Informe Mensual Septiembre 2015

Proceso de soldadura

1.-Objetivo

Adquirir los conocimientos necesarios acerca de la soldadura, asi como su clasificación y su descripcion de cada una. Aplicar estos conocimientos adquiridos en el entorno industrial de VWM teniendo en cuenta las normas de seguridad, al mismo tiempo obteniendo una gran calidad es su aplicación.

2.- Definición de Soldadura

La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material, (generalmente metalrmoplásticos), usualmente logrado a través de la coalesencia n la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse, forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón.

3.- Clasificación

Soldadura heterogénea. Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin

metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser

blanda o fuerte.

Soldadura homogénea. Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo

hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por

resistencia), etc. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan

autógenas.

Por soldadura autógena se entiende aquélla que se realiza sin metal de aportación, de

manera que se unen cuerpos de igual naturaleza por medio de la fusión de los mismos; así, al

enfriarse, forman un todo único. 

4.- Tipos de Soldadura

4.1 Soldadura por gas

Se trata de una técnica bastante simple, barata y popular, aunque su utilización en procesos industriales ha disminuido últimamente. La más conocida es aquella que utiliza la combustión de acetileno en oxígeno, llamada soldadura autógena, que permite alcanzar una llama que supera los 3.200 °C. Sus ventajas principales son su bajo costo y la capacidad de movilidad sus equipos. La desventaja, es el tiempo que tardan los materiales al enfriarse. Es una de las técnicas más utilizadas en trabajos de plomería.

  

4.2 Soldadura por Arco

Esta es una de las técnicas más desarrolladas, y existen muchos procesos que se basan en este principio. Para lograr la soldadura se utiliza una fuente de energía eléctrica (ya sea corriente continua o alterna) que permite derretir los metales.

El proceso varía de acuerdo a la fuente de energía utilizada, el tipo de electrodos, y la utilización o no de un gas u otro material que altere la interacción de los componentes con atmósfera.

Una de sus aplicaciones es en la herreria o en el manejo de materiales de un espesor un poco mayor

   

 4.3 SMAW (Shielded Metal Arc Welding):

En castellano se la conoce por las siglas MMA (Soldadura Manual de Arco Metálico), o soldadura de electrodo. En este proceso se utilizan electrodos de acero revestidos con un material fundente que, con el calor de la soldadura, produce CO2. Este gas actúa como un escudo contra el oxígeno de la atmósfera, previniendo la oxidación y otros tipos de contaminación del metal. El núcleo de acero del electrodo, al fundirse, une las piezas y rellena los espacios. Es una técnica sencilla de aprender y los equipos que requiere son baratos y fáciles de conseguir.

 

4.4 Soldadura por resistencia:

En esta técnica se aplica una corriente eléctrica directamente a las piezas que deben ser soldadas, lo que permite fundirlas y unirlas. Requiere de equipos costosos y sus aplicaciones son bastante limitadas. Las técnicas más utilizadas son las llamadas soldadura por puntos y soldadura de costura, que permiten unir varas piezas de metal fino, ya sea en pequeñas uniones o en soldaduras largas y continuas.

Aplicada generalmente en la elctrónica en el cautin.   

5.- Importancia de los Procesos de Soldadura en VWM

Dentro de VWM la soldadura abarca una gran importancia ya que sin ella no se obtendrian autos de gran calidad. En el área de troqueles, para su mantenimiento muchas de las veces es necesario volver a soldar ya sea con arco eléctrico o con MIG-MAG, en las áreas de holatería pues es necesaria la soldadura ya que con ella se unen las platinas para conformar así las carrocerías por medio de soldadura láser o por resistencia.

6.-Cuestionario

1.- ¿Que es la soldadura?
La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material, (generalmente metalrmoplásticos)

2.- ¿Que es la Soldadura heterogénea?
 Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin

metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser

blanda o fuerte.

3.-¿Que es la Soldadura homogénea?

Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo

hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por

resistencia), etc. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan

autógenas.

4.-¿Cual es la soldadura por gas?

La más conocida es aquella que utiliza la combustión de acetileno en oxígeno, llamada soldadura autógena, que permite alcanzar una llama que supera los 3.200 °C. Sus ventajas principales son su bajo costo y la capacidad de movilidad sus equipos.

5.-¿Cual es la soldadura por arco?
Esta es una de las técnicas más desarrolladas, y existen muchos procesos que se basan en este principio. Para lograr la soldadura se utiliza una fuente de energía eléctrica (ya sea corriente continua o alterna) que permite derretir los metales.


7.- Bibliografía

https://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Soldadura.pdfhttps://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura

http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/cuales-son-los-diferentes-tipos-de-soldadura

Dibujo Mensual Placa de Rodamiento

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Informe Mensual Agosto 2015

Tratamientos Térmicos

1.- Objetivo

Tener el conocimiento de que es un tratamiento térmico así como su clasificación, poder distinguir entre cada uno y encontrar de una manera muy fácil y practica sus diferencias, así como saber como se aplican en la vida a nivel industrial y su importancia.

2.- Definición

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

3.- Tipos de Tratamientos Térmicos

3.1 Recocido 

Es un tratamiento térmico que normalmente consiste en calentar un material metálico a temperatura elevada durante largo tiempo, con objeto de bajar la densidad de dislocaciones y, de esta manera, impartir ductilidad. 

El Recocido se realiza principalmente para:

                         • Alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad.

                         • Recristalizar los metales trabajados en frío. 

                         • Para aliviar los esfuerzos residuales. 

Las operaciones de Recocido se ejecutan algunas veces con el único propósito de aliviar los esfuerzos residuales en la pieza de trabajo causadas por los procesos de formado previo. Este tratamiento es conocido como Recocido para Alivio de Esfuerzos, el cual ayuda a reducir la distorsión y las variaciones dimensiónales que pueden resultar de otra manera en las partes que fueron sometidas a esfuerzos. 

Se debe tener en cuenta que el Recocido no proporciona generalmente las características más adecuadas para la utilización del acero. Por lo general, al material se le realiza un tratamiento posterior con el objetivo de obtener las características óptimas deseadas. 

3.2 Temple

El Temple es un tratamiento térmico que tiene por objetivo aumentar la dureza y resistencia mecánica del material, transformando toda la masa en Austenita con el calentamiento y después, por medio de un enfriamiento brusco (con aceites, agua o salmuera), se convierte en Martensita, que es el constituyente duro típico de los aceros templados. 

En el temple, es muy importante la fase de enfriamiento y la velocidad alta del mismo, además, la temperatura para el calentamiento óptimo debe ser siempre superior a la crítica para poder obtener de esta forma la Martensita. Existen varios tipos de Temple, clasificados en función del resultado que se quiera obtener y en función de la propiedad que presentan casi todos los aceros, llamada Templabilidad (capacidad a la penetración del temple), que a su vez depende, fundamentalmente, del diámetro o espesor de la pieza y de la calidad del acero.  

3.3 Revenido

Después del temple, los aceros suelen quedar demasiado duros y frágiles para los usos a los que están destinados. Esto se corrige con el proceso del revenido, este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura mas baja que su temperatura critica inferior, enfriándolo luego al aire, en aceite o en agua, con esto no se eliminan los efectos del temple, solo se modifican, se consigue disminuir la dureza, resistencia, y las tensiones internas, y se aumenta la tenacidad. El acero, después del temple, esta compuesto por cristales de martensita, si se vuelve a calentar a diferentes temperaturas, entre Temp. Ambiente y 700º y después se enfría al aire, la resistencia a la tracción disminuye a medida que la Temp. del revenido aumenta , y al mismo tiempo aumenta la ductilidad y la tenacidad , la resistencia al choque o resiliencia, que es baja cuando el revenido se hace a Temp. inferiores a 450ºC, aumenta cuando se hace a Temp. más elevadas. En ciertos aceros en los que después del temple queda austenita residual, se presenta un aumento de dureza, cuando el revenido se hace entre 350ºC y 550ºC, transformándose la austenita en otros constituyentes. Los aceros después del revenido, por lo general se contraen estas variaciones de propiedades que suceden en el revenido, se deben a los cambios microestructurales, que consisten en la descomposición de la martensita que se había obtenido en el temple y que se transforma en otros constituyentes más estables. La estructura obtenida en un revenido a 200-250ºC es de martensita de red cúbica, a 400ºC se observa un oscurecimiento fuerte, al aumentar a 600-650º se desarrolla la coalescencia de la cementita. Con ayuda del telescopio electrónico se ha podido llegar a la conclusión que el revenido se hace en tres etapas:

-La primera etapa se realiza a bajas temperaturas, menores de 300ºC, y se precipita carburo de hierro epsilon y el porcentaje de carbono en la martensita baja a 0.25%, el carburo de hierro cristaliza en el sistema hexagonal, en los limites de los subgranos de la austenita, y la martensita cambia su red tetragonal a red cúbica

-En la segunda etapa, solo se presenta cuando hay austenita retenida en la microestructura del acero, la cual se transforma en vainita, que al ser calentada a altas temperaturas también precipita en carburo de hierro, con formación final de cementita y ferrita.

-En la tercera etapa, el carburo de hierro que apareció en la primera etapa, se transforma en cementita, cuando sube la Temp. Se forma un precipitado de cementita en los limites y en el interior de las agujas de martensita, la cual al aumentar la Temp. se redisuelve la del interior y se engruesa la del exterior, al subir mas la Temp. Se rompe la cementita exterior, y a 600ºC la matriz queda constituida por ferrita. Al final la martensita se ha transformado en cementita y ferrita. 

En los revenidos la martensita obtenida al temple, va perdiendo carbono que aparece en forma de carburo epsilon, y cementita. Cuando después del temple aparece austenita residual, los cambios microestructurales cuando empieza a calentar, son iguales a los anteriores, pero a 225ºC comienza la descomposición de la austenita hasta los 400ºC , produciéndose un oscurecimiento de la estructura. Cuanto mas baja sea la temperatura del temple, la austenita residual será menos refractaria, y a mas Temp. del temple será mas difícil conseguir la transformación isotermica de la austenita . Esta austenita sufre una precipitación de carburos complejos de alta aleación, y disminuye el contenido en carbono, después de esta precipitación y al enfriar, se transforma en bainita.

En el caso de herramientas fabricadas con aceros rápidos, se mejoran dando un doble revenido, con el que se eliminan las tensiones residuales y se evita la fragilidad excesiva. En el primer revenido se transforma la martensita tetragonal en revenida , precipitando carburos aleados , disminuyendo la concentración de austenita “ acondicionamiento de la austenita “, que al enfriar se convierte en bainita con características parecidas a la martensita , en el segundo revenido se calienta a 550º , con lo que se evita que quede martensita sin revenir. En algunas clases de aceros , el revenido entre 250-400º , se presenta una disminución de la tenacidad , que se produce en la tercera fase del revenido , cuando la cementita envuelve las agujas de martensita , la fragilidad aumenta cuanto mayor es la red de cementita , y a temperaturas mayores esta red desaparece , y aumenta la fragilidad. Existe otra fragilidad llamada de Krupp , que se presenta en los revenidos de los aceros cromo-niqueles , y se presenta cuando después del temple , el acero permanece mucho tiempo en el intervalo de 450-550º , esta fragilidad no va acompañada de cambios de dureza, volumen, ni cambios significativos en la estructura , esta fragilidad aparece en los aceros sensibles a este fenómeno independientemente de la velocidad de enfriamiento , para evitar este fenómeno se enfría rápidamente para evitar estar mucho tiempo en este intervalo de temperaturas.

Para valorar la importancia de esta fragilidad se utiliza el coeficiente de susceptibilidad S = resiliencia de enfriamiento muy rápido / resiliencia de enfriamiento lento. Los factores que influyen en la fragilidad del revenido, son la velocidad de enfriamiento (como hemos comentado antes), el tiempo de permanencia en el intervalo de temperatura critica y la duración del revenido a Temp. Superiores a la zona de fragilidad.

Hay otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero.

Cementación: Las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno.

Carburización: La pieza se calienta manteniéndola rodeada de carbón vegetal, coque o gases de carbono.

Cianurización: Se introduce el metal en un baño de sales de cianuro, logrando así que endurezca.

Nitrurización: Se usa para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso.

4.-Ejemplos:

• Soldadura- Empleado en áreas donde se lleva a cabo maquinaria manejando soldadura del auto, así mismo utilizando los tratamientos térmicos.
• Como ya mencionado en la soldadura, en el montaje de piezas para los autos, en las pastes internas y externas.
• Construcción de dispositivos- En dichos dispositivos se puede observar en el momento del ensamble como el acero de las piezas es sometido a diversos tratamientos ya mencionados para la dureza o firmeza del  dispositivo , dependiendo su  uso.

5.- Resumen

 Dentro de Volkswagen los tratamientos llevan una gran importancia ya que su producto que brindan son automóviles de alta calidad y seguridad y no simplemente se concentran de las carrocerías si no también de lo que le dan vida a  los automóviles, los motores, dentro de ellos la mayoría de las partes de que lo componen llevan su debido tratamiento como lo es el cigueñal, el árbol de levas, poleas, etc,

7.- Cuestionario

1.- ¿Que es un tratamiento térmico?

Al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad

2.- menciona dos ejemplos de tratamientos termicos

  - Temple

  - Recocido

3.-  ¿Que es el recocido?

Es un tratamiento térmico que normalmente consiste en calentar un material metálico a temperatura elevada durante largo tiempo, con objeto de bajar la densidad de dislocaciones y, de esta manera, impartir ductilidad. 

4-¿Que es el temple?

El Temple es un tratamiento térmico que tiene por objetivo aumentar la dureza y resistencia mecánica del material, transformando toda la masa en Austenita con el calentamiento y después, por medio de un enfriamiento brusco (con aceites, agua o salmuera), se convierte en Martensita, que es el constituyente duro típico de los aceros templados

5.-¿Que es el revenido?

Este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura mas baja que su temperatura critica inferior, enfriándolo luego al aire, en aceite o en agua, con esto no se eliminan los efectos del temple, solo se modifican, se consigue disminuir la dureza, resistencia, y las tensiones internas, y se aumenta la tenacidad.

8.- Bibliografía

https://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmico
pdfhttp://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/1537_tratamientostermicosr2.pdf
http://html.rincondelvago.com/tratamientos-termicos_1.html

9.- Dibujo

https://drive.google.com/file/d/0B_zyCNlGFMQXODRlbGtDTWZEclk/view?usp=sharing

Electronica de potencia

Objetivo
Que el estudiante sepa que es la electronica de potencia asi como su aplicacion en la vida real.
Electrónica de Potencia
Cada vez son más los dispositivos y sistemas que en una o varias de sus etapas son accionados por energía eléctrica. Los accionamientos consisten, en general, en procesos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, o en el mismo tipo, pero con diferentes características. Los encargados de realizar dichos procesos son los Sistemas de Potencia. Las aplicaciones de la electrónica estuvieron limitadas durante mucho tiempo a las técnicas de alta frecuencia (emisores, receptores, etc.). En la evolución de la electrónica industrial, las posibilidades estaban limitadas por la falta de fiabilidad de los elementos electrónicos entonces disponibles (tubos amplificadores, tiratrones, resistencias, condensadores). Esta fiabilidad era insuficiente para responder a las altas exigencias que se requerían en las nuevas aplicaciones del campo industrial. Gracias al descubrimiento de los dispositivos semiconductores (transistores, tiristores, etc.) en la década de los 60, que respondían a las exigencias industriales (alta fiabilidad, dimensiones reducidas, insensibilidad a las vibraciones mecánicas, etc.), la electrónica industrial hizo progresos increíbles, permitiendo la realización de procesos cada vez más complejos, destinados a la automatización de procesos industriales. En general, cualquier conversión de energía eléctrica se puede realizar por procedimientos electromecánicos o por procedimientos electrónicos. Los convertidores electrónicos disponen de las siguientes ventajas frente a los electromecánicos: 1. Mayor flexibilidad y más posibilidades de control. 2. Mayor estabilidad y mayor rapidez de respuesta, gracias a las características eléctricas. 3. Menor mantenimiento al no disponer de partes mecánicas. 4. Mayor vida media y mayor fiabilidad. 5. No producción del arco eléctrico. 
Partes de un equipo electrónico de Potencia
 Un equipo electrónico de potencia consta fundamentalmente de dos partes, tal como se simboliza en la siguiente figura :

1. Un circuito de Potencia, compuesto de semiconductores de potencia y elementos pasivos, que liga la fuente primaria de alimentación con la carga. 
2. Un circuito de mando, que elabora la información proporcionada por el circuito de potencia y genera unas señales de excitación que determinan la conducción de los semiconductores controlados con una fase y secuencia conveniente. Antes de pasar al estudio de la electrónica de potencia, interesa resaltar su principal característica, mostrar sus particularidades y situar el campo de aplicación. 
Aplicaciones de la Electrónica de Potencia
Aplicaciones de la electrónica de potencia.
Industriales: Electrolisis, alarmas, soldadura, robotica.
Transporte: Carcadores de baterias, metro, electronica del auto.
Distribución:Fuentes de energia renovables, filtros activos.
Aeroespaciales:almentacion de satélites y lanzaderas.
Comerciales:calefacción alimentación de ordenadores y equipos.
Domesticas:Refrigeradores, iluminación, aire acondicionado.
Consumo de Energía:
En general los sistemas de potencia se utilizan para accionar cualquier dispositivo que necesite una entrada de energía eléctrica distinta a la que suministra la fuente de alimentación primaria. Veamos a continuación algunas de las aplicaciones industriales de cada uno de los convertidores: Rectificadores:
- Alimentación de todo tipo de sistemas electrónicos, donde se necesite energía eléctrica en forma de corriente continua.
- Control de motores de continua utilizados en procesos industriales: Máquinas herramienta, carretillas elevadoras y transportadoras, trenes de laminación y papeleras.
- Transporte de energía eléctrica en c.c. y alta tensión.
- Procesos electroquímicos.
- Cargadores de baterías
Reguladores de alterna:
- Calentamiento por inducción.
- Control de iluminación.
- Equipos para procesos de electrodeposición. Cambiadores de frecuencia:
- Enlace entre dos sistemas energéticos de corriente alterna no sincronizados.
- Alimentación de aeronaves o grupos electrógenos móviles. Inversores:
- Accionadores de motores de corriente alterna en todo tipo de aplicaciones industriales.
- Convertidores corriente continua en alterna para fuentes no convencionales, tales como la fotovoltaica o eólica
- Calentamiento por inducción.
- SAI Troceadores:
- Alimentación y control de motores de continua.
- Alimentación de equipos electrónicos a partir de baterías o fuentes autónomas de corriente continua.
Aplicaciones más usuales:
El 65% esta estinado a motores electricos
El 20% está dedicado a sistemas de iluminación

El resto es consumidos por otrosDispositivos de Electrónica de Potencia
Clasificación


Los dispositivos semiconductores utilizados en Electrónica de Potencia se pueden clasificar en tres grandes grupos, de acuerdo con su grado de controlabilidad:

1. Dispositivos no controlados: en este grupo se encuentran los Diodos. Los estados de conducción o cierre (ON) y bloqueo o abertura (OFF) dependen del circuito de potencia. Por tanto, estos dispositivos no disponen de ningún terminal de control externo.

2. Dispositivos semicontrolados: en este grupo se encuentran, dentro de la familia de los Tiristores, los SCR (“Silicon Controlled Rectifier”) y los TRIAC (“Triode of Alternating Current”). En éste caso su puesta en conducción (paso de OFF a ON) se debe a una señal de control externa que se aplica en uno de los terminales del dispositivo, comúnmente denominado puerta. Por otro lado, su bloqueo (paso de ON a OFF) lo determina el propio circuito de potencia. Es decir, se tiene control externo de la puesta en conducción, pero no así del bloqueo del dispositivo.

3. Dispositivos totalmente controlados: en este grupo encontramos los transistores bipolares BJT (“Bipolar Junction Transistor”), los transistores de efecto de campo MOSFET (“Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”), los transistores bipolares de puerta aislada IGBT (“Insulated Gate Bipolar Transistor”) y los tiristores GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”), entre otros. 

Diodos 

Un diodo semiconductor es una estructura P-N que, dentro de sus límites de tensión y corriente, permite la circulación de corriente en un único sentido. Detalles de funcionamiento, generalmente despreciados para los diodos de señal, pueden ser significativos para componentes de mayor potencia, caracterizados por un área mayor (para permitir mayores corrientes) y mayor longitud (para soportar tensiones inversas más elevadas). La figura 2.1 muestra la estructura interna de un diodo de potencia.



La figura siguiente muestra el símbolo y la característica estática corriente-tensión de un diodo de potencia.
Dependiendo de las aplicaciones, existen varios tipos de diodos:
Diodos Schottky: Se utilizan cuando se necesita una caída de tensión directa muy pequeña (0,3 V típicos) para circuitos con tensiones reducidas de salida. No soportan tensiones inversas superiores a 50 – 100 V.

Diodos de recuperación rápida: Son adecuados en circuitos de frecuencia elevada en combinación con interruptores controlables, donde se necesitan tiempos de recuperación pequeños. Para unos niveles de potencia de varios cientos de voltios y varios cientos de amperios, estos diodos poseen un tiempo de recuperación inversas (trr) de pocos nanosegundos.

 Diodos rectificadores o de frecuencia de línea: La tensión en el estado de conducción (ON) de estos diodos es la más pequeña posible, y como consecuencia tienen un trr grande, el cual es únicamente aceptable en aplicaciones de la frecuencia de línea. Estos diodos son capaces de bloquear varios kilovoltios y conducir varios kiloamperios. Se pueden conectar en serie y/o paralelo para satisfacer cualquier rango de tensión o de corriente.

Tiristores

 El nombre de Tiristor proviene de la palabra griega “ηθνρα”, que significa “una puerta”. El tiristor engloba una familia de dispositivos semiconductores que trabajan en conmutación, teniendo en común una estructura de cuatro capas semiconductoras en una secuencia P-N-P-N, la cual presenta un funcionamiento biestable (dos estados estables). La conmutación desde el estado de bloqueo (“OFF”) al estado de conducción (“ON”) se realiza normalmente por una señal de control externa. La conmutación desde el estado “ON” al estado “OFF” se produce cuando la corriente por el tiristor es más pequeña que un determinado valor, denominada corriente de mantenimiento, (“holding current”), específica para cada tiristor. Dentro de la familia de los tiristores podemos destacar los SCRs (tiristores unidireccionales) y TRIACs (tiristores bidireccionales).

SCR (Rectificador Controlado de Silicio)

 De las siglas en inglés “Silicon Controlled Rectifier”, es el miembro más conocido de la familia de los tiristores. En general y por abuso del lenguaje es más frecuente hablar de tiristor que de SCR. El SCR es uno de los dispositivos más antiguos que se conocen dentro de la Electrónica de Potencia (data de finales de los años 50). Además, continua siendo el dispositivo que tiene mayor capacidad para controlar potencia (es el dispositivo que permite soportar mayores tensiones inversas entre sus terminales y mayor circulación de corriente). El SCR está formado por cuatro capas semiconductoras, alternadamente P-N-P-N, teniendo 3 terminales: ánodo (A) y cátodo (K), por los cuales circula la corriente principal, y la puerta (G) que, cuando se le inyecta una corriente, hace que se establezca una corriente en sentido ánodo-cátodo. 

TRIAC

 El TRIAC (“Triode of Alternating Current”) es un tiristor bidireccional de tres terminales. Permite el paso de corriente del terminal A1 al A2 y viceversa, y puede ser disparado con tensiones de puerta de ambos signos. Cuando se trabaja con corriente alterna, es interesante poder controlar los dos sentidos de circulación de la corriente. Evidentemente, con un SCR, sólo podemos controlar el paso de corriente en un sentido. Por tanto uno de los motivos por el cual los fabricantes de semiconductores han diseñado el TRIAC ha sido para evitar este inconveniente. El primer TRIAC fue inventado a finales de los años 60. Simplificando su funcionamiento, podemos decir que un TRIAC se comporta como dos SCR en anti paralelo (tiristor bidireccional). De esta forma, tenemos control en ambos sentidos de la circulación de corriente. La figura 2.9 muestra el esquema equivalente de un TRIAC.

GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”)

A pesar de que el GTO fue inventado en el inicio de la década de los años 60, ha sido poco empleado debido a sus reducidas prestaciones. Con el avance de la tecnología en el desarrollo de dispositivos semiconductores, se han encontrado nuevas soluciones para mejorar tales componentes que hacen que hoy ocupen una franja significa dentro de la electrónica de potencia, especialmente en aquellas aplicaciones de elevada potencia, con dispositivos que alcanzan los 5000 V y los 4000 A. Como se ha visto en los apartados anteriores, uno de los inconvenientes de los tiristores tipo SCR o TRIAC es que no tenemos control externo por parte del usuario del paso de conducción a bloqueo. Para aquellas aplicaciones en las que nos interese poder bloquear un interruptor de potencia en cualquier instante es necesario utilizar otro tipo de semiconductores diferentes a los SCRs o TRIACs.

El GTO es un tiristor con capacidad externa de bloqueo. La puerta permite controlar las dos transiciones: paso de bloqueo a conducción y viceversa. El símbolo utilizado para el GTO se muestra en la siguiente figura (Fig. 2.12), así como su estructura interna en dos dimensiones.

Transistores

Transistores

 En Electrónica de Potencia, los transistores generalmente son utilizados como interruptores. Los circuitos de excitación (disparo) de los transistores se diseñan para que éstos trabajen en la zona de saturación (conducción) o en la zona de corte (bloqueo). Esto difiere de lo que ocurre con otras aplicaciones de los transistores, como por ejemplo, un circuito amplificador, en el que el transistor trabaja en la zona activa o lineal. Los transistores tienen la ventaja de que son totalmente controlados, mientras que, por ejemplo, el SCR o el TRIAC sólo dispone de control de la puesta en conducción. Los tipos de transistores utilizados en los circuitos electrónicos de potencia incluyen los transistores BJT, los MOSFET y dispositivos híbridos, como por ejemplo, los transistores de unión bipolar de puerta aislada (IGBT). A continuación veremos cada uno de ellos.

Transistor Bipolar de Potencia (TBP)

Más conocidos como BJTs (“Bipolar Junction Transistors”), básicamente se trata de interruptores de potencia controlados por corriente. Como el lector recordará existen dos tipos fundamentales, los “npn” y los “pnp”, si bien en Electrónica de Potencia los más usuales y utilizados son los primeros. bipolares.

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors)

Así como podemos decir que el transistor bipolar se controla por corriente, los MOSFET son transistores controlados por tensión. Ello se debe al aislamiento (óxido de Silicio) de la puerta respecto al resto del dispositivo. Existen dos tipos básicos de MOSFET, los de canal n y los de canal p, si bien en Electrónica de Potencia los más comunes son los primeros, por presentar menores pérdidas y mayor velocidad de conmutación, debido a la mayor movilidad de los electrones con relación a los agujeros.

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 

El transistor IGBT, de las siglas en inglés “Isolated Gate Bipolar Transistor”, es un dispositivo híbrido, que aprovecha las ventajas de los transistores descritos en los apartados anteriores, o sea, el IGBT reúne la facilidad de disparo de los MOSFET con las pequeñas pérdidas en conducción de los BJT de potencia. La puerta está aislada del dispositivo, con lo que se tiene un control por tensión relativamente sencillo. Entre el colector y el emisor se tiene un comportamiento tipo bipolar, con lo que el interruptor es muy cercano a lo ideal. La figura 2.24 muestra la simbología para este tipo de transistores.

Su velocidad de conmutación, en principio, similar a la de los transistores bipolares, ha crecido en los últimos años, permitiendo que funcione a centenas de kHz, en componentes para corrientes del orden de algunas decenas de Amperios.

Comparación entre los diferentes transistores de potencia

 A continuación se presenta una breve tabla de comparación de tensiones, corrientes, y frecuencias que pueden soportar los distintos transistores descritos.

Los valores mencionados no son exactos, dada la gran disparidad que se puede encontrar en el mercado. En general, el producto tensión-corriente es una constante (estamos limitados en potencia), es decir, se puede encontrar un MOSFET de muy alta tensión pero con corriente reducida. Lo mismo ocurre con las frecuencias de trabajo. Existen bipolares de poca potencia que trabajan tranquilamente a 50kHz, aunque no es lo más usual.

En la siguiente tabla se añaden otras características importantes a tener en cuenta en el diseño de circuitos de electrónica de potencia.

Cuestionario

1. ¿Qué es la Electrónica de Potencia?

Se encarga de convertir a adaptar la electricidad para controlar la funcionalidad de máquinas eléctricas, alimentar a diferentes equipos, además de transportar electricidad.

2.  Cuales son las partes de un equipo de potencia
• Un circuito de Potencia
• Un circuito de mando
• 3. En general los sistemas de potencia se utilizan para accionar cualquier dispositivo que necesite una entrada de energía eléctrica distinta a la que suministra la fuente de alimentación primaria.
• Verdadero
4.  Aplicaciones de la electrónica de potencia
•  Reguladores de alterna
• Cambiadores de frecuencia
5. ¿Qué es un diodo?
Dispositivo no controlado que permite la circulación de corriente en un único sentido
6.Características que hacen imposible la utilización del diodo Schottky
• No acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente
• Tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo
7. Para unos niveles de potencia de varios cientos de voltios y varios cientos de amperios, estos diodos poseen un tiempo de recuperación de pocos micro-segundos.
•  Diodos de Recuperación rápida
8. Características generales del SCR
• Interruptor casi ideal.
•  Soporta tensiones altas.
• Amplificador eficaz.
9. Características generales del Triac
•  La corriente puede pasar en ambas direcciones.
•  Control del encendido por corriente de puerta (pulso).
•  Pueden apagarse con un pulso de señal negativo.
10. Uno de los inconvenientes de los tiristores tipo SCR o TRIAC es que no tenemos control externo,por ello es necesario utilizar otro tipo de semiconductores diferentes
•  GTO
11. Estos Dispositivos tienen la ventaja de que son totalmente controlados
• Transistores
• Bibliografia
• http://www.uv.es/emaset/descargas/IEP1-0506.PDF
• http://materias.fi.uba.ar/6625/Clases/Dispositivos%20de%20electronica%20de%20potencia.pdfhttp://prof.usb.ve/bueno/E_Potencia/Guia/Electronica_Potencia.pdf
• http://es.slideshare.net/robysdj/electrnica-de-potencia
• 
  

VÁLVULAS DE PRESIÓN

Válvulas de alivio

Las válvulas de alivio de presión, también llamadas válvulas de seguridad o válvulas de alivio, están diseñadas para aliviar la presión cuando un fluido supera un límite preestablecido (presión de tarado). Su misión es evitar la explosión del sistema protegido o el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión. Existen también las válvulas que alivian la presión de un fluido cuando la temperatura (y por lo tanto, la presión) supera un límite establecido.

Las válvulas de seguridad se pueden encontrar en instalaciones industriales, comerciales y domésticas. En general son obligatorias en las instalaciones en las que circulen o contengan fluidos sometidos, en algunos momentos, a presiones no admisibles.

VÁLVULAS DE ALIVIO DE ACCIÓN DIRECTA

Tal como observamos en la Fig. 5.1 una forma simple esta constituida por una esfera cargada por un resorte. Varias formas de elementos de cierre pueden ser realizados en reemplazo de la esfera y que pueden actuar como del tipo de las válvulas anti-retorno
Estas válvulas de alivio de acción directa deben ser únicamente como elementos de seguridad, su funcionamiento y rendimiento son muy  inferiores a las válvulas de alivio compensadas y pilotadas

VÁLVULAS DE ALIVIO DE OPERACIÓN  PILOTO
Una válvula de alivio accionada por piloto está constituida por un vástago principal cerrado en una cámara primaria donde se hace presente la presión hidráulica , el nivel de regulación es efectuado por una pequeña válvula de alivio de acción directa ubicada sobre el cuerpo de la válvula principal y controlada a través de un volante de ajuste. El resorte principal es relativamente liviano , motivado porque el vástago principal en cuestión está compensado en cualquier rango de presión a que opera la válvula ,  por otra parte puede ser montado en cualquier posición. Las ventajas de este tipo de válvulas son las siguientes:
1) La diferencial existente entre la presión de ruptura y la de alivio total es mucho menor que las válvulas de acción directa .
2) Tiene un rango de ajuste mucho más extendido que las válvulas  de acción directa.

3) Pueden ser controladas en forma remota para cambiar y variar la presión de servicio como ser desviadas totalmente permitiendo descargarla bomba libremente al tanque .

Mecánicos

El mecanismo de alivio consiste en un tapón que mantiene cerrado el escape. Un resorte calibrado mantiene este tapón en posición evitando que el fluido se escape del contenedor o tubería. Cuando la presión interna del fluido supera la presión de tarado del resorte el tapón cede y el fluido sale por el escape. Una vez que la presión interna disminuye el tapón regresa a su posición original.

El umbral de presión que determina el punto de liberación del fluido se ajusta aumentando o reduciendo la presión que el resorte ejerce sobre el tapón con un tornillo que lo atraviesa por su centro.

Las válvulas de alivio de presión y temperatura tienen un segundo mecanismo para liberar la presión que se activa cuando se alcanza una temperatura determinada. Estás válvulas se abrirán cuando ocurra uno de estos dos eventos: presión por encima del umbral o temperatura por encima del umbral, lo que ocurra primero (en realidad solo reacciona a la presión; la temperatura aumenta la presión).

Eléctricos

Las válvulas eléctricas de alivio cuentan con los dos módulos, un presostato y una electro válvula. El presostatos se puede ajustar para que dispare la electro válvula a la presión deseada. Controlando los tiempos de disparo.

Electrónicos

Los sistemas más avanzados en lugar de un presostatos tienen un transductor de presión que envía una señal a un cuarto de control. Aquí un operador de manera manual o programando una computadora decide a que presión se abra o cierre la electro válvula.

Válvulas de Contra balance

Las válvulas contra balance son una de las válvulas más difíciles de entender y ajustar en un equipo. Las válvulas contra balance pertenecen al grupo de válvulas de control de movimiento. Las válvulas contra balance son una combinación de dos válvulas, una válvula de retención unidireccional (“válvula check”) y una válvula de alivio piloteada para abrir (“válvula relief piloteada normalmente cerrada).

Aplicación:

Las válvulas contra balance son usadas para los siguientes requerimientos:

Flujo libre en una dirección.

Protección contra la ruptura de mangueras.

Sostener carga sin fugas.

Protección contra elevaciones de presión causadas por fuerzas externas.

Control suave y modulado del movimiento cuando la válvula direccional es repentinamente cerrada.

Control del movimiento libre de gravitación generada por movimientos rápidos cuando se pierde el control de la carga.

•Funcionamiento:

La siguiente figura muestra el diagrama esquemático de funcionamiento de una válvula contra balance: La válvula de retención unidireccional permite el flujo libre desde el puerto

2 a1 teniendo sólo la restricción generada por el pequeño resorte que contiene. En el sentido desde el puerto 1 a 2  la válvula contrabalance alivia la presión generada por la carga al valor ajustado en el regulador superior. La válvula contrabalance tiene un puerto de pilotaje 3 que genera una baja en la regulación de la presión de alivio, permitiendo que comience el movimiento. Cuando la carga genera una velocidad alta, el puerto 3 disminuye la presión de pilotaje, permitiendo que el ajuste de la válvula de alivio sea mayor. Esto previene que la carga se mueva con velocidades altas permitiendo un efectivo control del movimiento.








Válvulas de Frenado

Las válvulas de frenado son válvulas de presión son utilizadas para el retorno de los motores hidráulicos, ya que evitan excesos de velocidad cuando el motor recibe una sobrecarga, así mismo evitan que se produzcan sobrepresiones cuando se desacelera o se detiene la carga.Que tienen efecto en el lado de descarga de consumidores de doble efecto. Con su ajuste de presión, mantienen la descarga cerrada (ajuste de presión aprox. 15% por encima de la presión de carga máx.) y contrarrestan la presión de una carga que empuja (negativo). En el lado de alimentación se produce la descarga sólo hasta que la bomba es forzada a “rempujar” con una presión residual. El tipo LHK es adecuado para su utilización en todas las aplicaciones sin una tendencia excesiva a generar vibraciones. Las válvulas de frenado del tipo LHT con efecto amortiguador sencillo y del tipo LHDV con sus características amortiguadoras s especiales son adecuadas en especial junto con válvulas direccionales de corredera proporcionales. Las válvulas de choque o válvulas selectoras con o sin válvulas anti retorno con chicle, son posibles funciones complementarias integradas.

Cuando  una válvula  tipo  RC  se utiliza como una válvula  de frenado, debe  llevar  una corredora  maciza  (sin pasaje  interno de drenaje). Existe una conexión adicional  para pilotaje  externo  en la  tapa  inferior  de la  válvula, directamente  debajo  de la corredora. Exista  conexión  está unida  a la  línea  de presión  que va al  motor. El orificio de pilotaje  interno  también se utiliza  debajo del pistón  pequeño y recibe  presión  del orificio  primario de la válvula RC,  que está  unido a la  línea  de retorno  del motor .Cuando se acelera  la carga, la presión  es máxima  a la  entrada del motor y debajo  del área  total  de la corredora  de la  válvula de frenado, estando  está completamente  abierta  y permitiendo  el paso libre del caudal  procedente de la salida  del motor  hidráulico al depósito.

Cuando  el motor  alcanza su velocidad  de trabajo, la presión  en la línea mantiene  la válvula  abierta  a no ser  que la carga  tienda a acelerar  más la velocidad  del motor. Si esto  ocurre, la presión disminuirá  a la entrada del motor  y también en la  línea  de pilotaje  externo. La  tensión del muelle  tiende  a  cerrar la válvula, aumentando  así  la contrapresión. Esto a su vez, aumenta, la presión a la entrada del motor  y debajo del pistón  pequeño, haciendo que la válvula  asuma  una  posición  determinada  que permite  una  velocidad constante del motor, debido  a la válvula  de frenado, habrá  una presión  a la  salida  del motor hidráulico  equivalente  al tarje de la válvula  de frenado  y de la mayor  o menor  intensidad  de este  ajuste  dependerá  el tiempo  necesario  para  frenar  el motor.

Válvulas Reductoras

Controlan la presión cuando hay que reducirla para fines de control depresión, como en servo transmisiones en donde el orden de enganche de los embragues es determinado por la presión que se aplica. Esta válvula se encuentra colocada a través del flujo. Normalmente se abre y cierra sólo lo suficiente para mantener una presión correcta. La válvula tiene un resorte y es mantenido abierta por la fuerza de este resorte.

La presión secundaria se regula por medio del elemento de ajuste. En la posición inicial está abierta la válvula. El líquido hidráulico puede fluir sin obstáculos del canal P al canal A. La presión del canal A actúa al mismo tiempo, a través del conducto de mando, sobre la superficie del émbolo en contra de la fuerza del muelle de presión. Si la presión aumenta en el canal A por encima del valor ajustado en el muelle de presión, el émbolo de mando  pasa a la posición de regulación y la presión ajustada se mantiene así constante en el canal A.

La señal de mando y el aceite de mando vienen internamente desde el canal A, a través del conducto de mando. Si la presión sigue aumentando en el canal A debido a la actuación de una fuerza externa en la unidad consumidora, el émbolo de mando  se desplaza aún más contra el muelle de presión. Con esto, el canal A queda conectado al depósito a través de la arista de mando (8) del émbolo de mando. Hacia el depósito fluye tanto líquido hidráulico, que la presión ya no puede seguir aumentando. 

Cuestionario

1.- ¿Para que están diseñadas las  válvulas de presión de alivio?

están diseñadas para aliviar la presión cuando un fluido supera un límite preestablecido (presión de tarado). Su misión es evitar la explosión del sistema protegido o el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión

2.-¿Cuantos tipos de válvulas de alivio hay y cuales son?

Mecánicos

El mecanismo de alivio consiste en un tapón que mantiene cerrado el escape. Un resorte calibrado mantiene este tapón en posición evitando que el fluido se escape del contenedor o tubería. Cuando la presión interna del fluido supera la presión de tarado del resorte el tapón cede y el fluido sale por el escape. Una vez que la presión interna disminuye el tapón regresa a su posición original.

Eléctricos

Las válvulas eléctricas de alivio cuentan con los dos módulos, un presostato y una electroválvula. El presostatos se puede ajustar para que dispare la electroválvula a la presión deseada. Controlando los tiempos de disparo.

Electrónicos

Los sistemas más avanzados en lugar de un presostatos tienen un transductor de presión que envía una señal a un cuarto de control. Aquí un operador de manera manual o programando una computadora decide a que presión se abra o cierre la electroválvula.

3.-¿ Que son las válvula de contra balance?

Las válvulas contra balance son una de las válvulas más difíciles de entender y ajustar en un equipo. Las válvulas contra balance pertenecen al grupo de válvulas de control de movimiento. Las válvulas contra balance son una combinación de dos válvulas, una válvula de retención unidireccional(“válvula check”) y una válvula de alivio piloteada para abrir (“válvula relief piloteada normalmente cerrada).
4.-¿Para que son utilizadas las válvulas de contra balance?

Flujo libre en una dirección.

Protección contra la ruptura de mangueras.

Sostener carga sin fugas.

Protección contra elevaciones de presión causadas por fuerzas externas.

Control suave y modulado del movimiento cuando la válvula direccional es repentinamente cerrada.

Control del movimiento libre de gravitación generada por movimientos rápidos cuando se pierde el control de la carga.

5.-¿Para que son utilizadas las válvulas de frenado?

Son utilizadas para el retorno de los motores hidráulicos, ya que evitan excesos de velocidad cuando el motor recibe una sobrecarga, así mismo evitan que se produzcan sobre presiones cuando se desacelera o se detiene la carga.Que tienen efecto en el lado de descarga de consumidores de doble efecto.

6.-¿Cual es la simbología de una válvula de frenado?

7.-¿Para que nos sirven las válvulas reductoras?
Controlan la presión cuando hay que reducirla para fines de control depresión, como en servo transmisiones en donde el orden de enganche de los embragues es determinado por la presión que se aplica.
8.-¿Donde se encuentra la válvula reductora y como trabaja?
Esta válvula se encuentra colocada a través del flujo. Normalmente se abre y cierra sólo lo suficiente para mantener una presión correcta. La válvula tiene un resorte y es mantenido abierta por la fuerza de este resorte.

Bibliografía

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http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica31.htm

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https://es.scribd.com/doc/88761266/22/VALVULA-REDUCTORA-DE-PRESION-O-MODULADORA
http://www.boschrexroth.com/RDSearch/rd/r_26564-xc-b2/rs26564-xc-b2_2009-06.pdf