Investigacion nº 2 VOLTAJE

Regulacion de voltaje.

Un regulador de Voltaje (también llamado estabilizador de voltaje o acondicionador de voltaje) es un equipo eléctrico que acepta una tensión eléctrica de voltaje variable a la entrada, dentro de un parámetro predeterminado y mantiene a la salida una tensión constante (regulada).

son diversos tipos de reguladores de voltaje, los más comunes son de dos tipos: para uso doméstico o industrial. Los primeros son utilizados en su mayoría para proteger equipo de cómputo, video, o electrodomésticos. Los segundos protegen instalaciones eléctricas completas, aparatos o equipo eléctrico sofisticado, fabricas, entre otros. El costo de un regulador de voltaje estará determinado en la mayoría de los casos por su calidad y vida útil en funcionamiento continuo.

Principios de funcionamiento

Existen diversos tipos de reguladores en el mercado, los cuales se clasifican de acuerdo al principio o tecnología de regulación que utilizan. Los más importantes son:

• Los reguladores electromecánicos basan su principio de funcionamiento en un auto transformador de columna, sobre la cual se dispone un cursor accionado por un servomotor, que en su recorrido suma o resta espiras. Este movimiento de auto ajuste es controlado por un comando electrónico, que se activa cada vez que la tensión de salida se desvía de su valor de calibración, ajustándose automáticamente y con ello mantiene permanentemente la tensión de salida estable. Las ventajas que ofrece este principio son que cuenta con una alta precisión (1,5%) y eficiencia del 99%, teniendo capacidad de sobrecarga de hasta 500% sin generación de contenido armónico, sin embargo aunque no genera ruido armónico tampoco lo elimina, es decir si la línea eléctrica comercial viene con armónicos el regulador también sacara a su salida dichos armónicos, otro punto a considerar es que son enfriados por aceite lo cual los hace más pesados y con el riesgo latente de fugas.Su vida útil estimada es mayor a 25 años en funcionamiento continuo a plena carga por su diseño, tecnología y robustez, sin embargo también está el riesgo latente de que la parte electrónica o servomotor se dañen con el tiempo lo cual se traduce en servicios de mantenimiento preventivo y/o correctivo.

• Los reguladores electrónicos basan su regulación en un control electrónico, pueden llevar microprocesador para regular o simplemente un circuito de control que detecta las variaciones del voltaje y hace la corrección a través de relevadores para regular la tensión. Su tiempo de respuesta y velocidad de regulación son muy rápidos además de ser económicos en comparación a los otros tipos. Los rangos de tensión de entrada son reducidos y la precisión de la tensión de salida es de +/- 3% a +/- 5%. Su diseño propicia que se desconecten para autoprotegerse en condiciones extremas de alta y baja tensión, son muy eficientes ya que mientras la línea comercial se encuentre normal dejan pasar el voltaje hacia la carga, solo se activa la regulación al momento de presentarse alguna anomalía, en la mayoría de los casos solo ofrecen regulación en la fase y no en la línea de neutro, se autoprotegen utilizando varistores a la salida para provocar un corto circuito y activar su fusible.

• Los reguladores ferroresonantesLa ferroresonancia es la propiedad del diseño de un transformador en el cual el transformador contiene dos patrones magnéticos separados con acoplamiento limitado entre ellos. La salida contiene un circuito resonante paralelo que toma su potencia del primario para reemplazar la potencia entregada a la carga. Hay que notar que la resonancia en la ferroresonancia es similar a aquella en los circuitos lineales con capacitores o inductores en serie o paralelo, en donde la impedancia tiene un pico a una frecuencia en particular. En un circuito no lineal, como el que se usa en los transformadores ferroresonantes, la resonancia se usa para reducir los cambios en el voltaje de alimentación para suministrar un voltaje más consistente en la carga.

Un dispositivo magnético es no lineal, su reluctancia cambia abruptamente arriba de una determinada densidad de flujo magnético, en este punto el dispositivo magnético se define que esta en saturación, el diseño de esta tecnología permite que un patron magnético (el patron resonante) este en saturación, mientras que el otro no lo esta. Como resultado un cambio de voltaje en el primario no se traducira en cambios de voltaje en el secundario y resulta en una regulación de voltaje.

Las ventajas son claras, regulación de entrada extrema, incluso puede operar a voltajes tan bajos como 55VCA y proporcionar 120VCA a la salida con regulación de +/-1% siempre que la carga no rebase el 60% de la capacidad nominal del regulador, trabajando a plena carga admite variaciones de entrada de hasta 85VCA.

Eliminación de ruido eléctrico, gracias a un devanado de neutralizacion de armónicos que ninguna otra tecnología incorpora proporcionando una salida prácticamente libre de estos. (máxima distorsión armónica total 3%).

Libre de mantenimiento y vida media de 30 años, esto debido a su gran robustez mecánica y a que no contiene elementos móviles en su interior como servomotores, motores, relevadores, circuitos de control etc. Es de estado solido y es enfriado por aire, no incorpora fusible de protección ya que el equipo es autoprotegido en caso de un corto circuito el equipo se inhibe y al retirar el CO vuelve a operar normalmente en forma automática.

  Beneficios de contar con un Regulador de Voltaje

1. Funcionamiento permanente y seguro de todos sus equipos, las variaciones de voltaje de la red eléctrica no afectarán el funcionamiento, la calidad de sus procesos y tiempo de fabricación.
2. Eliminar los recursos económicos gastados innecesariamente, aprovechando todo el potencial instalado: recursos técnicos, humanos, materiales, y de tiempo.
3. Incremento en la productividad y eficiencia del sistema protegido así como aumento de la vida útil de sus equipos.

  Regulador adecuado

La capacidad de los reguladores se mide en kVA. Para seleccionar el equipo que Usted necesita será necesario conocer cuatro puntos importantes:

1. Voltaje de entrada o alimentación de los equipos a proteger: Es la tensión de salida del regulador y de entrada que requerirá su maquinaria, equipos o instalaciones para su correcto funcionamiento. Puede ser localizado en la placa de datos o manual de instalación del equipo o maquinaria a proteger. La tensión de la red eléctrica variará de un país a otro así como el voltaje de alimentación de sus equipos dependiendo de su origen.
2. Consumo de los equipos: Datos localizados en la placa de datos o manual de instalación del equipo o maquinaria, puede estar expresado en: - Watts para equipos monofasicos y Kilowatts en sistemas trifásicos (1 kW= 1000 watts) - Amperes - HP
3. Campo de regulación del equipo: Es la capacidad que tiene el regulador de corregir las variaciones de voltaje de la línea eléctrica. Cuando el campo de regulación es insuficiente podemos fabricar un equipo con un rango adecuado a la necesidad. Para este caso es necesario monitorear o graficar la línea de alimentación para determinar los límites máximo y mínimo de variación de la línea.
4. Número de fases de alimentación de los mismos: Se determina a través de la placa de datos o manual de instalación del equipo o maquinaria a proteger. Los sistemas eléctricos convencionales pueden ser: - Monofásicos - Bifásicos con neutro - Bifásicos sin neutro (para equipos monofasicos de 220 V) - Trifásicos


RECTIFICACION DE VOLTAJE.

 

Fuente de poder

Como su nombre lo indica es la principal, -y muy importante- fuente de corriente eléctrica de la computadora. Además, transforma la corriente alterna del tomacorriente común en corriente directa de bajo voltaje que los componentes de la computadora pueden usar. Si este voltaje fallara, fuera demasiado alto o demasiado bajo la computadora no arrancaría

  Hay 2 tipos de fuentes utilizados en las computadoras, la primer liga es la mas antigua y la segunda la mas reciente:

1. Fuente de poder AT.
2. Fuente de poder ATX.

Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineales y conmutadas. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, pero sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de las misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más compleja y por tanto más susceptible a averías.

  Fuentes de alimentación lineales

Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida.

En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en continua se llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un componente denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplemente un condensador.

  Fuentes de alimentación conmutadas

Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos) y filtrados (Inductores y capacitores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son mas complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.

Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.

La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC.

Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC. Por otra parte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor coste y tamaño.

  Especificaciones

Una especificación fundamental de las fuentes de alimentación es el rendimiento, que se define como la potencia total de salida entre la potencia activa de entrada. Como se ha dicho antes, las fuentes conmutadas son mejores en este aspecto.

El factor de potencia es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada. Es una medida de la calidad de la corriente.

Aparte de disminuir lo más posible el rizado, la fuente debe mantener la tensión de salida al voltaje solicitado independientemente de las oscilaciones de la línea, regulación de línea o de la carga requerida por el circuito, regulación de carga.

 Fuentes de alimentación especiales

Entre las fuentes de alimentación alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga está siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a la carga.

Otro tipo de alimentación de fuentes alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia es variada, manteniendo la amplitud de la tensión logrando un efecto de fuente variable en casos como motores y transformadores de tensión...

Voltaje de salida.

Los voltajes de salida de una fuente son varios:
De rojo a negro (tierra) son + 5 voltios CC
De amarillo a negro + 12 voltios CC
de naranja a negro + 3,3 voltios CC
de blanco a tierra - 5 voltios CC (5 voltios negativos)
de azul a tierra - 12 voltios CC
depúrpura a negro + 5 voltios CC SB
cable verde es PS ON (encendido)
cable gris Power OK
CC = corriente continua.
Demás está decir que la entrada a la fuente es de 110 o 220 voltios de CA (corriente alterna)

En cambio, en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base, todo de una pieza, y solo hay una manera de encajarlo, así que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos:

El más grande, sirve para conectar dispositivos como discos duros, lectores de cd-rom, grabadoras, dispositivos SCSI, etc...

 

Mientras que el otro, visiblemente más pequeño, sirve para alimentar por ejemplo disqueteras o algunos dispositivos ZIP.


Instalación de una fuente ATX


Para instalar una fuente de alimentación ATX, necesitaremos un destornillador de punta de estrella.

Empezaremos por ubicar la fuente en su sitio, asegurando que los agujeros de los tornillos, coinciden exactamente con los de la caja.

Una vez hecho esto, procederemos a atornillar la fuente.

Acto seguido, conectaremos la alimentación a la placa base con el conector anteriormente comentado, y realizaremos la misma tarea con el resto de los dispositivos instalados.

Un punto a comentar, es que solo hay una manera posible para realizar el conexionado de alimentación a los dispositivos, sobretodo, NUNCA debemos forzar un dispositivo.

Tras realizar todas las conexiones, las revisaremos, y procederemos a encender el equipo.