Tarea 01

Orozco Ramos Leonardo Cristopher

Rodrguez Castillo Eduardo Israel

Rodrguez Gallardo Andrs

Electrnica de potencia

Grupo: 01

Semestre 2015-1

HORNO DE ARCO ELECTRICO

El horno de arco actual puede definirse como la sustitucin de quemadores de combustible por electrodos conectados a la corriente elctrica. A finales del siglo XIX Wilhem Siemens desarroll los primeros hornos de arco elctrico para fusin de diversos metales. Despus Paul Hroult y Paul Girod en Francia y Stassano en Italia los pusieron a punto hasta casi llegar a lo que son en la actualidad. Hay tres tipos bsicos de hornos de arco:

Arco indirecto con electrodos horizontalesEs el sistema que se llama calentamiento en Stassano. El arco salta entre dos electrodos horizontales sin tocar bao y escoria. El calentamiento es indirecto, por radiacin del arco al bao. Algunos hornos son rotativos, con lo cual el calor acumulado en la bveda es devuelto al bao al girar y ponerse en contacto con l. Hay hornos Stassano con electrodos inclinados y que estn provistos de una cuba superior para precalentamiento de las cargas. Puede decirse que son una combinacin de horno alto y de arco. Se utilizan bsicamente para reduccin carboelctrica de xidos y subsiguiente obtencin de aceros y ferroaleaciones.

Arco directo entre electrodo y solera conductoraEsquema desarrollado en su da por Girod, el arco salta entre un electrodo y el bao contenido sobre la solera conductora. Como en el caso anterior, son monofsicos o de corriente continua. Hay dos calentamientos. Uno es producido por el arco radiante indirecto, al igual que en los Stassano tratados en prrafo anterior. El otro se deriva del efecto Joule producido por la corriente a su paso por el bao de acero hasta el electrodo de retorno incrustado en la solera. Pueden trabajar con el arco sumergido en la escoria, con lo cual hay ahorro energtico y de refractarios, a la vez que hay calentamiento por resistividad Joule de la propia escoria ionizada.

Arco entre los tres electrodos a travs del baoTrabajando con corriente alterna trifsica, el arco salta entre los tres electrodos a travs del bao de acero. En este caso, como en el anterior, hay un calentamiento por radiacin del arco elctrico al bao y otro Joule el paso de la corriente por el propio bao. Pueden trabajar, como los anteriores, segn arco sumergido, con el consiguiente ahorro de energa y refractarios. Durante el siglo pasado fueron utilizados masivamente, en preferencia a cualquier otro tipo de hornos, tanto en acera como en metalurgia extractiva (reduccin directa, ferroaleaciones).Tipo de convertidor que manejaRectificadores, al hacer pasar a la entra una tensin alterna y a la salida se entrega una corriente continua.Principio de funcionamientoComo ya se mencion el principio de funcionamiento de los tres tipos de hornos elctricos, pero cabe sealar que se debe de llenar la cuba (recipiente en donde se fundir el acero) con toda la chatarra o desperdicio de la siguiente manera; en la parte ms profunda se debe de colocar la chatarra ms densa y en la parte superior se debe de colocar el desperdicio menos denso.Para despus de llenada la cuba se debe proceder a elevar la temperatura por los electrodos que provocan un corto circuito en base al principio de arco elctrico, estos electrodos estn compuestos de grafito en la mayora de los casos para tener una gran conductividad. De esta forma se producir un elevacin de la temperatura de alrededor de 1600 C, despus de encontrarse en forma lquida todo el desperdicio se debe de hacer unas pruebas para analizar la escoria (son todos los materiales que a pesar de estar tan alta la temperatura an no se han fundido) en la cual contiene los datos para saber de qu calidad es el acero que se est produciendo, si a base de dichas pruebas se comprueba que an no es de buena calidad el acero se le debe de aadir carbono, para finalmente tener un buen acero.Especificaciones elctricas del equipoEl elemento fundamental del equipo, desde el punto de vista de funcionamiento, es el transformador. ste cambia la corriente de alta tensin y baja intensidad que llega a la planta a corriente de baja tensin y alta intensidad que resulta adecuada para aprovechar el efecto Joule en el calentamiento y fusin de la carga.Los transformadores de los hornos de arco tienen varias tomas de corriente a diferentes tensiones para que se pueda trabajar en el horno con potencias que respondan a las fases especficas de cada momento de la operacin. Durante el principio de la fusin se emplean las potencias mayores y luego, durante el afino, se conectan potencias menores. Deben estar muy bien dimensionados para que no haya calentamientos que disminuyan la sobreintensidad admisible. Los transformadores de horno tienen un sistema de enfriamiento del aceite. Una temperatura de 70 C no debe mantenerse ms de media hora. Hay rels que cortan el funcionamiento en caso de calentamiento anormal (rels trmicos). Tambin suelen y tener sistemas de filtrado y deshidratacin del aceite. En el transformador entran unos 20 000 voltios y a la salida hay varias tomas (taps), unas cinco o seis, en tensiones que van de unos 80 a 500 voltios. Hay un cambiador de tensiones que en hornos antiguos era manual y en la actualidad es con mando a distancia y cuenta con los correspondientes enclavamientos contra falsas maniobras. Esta disminucin de tensin y consiguiente aumento de intensidad se hace, como puede suponerse, para explotar el efecto Joule en el calentamiento y fusin de la carga metlica (I2 R t). La potencia en los transformadores de los hornos de arco vara entre 1000 y 130000 kVA, segn sea la capacidad de los hornos.

SISTEMA DE ALIMENTACIN ININTERRUMPIDA

Un Sistema de Fuerza Ininterrumpible (UPS) es un equipo cuya funcin principal es evitar una interrupcin de voltaje en la carga a proteger. Son varios los nombres que recibe este tipo de equipos los cuales se mensionan a continuacin:

* UPS: Son las iniciales en ingls, "Uninterrumptible Power Supply".* No Break: Que significa sin interrupcin.* SFI: Por Sistema de Fuerza Ininterrumpible.* SAI: Por Sistema de Alimentacin Ininterrumpible.

El diagrama que representa su funcionamiento es el siguiente:

En diagrama a bloques, es posible observar el voltaje de alimentacin del UPS y la "Batera", ambas son las dos fuentes de energa para la salida del UPS. El UPS tomar energa de la Batera, en caso de que haya ausencia del voltaje de entrada y de esta manera se podr seguir dando voltaje a la Carga.

La "Carga" est constituida por los aparatos a ser alimentados por el voltaje de salida deUPS y de los cuales no deseamos se interrumpa la energa. Ejemplos de cargas seran:

- Computadoras.- Equipo mdico.- Equipo de Telecomunicaciones.

TIPO DE CONVERTIDOR, PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y ESPECIFICACIONES ELCTRICAS El Inversor se encarga de tomar la corriente directa de la batera y la convierte en corriente alterna para alimentar la carga. Esta corriente alterna tiene que ser de voltaje de 120 voltios y a una frecuencia de 60 Hz.

Figura 1

Figura 2: Esquema de operacin

En la figura 2 se observa que hay cuatro transistores bipolares en configuracin de Puente Inversor. Cuando se encienden los transistores Q1 y Q4 simultneamente el voltaje en los terminales de salida es +/-. Ahora si apagamos los transistores Q1 y Q4 y encendemos Q2 y Q3, logramos que el voltaje en los terminales de salida sea -/+. Es as como se logra la alternancia en polaridades.

El Inversor - Frecuencia y Forma de onda de la salida

Si este cambio de polaridad se efecta 60 veces por segundo, estaremos generando un voltaje de 12v de corriente alterna a 60Hz.

Si este cambio de polaridad se efecta 60 veces por segundo, estaremos generando un voltaje de 12v de corriente alterna a 60Hz. Las seales de disparo de los transistores pueden ser generadas a partir de un circuito oscilador de 60 Hz. De tal manera que en el circuito positivo se mande encender los transistores Q1 y Q4 y cuando la seal sea cero, se encienden los transistores Q2 y Q3.Este voltaje generado de 12 Vca. Si lo alimentamos a un transformador de 12:120, nos dara en secundario del transformador 120 Vca.

La forma de onda cuadrada generada de ejemplo, no es recomendada para usarse en equipo electrnico ya que puede provocar calentamiento excesivo a los componentes de ciertos equipos y su correspondiente dao prematuro. Para equipo electrnico o de cmputo, es mejor utilizar la forma de onda "cuasisenoidal" o la forma Senoidal.

La Batera

Consiste de dos placas metlicas separadas por un electrolito el cual va a provocar una reaccin qumica y generando un voltaje o diferencia de potencial entre las dos placas. Hay diversos tipos de bateras y se las llama generalmente de acuerdo a lo materiales que se utilizan para la construccin. Las hay de un solo uso como por ejemplo: Zinc-Carbn - Alcalinas - Litio - etc. Tambin las hay recargables, las cuales una vez que se descargan pueden ser recargadas una vez ms conectndoles un voltaje ligeramente superior al voltaje nominal de la batera.

Control

El UPS est controlado por una tarjeta lgica donde generalmente encontramos un Microcontrolador o un microprocesador que sera el que toma decisiones tales como las siguientes:

* Apagado del UPS por bajo voltaje de batera.* Deteccin del nivel de voltaje de Batera para que an y cuando el voltaje vare, el Inversor entregue un voltaje regulado a la carga.* Deteccin del voltaje de Entrada para encender el Inversor.* Deteccin de regreso de voltaje de Entrada a niveles Normales para apagar el Inversor y comenzar a recargar la batera.

TOPOLOGIAS DE UPS

Off Line (Fuera de Linea) Stand-By: Se le llama Off-Line porque el Inversor se encuentra fuera del camino principal de la corriente y se le llama Stand-By porque el Inversor se encuentra apagado en espera de que sea requerido para encender.

Funcionamiento Modo Normal: En el modo Normal de operacin, el voltaje de alimentacin es de un nivel tal que no hay necesidad que entre el Inversor a funcionar; por lo tanto el voltaje de entrada pasa por el filtro y despus energiza la carga a travs del Switch de Transferencia el cual est normalmente cerrado tomando en cuenta que es un relevador.

Funcionamiento Modo Bateras: Cuando el voltaje de alimentacin del UPS se sale de la ventana predeterminada de operacin, el UPS se va a Modo Bateras.

UPS Stand-By con regulacin de voltaje: Este tipo de equipos es muy similar al Stand-By pero con la caracterstica adicional de que incorpora adems una etapa de regulacin de voltaje por lo que se obtienen dos ventajas: A) Se alimenta a la carga un voltaje regulado por lo que est ms protegida.B) El rango de voltaje de Entrada que acepta el UPS sin ir a bateras es mayor

UPS On Line (En Lnea): Este tipo de equipos es llamado En Lnea debido a que el Inversor se encuentra dentro dela lnea principal de energa ya que siempre se encuentra operando. Esta tecnologa es la ms cara de todas pero es la que ofrece el mayor nivel de proteccin.

EJEMPLO

CONVERTIDOR CICLOCONMUTADOR EN LA INDUSTRIALos cicloconvertidores: Introduccin Tradicionalmente la conversin de una seal de AC a otra AC se llevaba a cabo en dos etapas: primero de AC a CD con un rectificador y luego de CD a AC mediante un inversor. Los cicloconvertidores son circuitos diseados para llevar a cabo la conversin AC-AC sin esas dos etapas, lo que eleva el rendimiento y reduce la cantidad de componentes necesarios. La aplicacin tpica de este circuito es en el control de velocidad de motores sncronos y de induccin por medio de variacin de la frecuencia. En la figura 1 se muestra el diagrama de bloques de un cicloconvertidor.

Figura 1 Diagrama de bloquesAlgunos usos de cicloconvertidores son: Impulsiones de molinos del cemento Control de motores de induccin Propulsin de vehculos Calentamiento por alta frecuencia Molinos que para triturar minerales Excavadoras de minasMolinos de minerales tipo bolas PM 100 En este caso se investigo acerca de un molino de minas y minerales de la marca Retsch del cual se muestra su funcionamiento a continuacin. Los recipientes de molienda se encuentran colocados de forma excntrica sobre la rueda principal. La rueda principal gira en sentido contrario que los recipientes de molienda con una relacin de velocidad de 1:-2. El movimiento de las bolas dentro de los recipientes es afectado por un efecto Coriolis debido al movimiento giratorio diferente de stos con respecto a la rueda principal. La diferencia de velocidad entre las bolas y los recipientes se traduce en una accin combinada de fuerzas de choque y friccin que libera gran cantidad de energa dinmica. La gran interaccin entre dichas fuerzas es responsable del alto grado de trituracin de los molinos de bolas planetarios.

Figura 2 Molinos bolas PM 100 Los molinos planetarios con un solo puesto de molienda necesitan un contrapeso que balancee al recipiente de molienda. En el molino de bolas PM 100 dicho contrapeso puede deslizarse radialmente hacia fuera sobre un riel de gua inclinado. Esto permite balancear el centro de gravedad de recipientes de molienda de diferente tamao y no se producen bamboleos fuertes en la mquina. Las pocas vibraciones que se producen en el PM 100 son compensadas por las patas de libre movimiento lateral (Free-Force Compensation Sockets).

Caractersticas esenciales del molino de minerales:Motormotor asncrono trifsico con convertidor de frecuencia

Potencia motriz750 W

Conexin elctricavoltajes diferentes

Alimentacin de redmonofsica

Tipo de proteccinIP 30

Consumo de potencia~ 1250W (VA)

A x H x F cerrado630 x 468 x 415 mm

Peso neto~ 86 kg

DocumentacinVideo de operacin & aplicacin

NormasCE

Patente/diseoCounter weight (DE 20307741), FFCS (DE 20310654), SafetySlider (DE 202008008473)

Para este equipo se utiliza un cicloconvertidor de tipo trifsico a monofsico, generalmente son utilizados en el control de velocidad de motores de induccin trifsicos y se hace necesario el empleo de sistemas microprogramados para el control de disparo por puerta debido a la gran cantidad de tiristores que componen el circuito. Existen cicloconvertidores de media y onda completa para generar tensin trifsica de frecuencia ajustable. En la figura 3 se muestra un convertidor AC-AC de media onda completa.

Figura 3 Cicloconvertidor de onda completa

BIBLIOGRAFA

Diferentes tipos de sistemas UPS. Por Neil Rasmussen. Pdf.

http://www.construccionesdinamicas.com/sistema-de-fuerza-ininterrumpible.html

http://www.sisdasa.com/sistemas-de-fuerza-initerrumpida-ups.htm

http://oa.upm.es/1929/1/Aceria_electrica_MONO_2009.pdf

Pgina web - http://www.retsch.es/es/productos/molienda/molinos-de-bolas/molinos-planetarios-bolas-pm-100/funcionamiento-caracteristicas/Archivo PDF - INSTITUTO TECNOLOGICO DE COSTA RICA, INGENIERIA ELECTRONICA, ELECTRONICA DE POTENCIA, TEMA: CICLOCONVERTIDORES