida útil especificados por los fabricantes al seleccionar los componentes para una aplicación específica.

2 Marcas de Polaridad en los Condensadores Electrolíticos de Aluminio

Los condensadores polarizados siempre llevan algún tipo de marca que permite identificar fácilmente la polaridad.

• Condensadores Electrolíticos Verticales
  Generalmente, hay una línea en el lado del polo negativo en la parte inferior del cuerpo. Además, el cable del ánodo es más corto.
• Condensador Electrolítico de Montaje Superficial
  La capacitancia y la tensión soportada se indican en la superficie superior del condensador electrolítico, y hay una marca de color en una esquina. El electrodo situado debajo de esta marca es el electrodo negativo.
• Condensadores Axiales
  La línea con una flecha indica el electrodo negativo. El cuerpo del condensador electrolítico tiene un hueco, el lado con este hueco es el electrodo positivo.

Es extremadamente importante comprobar la marca de polaridad, ya que una instalación incorrecta no sólo puede provocar el fallo del condensador, sino también su ignición.

¿Qué es un Tacómetro?

Un tacómetro, también conocido como indicador de revoluciones o velocímetro, es un instrumento de medición que se utiliza para determinar el número de revoluciones o la velocidad de rotación de un objeto en movimiento giratorio. La velocidad de rotación se suele expresar en términos de revoluciones por minuto (rpm), que indica el número de vueltas completas que realiza el objeto en un período de tiempo determinado.

Existen dos tipos principales de tacómetros: los de contacto y los sin contacto. Los tacómetros de contacto implican el uso de un contacto físico directo con el objeto giratorio. Esto se logra presionando un contacto contra el objeto para realizar la medición de manera rápida y precisa. Por otro lado, los tacómetros sin contacto permiten la medición sin necesidad de tocar el objeto giratorio. Se pueden utilizar marcas reflectantes colocadas en el objeto o sensores de acoplamiento para realizar la medición sin contacto. Esta tecnología también permite medir la velocidad de objetos giratorios de alta velocidad o incluso aquellos que generan calor.

Los tacómetros se utilizan ampliamente en el mantenimiento de equipos giratorios y en la medición de la velocidad de rotación en motores, motores eléctricos, generadores, turbinas y otros dispositivos similares. Proporcionan información valiosa sobre el rendimiento y la eficiencia de los sistemas giratorios, lo que ayuda en el diagnóstico de problemas, el ajuste de parámetros y el control de velocidad.

Usos de los Tacómetros

Los tacómetros son dispositivos utilizados para medir la velocidad o la rotación de objetos que están en movimiento giratorio, ya sea mediante métodos de contacto o sin contacto. Se aplican en una variedad de contextos, como motores, motores de combustión interna, turbogeneradores, unidades de refrigeración y muchos otros productos industriales. Un ejemplo familiar de su uso es la medición de la velocidad del motor que se muestra en el panel de instrumentos de un automóvil.

Principio de los Tacómetros

Los tacómetros se dividen en dos categorías principales: mecánicos y electrónicos. Los tacómetros mecánicos han sido utilizados desde tiempos antiguos y combinan un mecanismo de engranajes para contar el número de revoluciones con un mecanismo de temporización para medir el tiempo transcurrido. Un ejemplo común de tacómetro mecánico es el tacómetro tipo hustler, que mide el número de revoluciones en un tiempo determinado.

Los tacómetros de contacto utilizan un imán permanente, una bobina de detección y un circuito magnético. La bobina detecta una tensión inducida proporcional al cambio en el flujo magnético generado por la rotación. Esta tensión se convierte en una señal de salida que representa la velocidad de rotación. Los instrumentos que miden y muestran continuamente el valor instantáneo de la velocidad de rotación, es decir, la velocidad angular, convierten la velocidad angular en otras magnitudes físicas más fáciles de manejar, como fuerza centrífuga, fuerza viscosa del fluido o fuerza electromotriz debido a la inducción electromagnética.

En cuanto a los tacómetros sin contacto, existen varios métodos utilizados. El método de marca reflectante cuenta la luz reflejada desde una cinta reflectante en el objeto giratorio. El método de fuerza magnética detecta los cambios en el campo magnético generado por un imán en el objeto giratorio. Por último, el método del sensor cuenta las señales generadas por un sensor fijado al objeto giratorio. Estos sensores pueden ser de diferentes tipos, como ópticos, magnéticos o de inducción electromagnética.

Cada método de tacómetro tiene sus propias características y se utiliza en diferentes aplicaciones según los requisitos específicos. Los tacómetros son ampliamente utilizados en diversos campos, incluyendo la industria, la automoción y el control de procesos, para medir y monitorear la velocidad de rotación de diferentes dispositivos y máquinas.

Tipos de Tacómetros y Métodos de Medición

Los tacómetros se clasifican en los tipos de contacto, sin contacto, de doble uso y de sensor.

1. Tacómetros de Contacto

Los de tipo mecánico se presionan contra el centro de un eje giratorio. Utiliza engranajes para contar el número de revoluciones realizadas en un momento dado. La pulsación del botón suele durar tres segundos y el número de revoluciones se indica en rpm. Existen varios tipos electrónicos. Las rpm pueden leerse directamente presionando el tacómetro de mano contra el centro del eje giratorio.

Se puede acoplar al tacómetro un anillo de velocidad circunferencial y presionarlo contra la superficie circunferencial del eje giratorio para medir la velocidad circunferencial. Es peligroso utilizar tacómetros de contacto para medir equipos de rotación rápida. Es más seguro utilizarlo para velocidades bajas.

2. Tacómetros sin Contacto

Los tacómetros sin contacto están disponibles en una gran variedad de sistemas, incluidos los de marcas reflectantes, magnéticos y de sensores. Los sistemas de visualización están disponibles en versiones analógicas y digitales. Normalmente se proporcionan salidas tanto analógicas como digitales. En ambos sistemas, la señal de rotación detectada se amplifica y se convierte en una tensión continua para utilizarla como señal de salida de rotación.

En el método de la marca reflectante, se fija una cinta reflectante a la circunferencia exterior del eje giratorio, se emite luz roja visible o LED desde el tacómetro y se cuenta la luz reflejada por la marca reflectante. A continuación, se convierte y se muestra el número de revoluciones. El rango de medición depende del número de cintas reflectantes. La distancia de detección es de unos 20-300 mm. El método magnético es un tacómetro que magnetiza el eje giratorio y detecta los cambios de flujo magnético.

3. Tacómetros de Contacto y sin Contacto

Este tipo de tacómetro se convierte en tacómetro de contacto cuando se acoplan un adaptador de contacto y un contactor giratorio al cabezal de un tacómetro de mano sin contacto.

4. Tacómetros Basados en Sensores

Se trata de un sistema de recuento con sensores fijados al eje giratorio. Los hay ópticos, magnéticos y de inducción electromagnética. La mayoría son sin contacto.

Tipo óptico
Se coloca un disco con una rendija en el cuerpo giratorio y se hace incidir la luz para contar el número de rendijas que pasan por el disco. Tiene un tiempo de respuesta rápido.

Tipo Magnético
Método en el que se fija un imán al motor y se detectan los cambios en el campo magnético causados por la rotación. El método magnético es resistente a la contaminación, como el agua y el aceite. Puede utilizarse en entornos propensos a la contaminación, como máquinas de coser industriales y máquinas herramienta.

Tipo de Inducción Electromagnética
Este método detecta cambios en el campo magnético cuando la bobina del sensor pasa sobre un saliente del cuerpo giratorio. Adecuado para medir la rotación a alta velocidad. Se utiliza en los sistemas ABS de los automóviles. Actualmente existen tacómetros FFT que estiman y miden la velocidad de rotación mediante la detección de vibraciones y ruido, sin necesidad de un sensor de rotación u otro equipo especial.

¿Qué es una Pinza Amperimétrica?

Una pinza amperimétrica es un instrumento utilizado para medir la corriente que fluye a través de un circuito.

A diferencia de los amperímetros convencionales que requieren ser conectados en serie con el circuito y detenerlo temporalmente, una pinza amperimétrica permite medir la corriente simplemente sujetando la pinza alrededor del cable desde el exterior. Esto se puede hacer de manera rápida y segura, sin necesidad de interrumpir el circuito.

Usos de las Pinzas Amperimétricas

Las pinzas amperimétricas se utilizan en diversas situaciones donde se necesita medir de manera sencilla el valor de la corriente que circula por un circuito.

Algunos ejemplos de su uso incluyen:

• Verificación antes y después del flujo de corriente en trabajos eléctricos.
• Investigación de la causa de una falla al comprobar la parte activada de un circuito eléctrico.
• Verificación del estado de funcionamiento de equipos eléctricos.

Una característica destacada de las pinzas amperimétricas es que pueden utilizarse sin necesidad de interrumpir el circuito, lo que permite su aplicación en equipos en funcionamiento continuo.

Principio de las Pinzas Amperimétricas

Las pinzas amperimétricas utilizan un principio de medición basado en la detección del campo magnético generado por la corriente que circula por un conductor.

En lugar de medir directamente la corriente, la pinza amperimétrica cuenta con un núcleo magnético que detecta el campo magnético y lo convierte en un valor equivalente de corriente. Es importante destacar que el principio de medición varía entre corriente alterna (CA) y corriente continua (CC), ya que la polaridad del campo magnético es diferente en cada caso.

Uno de los métodos comunes de medición es el uso del elemento Hall, que permite detectar tanto corriente continua como corriente alterna. En este método, se incorpora un elemento Hall en el núcleo magnético de la pinza amperimétrica. El campo magnético del circuito bajo prueba se mide como una tensión y, a través de un amplificador integrado, se convierte en un valor de corriente.

¿Cómo Seleccionar una Pinza Amperimétricas?

Los circuitos de corriente incluyen circuitos de CC y CA. Es importante seleccionar la pinza amperimétrica adecuada en función del componente de corriente del circuito que se desea medir y de la precisión que se desea obtener.

Si no necesita un alto grado de precisión, una pinza amperimétrica de tipo Hall, que puede medir tanto circuitos de CC como de CA, es una elección segura. Sin embargo, cabe suponer que la pinza puede no sujetar bien dependiendo de la posición de instalación del circuito. Para CA, se puede elegir una pinza amperimétrica tipo Rogowski sin núcleo, que permite la medición mientras se dobla la pieza de apriete.

Más Información sobre las Pinzas Amperimétricas

1. Medición de la Corriente de Fuga

La corriente de fuga es un elemento de inspección muy importante en el mantenimiento de las instalaciones eléctricas, ya que la presencia de corriente de fuga puede provocar descargas eléctricas. Las pinzas amperimétricas de corriente de fuga se utilizan para esta medición.
La corriente de fuga es una corriente muy pequeña y la pinza amperimétrica está equipada con un transformador de corriente sensible. El transformador de corriente está hecho de Permalloy, que tiene una alta permeabilidad magnética y es adecuado para detectar corrientes muy pequeñas.

Las corrientes de fuga se miden de dos formas: medición de la “corriente de fase cero” y medición de la “corriente de línea de tierra”.

Medición de la Corriente Homopolar
En la medición de las corrientes de fase cero, todas las fases están sujetas entre sí. El medidor de pinza detecta el campo magnético causado por la corriente y lo convierte en un valor de corriente, pero los campos magnéticos causados por la corriente que fluye contra la carga se anulan entre sí. Sin embargo, si hay corriente de fuga, los campos magnéticos se desequilibran y aparece un valor de corriente en la pinza amperimétrica. La lectura de este valor de corriente permite medir la magnitud de la corriente de fuga.

Medición de la Corriente del Cable de Tierra
Los equipos eléctricos se conectan a tierra con un cable de tierra. En caso de que se produzca una corriente de fuga, ésta fluye a través del cable de tierra hasta la toma de tierra, por lo que se puede pinzar directamente el cable de tierra y medir el valor de la corriente.

2. Precisión de la Pinza Amperimétricas

Existen dos métodos para medir la corriente alterna: el “tipo de valor medio” y el “tipo de valor efectivo”.

Tipo de Valor Medio
El tipo de valor medio es un método en el que se calcula el promedio del valor de corriente de un semiciclo de CA y el valor medio se multiplica por el factor de forma de onda para obtener el valor medido.

Tipo de Valor RMS
El tipo de valor RMS es un método en el que el valor de la corriente se muestrea y mide periódicamente, y el valor RMS se obtiene realizando la operación RMS sobre el valor medido.

En la medición de corriente, si la corriente a medir es una forma de onda sinusoidal, el valor es el mismo independientemente del método de medición. Sin embargo, si la corriente a medir es una onda distorsionada, los componentes armónicos impiden que la pinza amperimétrica de valor medio obtenga el valor eficaz correcto.

Por otro lado, las pinzas amperimétricas que indican el valor eficaz pueden medir sin pérdida de precisión si la frecuencia de muestreo es suficientemente alta. Como se ha descrito anteriormente, si la corriente que se va a medir contiene ondas de distorsión, se debe utilizar una pinza amperimétrica con indicación del valor eficaz. Sin embargo, las pinzas amperimétricas económicas son del tipo de bobina móvil del tipo de valor medio.

¿Qué es un Motor de Ventilador de CD?

Los motores de ventilador de corriente continua son dispositivos que impulsan el flujo de aire mediante el uso de corriente continua.

Dependiendo de su estructura, se pueden clasificar en diferentes categorías como ventiladores de hélice, soplantes o de flujo cruzado. Sin embargo, todos comparten la característica fundamental de soplar aire.

Por eso es importante comprobar las especificaciones del catálogo y utilizarlos para diferentes aplicaciones y fines. El tipo más común de motor de ventilador es un ventilador soplador de hélice, por lo que si no está seguro de su elección, es seguro que seleccione este tipo.

Usos de los Motores de Ventilador de CD

Los motores de ventilador de CC se utilizan para refrigerar el interior de equipos electrónicos, como electrodomésticos y equipos ofimáticos, soplando o convectando aire mediante la rotación del ventilador.

La refrigeración mediante motores ventiladores de CC se basa en la convección de aire, por lo que debe elegirse el método más eficaz, teniendo en cuenta la estructura del equipo y la temperatura.

Principio de los Motores de Ventilador de CD

La estructura de un motor de ventilador de CC puede dividirse a grandes rasgos en la carcasa, que es el componente estructural, el ventilador o rodete para el flujo de aire, y el motor de CC para hacerlo girar. el motor de CC hace girar continuamente el ventilador, que comprime y sopla aire.

En el caso de los ventiladores de hélice, la dirección del flujo de aire está en la misma dirección que el eje de rotación, lo que da como resultado un tamaño pequeño, un gran flujo de aire y una rotación relativamente silenciosa. Por el contrario, un soplador es perpendicular al eje de rotación y la salida de aire es estrecha, por lo que el flujo de aire se concentra y se consigue una presión estática elevada.

Estructura de los Motores de Ventilador de CD

Un ventilador típico consta de un rodete, una carcasa, un eje, cojinetes y un retén.

1. Rodete

El rodete es la pieza que produce el flujo de aire y es el corazón del ventilador. Existen varios tipos de impulsores, en función de la aplicación, el entorno y otros factores relacionados con la eficacia del flujo de aire.

2. Carcasa

La carcasa es el armazón exterior del propio ventilador y la trayectoria interior del flujo de aire, y es la parte que forma las secciones de entrada y salida del ventilador.

3. Eje

El eje central del ventilador, que proporciona la fuerza para soportar el impulsor.

4. Cojinete

Pieza que recibe el movimiento de rotación del eje, suavizando y soportando su acción. Los cojinetes reducen la fricción y el desgaste. Es una pieza importante, ya que una mala calidad puede provocar averías por desgaste mecánico.

Más Información sobre los Motores de Ventilador de CD

1. ¿Qué es la Resistencia al Flujo de Aire?

Cuando se introduce aire en una trayectoria de flujo, se genera resistencia al flujo en dirección opuesta al movimiento del aire. Cuanto más obstáculos haya en la trayectoria del flujo que dificulten el paso del aire, mayor será la resistencia y menor será el caudal de aire. Esta resistencia al flujo de aire se traduce en un aumento de la presión estática en el sistema y se conoce como pérdida de presión.

En el contexto de la refrigeración mediante ventiladores, es importante considerar la resistencia al flujo de aire y seleccionar el ventilador adecuado teniendo en cuenta la pérdida de presión asociada a la estructura interna del sistema. Además, al diseñar un sistema de refrigeración por ventilador, se debe tener en cuenta la configuración de manera que no se obstruya el flujo de aire y se maximice la eficiencia de la refrigeración.

Si se requiere un mayor volumen de aire y presión estática, se pueden utilizar varios ventiladores. En este caso, es importante determinar si es más eficiente utilizar los ventiladores en serie o en paralelo. Generalmente, utilizar los ventiladores en paralelo resultará en un mayor caudal de aire, mientras que utilizarlos en serie generará una mayor presión estática.

2. Diferencias con los Motores de Ventilador de CA

Los ventiladores de CC pueden variar su velocidad de rotación con el motor y el circuito. Los ventiladores de CA, en cambio, tienen su velocidad de rotación fijada por la frecuencia de la fuente de alimentación de CA. En la actualidad, los ventiladores de CC, cuya velocidad de rotación puede controlarse libremente, son la corriente principal, y también existen ventiladores de CC de CA, en los que se utiliza una fuente de alimentación de CA para hacer girar un ventilador de CC.

3. ¿Qué es un Ventilador Axial de CC?

Los ventiladores axiales de CC son ventiladores axiales accionados por CC. Los ventiladores axiales tienen aspas montadas en el centro del bastidor, que aspiran aire por la parte delantera de las aspas y lo descargan por la parte trasera.

La dirección en la que el ventilador envía el aire es en sentido axial, lo que tiene las ventajas de un gran caudal de aire y un bajo nivel de ruido. Se utilizan mucho en aplicaciones de refrigeración de materiales que generan calor. Una característica de los ventiladores axiales es que el caudal de aire aumenta o disminuye relativamente poco debido a los objetos resistivos.

4. Otros Tipos de Ventiladores

Otros tipos de ventiladores axiales son los centrífugos y los de flujo oblicuo. Los ventiladores centrífugos no expulsan el aire hacia atrás, sino a 90° con respecto a la dirección de aspiración.

Asimismo, los ventiladores diagonales son como un abanico entre los ventiladores axiales y los centrífugos. La forma de las aspas permite aspirar aire desde la dirección axial y aplicar presión en la dirección diagonal del eje para cambiar la dirección de escape y soplar aire. Se caracterizan por ser compactos y ligeros.

Los ventiladores centrífugos son adecuados cuando el espacio del equipo no permite soplar aire hacia atrás. Se utilizan, por ejemplo, para extraer aire del interior de equipos densamente empaquetados. Un motor de ventilador axial típico es el ventilador de hélice. Se coloca una hélice en forma de aspa dentro de la carcasa y se hace girar para generar un flujo de aire en la dirección del eje de rotación.

Como el flujo de aire se produce en la dirección del eje de rotación, la estructura es compacta. Un motor de ventilador típico en un ventilador centrífugo es un soplante. Las soplantes generan un flujo de aire en una dirección casi perpendicular al eje de rotación por la fuerza centrífuga de las palas cilíndricas dispuestas hacia delante.

¿Qué es un Plano Posterior?

Un plano posterior es una placa de circuitos utilizada en equipos electrónicos como computadoras y dispositivos de telecomunicaciones para conectar placas y tarjetas.

Por lo general, se instala en la parte trasera del equipo y transmite energía y señales a las tarjetas y módulos conectados a ella. Los planos posteriores también incluyen soportes para fijar las tarjetas, tomas de corriente para suministrar energía y conectores para transmitir señales.

Los planos posteriores son fundamentales para el funcionamiento de los equipos electrónicos. Sirven como soporte estructural para la placa, reducen los efectos de las vibraciones y el calor, y mejoran la confiabilidad del sistema.

Aplicaciones de las Placas Posterior

1. Servidores y Equipos de Red

Las placas base se utilizan en hardware como servidores, conmutadores de red y routers. En estos dispositivos, un gran número de componentes necesitan procesar datos en paralelo a alta velocidad. La plano posterior transfiere eficazmente los datos entre estos componentes para maximizar el rendimiento del sistema.

2. Sistemas de Almacenamiento de Datos

Las placas base se utilizan habitualmente en sistemas de almacenamiento de datos para procesar y almacenar grandes cantidades de datos a alta velocidad. Entre ellos se incluyen las matrices RAID y las redes de área de almacenamiento (SAN).

3. Ordenadores Industriales

Las placas base también son habituales en sistemas informáticos utilizados en industrias como la fabricación, la energía y el transporte. La robustez y la fiabilidad son importantes en estos sistemas y las placas base se utilizan para cumplir estos requisitos.

4. Equipos de Prueba

Los equipos de prueba se utilizan para medir el rendimiento y la calidad de los equipos electrónicos. Los equipos de prueba utilizan placas base para conectar varias tarjetas de prueba y permitir una amplia variedad de elementos y condiciones de medición.

Principios de las Placas Posteriores

Para entender el funcionamiento básico de una plano posterior, es importante comprender cómo conecta los componentes de hardware y transfiere los datos.

1. Conexión de Componentes

Una plano posterior se compone esencialmente de una o varias placas de circuito impreso. Estas placas están equipadas con ranuras y puertos para conectar los componentes individuales del sistema informático.

Estas ranuras corresponden esencialmente a tipos específicos de componentes (por ejemplo, CPU, RAM, discos duros, etc.). Los componentes se conectan físicamente a estas ranuras y se comunican con otros componentes a través de la plano posterior.

2. Transferencia de Datos

Una de las principales funciones de las placas base es permitir la transferencia de datos entre componentes. Esto se realiza a través de circuitos electrónicos situados en la placa. Cada componente utiliza estos circuitos para enviar y recibir datos.

Dependiendo del diseño de la plano posterior y del tipo de componente, los datos pueden transferirse en paralelo (varios bits se transfieren simultáneamente) o en serie (un bit cada vez).

3. Plug and Play

Algunas placas base ofrecen la funcionalidad plug-and-play para facilitar la adición o sustitución de componentes. Esto significa que basta con conectar físicamente nuevos componentes a una ranura para que el sistema reconozca automáticamente su presencia y les permita funcionar correctamente.

En combinación, las placas base permiten que los componentes de un sistema trabajen juntos de forma eficiente y compartan datos. Las placas base desempeñan un papel importante en el rendimiento y la escalabilidad de los sistemas informáticos.

Tipos de Placas Posteriores

Existen distintos estándares y formas de placas posteriores:

1. Clasificación por Estándares

Las placas posteriores se rigen por diferentes estándares, como PICMG, ISA y PCI, entre otros. PICMG es un estándar desarrollado por el grupo “PCI Industrial Computer Manufacturers Group” y es compatible con tecnologías como PCI y PCI Express. ISA, por su parte, es un estándar de “Industry Standard Architecture” que fue adoptado por los primeros ordenadores personales IBM y otros productos.

PCI, que significa “Peripheral Component Interconnect”, es un estándar que permite la transferencia de datos a alta velocidad. Estos estándares pueden ser compatibles entre sí en algunos casos, pero no siempre. Es importante que el backplane y las tarjetas o placas que se van a conectar sean compatibles con el mismo estándar para asegurar un funcionamiento adecuado y una correcta comunicación entre los componentes.

2. Clasificación por Formas

Existen dos formas de backplane: activa y pasiva. Las placas base activas tienen chips que amortiguan las señales entre las ranuras y pueden alojar sistemas complejos.

Las placas base pasivas no tienen ninguna característica que dirija los circuitos y tienen circuitos de mediación en el lado de la tarjeta o placa. Las placas base activas tienen más probabilidades de fallar que las pasivas.

¿Qué es un Módulo de Potencia?

Un módulo de potencia es un producto en el que los circuitos relacionados con la fuente de alimentación se integran en un único encapsulado combinando varios semiconductores de potencia.

Cuando se combinan las funciones necesarias en un CI (circuito integrado semiconductor) y optimizando el diseño de bajo consumo, los módulos de potencia pueden utilizarse en una amplia gama de campos, como los equipos industriales utilizados en fábricas, grandes electrodomésticos, automóviles, ferrocarriles y nuevas fuentes de energía. El mercado de módulos de potencia sigue creciendo rápidamente.

Aplicaciones de los Módulos de Potencia

El ejemplo más conocido de módulo de potencia es el inversor de los aparatos de aire acondicionado, frigoríficos y lavadoras. Estos inversores pueden controlar el número de revoluciones del motor convirtiendo la frecuencia.

Al cambiar libremente el número de revoluciones del motor, se puede reducir el movimiento innecesario, lo que contribuye al ahorro de energía. Por el contrario, los aparatos de aire acondicionado sin inversores sólo pueden encender y apagar el motor, lo que provoca la repetición de movimientos extremos, como poner en marcha y parar el aparato, con el consiguiente derroche de energía.

Los inversores se utilizan para controlar la velocidad del motor y también se emplean en vehículos eléctricos como los HEV y los EV. Es importante que la propulsión de un vehículo no sólo sea on/off, sino que también detecte y controle el ralentí de los neumáticos.

Sin este control, el vehículo patinará. En zonas nevadas, la potencia debe aplicarse a los neumáticos de forma segura y eficiente, por lo que un control muy preciso de la potencia del motor es importante e indispensable, especialmente en VE y HEV.

Principio del Módulo de Potencia

Los módulos de potencia constan de una serie de transistores de potencia optimizados para la aplicación de alimentación para la que se necesitan en un circuito integrado junto con un circuito de accionamiento de polarización, y se modularizan junto con los componentes circundantes para mejorar la tensión soportada y la velocidad y eficiencia de conmutación durante el funcionamiento de la potencia. Otra característica de este producto es su facilidad de uso, teniendo en cuenta la disipación de calor del encapsulado y el sustrato.

Entre los semiconductores de potencia ampliamente utilizados en los módulos de potencia, los transistores de potencia tienen la gama más amplia de aplicaciones y actualmente son el centro de un desarrollo tecnológico activo, principalmente por parte de los fabricantes de semiconductores y materiales. Dentro de los transistores de potencia, existen varios dispositivos semiconductores, entre los que se incluyen.

1. Transistores Bipolares

Los transistores bipolares tienen una estructura sencilla y pueden manejar grandes cantidades de potencia, pero tienen las desventajas de una velocidad de conmutación lenta y un consumo de energía elevado, por lo que recientemente han perdido protagonismo en las aplicaciones de módulos de potencia.

2. MOSFET de Potencia

Los MOSFET de potencia (FET: transistores de efecto de campo) tienen la ventaja de ofrecer las velocidades de conmutación más rápidas y un bajo consumo de energía, pero también tienen la desventaja de no poder manejar grandes cantidades de potencia.

3. IGBT

Desarrollados en los años 80, los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) pueden manejar grandes cantidades de potencia. En comparación con los MOSFET, son capaces de conmutar cantidades no mucho mayores que éstos. La configuración del circuito es una combinación de un MOSFET y un BJT (transistor de unión bipolar).

Más Información sobre los Módulos de Potencia

1. Tendencias en los Módulos de Potencia de Nueva Generación

Los MOSFET de SiC han atraído recientemente la atención como dispositivos para módulos de potencia de próxima generación, ya que los sustratos de SiC tienen una mayor energía de banda prohibida y una mayor tensión de ruptura que los sustratos de Si, lo que permite aumentar la potencia de los MOSFET utilizando sustratos de SiC.

Los IGBT también pueden manejar altas potencias en sustratos de Si, pero la estructura bipolar dificulta el aumento de la velocidad de conmutación, y los SiC-MOSFET, que son dispositivos de alta potencia y conmutación rápida, se consideran actualmente la principal opción para los módulos de potencia de próxima generación.

La debilidad de los sustratos de SiC en la producción en masa, que antes era un punto débil de los sustratos de SiC, se está superando ahora, en parte debido a la aparición de fabricantes de sustratos capaces de manejar sustratos de 6 pulgadas como resultado de las innovaciones tecnológicas.

2. Módulos de Potencia en los Vehículos Eléctricos

El voltaje de la batería de iones de litio de un VE está relacionado con el tiempo de carga, por lo que el objetivo es acortar el tiempo de carga mediante la carga a alta velocidad y mejorar la eficiencia del tren motriz, que equivale al motor en un VE.

Para mejorar la eficiencia de la cadena cinemática, ahora se requiere un mayor aumento de la tensión desde el nivel actual de unos 400 V hasta, por ejemplo, 800 V.

Al manejar los motores de alta tensión de los vehículos con una buena capacidad de control, es importante conmutar la corriente alterna generada por el circuito inversor a alta velocidad, y para ello se utilizan dispositivos y módulos de potencia.

¿Qué es un Conector DIN?

Un conector DIN es un tipo de conector que cumple con las normas alemanas para productos industriales, conocidas como DIN (Deutsche Industrie Norm).

El conector más común tiene una forma redonda con un diámetro de 13,2 mm, aunque también existen conectores de dos piezas. Los conectores redondos más pequeños, con un diámetro de 9,5 mm, se conocen como mini-DIN.

Las clavijas de señal, que van de 2 a 8 pines, se insertan en el blindaje interno del conector. Por lo general, estos conectores no cuentan con un mecanismo de bloqueo, lo que significa que pueden desconectarse si se tira de ellos con fuerza. Existen conectores macho y hembra, los cuales se acoplan según la forma y diseño del conector.

Usos de los Conectores DIN

Los conectores DIN son ampliamente utilizados en equipos de audio y se encuentran comúnmente en la vida cotidiana. Se utilizan para la entrada y salida de señales estéreo, permitiendo la conexión de dispositivos como grabadoras, terminales de control remoto, sistemas de audio para automóviles, altavoces, entre otros.

Además del ámbito de audio, los conectores DIN también tienen diversas aplicaciones en otros campos. Por ejemplo, se utilizan en instrumentos musicales electrónicos, computadoras, televisores, consolas de videojuegos y micrófonos.

Los conectores de dos piezas son especialmente útiles para conectar placas de circuitos electrónicos en computadoras personales. Estos conectores tienen una forma cuadrada y presentan múltiples variaciones en cuanto al número de pines y el espaciado entre ellos.

Principios de los Conectores DIN

Los conectores DIN tienen un lado macho y un lado hembra. La construcción de los conectores DIN, tanto macho como hembra, consiste en una carcasa y contactos.

La carcasa es la parte del cuerpo en la que se integran los contactos. Está hecha de un material aislante, principalmente plástico, para proteger los contactos.

La parte de los contactos es la que realiza la conexión eléctrica cuando se conecta el conector y actúa como conector.

La forma de la carcasa y los contactos es ligeramente diferente en los conectores macho y hembra para garantizar una buena conexión, pero cumplen la misma función. Cuando se combinan un conector macho y una hembra, los contactos hacen contacto y se establece una conexión eléctrica.

Dependiendo del tipo de conector, pueden utilizarse otros componentes, como una carcasa para proteger los contactos o un ojal para conectar la carcasa a la caja.

Los conectores DIN son conectores que cumplen la norma DIN, una norma industrial alemana. Como tales, cumplen los criterios de capacidad eléctrica, tensión de funcionamiento, clase de rendimiento y seguridad según la norma.