Electricidad Aplicada Komatsu-rolly.pdf

MÓDULO I: ELECTRICIDAD

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

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CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente eléctrica I es la tasa del flujo de carga Q a través de una sección transversal S en una unidad de tiempo t.

+

+Q S t

Q I t

1C 1A 1s

Alambre

-

Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un coulomb por segundo. Recuerde que: 1 e- = 1.6 x 10-19 C.

2

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CORRIENTE CONVENCIONAL + + + e-

-

Flujo de electrones

Flujo convencional

Flujo de electrones: La dirección de eque fluye de – a +.

+

Corriente convencional: El movimiento de +q de + a – tiene el mismo efecto.

3

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FUERZA ELECTROMOTRIZ Una fuente de fuerza electromotriz (fem) es un dispositivo que usa energía química, mecánica u otra para proporcionar la diferencia de potencial necesaria para corriente eléctrica.

Líneas de transmisión

Batería

4

Generador eólico

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ANALOGÍA DE AGUA PARA FEM Presión alta

Constricción

Presión baja

Potencial Resistor alto +

I

Flujo Válvula de agua Agua

R

E

Bomba

Potencial bajo -

Interruptor

Fuente de FEM

La fuente de fem (bomba) proporciona el voltaje (presión) para forzar electrones (agua) a través de una resistencia eléctrica (constricción estrecha).

5

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SÍMBOLO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen uno o más resistores agrupados y unidos a una fuente de energía, como una batería. Con frecuencia se usan los siguientes símbolos: Tierra

Batería

Resistor -

+

+ - + - + - + -

6

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RESISTENCIA ELÉCTRICA Suponga que se aplica una diferencia de potencial constante de 4 V a los extremos de barras geométricamente similares de, por decir, acero, cobre y vidrio.

Acero

Cobre

Vidrio

Is

Ic

Ig

4V

4V

4V

La corriente en el vidrio es mucho menor para el acero o el hierro, lo que sugiere una propiedad de los materiales llamada resistencia eléctrica R.

7

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RESISTIVIDAD DE UN MATERIAL La resistividad ρ es una propiedad de un material que determina su resistencia eléctrica R. Al recordar que R es directamente proporcional a la longitud L e inversamente proporcional al área A, se puede escribir:

L R A

or

RA  L

La unidad de resistividad es el ohm-metro (Ω·m) 8

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FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA 1. La longitud L del material. Los materiales más largos tienen MAYOR resistencia.

L

2L

1W

2W

2. El área A de sección transversal del material. Las áreas más grandes ofrecen MENOS resistencia.

2A

A 2W

1W 9

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FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA 3. La temperatura T del material. Las temperaturas más altas resultan en resistencias más altas. R > Ro Ro

4. El tipo del material. El hierro tiene más resistencia eléctrica que un conductor de cobre geométricamente similar. Ri > Rc

Cobre

Hierro

10

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LEY DE OHM La ley de Ohm afirma que la corriente I a través de un conductor dado es directamente proporcional a la diferencia de potencial V entre sus puntos extremos.

Ley de Ohm  I  V La ley de Ohm permite definir la resistencia R y escribir las siguientes formas de la ley:

V I ; R

V  IR; 11

V R I

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EJEMPLO N°1 Cuando una batería de 3 V se conecta a una lámpara, se observa una corriente de 6 mA ¿Cuál es la resistencia del filamento de la lámpara?

V 3.0 V R  I 0.006 A +

R = 500 W

-

R La unidad SI para la resistencia eléctrica es el ohm, W:

1V 1W 1A

I

6 mA V=3V Fuente de FEM

12

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POTENCIA ELÉCTRICA La potencia eléctrica P es la tasa a la que se gasta la energía eléctrica, o trabajo por unidad de tiempo.

Para cargar C: Trabajo = qV V

Trabajo qV P  t t

q e I t I

Sustituya q = It , entonces:

VIt P t

q

V P = VI

13

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CÁLCULO DE POTENCIA Al usar la ley de Ohm, se puede encontrar la potencia eléctrica a partir de cualquier par de los siguientes parámetros: corriente I, voltaje V y resistencia R.

Ley de Ohm: V = IR

P  VI ;

P  I R; 2

14

2

V P R

EJEMPLO N°2 y N°3 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Un amperímetro digital da la siguiente lectura 9 A, cuando se usa con un circuito que proporciona 120 V, el cual opera una herramienta eléctrica

¿Qué potencia se usa para operar esta herramienta eléctrica? P = 1080 W

P = VI = (120 V)(9 A)

Un calentador de 500 W extrae una intensidad de corriente de 10 A. ¿Cuál es la resistencia de dicho equipo?

P 500 W P  I R; R  2  I (10 A)2 2

15

R = 5.00 W

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RESISTENCIAS EN SERIE Se dice que los resistores están conectados en serie cuando hay una sola trayectoria para la corriente.

R1

R2

I VT

R3

La corriente I es la misma para cada resistor R1, R2 y R3. La energía generada a través de VT se pierde a través de R1, R2 y R3.

Sólo una corriente

Para conexiones en serie:

I = I1 = I2 = I3

16

VT = V1 + V2 + V3

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RESISTENCIAS EQUIVALENTE: SERIE La resistencia equivalente Re de algunos resistores conectados en serie es igual a la suma de las resistencias individuales.

VT = V1 + V2 + V3 ; (V = IR) R1

R2

I VT

R3

ITRe = I1R1+ I2R2 + I3R3 Pero. . . IT = I1 = I2 = I3

Resistencia equivalente

Re = R1 + R2 + R3

17

EJEMPLO N°4 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Encuentre la resistencia equivalente Re. ¿Cuál es la corriente I en el circuito?

2W 3W

1W

Re = R1 + R2 + R3 Re = 3 Ω + 2 Ω + 1 Ω = 6 Ω Re equivalente = 6 Ω

12 V La corriente se encuentra a partir de la ley de Ohm: V = IRe

V 12 V I  Re 6 W

I=2A 18

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EJEMPLO N°4 Muestre que las caídas de voltaje a través de los tres resistores totaliza la fem de 12 V.

Re = 6 W

I=2A

2W 3W

1W

Corriente I = 2 A igual en cada R.

V1 = IR1; V2 = IR2; V3 = IR3 12 V

V1 + V2 + V3 = VT

V1 = (2 A)(1 Ω) = 2 V

2 V + 4 V + 6 V = 12 V

V2 = (2 A)(2 Ω) = 4 V V3 = (2 A)(3 Ω) = 6 V 19

La dirección de salida de una fuente de fem es desde el lado +:

-

a

+ E

b

Por tanto, de a a b el potencial aumenta en Ɛ; de b a a, el potencial disminuye en Ɛ.

Ejemplo: Encuentre DV para la trayectoria

A

AB y luego para la trayectoria BA.

R

-

9V

AB: DV = +9 V - 3 V = +6 V BA: DV = +3 V - 9 V = -6 V 20

- 3V +

B

+

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FUENTES DE FEM EN SERIE

Considere el siguiente circuito en serie simple:

D

A 2W

-

4W

15 V

Trayectoria ABCD: La energía y V aumentan a través de la fuente de 15 V y disminuye a través de la fuente de 3 V.

+

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UN SOLO CIRCUITO COMPLETO

-

C

+

E = 15 V - 3 V = 12 V

B

3V

La ganancia neta en potencial se pierde a través de los dos resistores: estas caídas de voltaje están en IR2 e IR4, de modo que la suma es cero para toda la malla. 21

EJEMPLO N°5

D

2W

-

3W -

C

 E = 18V  3 V  15V

A

18 V +

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Encuentre la corriente I en el siguiente circuito:

+

B

3V

R =3 W + 2 W  5 W Al aplicar la ley de Ohm:

 E 15 V I  R 5 W

En general, para un circuito de una sola malla:

22

I = 3A

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CIRCUITOS COMPLEJOS Un circuito complejo es aquel que contiene más de una malla y diferentes trayectorias de corriente.

I3 R3

E2 R1

En los nodos m y n:

n

m

I1 = I2 + I3 ó I2 + I3 = I1

I1

R2

E1 I2

Regla de nodo: ΣI (entra) = ΣI (sale)

23

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CONEXIONES EN PARALELO Se dice que los resistores están conectados en paralelo cuando hay más de una trayectoria para la corriente. Para resistores en paralelo:

Conexión en paralelo:

2W

4W

V2 = V4 = V6 = VT

6W

I2 + I4 + I6 = IT Para resistores en serie:

Conexión en serie:

I2 = I4 = I 6 = IT 2W

4W

6W

V2 + V4 + V6 = VT 24

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RESISTENCIA EQUIVALENTE: PARALELO VT = V1 = V2 = V3

Conexión en paralelo:

VT

IT = I 1 + I 2 + I3

R1

R2

R3

Ley de Ohm:

1 1 1 1    Re R1 R2 R3

VT V1 V2 V3    Re R1 R2 R3

Resistencia equivalente para resistores en paralelo:

25

N 1 1  Re i 1 Ri

EJEMPLO N°6 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Encuentre la resistencia equivalente Re para los tres resistores siguientes.

VT

R1 2W

R2 4W

R3

1 1 1 1    Re R1 R2 R3

6W

1 1 1 1     0.500  0.250  0.167 Re 2 W 4 W 6 W

1  0.917; Re

1 Re   1.09 W 0.917

Para resistores en paralelo, Re es menor que la más baja Ri. 26

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EJEMPLO N°6 Suponga que una fem de 12 V se conecta al circuito que se muestra. ¿Cuál es la corriente total que sale de la fuente de fem?

VT

R1 2W

R2 4W

R3

VT = 12 V; Re = 1.09 Ω

V1 = V2 = V3 = 12 V

6W

IT = I 1 + I 2 + I3

12 V

Ley de Ohm:

V I R

VT 12 V Ie   Re 1.09 W

Corriente total: IT = 11.0 A 27

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EJEMPLO N°6 Muestre que la corriente que sale de la fuente IT es la suma de las corrientes a través de los resistores R1, R2 y R3.

VT

R1 2W

R2 4W

IT = 11 A; Re = 1.09 W

R3

V1 = V2 = V3 = 12 V

6W

12 V

IT = I 1 + I 2 + I3

12 V I1  6A 2W

12 V I2  3A 4W

6 A + 3 A + 2 A = 11 A 28

12 V I3  2A 6W

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CAMINO CORTO: DOS RESISTORES EN PARALELO La resistencia equivalente Re para dos resistores en paralelo es el producto dividido por la suma.

R1 R2 Re  R1  R2

1 1 1   ; Re R1 R2

(3 W)(6 W) Re  3W  6 W

Ejemplo:

VT

R1 6W

R2 3W

Re = 2 Ω 29

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COMBINACIONES EN SERIE Y PARALELO En circuitos complejos, los resistores con frecuencia se conectan tanto en serie como en paralelo.

R1 VT En tales casos, es mejor usar las reglas para resistencias en serie y en paralelo para reducir el circuito a un circuito simple que contenga una fuente de fem y una resistencia equivalente.

30

R2

VT

R3

Re

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EJEMPLO N°7 Encuentre la resistencia equivalente para el circuito siguiente (suponga VT=12 V).

4W VT

3W

R3,6 6W

(3 W)(6 W)   2W 3W  6 W Re = 4 Ω + 2 Ω

Re = 6 Ω 4W 12 V

2W

12 V

31

6W

EJEMPLO N°7 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Encuentre la corriente total IT.

4W VT

3W

VT 12 V I  Re 6 W

6W

IT = 2.00 A 4W 12 V

IT 2W

12 V

32

6W

EJEMPLO N°7 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Encuentre las corrientes y los voltajes a través de cada resistor.

4W VT

3W

I4 = IT = 2 A 6W

V4 = (2 A)(4 W) = 8 V

El resto del voltaje (12 V – 8 V = 4 V) cae a través de CADA UNO de los resistores paralelos. V3 = V6 = 4 V Esto también se puede encontrar de V3,6 = I3,6R3,6 = (2 A)(2 Ω)

33

EJEMPLO N°7 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Encuentre las corrientes y los voltajes a través de cada resistor. V4 = 8 V

4W

V6 = V3 = 4 V

VT

V3 4 V I3   R3 3 W

I3 = 1.33 A

V6 4 V I6   R6 6 W

I6 = 0.667 A

Note que la regla del nodo se satisface:

ΣI (entra) = ΣI (sale) IT = I4 = I3 + I6 34

3W

I4 = 2 A

6W

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LEYES DE KIRCHHOFF Primera ley de Kirchhoff La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo.

Regla del nodo: ΣI (entra) = ΣI (sale) Segunda ley de Kirchhoff La suma de las fem alrededor de cualquier malla cerrada debe ser igual a la suma de las caídas de IR alrededor de la misma malla.

Regla de voltaje: ΣE = ΣIR 35

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FEM Y DIFERENCIA DE POTENCIAL TERMINAL La fem E es la diferencia de potencial de circuito abierto. El voltaje terminal VT para circuito cerrado se reduce debido a resistencia interna r dentro de la fuente.

Circuito cerrado VT = 1.45 V

Circuito abierto E = 1.5 V

r

Aplicar la ley de Ohm a la batería r produce:

36

VT = E - Ir

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CÓMO ENCONTRAR LA CORRIENTE EN UN CIRCUITO SIMPLE Ley de Ohm La corriente I es la razón de fem a resistencia total R + r.

VT = IR r

VT

E I= Rr

R

La multiplicación cruzada produce:

IR + Ir = Ɛ ; VT = IR

I E

r

+

-

Batería

VT = Ɛ - Ir 37

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EJEMPLO N°8 Una batería de 3 V tiene una resistencia interna de 0.5 Ω y se conecta a una resistencia de carga de 4 Ω. ¿Qué corriente se entrega y cuál es la diferencia de potencial terminal VT?

E 3V I=  R  r 4 W  0.5 W

R

r

R=4W

I = 0.667 A I

E=3V

VT = E – Ir VT = 3 V – (0.667 A)(0.5 Ω) VT = 2.67 V 38

-

+

r = 0.5 W

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POTENCIA EN CIRCUITOS Recuerde que la definición de potencia es trabajo o energía por unidad de tiempo. Lo siguiente aplica:

2

V P  VI ; P  I R; P  R 2

La primera de estas normalmente se asocia con las ganancias y pérdidas de potencia a través de fem; las últimas dos se asocian más frecuentemente con cargas externas.

39

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POTENCIA, POTENCIAL Y FEM Considere un circuito simple:

VT

E Voltaje terminal

VT = E - Ir

+

I

Multiplique cada término por I:

VTI = EI - I2r

r -

Batería R

La potencia entregada al circuito externo es igual a la potencia entregada en la fem menos la potencia pérdida a través de la resistencia interna.

40

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EJEMPLO N°9 La batería de 3 V en el Ej. 8 tenía una resistencia interna de 0.5 W y una resistencia de carga de 4 W. Discuta la potencia usada en el circuito. En el Ej. 8 se encontró: R

r

I = 0.667 A

VT = 2.67 V

Potencia entregada en fem:

R=4W I

EI = (3.0 V)(0.667 A) = 2.0 W

E=3V

Potencia pérdida en r interna:

-

+

I2r = (0.667 A)2(0.5 Ω) = 0.222 W

41

r = 0.5 W

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DISCUTA LA POTENCIA USADA EN EL SIGUIENTE CIRCUITO SIMPLE Potencia en fem:

EI = 2.00 W

R

r

Pérdida de potencia:

I2r = 0.222 W

Potencia perdida en R de carga externa:

I2 R

=

(0.667)2(4

W) = 1.78 Ω

Esta potencia también se puede encontrar al usar VT = 2.67 V

R=4W I

E=3V -

+

r = 0.5 W La potencia real se usa externamente.

VTI = (2.67)(0.667 A) = 1.78 W 42

MÓDULO II: MULTÍMETRO

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

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DESCRIPCIÓN • Se denomina multímetro, al aparato capaz de realizar varias (multi) mediciones (metro), también se le conoce con el nombre de Polímetro o Téster.

• Dentro del instrumento podemos distinguir tres mediciones diferentes con las que realizaremos las lecturas más comunes: OHMÍMETRO

Resistencias ()

VOLTÍMETRO

Tensión (V) en CC y AC

AMPERÍMETRO

Intensidad (A) en CC y AC

2

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TIPOS DE MULTÍMETROS Clasificación de multímetros en función de su tecnología.

Analógicos Multímetros

Convencionales Digitales Específicos automoción

3

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MULTÍMETROS ANALÓGICOS • Los multímetros analógicos, hoy en día, están en desuso, debido a su menor resolución y lectura más complicada. • Son sensibles a la inversión de polaridad, y su lectura se ve afectada por las vibraciones. • Por el contrario, son más fiables a la hora de realizar mediciones que varían rápidamente en el tiempo.

4

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MULTÍMETRO DIGITAL CONVENCIONAL • La indicación de medición se realiza a través de dígitos visualizados en una pantalla de cristal líquido. • La medición es más precisa, pero a su vez más lenta.

• Soportan mayores intensidades, son más precisos cuando la medición se realiza bajo condiciones de trabajo difíciles, como vibraciones. • Dispone de elementos y circuitos de protección que hacen que se bloquee en caso de haber seleccionado una escala equivocada. • Si la polaridad de las puntas de prueba está invertida, aparece en la pantalla el signo (-), indicación negativa.

5

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MULTÍMETRO DIGITAL FLUKE 179

6

MULTÍMETRO DIGITAL FLUKE 179 TRUE RMS

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DISPLAY

RANGE: Selecciona el rango HOLD:

Activar retención de la pantalla.

función

de medición manual.

automático

o

MIN/MAX: Capta los valores

AMARILLO: Selecciona las

de entrada mínimo y máximo detectados y calcula un promedio móvil de todas las lecturas hechas

funciones alternas de medición correspondientes a una posición del selector giratorio.

SELECTOR GIRATORIO

Luz de fondo: La luz de fondo se apaga automáticamente después de 2 minutos..

V-: Terminal de entrada para medidas de continuidad, resistencia, diodo, capacitancia, frecuencia y temperatura.

400mA: Terminal de entrada para medidas de hasta 0.4A. Protección de fusible.

COM: Terminal común (de

10A: Terminal de entrada para medidas de frecuencias. fusible.

retorno) para mediciones.

hasta 10A y Protección de 7

todas

las

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MULTÍMETRO DIGITAL FLUKE 179 mV/T: Tensión CC desde 0.1mV hasta

Ω/F: Ohmios desde 0.1 Ω

600mV / Temperatura desde -40°C hasta +400°C.

hasta 50 MΩ / Faradios desde 1 nF hasta 9999 μF.

.

V/Hz: Tensión CC desde 1mV

C/D: La señal acústica se activa

hasta 1000V / Frecuencia desde 2 Hz hasta 99.99Hz.

a <25 Ω y se desactiva a >250 Ω / Prueba de diodos. Muestra OL por encima de 2,4 V.

mA/Hz: Corriente de CA

V/Hz: Tensión AC desde 30mV

desde 3 mA hasta 400 y CC desde 0.01 mA hasta 400 mA / Frecuencia desde 2 Hz hasta 30 kHz.

hasta 1000V / Frecuencia desde 2 Hz hasta 99.99Hz.

OFF: Apagar el instrumento de

A/Hz: Corriente de CA desde

medida.

0.3 A hasta 10 A y CC desde 0.001 A hasta 10 A / Frecuencia desde 2 Hz hasta 30 kHz.

Nota: Tensión CA y corriente CA, valor eficaz (RMS) real, hasta 1kHz. 8

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MULTÍMETRO DIGITAL FLUKE 179

9

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EL AMPERÍMETRO Un amperímetro es un instrumento que se usa para medir corrientes. Siempre se conecta en serie y su resistencia debe ser pequeña (cambio despreciable en I).

A

rg

+

E -

La lectura digital indica corriente en A

El amperímetro tiene rg interna

El amperímetro extrae corriente suficiente Ig para operar el medidor; Vg = Ig rg 10

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MEDICIÓN DE CORRIENTES AC-DC

11

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EL VOLTÍMETRO El voltímetro se debe conectar en paralelo y tener alta resistencia de modo que no perturbe el circuito principal.

Se agrega una resistencia multiplicadora Rm en serie con Rg de modo que muy poca corriente se extraiga del circuito principal.

Ig

Rg Rm

I VB VB = IgRg + IgRm

La regla del voltaje produce: 12

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MEDICIÓN DE TENSIONES CA - CC

13

FUENTE O BATERIA

Un Ohmímetro , óhmetro, u Ohmniómetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. El diseño de un ohmímetro se compone de una pequeña batería para aplicar una tensión a la resistencia bajo medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia.

INTERRUPTOR

RESISTENCIA

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EL OHMÍMETRO

OHMIMETRO

NOTA: Para realizar una correcta medición el circuito deberá estar abierto. 14

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MEDICIÓN DE RESISTENCIA

15

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PRECAUCIONES PARA LA MEDICIÓN • Cuando midamos resistencias, asegurarse que la resistencia a medir NO está bajo tensión y desconectada de cualquier instalación. •

Comenzar desde la escala más alta e ir bajando hasta conseguir una medición precisa.

•

No debemos tocar las puntas de prueba con los dedos, ya que la resistencia interna de nuestro cuerpo puede variar la medición.

• Cuando midamos tensiones, primero nos aseguraremos de que tipo se trata, alterna o continua. Comenzaremos la medición desde la escala mas alta e iremos bajando hasta conseguir una medición precisa. • En mediciones de intensidad, debemos tener en cuenta que la protección con fusible solo es valida hasta 440mA ó 11A. 16

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MEDICIÓN DE CAPACITANCIA

17

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MEDICIÓN DE CONTINUIDAD

18

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MEDICIÓN DE TEMPERATURA

19

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MEDICIÓN DE FRECUENCIA

20

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PRUEBA DE DIODO

21

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PRUEBA DE DIODO

22

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PRUEBA DE FUSIBLES

23

MÓDULO III: OSCILOSCOPIO

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

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EL OSCILOSCOPIO • Un Multímetro, ya sea de tipo analógico o digital, informa únicamente de los valores medios o eficaces, ya que su forma de trabajo le impide seguir punto a punto la señal que se le aplique. • El Osciloscopio permite visualizar las formas y variaciones en el tiempo de las señales que se apliquen a sus entradas.

2

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EL OSCILOSCOPIO • El osciloscopio es un instrumento de medida que presenta en una pantalla una imagen gráfica de una señal eléctrica. Esta imagen muestra como cambia la señal a medida que transcurre el tiempo. • La imagen es trazada sobre una pantalla en la que se reproduce un eje de coordenadas (Tensión/tiempo). • Esto permite determinar los valores de tiempo y tensión de una señal, así como la frecuencia, tipos de impulso, ciclos de trabajo (DWELL, RCO o duty cycle), etc. 3

TIPOS DE OSCILOSCOPIO Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

OSCILOSCOPIO ANALÓGICO Funciona mediante la aplicación directa de la tensión que se mide a un haz de electrones que recorre la pantalla. Osciloscopio de laboratorio

OSCILOSCOPIO DIGITAL Toma muestras de la señal a intervalos discretos de tiempo, almacenándolas en su memoria como puntos de la forma de onda. Mediante esta información el osciloscopio reconstruye la forma de onda en la pantalla. Osciloscopio Digital 4

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LOS CONTROLES • Una serie de controles situados en el panel frontal permiten ajustar el tamaño de la imagen, controlar su desplazamiento y medir su valor.

CONTROL VERTICAL CONTROL HORIZONTAL

Ajustan la escala de tensión, es decir, la sensibilidad de entrada.

Base de Tiempos. Actúan sobre la velocidad de barrido del punto luminoso sobre la pantalla.

Atenuar o amplificar la señal y modificar el tamaño de la imagen para que pueda adaptarse a la pantalla y sea perfectamente visible. 5

LA PANTALLA Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

•

La pantalla o display es un área de cristal líquido (LCD) que forma una matriz de centenares de puntos (pixels) que al ser polarizados debidamente cambian su transparencia; el contraste entre opacos y transparentes constituyen el trazado Pantalla Cuadricular

Forma de Onda

Linea Cero de Referencia

Tiempo por División

Tensión por División

6

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LAS SONDAS • Una sonda es una punta de pruebas de alta calidad, diseñada para transmitir una señal sin captar ruido ni interferencias.

• Suelen ser cables blindados con malla metálica y están compensados internamente con una baja capacidad, ya que de lo contrario distorsionarían las medidas de señales de alta frecuencia.

• Existen sondas atenuadoras que reducen la tensión de entrada por un factor 10, 100 ó 1000 veces, de modo que el osciloscopio pueda registrar tensiones muy superiores a las que directamente puede medir. 7

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CONEXIONES DE ENTRADA • Los osciloscopios, normalmente, proporcionan dos entradas (canales) de seguridad para clavija apantallada de 4 mm (entrada A roja y entrada B gris) y una entrada de seguridad para clavija banana de 4 mm común (COM). • Entrada A: Siempre se puede utilizar la entrada A roja para todas mediciones de entradas únicas que son posibles con el instrumento de medida. • Entrada B: Para realizar mediciones en dos señales diferentes se puede utilizar la entrada B gris junto con la entrada A roja.

• COM: Se puede utilizar el terminal negro COM como masa única para mediciones de baja frecuencia y para mediciones de continuidad, capacidad y diodos.

Panel de conexionado de las sondas 8

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CONCEPTO DE SEÑALES ONDA

Tensión

Señal que se repite a lo largo del tiempo. CICLO DE ONDA Porción de onda que se repite FORMA DE ONDA Representación gráfica de una señal que muestra el tiempo sobre el eje horizontal y la tensión sobre el eje vertical Tiempo

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FORMAS DE ONDA MAS COMUNES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

ONDA SENOIDAL Es la tensión de la red eléctrica de uso domestico, la creada por un alternador antes de ser rectificada o por una sonda Lambda.

V

Onda generada por el alternador GTA-39 del camión 930E-4SE.

t 10

APLICACIÓN: Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

SEÑAL LAMBDA () Para analizar esta señal seleccionáremos una base de tensión pequeña y una base de tiempos grande. La sonda Lambda genera una tensión de 100 a 900mV, y su período es de aproximadamente de 1 s a un régimen de giro de unas 2000 r.p.m.

Señal sonda lambda funcionamiento a ralentí.

Señal sonda lambda funcionamiento a 2000 r.p.m.

11

FORMAS DE ONDA MAS COMUNES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

ONDA CUADRADA Es la forma de señal que puede generar un captador Hall, sensor de fase, cuentakilometros, etc.

V

Onda generada por un captador Hall de encendido.

t 12

APLICACIÓN: Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

SEÑAL DE MANDO ACTUADOR DE RALENTÍ DE DOS BOBINAS Para analizar esta señal, utilizaremos un osciloscopio de dos canales. Observaremos los tiempos de activación (Dwell) de cada una de las bobinas; estos deben ser opuestos.

Conexionado

Señalen el osciloscopio.

13

FORMAS DE ONDA MAS COMUNES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

ONDA COMPLEJA: Son las que pueden ser una combinación de varias, como las dadas en el primario y secundario de un encendido.

V

Onda generada por el secundario de encendido.

t 14

APLICACIÓN: Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

SEÑAL DE INYECCIÓN Los electro inyectores son gobernados por la UCM mediante excitación negativa; por lo tanto, será en este terminal donde conectaremos el osciloscopio

Conexionado.

Señal de inyección.

15

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CONCEPTOS: PERÍODO (T) • El Período de una señal, es el tiempo que tarda una onda en realizar un ciclo completo.

PERIODO: 10 ms/d x 4 divisiones = 40 ms

16

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EJERCICIO N°1 •

Indicar el periodo de las siguientes formas de onda.

3 divisiones

5 divisiones

2 ms/d x 3 divisiones = 6 ms

5 ms/d x 5 divisiones = 25 ms 17

CONCEPTOS: FRECUENCIA (f) Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

•

La Frecuencia es el número de ciclos de onda que tienen lugar en un tiempo dado, generalmente en 1 segundo.

es decir: Frecuencia = 1/Periodo • Primero calculamos el “Periodo”

PERIODO: 10 ms/d x 4 divisiones = 40 ms • Sustituimos el Periodo en la formula de Frecuencia: f=1/p

f=1/0.040 s

Frecuencia = 50 Hz 18

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UNIDADES DE FRECUENCIA •

La unidad de Frecuencia es el Hertzio (Hz).

•

Un Hertzio equivale a un ciclo por segundo (1ciclo/s).

•

El Hertzio tiene a su vez múltiplos y submúltiplos, siendo los múltiplos de mayor utilización el Kilohertzio (KHz) y el Megahertzio (MHz).

1 KHz = 1.000 Hz

1 Hz = 0.001 KHz

1 MHz = 1.000.000 Hz

1 Hz = 0.000001 MHz

19

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EJERCICIO N°2 • Calcular la frecuencia de las siguientes formas de onda. 3 divisiones

5 divisiones

2 ms/d x 3 divisiones = 6 ms

5 ms/d x 5 divisiones = 25 ms

f = 1/0.006seg = 166.6 Hz

f = 1/0.025seg = 40 Hz 20

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UNIDADES DE FRECUENCIA ¿Has observado

qué......?

• Del Período en segundos, frecuencia en Hertzios

resulta

la

• Del Período en milisegundos, resulta la frecuencia en Kilohertzios • Del Período en microsegundos, resulta la frecuencia en Megahertzios

21

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EJERCICIO N°3 • Dibuja la forma de onda de la pantalla de la izquierda, en la de la derecha, teniendo en cuenta la base de tiempos.

22

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CONCEPTOS: AMPLITUD • La Amplitud de una señal es la altura o distancia que tenga la forma de onda con respecto a la línea de cero de referencia.

AMPLITUD 2 V/d x 6 divisiones = 12 V

23

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CONCEPTOS: AMPLITUD • La Amplitud de una onda senoidal suele darse como su valor eficaz, que es igual aproximadamente al 70,7% del valor de pico máximo. 1. Tensión Pico a Pico 10 V/d x 6 div = 60 V 4

2

2. Tensión Pico Máximo 10 V/d x 3 div = 30 V

1 3

3. Tensión Pico Mínimo 10 V/d x 3 div = 30 V 4. Tensión Eficaz 30 V x 0,707 = 21,2 V 24

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EJERCICIO N°4 •

Indicar en la siguiente forma de onda sus distintos parámetros.

AMPLITUD 2 V/d x 6 div. = 12 V FRECUENCIA Periodo = 10 ms f=1/p ; f = 1/0,010 s f = 100 Hz

25

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EJERCICIO N°5 •

Indicar en la siguiente forma de onda sus distintos parámetros. Tensión Pico a Pico 2 V/d x 6 div. = 12 V Tensión Pico máximo 2 V/d x 3 div. = 6 V Tensión Pico mínimo 2 V/d x 3 div. = 6 V

Tensión Eficaz 6 V/d x 0.707 = 4.2 V

Frecuencia f = 1/p = 1/0,004s = 250 Hz 26

EJERCICIO N°6 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIO • El circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de 1mseg, es decir, el interruptor cambia de posición en ese intervalo de tiempo. • Dibuja la señal que detectaría el osciloscopio, en la conexión que indica el dibujo. Determina la escala de tensión y tiempo, para poder observar la señal con exactitud..

27

EJERCICIO N°7 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIO • El circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de 1mseg, es decir, el interruptor cambia de posición en ese intervalo de tiempo. • Dibuja la señal que detectaría el osciloscopio, en la conexión que indica el dibujo. Determina la escala de tensión y tiempo, para poder observar la señal con exactitud..

28

EJERCICIO N°8 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIO • El circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de 1mseg, es decir, el interruptor cambia de posición en ese intervalo de tiempo. • Dibuja la señal que detectaría el osciloscopio, en la conexión que indica el dibujo. Determina la escala de tensión y tiempo, para poder observar la señal con exactitud..

29

EJERCICIO N°9 Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIO • El circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de 1mseg, es decir, el interruptor cambia de posición en ese intervalo de tiempo. • Dibuja la señal que detectaría el osciloscopio, en la conexión que indica el dibujo. Determina la escala de tensión y tiempo, para poder observar la señal con exactitud..

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CONCEPTOS: PULSO • Se produce cuando se detecta la activación momentánea de un elemento, por ejemplo, el destello de una lámpara.

• Muchos actuadores en el área automotriz reciben un tren de impulsos a frecuencia fija, para modular su funcionamiento. V 12V

f = 1/p 60%

40%

f = 1/0,01 s

0V 10 ms

20 ms

t/ms

f = 100 Hz

Período = 100%

• La modulación se obtiene variando el ciclo de trabajo (Duty cycle) de una señal a frecuencia fija, es decir, modificando el tiempo de activación y desactivación dentro del periodo.

31

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EJERCICIO N°10 • En la siguiente forma de onda, indicar que Ciclo de Trabajo, Dwell, o RCO tienen. 25 % D 75 % D

40 % D 60 % D

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MÓDULO IV: FALLAS ELÉCTRICAS

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

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¿POR QUÉ SE QUEMAN LOS FUSIBLES?

2

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SOBRECARGA

3

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SOBRECARGA ELÉCTRICA •

Decimos que es una sobrecarga eléctrica, cuando el consumo en corriente supera los límites establecidos por la instalación.

4

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CORTOCIRCUITO •

Cortocircuito (Short) es una conexión directa de dos puntos de un circuito eléctrico.

•

El cortocircuito produce un aumento de corriente a través del circuito, provocando daños en las piezas del dispositivo y el quemado de los cables. Resistencia F

E D

Ej. cortocircuito C

B

Batería A

+

5

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CORTOCIRCUITO •

Como en el cableado del chasis, cuya cubierta aislante se daña debido a las vibraciones, etc., a menudo causa cortocircuito por el contacto del cable con otros cables o terminales.

•

Los fusibles o circuitos de protección se instalan para prevenir daños.

HOT short: cortocircuito entre la línea de alimentación y la línea de señal. Power Short: cortocircuito entre la línea de alimentación y la línea de tierra. Ground Short: cortocircuito entre la línea de alimentación y el chasis (linea de tierra del chasis).

6

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CIRCUITO ABIERTO •

Circuito abierto significa desconexión del conductor de la electricidad.

•

No solo se puede existir circuito abierto en el cableado, también puede ocurrir en los cables internos de dispositivos eléctricos. Resistencia F

E D

C

Ej. Punto de Circuito Abierto

B

Bateria A

+

7

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CIRCUITO ABIERTO •

Cuando hay circuito abierto en un dispositivo eléctrico, éste no funcionará ya que no hay flujo de corriente.

•

Cuando hay circuito abierto, las líneas en el circuito pueden tener un voltaje anormal, como se muestra a continuación:  No hay voltaje aplicado a la línea de alimentación.  El voltaje es aplicado a la línea de tierra.

 La línea de señal de voltaje no varía.

8

MÓDULO V: COMPONENTES ELÉCTRICOS

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

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CONDUCTORES ELÉCTRICOS • Los conductores eléctricos cuyo propósito es conducir electricidad se fabrican generalmente de cobre, debido a la excelente conductividad de este material, o de aluminio que aunque posee menor conductividad es más económico. • Comúnmente se compone de un conductor de cobre y aislantes que pueden ser de diferentes compuestos, como policloruro de vinilo (PVC), polietileno, hule, teflón, entre otros. • La clase de compuesto determina la resistencia del cable al calor o a otros elementos, como lubricantes, ácidos y químicos.

2

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TIPOS CONDUCTORES

Tipo Con aislamiento de vinilo de baja tensión de cables para automóviles Resistente al calor reticulado de polietileno de cables para automóviles

Símbolo

AVS (AV)

Temperatura límite de operación (ºC)

Símbolo Material

Alambre de cobre suave para fines eléctricos

Aislante

Polivinilo blando

Conductor

AEX Aislante

Alambre de cobre suave para fines eléctricos Polietileno reticulado

-30 - +60 Cableado general

-50 - +110 (región extremadamente fría, Porción de alta temperatura)

 AV y AVS son diferentes solamente en el espesor y diámetro exterior de la cubierta.  AEX es similar al AV en el espesor y diámetro exterior y diferente del AV y AVS en el material de la cubierta.

3

Seleccione un cable adecuado en función del entorno de uso.

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TIPOS CONDUCTORES

Cable de par trenzado

Cable blindado

Este cable no genera campo magnético a su alrededor porque al estar trenzado se anulan las líneas magnéticas.

Este cable blindado es confiable ya que el ruido es controlado por la línea que cubre los cables con una malla metálica llamada Blindaje, el que está conectado a tierra.

No genera inducción en otros cableados.

4

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CÓDIGO DEL CONDUCTOR ELÉCTRICO • La información acerca de los alambres únicos para cada modelo de máquina se describe en la sección de la Localización de Fallas, información relacionada con la localización de fallas.

5

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CÓDIGO DE COLORES

6

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CAPACIDAD DE CORRIENTE DE CADA TIPO DE CONDUCTOR

Url : http://www.ayenbee.com/downloads/cables/Automotive%20Cable%20Standards.pdf

7

CONECTORES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Un conector eléctrico es un dispositivo para unir circuitos eléctricos. • Los conectores eléctricos se caracterizan por su patillaje y construcción física, tamaño, resistencia de contacto, aislamiento entre los pines, robustez y resistencia a la vibración, resistencia a la entrada de agua u otros contaminantes, resistencia a la presión, fiabilidad, tiempo de vida (número de conexiones/desconexiones antes de que falle), y facilidad de conexión y desconexión.

8

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CONECTORES • Komatsu decidió adoptar DEUTSCH DT y conectores HD3O a todos nuestros modelos.

9

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CONECTOR DEUTSCH DT • Como conectores DT, DT2, 3 -, 4 -, 6 -, 8 - y 12 - tipos y formas DTHD 1formas y maneras DTM 2 - tipos se proporcionan. En cuanto al conector DTHD, tres tipos están disponibles dependiendo del tamaño del cable eléctrico para ser conectado, cada uno de los cuales se le asigna un número diferente de la Parte.

Pin de contacto Toma de contacto Cuerpo conector

Cuerpo receptor Cuña receptora

10

Cuña conectora

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CONECTOR DEUTSCH HD30 • Existen dos tamaños de conectores (Tamaño de la carcasa: 18 y 24) y también con diferentes conectores, nueve configuraciones de pin se proporcionan. Este tipo de conector se puede montar en una carcasa de cualquiera de la patilla o terminal de enchufe tipo hembra. (El N º de parte de la carcasa es diferente en función de si se trata de un conector de clavijaterminal montado o conector de zócalo-terminal montado.)

Pin de contacto

Toma de contacto

ó

ó

Sellado de enchufe

Pin de contacto

Toma de contacto

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ADAPTADOR EN T Medición de resistencia Sensor , válvula solenoide, etc

Controlador Desconectado

Conectado

Medición de la resistencia Ω

 Seleccione el adaptador T adecuado. Caja de medición

 Apague la fuente de alimentación del chasis.  Conecte el conector en la parte de medición de resistencia.  Medir con el de resistencia.

12

multímetro

en

el

rango

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ADAPTADOR EN T Medición de voltaje Sensor, válvula solenoide, etc

Controlador Conectado

Conectado

Medición de la tensión Caja de medición

 Seleccione el adaptador T adecuado  Conecte el adaptador T a los ambos lados.

conectores en

 Mida la tensión con la fuente de alimentación del chasis encendida (arrancar el motor si es necesario). Precaución Nunca utilice adaptador T para medir corriente. 13

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FUSIBLE • El cuerpo del fusible se funde para cortar la corriente cuando fluye una corriente anormal a través de él.

• El fusibles se daña por las rápidas repeticiones de on-off de sobrecorrientes instantáneas. • La unión fusible y los fusibles de acción lenta son instalados para prevenir sobrecorrientes instantáneas que funden los fusibles con facilidad.

Se instalan entre el terminal positivo de la batería y el fusible.

EL Fusible interruptor de circuito se instala dependiendo el modelo del equipo.

14

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TIPOS DE FUSIBLE

Fusible de Cartucho

Fusible de Hoja

Fusible de uso común.

15

Unión Fusible

Fusible de Acción Lenta

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TIPOS DE FUSIBLE

Circuit Braker: Fusible Interruptor de Circuito

Montaje de una unión fusible

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Caja de Fusibles

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TIPOS DE FUSIBLE Mini: Este tipo de fusible viene en general de 2 a 30 amperes.

COLOR

INTENSIDAD MÁXIMA (A)

Negro

1

Gris

2

Violeta

3

Rosa

4

MAXI: Se consiguen de 20 a 80 amperes, son seguros y fáciles de poner y quitar con

Naranja

5

Marrón

7.5

facilidad.

Rojo

10

Azul

15

Amarillo

20

Transparente

25

Verde

30

Verde azulado*

35

Ámbar*

40

ATC/ATO: Estos fusibles generalmente vienen de 2 a 30 amperes.

*: solo en ATO/ATC/APR 17

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SOLENOIDE • Un solenoide es definido como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material conductor enrollada sobre si a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo eléctrico. Cuando este campo magnético aparece comienza a operar como un imán.

18

APLICACIÓN EN SOLENOIDE Solenoide proporcional

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Solenoide ON-OFF

19

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APLICACIÓN EN SOLENOIDE Solenoide ON-OFF

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APLICACIÓN EN SOLENOIDE Solenoide proporcional

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RELÉ ELECTROMAGNÉTICO • El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. • Fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Terminal común

Bobina

Contracto NC OFF

ON

Contacto NO

22

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RELÉ ELECTROMAGNÉTICO • El relé se utiliza en circuitos donde se requiere activar o desactivar una gran corriente mediante el uso de corriente pequeña.  El contacto NC, se cierra cuando no se aplica corriente a la bobina (normalmente cerrado).  El contacto NO, se cierra cuando se aplica corriente a la bobina (normalmente abierto).  Terminal común; terminal compartido (terminal común).

Terminal de la bobina Terminal NO Terminal COM Terminal NC

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TIPOS DE CONTACTO DEL RELÉ

1T

1M

Simbología

1M

1T 24

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RELÉ JIDECO - MR5A016A1K

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RELÉ JIDECO - MR5A413A2K

26

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RELÉ JIDECO - MR5Ｌ800A2KM

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APLICACIÓN DEL RELÉ Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Para la operación de un circuito ON-Off Encender/apagar luz Función de corte de arranque del motor

Impide el flujo de corriente al terminal S del relé de seguridad al cortar la línea terminal C. Aplicación  Excavadoras hidráulicas: luz de trabajo, bloqueo PPC.  Bulldozers: luz de trabajo, bloqueo neutral.  Cargadores frontales y camiones tolva : luz frontal, luz de respaldo, luz de freno, intermitentes, bloqueo neutral, etc.  Todos los equipos Komatsu: bloqueo del motor KOMTRAX

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APLICACIÓN DEL RELÉ Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Para auto enclavamiento de circuitos Aplicación - Cargadores frontales: Por seguridad del freno de estacionamiento.

Relé de corte de arranque del motor

Interruptor 1 Bateria Interruptor 2

Relé

Relé luces

Luz

<1> Switch 1 se cierra.

Se enciende la luz.

<2> Luego, el switch 1 se abre.

La luz se mantiene encendida.

<3> Switch 2 se abre.

La luz se apaga

Relé electromagnético instalado(PC200-8)

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APLICACIÓN DEL RELÉ

30

APLICACIÓN DEL RELÉ Relé de batería

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Relé calentador

Relé de seguridad de motor de arranque

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¿QUÉ ES CAÍDA DE TENSIÓN?

E1 Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (MI BT 017 apdo. 2. 1 .2), especifica que el porcentaje admisible de caída de tensión sea menor del 3% de la tensión nominal para instalaciones de alumbrado y del 5% para los demás usos.

32

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CÁLCULO DE CAÍDA DE TENSIÓN

33

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TABLA DE SELECCIÓN DE CONDUCTORES Máxima Distancia.

34

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TABLA DE SELECCIÓN DE CONDUCTORES

35

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SELECCIÓN DE COMPONENTES ELÉCTRICOS IF

ID

IN

Donde: IF: Corriente de trabajo del fusible (Para seleccionar el fusible utilizamos este valor de corriente) ID: Corriente de diseño (Para seleccionar el conductor utilizamos este valor de corriente) IN: Corriente nominal de la carga.

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SELECCIÓN DE COMPONENTES ELÉCTRICOS IF

ID

IN

Donde: IF = 1.15 × IN. ID =1.25 × IN. IN= Datos del equipo o componente.

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EJEMPLO APLICATIVO • Se necesita instalar una lámpara dentro de la cabina a una distancia de 7 metros seleccionar el fusible y conductor.

Donde: IN= IF = ID =

Tipo de Conductor = Tipo de Fusible =

38

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BATERÍA • Una batería almacena energía, en forma química para liberarla como energía eléctrica por el sistema eléctrico del equipo.

4 x 12v Baterías

39

PARTES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

TAPON DE LLENADO TERMINALES

LÁMINAS DE CONTACTO

CAJA DE POLIPROPILENO

UNIÓN

PLACAS NEGATIVAS REJILLA

RAMPA DE SUJECIÓN PLACAS POSITIVAS SEPARADORES

40

PASTA DE ALTA CALIDAD

PARTES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Rejillas Sirven de soporte al material activo, fabricadas en plomo con aleación con otro metal y conducen la corriente eléctrica desde las placas positivas hasta las negativas y viceversa.

• Placas positivas Están compuestas por Bióxido de plomo ( PbO2, de consistencia porosa, a cual permite que el electrolito penetre con facilidad a las placas. • Placas negativas Son revestidas en plomo esponjoso. • Separadores Fabricados en material aislante micro-poroso, el objeto principal de los separadores es el de impedir la conducción metálica entre las placas de polaridad opuesta, al mismo tiempo que permiten la conducción electrolítica libre. 41

PARTES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Electrólito  Densidad típica del acido sulfúrico H2SO4

1.835 Kg/L.

 Densidad típica del agua H2O

1 Kg/L

 Densidad electrolito preparado

1.27 Kg/ L (27°C)

Preparación 25% H20 75% H2SO4

La Densidad baja con la descarga.

La Densidad aumenta a temperaturas menores.

42

PARÁMETROS Y DESEMPEÑO Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Amperios-hora, Ah La cantidad de electricidad suministrada durante una hora por una corriente cuya fuerza media es de un ampere. El ampere-hora también es usado para cuantificar la capacidad de almacenamiento de una batería a través de la multiplicación de la corriente en amperes por el tiempo de descarga en horas.

Ejemplo: una batería que suministra 5 amperes durante 20 horas: 5 A x 20 h = capacidad de 100 Ah).

43

PARÁMETROS Y DESEMPEÑO Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Corriente de arranque, CA Del inglés Cranking Amps, esta corriente es la máxima que puede suministrar una batería a 0 °C durante 30 segundos con un voltaje en cada una de las células de 1,2 volt. • Corriente de arranque en frío, CCA Del inglés Cold Cranking Amps, es la corriente de arranque en frío, proporciona la corriente máxima que puede suministrar la batería a una temperatura de -18 °C (0 °F) durante 30 segundos, durante la cual el voltaje de cada una de las células ha de ser de 1,2 V. Ejemplo: una batería de 12 volt con 300 CCA suministra una corriente de arranque en frío de 300 amperios a un voltaje de 7,2 V (6 células a 1,2 volt cada una).

44

PARÁMETROS Y DESEMPEÑO Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Capacidad de reserva, RCM ó RC Del inglés Reserve Capacity minutes, también denominado reserve capacity (RC), es la propiedad de la batería para almacenar una determinada carga

eléctrica. Es el tiempo en minutos que una batería con ácido de plomo puede suministrar 25 amperios a una temperatura de 27 °C antes de que el voltaje caiga de los 10,5 V.

45

CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Una batería con una elevada CCA se puede comparar con una

llave

grande

y

abierta

que

permite un flujo sin restricciones.

El arranque de esta batería es bueno pero al demandar energía auxiliar

agotará

rápidamente

46

la

batería

CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

La CCA baja de esta batería provee un arranque malo aunque

la

capacidad

de

reserva

es

elevada.

La Corriente de Arranque en frío baja de esta batería provee un arranque malo y la capacidad de

reserva es mala.

47

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¿IDENTIFIQUE?

48

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CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LAS BATERÍAS Donde: U0: Tensión de vacío. Ut: Tensión en los terminales. Ui: Caída de tensión interna. Ri: Resistencia Interna.

Ut = U0

Ut = IRi x Rl

49

CONEXIONES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Serie. Al conectar varias baterías en serie (positivo-negativo) suman los voltajes,

mientras

la

intensidad

permanece

constante. • Paralelo Al conectar varias baterías en paralelo (positivo-positivo y negativo-negativo) se consigue aumentar el amperaje mientras

el

voltaje

permanece

constante. 50

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CONEXIONADO EN SERIE

51

Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

CONEXIONADO EN PARALELO

52

Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

CONEXIÓN SERIE-PARALELO

53

DESCONEXIÓN Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Desconecte

primero

el

negativo

(conexión a masa) • Desconecte el puente entre baterías

• Desconecte el positivo • La conexión debe realizarse en orden inverso: • Primero positivo, luego el puente, finalmente el negativo.

NOTA:

Utilice

solo

herramientas

adecuadas y en buen estado. 54

NIVEL DE ELECTRÓLITO Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Revise el nivel del electrolito en cada celda, si el nivel del electrolito está bajo, agregue agua destilada. El nivel adecuado del electrolito es de 10 a 13 mm (0.375 – 0.50 in.) sobre las placas (si no tiene referencia de llenado). • En climas muy fríos, debe mantenerse el motor diesel funcionando por 30 minutos después de agregar agua destilada, para permitir una buena mezcla del electrolito.

55

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NIVEL DE ELECTRÓLITO Orificio de suministro

Nivel adecuado

El nivel del electrolito alcanza la parte inferior de la camisa, por eso la tensión de la superficie hace que ésta se eleve haciéndola parecer ondulada.

Camisa Superior Inferior

Nivel bajo

El nivel del electrolito no alcanza la parte inferior de la camisa, por eso la tensión de la superficie aparece normal.

56

VALOR HIDRÓMETRO Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Hay

varios

métodos

para

comprobar

las

condiciones de una batería, pero el más usual es el empleo de un acidómetro, hidrómetro o densímetro; con esta clase de equipo se comprueba la gravedad específica del electrolito de las baterías.

Este equipo está compuesto de una pera de goma en su parte superior, un tubo de vidrio, un flotador y un tubo de goma. Algunos tienen un termómetro incluido. 57

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PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN

58

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MEDICIÓN ADECUADA

59

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INTERPRETACIÓN

60

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CARGA LENTA • La carga lenta es el mejor y único método de cargar completamente una batería. Su principio de operación es entregar cantidades de energía (amperios) pequeñas, para no producir sobrecalentamiento considerable en la batería. • Este método, cuando es aplicado adecuadamente, puede ser usado con seguridad, de manera que el electrólito esté a nivel adecuado y la batería en plena capacidad de ser cargada. Una batería está completamente cargada,

cuando la gravedad específica de todas las celdas no aumenta en tres lecturas consecutivas con intervalos de una hora, y que durante el mismo proceso, la temperatura no exceda los 55º C.

61

CARGA LENTA Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Ejemplo: Verificamos la densidad de la batería y observamos que la densidad es de 1,23, calcular la corriente de carga que se debe suministrar, sabiendo que el fabricante recomienda una carga de 16 horas y la batería es

de una capacidad nominal de 200 Ah .

1.30 1.28

Solución:

1.26

La batería se encuentra cargada solo

1.24

un 60% por lo que le falta una carga del 40%.

1.23 1.22

1.20

100% = 200 Ah 40% = x

1.18

x = 80 Ah

1.16

0

Ic = 80 Ah / 16 h = 5 A 62

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100%

CUIDADOS DE EMERGENCIA Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Si un accidentes ocurriera, inmediatamente realizar los primeros auxilios y consultar a un medico para un diagnostico. Si el electrolito hace contacto con la piel (manos o cara), lávelos de inmediato con abundante agua y consulte a un médico.

Si el electrolito hace contacto con los ojos, lavar inmediatamente con gran cantidad de agua limpia y consultar el oculista por un tratamiento

Si el electrolito es tragado, realizar gárgaras con agua limpia y luego tomar leche mezclada con clara de huevo o agua e inmediatamente consultar al medico por un tratamiento.

63

Si la ropa se mancha con electrolito, inmediatamente quitársela y lavarla primero con agua y luego neutralizarla con jabón alcalino

Si el electrolito se derrama por el suelo, neutralizar rápidamente con bicarbonato de sodio y luego lavar con abundante agua.

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INTERRUPTOR DE ARRANQUE • El switch de arranque tiene 4 posiciones que son:  Precalentamiento (R1),  OFF (apagado),  ON (ACC, accesorio)  ARRANQUE (ST) en orden de izquierda a derecha. Terminal ACC

Terminal C

Terminal B Terminal R1 Terminal BR

Terminal R2

64

INTERRUPTOR DE ARRANQUE Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Tabla de conexión de contactos El interruptor tiene 6 terminales en su reverso. Los terminales marcados con un círculo en el dibujo están conectados entre sí en función de la posición de la llave. • La capacidad de los contactos del interruptor de arranque no le permiten encender o apagar el motor de arranque directamente. Por lo tanto, la conexión al motor de arranque activa o desactiva una bobina que acciona el contacto del relé de seguridad.

65

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RELÉ DE BATERÍA • Cuando la llave está en OFF (apagado) se apaga el relé de la batería. • El relé permanece activado (conectado) cuando la llave se encuentra en la posición de ON, arranque, y precalentamiento. La tensión del terminal BR, que se suministra desde el interruptor de arranque, puede ser 24 VDC o distinta, no determina el estado del relé.

66

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RELÉ DE BATERÍA • Propósito de uso: 1) Apaga el relé durante la reparación del cableado eléctrico en el servicio. 2) El relé debe estar apagado para cortar la electricidad para no generar una falla a tierra de las principales líneas de alimentación, ya que al topar con el chasis provocará situaciones excepcionalmente peligrosas. Terminal B

Terminal BR

Desde terminal positivo de la batería

Desde llave de contacto

Terminal M

Terminal E 67

Conexión tierra

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MOTOR DE ARRANQUE • Es uno de los principales consumidores eléctricos de Corriente continua, su misión es el de hacer girar al motor y su mecanismo, venciendo el estado de reposo, la presión de compresión de los cilindros, la viscosidad del lubricante, la temperatura del motor, y la transmisión de mecanismos móviles y de rotación. • El giro del piñón bendix sobre la corona dentada de la volante del motor, producirá el inicio de la combustión o detonación en el motor de combustión, produciendo la inflamación por acción del giro de 100 rpm. 1. 2. 3. 4.

Carcasas de cierre Embrague de rueda libre Armadura motor CC Estator (bobinas de campo) 5. Escobillas (carbones) 6. Electroimán solenoide

68

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MOTOR DE ARRANQUE

69

MOTOR DE ARRANQUE 1) Cuando la corriente fluye al terminal C, el switch magnético lleva corriente para empujar al piñón. 2) Ya que el motor también lleva la corriente, empuja (extrude) el piñón para acoplarse con el engranaje de la rueda volante al girar lentamente. Transmisión de giro

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• FUNCIONAMIENTO

Parte del motor

Terminal B

El piñón es empujado

Terminal C Parte del switch magnético

70

Terminal M

MOTOR DE ARRANQUE Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• FUNCIONAMIENTO 3) El switch magnético se mueve hacia los contactos de los terminales B y C y se conecta con ellos (ON). 4) El terminal B energizado por la línea de alimentación está recibiendo el voltaje de la batería. Cuando el terminal se conecta, gran cantidad de corriente circula al motor, permitiendo que gire con su máxima energía.

Terminal M

Terminal B Hacia alternador

Terminal C Desde el relé de la batería

71

Línea terminal C

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MOTOR DE ARRANQUE C B B <4>

<3> C

M <2>

Donde: R1: Bobina de Retención. R2: Bobina de Atracción. R3: Bobina de campo del motor de arranque.

72

<1>

RELÉ DE SEGURIDAD Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• ARRANQUE DEL MOTOR 1) La corriente proveniente del terminal C en el interruptor de arranque a través del terminal S fluye a través de la resistencia R4 y activa el transistor Q2. Parte del rele del motor de arranque

Contactor Terminal C

Parte del circuito

Terminal B

Bobina

de seguridad

73

RELÉ DE SEGURIDAD Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• ARRANQUE DEL MOTOR 2) La bobina L del relé también lleva corriente para cerrar el contacto del relé. S

<1>

B

<2>

Hacia el switch de arranque

<3>

Hacia terminal B en el relé de batería

R4 C

<1>

Hacia terminal C en el switch de arranque

Hacia terminal R del cargador de batería

R

Q2 <1>

A tierra

74

RELÉ DE SEGURIDAD Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• ARRANQUE DEL MOTOR 3) Por lo tanto, la electricidad de la batería (desde el terminal M en el relé de la batería) fluye al terminal C al motor de arranque, permitiendo que el motor gire. Terminal B Terminal C

Línea R＋S

Hacia el motor de arranque

Desde el relé de batería

Relé de seguridad instalado（PC200-7） 75

RELÉ DE SEGURIDAD Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• DESPUÉS DEL ARRANQUE DEL MOTOR 1) La corriente generada fluye desde el terminal R en el alternador al terminal R del relé de seguridad. La corriente fluye a través del la resistencia R2 y el diodo Zener Z, y activa el transistor Q1. <2> Hacia el switch de arranque

<2>

Al terminal R del cargador de batería

<3>

Al terminal B en el relé de la batería

Al terminal C en el switch de arranque

① <2> <1>

<1>

A tierra

76

RELÉ DE SEGURIDAD Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• DESPUÉS DEL ARRANQUE DEL MOTOR 2) Incluso si la llave de contacto está en la posición START de nuevo después del arranque del motor, la corriente que fluye desde terminal S a través de la resistencia R4 no puede ser llevada a través del transistor Q2 y el transistor no se enciende porque el transistor Q1 se mantiene encendido.

3) Como resultado, el relé L no funciona. La corriente no fluye al terminal C en el motor de arranque y el motor no puede girar. 4) El diodo Zener Z permite que la corriente fluya a través de éste sólo cuando la tensión generada del alternador es superior a un cierto nivel. El dispositivo de seguridad está diseñado para que no se corte el flujo de corriente al terminal C inmediatamente después del inicio de la generación de energía eléctrica.

77

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ALTERNADOR • El alternador es un dispositivo que transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Por lo tanto, él suministra energía eléctrica al sistema eléctrico del vehículo y recarga la batería cuando el motor funciona en alta velocidad de rotación y cuando más energía es generada que la que los consumidores necesitan.

Terminales R e IG

Conector E12 (X-2)

Hacia relé de seguridad, etc.

Terminal B

Hacia motor de arranque

Alternador instalado (PC200-7) 78

ALTERNADOR Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• PRINCIPIO DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA 1) El flujo de corriente continua, a través de la bobina del rotor produce un campo magnético alrededor de esta . 2) Dado que el campo magnético producido como se describe en (1) atraviesa la bobina del estator y debido a la rotación del eje del rotor, se produce corriente alterna (AC 3 fases). 3) Las 3 fases AC son rectificada por seis conmutadores semiconductores (Diodos) y se convierte en DC.

79

ALTERNADOR Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

2

3

4

5

6

7

8

1 9

12 11 10

1.Regulador (semiconductor) 2.Soporte trasero 3.Bobina del rotor 4.Núcleo del Estator

5.Bobina del estator 6.Núcleo del rotor 7.Soporte delantero 8.Ventilador 9.Polea

80

10. Ensamblaje del conmutador 11. Anillos deslizantes 12. Eje del rotor

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ALTERNADOR

81

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ALTERNADOR

82

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ALTERNADOR

Anillos Inducido

Inductor

83

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ALTERNADOR

Terminales trifásicos

Estator (inducido) del alternador 84

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LÍNEA DE ALIMENTACIÓN EN ESPERA (STANDBY)

• "Línea de alimentación en espera" se refiere a los cables que siempre reciben el voltaje de la batería incluso cuando el interruptor de arranque no se ha accionado -.>Línea de alimentación continua (Rosado). • Normalmente, la línea que pasa por un fusible (fusible de acción lenta, circuito de corte) y hacia el terminal B del switch de arranque, recibe constantemente alimentación. 85

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LÍNEA DE ALIMENTACIÓN EN ESPERA (STANDBY)

• La alimentación continua es generalmente usada como fuente de energía para los controladores incluyendo el monitor del equipo y el controlador de KOMTRAX, los cuales deben estar operando mientras la llave de contacto esta siendo cambiada a la posición OFF. (El circuito proviene desde el fusible)

86

LÍNEA DE ALIMENTACIÓN Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Hacia el controlador <4> <5>

<3> <2>

<1>

<1>

1) Llevando la llave de contacto a ON (ACC) se aplica voltaje al terminal BR en el relé de la batería. 2) En consecuencia, el relé de la batería se enciende (los terminales B y M se conectan entre sí). 3) El voltaje de la batería suministra la línea de alimentación (roja) a través del terminal M. 87

LÍNEA DE ALIMENTACIÓN Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Hacia el controlador <4> <5>

<3> <2>

<1>

<1>

4) La línea de alimentación (ON) funciona a través de un fusible (fusible lento o disyuntor) así como también alimenta a varios relés e interruptores. 5) La señal de alimentación (ON) llega al controlador, al motor de arranque, al relé de seguridad y así sucesivamente.

88

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CIRCUITO DE ARRANQUE DEL MOTOR (LÍNEA TERMINAL C)

<4> <1>

<3>

<4> <1>

<2>

<2>

89

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CIRCUITO DE ARRANQUE DEL MOTOR (LÍNEA TERMINAL C) 1) Para la “Línea de alimentación energizada (ON)”, al mover la llave de contacto en la posición encendido (SWITCH ON-ACC) se energiza el relé de la batería (los terminales B y M son conectados). El voltaje de la batería es suministrado al terminal B en el motor de arranque y en el terminal B en el relé de seguridad a través de la Línea energizada (roja).

(Nota, sin embargo si el motor de partida no comienza a girar es porque no llega corriente aún a la bobina del motor de arranque.) 2) Luego, al poner la llave de contacto en la posición de arranque (ST), Los terminales B, BR y C del SWITCH se conectan entre sí y el terminal del relé de seguridad S recibe el voltaje a través de la línea terminal C (señal de arranque).

90

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CIRCUITO DE ARRANQUE DEL MOTOR (LÍNEA TERMINAL C) 3) Como resultado de esto, la corriente fluye a través de la bobina en el relé de seguridad y los terminales B y C se conectan entre sí, <4> permitiendo que la corriente fluya al terminal C en el motor de arranque. (Notar que los prerrequisitos para permitir el flujo de corriente a través de la bobina de seguridad es que no exista corriente en la línea de generación de electricidad en el alternador (terminal R), o que el motor diesel aun no haya arrancado. Si el terminal R recibe corriente, el relé de seguridad no permitirá que los terminales C y B se conecten. Esto es llamado doble función de prevención de extrusión del relé de seguridad.

91

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CIRCUITO DE CARGA DE BATERÍA (LÍNEA TERMINAL R)

<2> <1> <4> <1>

<2>

<2>

Backflow prevention diode

<2>

92

<3>

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CIRCUITO DE CARGA DE BATERÍA (LÍNEA TERMINAL R) 1) Cuando el motor empieza a funcionar, el alternador gira para generar electricidad. Puesto que el voltaje generado es mayor que el voltaje de la batería (normalmente 27,5 a 29,5 voltios), el voltaje de carga se suministra a la batería desde la terminal B del alternador a través del terminal B en el motor de arranque y del relé de la batería.

(El circuito hacia el terminal IG del alternador es para suministrar electricidad a la bobina de generación de campo magnético (bobina del rotor). La electricidad es suministrada por la batería antes de que el motor comience a funcionar y desde el alternador después de que comience a generar electricidad.)

93

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CIRCUITO DE CARGA DE BATERÍA (LÍNEA TERMINAL R) 2) Mientras la carga se lleva a cabo como se muestra en <1>, la señal de voltaje de carga se suministra desde la línea terminal R (línea de señal de carga) hacia el terminal BR en el relé de la batería a través del diodo de prevención de retorno (D01) con el fin de cargar la batería.

(Prevención de retorno es una de las dos principales funciones de los diodos. Si hay cortocircuitos, el motor no arrancará, porque el terminal R en el dispositivo de seguridad sigue activado durante el arranque.)

94

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CIRCUITO DE CARGA DE BATERÍA (LÍNEA TERMINAL R) 3) La línea terminal R (línea de la señal de carga) también está conectada al terminal R en el dispositivo de seguridad para el suministro de la señal de carga. Cuando el terminal R lleva la corriente, el relé no se enciende, impidiendo la conexión de los terminales B y C. Puesto que no fluye corriente al terminal C en el motor de arranque, incluso si la llave de arranque está en la posición START accidentalmente mientras el motor está funcionando. (Esto se llama doble función de prevención de extrusión del relé de seguridad.) 4) Además, la línea terminal R se separa antes del diodo de prevención de retorno y se conecta con el panel del monitor para que actúe como la línea de señal de entrada para el nivel de carga de la batería. (La señal es usada para controlar la iluminación de la luz de aviso para el monitor de nivel de carga)

95

MÓDULO VI: SENSORES Y ACTUADORES

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

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INTRODUCCIÓN • Los sistemas controlados por computador monitorean continuamente la condición de operación en los vehículos modernos. A través de sensores, el computador recibe información vital sobre un número de condiciones, permitiendo que se hagan ajustes menores más rápidamente y más precisamente que en los sistemas mecánicos. • Los sensores convierten temperatura, presión, velocidad, posición y otros datos en señales eléctricas digitales y análogas.

2

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INTRODUCCIÓN Sensores

Actuadores

Controladores

Sensor de revoluciones Controlador de Motor

Sensor de presión de aceite Sensor de Temperatura Sensor de Posición

Sensor de Carrera

Señales de

Válvula de Solenoide ON-OFF Válvula de Solenoide Proporcional

Controlador de la Bomba

Señales Controlador de la Transmisión

de Salida

Entrada

Gobernador del Motor

Inyector

Controlador de HST Sensor de Ángulo Sensor de Inclinación

Controlador de equipos de trabajo

Indicadores Comunicación

Sensor de Nivel

Controlador de Retardador

Sensor de Aceleración

3

Panel Monitor

CLASIFICACIÓN DE SENSORES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Los tipos de sensores utilizados en Komatsu son los siguientes: 

Sensores Activos.



Sensores Pasivos.

Sensores Pasivos

Sensores activos

4

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SENSOR ACTIVO • Consta de tres terminales:  Alimentación  Señal  Retorno (GND)

5

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SENSOR PASIVO • Consta de dos terminales:  Señal  Retorno (GND)

6

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SENSOR DE TEMPERATURA

7

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SENSORES DEL MOTOR

8

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SENSOR DE TEMPERATURA

ECM 17 22

B A

Temperatura (°C)

Temperatura (°F)

Resistencia (ohms)

0

32

30k a 36k

25

77

9k a 11k

50

122

3k a 4k

75

167

1350 a 1500

100

212

600 a 675

9

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APLICACIÓN EN SENSOR DE EFECTO HALL • El efecto Hall crea un campo magnético. La rueda giratoria ferromagnética modula el campo magnético y el sensor de efecto Hall responde a las diferencias de este campo magnético para generar una señal. • Para generar esto el ECM entrega 5 voltios y las ventanas de la rueda del cigüeñal son detectadas y retorna al ECM mediante pulsos.

10

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APLICACIÓN EN SENSOR DE EFECTO HALL

11

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ACTUADORES • Genéricamente se conoce con el nombre de actuadores a los elementos finales que permiten modificar las variables a controlar. Se trata de elementos que ejercen de interfaces de potencia, convirtiendo magnitudes físicas, normalmente de carácter eléctrico en otro tipo de magnitud que permite actuar sobre el medio o proceso a controlar. Al mismo tiempo aíslan la parte de control del sistema de las cargas que gobiernan el proceso. • Entre los accionamientos más habituales se encuentran los destinados a producir movimiento (motores y cilindros), los destinados al trasiego de fluidos (bombas) y los de tipo térmico (hornos, intercambiadores, etc.)

12

CLASIFICACIÓN DE ACTUADORES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Clasificación atendiendo al tipo de energía empleada en el accionamiento:  Accionamientos eléctricos  Accionamientos hidráulicos  Accionamientos neumáticos  Accionamientos térmicos

• Dentro de cada una de estas tecnologías encontramos accionamientos de dos tipos:  Accionamientos todo-nada  Accionamientos de tipo continuo

13

CLASIFICACIÓN DE ACTUADORES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• (Pre)Accionamientos eléctricos  Relés y contactores. Dispositivos electromagnéticos que conectan o desconectan un circuito eléctrico de potencia al excitar un electroimán o bobina de mando. Los relés están previstos para accionar pequeñas potencias (del orden de 1kW)

 Servomotores. Pequeñas máquinas especialmente diseñadas para el control de posicionamiento

14

APLICACIÓN EN ACTUADOR EFC • El actuador EFC se encuentra dentro del CENTRY y su función se encuentra relacionada al sistema de combustible, este actuador regula el flujo de combustible de acuerdo a la tensión que recibe del ECM a través del flujo magnético generado gira la válvula para regular el flujo

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD

CARACTERISTICAS DEL EFC 12 VDC Coil resistance : 1,5 to 3 ohms 24 VDC Coil resistencia: 7 to 10 ohms

CLASIFICACIÓN DE ACTUADORES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• (Pre)Accionamientos hidráulicos y neumáticos  Válvulas distribuidoras. Dispositivos que permiten establecer o cortar la conexión hidráulica o neumática entre dos o más vías.  Servo válvulas. Válvulas proporcionales capaces de regular la presión o el caudal siguiendo una cierta magnitud de consigna de tipo eléctrico.

 Cilindros. Permiten obtener un movimiento aplicando una presión hidráulica o neumática a uno u otro lado del émbolo.

16

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MÉTODO DE CONTROL DE VÁLVULA SOLENOIDE Control negativo

Control positivo 24V

Controlador

Controlador

24V

Válvula solenoide A

Válvula solenoide A

Válvula solenoide B

Válvula solenoide B

Válvula solenoide C

Válvula solenoide C

Transistor

Transistor

17

Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

MÉTODO DE CONTROL DE VÁLVULA SOLENOIDE • Control positivo y control negativo  En el método de control positivo, el voltaje de 24 VDC se aplica a la válvula de solenoide para funcionar sólo durante el funcionamiento.  En el método de control negativo, el voltaje de 24 VDC siempre se aplica a todas las bobinas y la válvula de solenoide funcionará solo si es puesta a tierra.  Las máquinas recientes han adoptado mayormente el método de control positivo, desde el punto de vista de seguridad. El método de control negativo, sin embargo, todavía se utiliza en los circuitos de los motores del limpiaparabrisas y dispensador, etc.  Conmutando el transistor se enciende o apaga la válvula solenoide.

18

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VÁLVULA SOLENOIDE PROPORCIONAL Controlador

2. 3. 4. 5. 6.

Actuador

Circuito de control

19

Carrete Resorte Pasador Bobina Émbolo

VÁLVULA SOLENOIDE PROPORCIONAL Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Estructura, funcionamiento y operación  Solenoide proporcional (válvula EPC) significa que la válvula tiene una relación proporcional entre su apertura y el valor de corriente enviada desde el controlador a la misma, permitiendo ser controlada proporcionalmente. EPC = Control Eléctrico de Presión

 A medida que la corriente que fluye por bobina (5) aumenta, la fuerza electromagnética generada aumenta y empuja al carrete (2) a la derecha a través del pasador (4) al comprimir el resorte (3).  El carrete se detiene en la posición en la que las dos fuerzas están en equilibrio como se muestra a continuación. Fuerza electromagnética = presión puerto PSIG + Fuerza Resorte (3).  La presión del puerto PSIG varía en proporción al valor de la corriente de mando (= fuerza electromagnética). 20

VÁLVULA SOLENOIDE PROPORCIONAL Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Relación entre la corriente de mando y la presión de salida

Solenoide LS-EPC

Solenoide PC-EPC (traseero) Válvula solenoide proporcional instalada (PC200-8)

21

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VÁLVULA SOLENOIDE PROPORCIONAL • Aplicación (la válvula solenoide proporcional se utiliza en todo control del equipo)

 Excavadoras hidráulicas: Para el control de la bomba CLSS (LS-EPC, PCEPC), el control de la bomba OLSS (válvula TVC) y control de caudal attachment, etc.  Bulldozers: Para control de la bomba del motor de desplazamiento del sistema HST, control del equipo de trabajo HSS, control del carrete principal de la palanca PCCS , etc.  Cargadores frontales: Para el control del carrete principal de la palanca eléctrica del equipo de trabajo, control de la bomba del equipo de trabajo/ dirección, etc.  Camiones tolva: Para la transmisión y el control del convertidor de torque (válvula ECMV, ECMV = Válvula con Control Electrónico de Modulación), etc.

22

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VÁLVULA SOLENOIDE (ON-OFF) Desenergizada

Actuador

Excitada

Fuerza del resorte Controlador o bateria

Actuador

Fuerza electromagnética Controlador o batería

Circuito de control Circuito de control

9. Bobina 10. Carrete 12. Resorte P. Entrada, circuito de control T. Circuito tanque A. Circuito actuador

23

VÁLVULA SOLENOIDE (ON-OFF) Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Estructura, función y operación.  La válvula solenoide, es un componente típico entre los que se utilizan en la línea de señal de salida, el carrete opera (10) para cambiar el paso de caudal de aceite con el fin de accionar los actuadores mediante la propiedad de convertirse en un electroimán cuando la corriente fluye a través de su bobina.

 El estado del solenoide cuando no fluye corriente por la bobina se llama desenergizado (desmagnetizado). Bajo esta condición, el aceite confinado no puede fluir hacia el actuador ya que el resorte (12) está empujando el carrete (10) y los puertos P y A están desconectados entre sí. El aceite se drena desde el puerto A hacia a tanque a través del puerto T.  Cuando la señal de salida de corriente del controlador o batería fluyen a través de la bobina, el solenoide es excitado y la fuerza magnética actúa en el carrete(10), lo que le permite comprimir el resorte (12). El aceite a presión fluye al actuador desde el canal P a través del puerto A. 24

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VÁLVULA SOLENOIDE (ON-OFF)

Válvula solenoide

Válvula solenoide instalada (PC200-8)

25

VÁLVULA SOLENOIDE (ON-OFF) Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

• Aplicación (la válvula solenoide se utiliza en todo control del equipo)  Excavadoras hidráulicas: para cancelación bloqueo PPC, operación de la válvula de unión-división, aumento de la presión de la válvula de alivio de dos etapas, selección de la velocidad de desplazamiento y liberación de l freno de giro, etc.  Bulldozers: para cancelación del bloqueo PPC y la liberación de frenos de estacionamiento, etc.  Cargadores frontales: válvula de bloqueo trabajo , liberación del freno de estacionamiento, etc.

del

equipo

de

 Camiones tolva: Para el corte de la transmisión y liberar el freno de estacionamiento, válvula de sobrecarga de elevación, para la suspensión automática, etc.  Otros: solenoide de inversión de rotación del ventilador, etc.

26

MÓDULO VII: LECTURA DE PLANOS ELÉCTRICOS

Motores

Maquinaria

Grupos Electrógenos

Repuestos

1

Servicio

Capacitación

CÓDIGO DE COLORES Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Tipos de línea de sistema 1.

Código de color de la línea del circuito(8 colores) •Linea de tierra

Línea del Monitor del equipo

(Ground)

•Línea de energía standby

(1) Línea de standby

(Switch de arranque OFF)

•Línea de potencia

(2) Línea de potencia (switch de encendido ON)

(Switch de arranque ON)

Negro Rosado Rojo

(3) Línea del sensores para el monitor

•Señal de Arranque

(4) Circuito de arranque y carga (5) Luz, dispensador y limpiaparabrisas

•Línea de alimentación de sensor (5V)

2.

Línea de sistema de control del Motor

•Señal de salida

3.

Línea de sistema de control del equipo

•Desde switch y relé •Desde controlador •Hacia los actuadores

(1) Línea de sistema de control de la bomba (PC)

• Señal de entrada •Desde sensores •Hacia monitor y controlador

(2) Línea de control de transmisión y control HST (para bulldozer y cargadora frontal)

•Network(CAN) (Línea de Comunicación)

(3) Línea de control de equipo de trabajo

2

Marrón Naranja Azul

Verde

Amarillo

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CÓDIGO DE COLORES

3

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EJEMPLO

4

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SIMBOLOGÍA

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SIMBOLOGÍA DE COLORES EN CABLEADO Cada cableado en el dibujo del circuito siempre tiene un código con un(os) Número(s) y una(s) Letra(s)

3R Dimensión cable

3RW

3 (3mm2) Rojo

Color

3RW Dimensión cable Color

3R

3 (3mm2)

A35（Etiqueta ID del Conector）

Fondo rojo con línea blanca

Cableado instalado cerca de fusible

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SIMBOLOGÍA DE CONECTORES

Pines

A01（Ｘ－4）

Enchufe

ID Conector

Tipo

Número de Pines Conector Macho

Nota El dibujo del conector puede no indicar todos los terminales. (En la figura siguiente se indica de número exacto de los terminales.)

Conector Hembra

Nota En Komatsu los conectores macho y hembra pueden distinguirse basándose en la forma del pin.

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TABLA DE CONEXIÓN Y ESTEREOGRAMA Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Tabla conector

Estereograma de conector

Nota Al final del shop manual encontramos la sección de Diagnóstico de fallas. En ella, al comienzo está la tabla de conectores y el estereograma. 8

LECTURA DE PLANOS ELÉCTRICOS Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Conductor 060 Conector AEX 20R

Terminal

Conductor 112A Pin 35 hembra Conector FL1

Conector AEX Calibre 1.25 flexible Blanco Negro

Pin 2 Conector E02

Tipo SUMITOMO Parte Hembra

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LECTURA DE PLANOS ELÉCTRICOS Komatsu - Mitsui Maquinarias Perú S.A.

Pin 2 Conector E021 Tipo DT-T Parte Hembra

Pin 6 macho Conector ER1

Conductor 111A

Conductor 061

Conector AEX

Conector AEX 15L

Calibre 1.25 flexible Verde

10 10

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LECTURA DE PLANOS ELÉCTRICOS Pin 8 hembra

Conductor 141A

Conector ER1

Calibre 1.25 flexible

Amarillo

Conductor 081 Conector AEX 20W

11 11

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LECTURA DE PLANOS ELÉCTRICOS Pin 2 Conector R40 Tipo X Parte Hembra

Pin 47 hembra Conector FL1

Conductor 398 Calibre 0,75 flexible Azul Blanco

12 12

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LECTURA DE PLANOS ELÉCTRICOS Pin 2 Conector R54 Tipo DT-T Parte Hembra

Conductor 529 Pin 38 hembra Conector FL1

Calibre 0,75 flexible Verde Blanco

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