Manual de aplicación Fuentes de alimentación...Figura 5 – Fuente de alimentación conmutada en...

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Manual de aplicación Fuentes de alimentación

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  • Manual de aplicación Fuentes de alimentación

  • • ¡Peligromortaldebidoatensióneléctrica!Lasfuentesdealimentaciónsólodebenserinstaladasypuestasenfuncionamientoporpersonaldebidamentecualificadoydeconformidadconlanormativalocal(porejemploVDE,etc.).

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    1. Introducción ............................................................................................................ 3

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial ............... 4

    2.1 Diseño eléctrico .............................................................................................. 4

    2.2. Tipos de fuentes de alimentación y su diseño ............................................. 52.2.1 Fuentes de alimentación no reguladas ...................................................... 62.2.2 Fuentes de alimentación reguladas linealmente ........................................ 72.2.3 Fuentes de alimentación conmutadas en primario .................................... 82.2.4 Fuentes de alimentación conmutadas en secundario ............................... 92.2.5 Resumen ............................................................................................... 10

    2.3. Seguridad ..................................................................................................... 112.3.1 Aislamiento eléctrico .............................................................................. 112.3.2 Aislamiento ............................................................................................ 112.3.3 Aislamiento seguro ................................................................................. 112.3.4 Conexión a tierra del secundario ............................................................ 122.3.5 SELV (Muy baja tensión de seguridad) .................................................... 132.3.6 PELV (Muy baja tensión de protección) ................................................... 132.3.7 Clase de protección ............................................................................... 142.3.8 Grado de protección .............................................................................. 142.3.9 Grado de contaminación ........................................................................ 16

    2.4. Homologaciones .......................................................................................... 17

    2.5. Normas ......................................................................................................... 19

    2.6. Rangos de tensiones de entrada ................................................................ 212.6.1 Entrada de rango amplio ....................................................................... 212.6.2 Autorrango ............................................................................................. 212.6.3 Selección de rango manual ................................................................... 21

    2.7. Funciones de protección ............................................................................. 222.7.1. Protección contra cortocircuitos y sobrecarga (características de salida) .. 222.7.2. Protección térmica ................................................................................ 272.7.3. Protección contra circuitos abiertos ...................................................... 282.7.4. Resistencia a alimentación inversa ........................................................ 282.7.5. Protección contra sobretensiones (secundario) ..................................... 282.7.6. Protección contra fallos de alimentación ................................................ 28

    2.8. Uso de fusibles ............................................................................................ 292.8.1 Uso de fusibles de entrada ..................................................................... 292.8.2 Uso de fusibles de salida ........................................................................ 292.8.3 Sección transversal del conductor ......................................................... 292.8.4 Selectividad ............................................................................................ 30

    2.9. PFC (Corrección de factor de potencia) ..................................................... 362.9.1 Armónicos .............................................................................................. 362.9.2 PFC pasivo ............................................................................................ 372.9.3 PFC activo ............................................................................................. 37

    Contenido

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    3. Gama de productos ABB .................................................................................... 38

    3.1. Fuentes de alimentación conmutadas en primario .................................... 383.1.1 Descripción del producto CP-E, CP-S y CP-C ....................................... 383.1.2 CP-E ...................................................................................................... 403.1.3 CP-S ...................................................................................................... 413.1.4 CP-C ...................................................................................................... 423.1.5 CL-LAS.SD... ......................................................................................... 43

    3.2. Accesorios ................................................................................................... 443.2.1 Unidad de redundancia CP-RUD para CP-E .......................................... 443.2.2 Módulo de mensajería CP-C MM para CP-C .......................................... 443.2.3 Unidad de redundancia CP-A RU para CP-S/C ...................................... 453.2.4 Módulo de control CP-A CM para CP-A RU ........................................... 45

    4. Aplicaciones ......................................................................................................... 46

    4.1. Diseño .......................................................................................................... 46

    4.2. Ajuste de la tensión de salida ..................................................................... 494.2.1 Compensación de las pérdidas de línea ................................................. 494.2.2 Equilibrado de las fuentes de alimentación ............................................. 50

    4.3. Conexión en paralelo de fuentes de alimentación ..................................... 514.3.1 Conexión en paralelo de fuentes de alimentación

    para una mayor capacidad ..................................................................... 514.3.2 Conexión en paralelo de fuentes de alimentación para redundancia ....... 534.3.3 Equilibrio de intensidad .......................................................................... 55

    4.4. Conexión en serie de fuentes de alimentación .......................................... 57

    4.5. Funciones de monitorización ...................................................................... 584.5.1 Monitorización de una única fuente de alimentación mediante

    CP-C con CP-C MM .............................................................................. 584.5.2 Monitorización de dos fuentes de alimentación mediante

    CP-A RU con CP-A CM ......................................................................... 594.5.3 Monitorización de una fuente de alimentación mediante

    CP-A RU con CP-A CM ......................................................................... 604.6. Ejemplo de aplicación ................................................................................. 61

    4.6.1 Alimentación para un contactor AF185 .................................................. 615. Anexo .................................................................................................................... 62

    5.1. Tablas de selectividad para el apartado 2.8.4 ............................................ 62

    5.2. Lista de figuras ............................................................................................ 65

    5.3. Índice ............................................................................................................ 66

    Contenido

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    1. Introducción

    En las aplicaciones actuales, por ejemplo en la ingeniería de control, es esencial tomar la decisión adecuada en cuanto a la selección y la planifi cación de la fuente de alimentación. Una conexión o un dimensionado incorrectos de la fuente de alimentación pueden afectar gravemente a la seguridad y/o la disponibilidad de toda la instalación.Este manual facilita una perspectiva general de las fuentes de alimentación conmutadas, y por lo tanto ayuda a elegir la fuente de alimentación óptima y a evitar problemas durante el diseño y la puesta a punto.En general, el manual muestra y explica los fundamentos de las fuentes de alimentación, las diferencias entre éstas, y proporciona una introducción detallada a la gama de productos ABB conforme a los criterios de selección.Finalmente, describe y explica ejemplos de aplicaciones para el diseño.

    ABB STOTZ-KONTAKT GmbHSeptiembre de 2006

    Fabian Spranz Markus Klein

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    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.1 Diseño eléctricoDesde una perspectiva simplificada del diseño eléctrico de las fuentes de alimentación, éstas pueden considerarse un dispositivo con una parte de entrada y otra de salida. La parte de entrada y la parte de salida están aisladas eléctricamente entre sí.

    L

    N

    PE

    L+

    L-

    2CD

    C 2

    72 0

    22 F

    0206

    entrada CA/CC salida CC

    Figura 1 – Perspectiva simplificada del diseño eléctrico

    En la tabla siguiente se detallan los términos más importantes en relación con la parte de entrada y la parte de salida.

    Parte de entrada Parte de salida

    PrimarioTensión de entradaConexión a tierra del primarioConsumo de corrienteCorriente de arranqueFusible de entradaFrecuenciaAlimentación de CCProtección contra fallos de alimentaciónCorrección de factor de potencia (PFC)

    SecundarioTensión de salidaConexión a tierra del secundarioIntensidad de cortocircuitoRizado residualCaracterísticas de salidaIntensidad de salida

    Tabla 1 – Términos relativos a la parte de entrada y salida

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    2.2. Tipos de fuentes de alimentación y su diseñoExisten dos tipos principales de fuentes de alimentación: fuentes de alimentación reguladas y no reguladas. Las fuentes de alimentación reguladas se dividen en fuentes de alimentación reguladas linealmente y fuentes de alimentación conmutadas.

    2CD

    C 2

    72 0

    23 F

    0206

    fuente de alimentación

    regulada

    conmutadareguladalinealmente

    conmutadaen primario

    conmutadaen secundario

    no regulada

    Figura 2 – Descripción de los tipos de fuentes de alimentación

    A continuación se explican los distintos tipos de fuentes de alimentación en mayor detalle. No obstante, las explicaciones sólo se refieren a la tecnología básica y no a los detalles de diseño de los circuitos.

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2.2.1 Fuentes de alimentación no reguladas

    L

    50/60 Hz

    N

    L+

    L-

    t t t t

    U U U U

    C

    2CD

    C 2

    72 0

    24 F

    0b06

    Figura 3 – Fuente de alimentación no regulada

    La tensión de red de CA (50/60 Hz) aplicada a la parte de entrada se transforma a un nivel inferior y se rectifica posteriormente mediante un rectificador. Seguidamente, un conden-sador C suaviza la tensión de salida del rectificador. Las dimensiones del transformador dependen de la tensión de salida deseada. Debido al diseño del circuito eléctrico, la tensión de salida depende directamente de la ten-sión de entrada, lo que a su vez significa que las variaciones en la tensión de red tienen un efecto directo sobre la parte de salida. Puesto que no se efectúa regulación en el secunda-rio, el rizado residual de la tensión de salida se sitúa en el orden de los voltios y se especifica como un porcentaje de la tensión de salida de CC.Debido a la sencillez de su diseño, las fuentes de alimentación no reguladas son muy robus-tas y duraderas. Su rendimiento aproximado es del 80%.Las fuentes de alimentación no reguladas se emplean principalmente en aplicaciones electromecánicas sencillas que no requieren tensiones de salida exactas, por ejemplo para alimentar contactores.

    Ventajas Desventajas

    Alto rendimientoDurabilidadRentabilidad

    Gran tamañoAlto rizado residualAusencia de alimentación de CC

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2.2.2 Fuentes de alimentación reguladas linealmente

    L

    50/60 Hz

    N

    L+

    L-

    t

    U U U

    t t

    C1 C2

    T

    Controlador

    2CD

    C 2

    72 0

    25 F

    0b06

    Figura 4 – Fuente de alimentación regulada linealmente

    La entrada de tensión de red CA se transforma a un nivel de voltaje menor, se rectifica y suaviza mediante el condensador C1. Seguidamente se realiza la regulación de tensión, normalmente a través de un transistor de potencia. El transistor de potencia actúa como una resistencia variable, que se controla para mantener la tensión de salida constante.El rendimiento de las fuentes de alimentación reguladas linealmente sólo es del 50% aproxi-mádamente, debido a las elevadas pérdidas dentro del transistor de potencia. La energía restante se emite en forma de calor. Por este motivo, se requiere ventilación suficiente para refrigerar la fuente de alimentación. En comparación con las fuentes de alimentación no reguladas, las reguladas linealmente presentan un rizado residual muy pequeño de la tensión de salida (del orden de milivoltios).Las fuentes de alimentación reguladas linealmente se emplean en todas las aplicaciones que requieren una tensión de salida muy exacta, por ejemplo en dispositivos médicos de gran precisión.

    Ventajas Desventajas

    Tiempos de regulación cortosBajo rizado residualCircuitos sencillos

    Bajo rendimientoGran tamañoAusencia de alimentación de CC

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2.2.3 Fuentes de alimentación conmutadas en primario

    L

    50/60 Hz

    N

    C1

    T

    Controlador Aislamiento

    C2

    L+

    L-

    t tt t t

    U UU U U

    2CD

    C 2

    72 0

    26 F

    0b06

    Figura 5 – Fuente de alimentación conmutada en primario

    En las fuentes de alimentación conmutadas en primario, primero la tensión de red de CA se rectifica y se suaviza y después se interrumpe ("conmuta"). La interrupción significa que la tensión de CC se conmuta periódicamente a una frecuencia de 40 a 200 kHz mediante un transistor de potencia. En comparación con las fuentes de alimentación reguladas linealmente, el transistor de potencia no actúa como una resistencia variable sino como un interruptor. Ello genera una tensión de CA de onda cuadrada que se transforma hacia el circuito secundario a través de un transformador de alta frecuencia. En el circuito secundario, la tensión se rectifica y se suaviza. La cantidad de energía transformada hacia el circuito secundario se controla en fun-ción de la carga variando la tasa de interrupción. Cuanto más tiempo conduzca el transistor, mayor será la cantidad de energía transformada hacia el circuito secundario(modulación por anchura de impulsos).Debido al uso de tensión de CA de alta frecuencia, las fuentes de alimentación conmutadas en primario tienen una ventaja decisiva: su transformador puede tener unas dimensiones mucho menores de lo requerido para la transformación de bajas frecuencias. Ello reduce el peso y la disipación en el interior de la unidad. El rendimiento de estas unidades oscila entre el 85 y el 95%. Dado que la tensión de salida no depende directamente de la tensión de entrada, estas unidades pueden emplearse con un amplio rango de tensiones de entrada e incluso pueden alimentarse con tensión de CC. Además, es posible compensar interrup-ciones de la tensión de red de corta duración de hasta 200 ms. No obstante, el tiempo de compensación de fallos de alimentación está limitado por el tamaño del condensador C1 puesto que un tiempo de compensación mayor requiere una capacidad superior y, por lo tanto, un condensador mayor , lo cual no es recomendable sobre todo en el caso de fuentes de alimentación pequeñas. Por lo tanto, hay que encontrar un equilibrio práctico entre el tamaño de la fuente de alimentación y el tiempo de compensación.

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    Las fuentes de alimentación conmutadas en primario pueden emplearse para todos los cometidos. Por ejemplo, son adecuadas para alimentar toda clase de equipos electrónicos y también aplicaciones electromecánicas.

    Ventajas Desventajas

    Pequeño tamañoPeso reducidoAmplio rango de tensiones de entradaFacilidad de regulaciónAlto rendimientoAlimentación de CCCompensación en caso de fallo de tensión de red

    Circuitos complejosContaminación de redLa alta frecuencia requiere medidas de supresión de interferenciasPrecio elevado

    2.2.4 Fuentes de alimentación conmutadas en secundarioEl diseño de las fuentes de alimentación conmutadas en secundario difiere tan sólo en un detalle del diseño de las fuentes de alimentación conmutadas en primario. La interrupción se efectúa en el secundario. Por consiguiente, debe utilizarse un transformador mucho mayor porque tiene que transformar una tensión de red de 50/60 Hz. No obstante, el transformador también actúa como un filtro y, por lo tanto, minimiza la contaminación de la red.

    Ventajas Desventajas

    Alto rendimientoFacilidad de regulaciónAmplio rango de tensiones de entradaBaja contaminación de red

    Gran tamañoAusencia de alimentación de CCPrecio elevado

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2.2.5 ResumenEn los últimos años, las fuentes de alimentación conmutadas en primario han gozado de una especial aceptación en el campo de las aplicaciones industriales. Su capacidad de aceptar casi todas las tensiones de entrada, su alto rendimiento y su diseño compacto hacen que estas fuentes de alimentación sean una opción prioritaria para el diseño de nuevas instala-ciones o la ampliación de las existentes.

    En la tabla siguiente se comparan los distintos tipos de fuentes de alimentación, teniendo en cuenta sus características más importantes.

    No reguladas Reguladas lineal-mente

    Conmutadas en primario

    Rendimiento + -- ++

    Tiempo de regulación -- ++ +

    Peso y tamaño -- - ++

    Rizado residual -- ++ +

    Costes ++ - --

    Ámbitos de aplicación -- + ++

    Tabla 2 - Comparación de distintos tipos de fuentes de alimentación

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.3. SeguridadLa seguridad del personal y el equipo en las instalaciones es una prioridad incluso en las fuentes de alimentación. Los requisitos necesarios para proporcionar este grado de segu-ridad se especifican en normativas estandarizadas. Los términos más importantes de este ámbito se detallan y se explican a continuación.

    2.3.1 Aislamiento eléctricoEl aislamiento eléctrico impide la circulación de corriente entre un circuito eléctrico y otro adyacente. En el caso de las fuentes de alimentación, esto significa que no existe una conexión eléctrica entre la parte de entrada y la de salida.

    2.3.2 AislamientoLos distintos tipos de aislamiento se definen en la normaIEC/EN 60950.

    • Aislamiento funcional Aislamiento necesario para el correcto funcionamiento del equipo.

    • Aislamiento básico Aislamiento que proporciona protección básica contra descargas eléctricas.

    • Aislamiento complementario Protección contra descargas eléctricas en caso de un fallo en el aislamiento básico.

    • Aislamiento doble Aislamiento que comprende el aislamiento básico y el complementario.

    • Aislamiento reforzado Un único sistema de aislamiento que ofrece un grado de protección contra descargas eléctricas equivalente al aislamiento doble.

    2.3.3 Aislamiento seguroSe requiere aislamiento seguro de conformidad con EN 50178 para todas las interfases entre distintos circuitos eléctricos, por ejemplo entre un circuito SELV y un circuito de red.El aislamiento seguro impide la circulación de corriente entre circuitos eléctricos. Este aislamiento debe implementarse a través de aislamiento doble o reforzado o mediante un apantallado protector.

  • 12

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.3.4 Conexión a tierra del secundarioEn caso de conexión a tierra del secundario, la parte de salida de la fuente de alimentación está conectada al conductor a tierra (PE) para evitar fallos a tierra peligrosos.

    L

    N

    PE

    L+

    L-

    2CD

    C 2

    72 0

    27 F

    0b06

    Figura 6 – Conexión a tierra del secundario

    Los fallos a tierra tienen lugar si una línea que conduce corriente presenta contacto con tierra. En el peor de los casos, dos fallos a tierra simultáneos pueden provocar un puente entre conmutadores y poner en marcha el equipo de forma accidental.

    L

    N

    PE

    L+

    L-

    2CD

    C 2

    72 0

    28 F

    0206

    carga

    Figura 7 – Fallo a tierra

    Si se utiliza conexión a tierra del secundario, la aparición de este fallo a tierra provoca un cortocircuito a tierra que hace que los fusibles en el circuito secundario se fundan.

    L

    N

    PE

    L+

    L-

    2CD

    C 2

    72 0

    29 F

    0206carga

    Figura 8 – Cortocircuito a tierra

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    2.3.5 SELV (Muy baja tensión de seguridad)Una SELV conforme a la IEC/EN 60950 es una tensión de seguridad extremadamente baja. Esta tensión es tan reducida que no existe peligro debido a la circulación de corriente por el cuerpo humano en caso de contacto directo, ni durante el funcionamiento normal ni en caso de un fallo aislado. En el caso de las fuentes de alimentación, ello se consigue a través de aislamiento eléctrico y aislamiento doble o reforzado entre el primario y el secundario. No se requiere conexión a tierra del secundario, aunque se permite.El valor máximo no debe ser superior a 42,4 V en caso de tensiones de CA y 60 V en caso de tensiones de CC. Se definen tensiones menores para aplicaciones específicas (como por ejemplo juguetes).

    2.3.6 PELV (Muy baja tensión de protección)Una PELV conforme a la IEC/EN 60950 es una tensión de protección extremadamente baja. En el caso de una PELV, los circuitos eléctricos están conectados a tierra y (como con una SELV) aislados de forma segura de circuitos con tensiones superiores. Los límites de tensión son idénticos a los de la SELV.

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2.3.7 Clase de protecciónLa norma IEC/EN 61140 define clases de protección para equipo eléctrico. Los dispositivos se clasifican según las normas de seguridad adoptadas para evitar descargas eléctricas. Las clases de protección se dividen en las clases 0, I, II y III.• Clase de protección 0

    Aparte del aislamiento básico no existe protección contra descargas eléctricas. Estos dispositivos no pueden conectarse a instalaciones eléctricas con conductor a tierra (PE). El uso de equipo de clase 0 no se permite en Alemania. La protección de clase 0 ya no se incluirá en versiones futuras de la norma.

    • Clase de protección I

    Además del aislamiento básico, todas las piezas electroconductoras de la carcasa están conectadas a tierra. Ello evita que se produzcan descargas eléctricas en caso de un fallo del aislamiento.

    • Clase de protección II

    La protección contra descargas eléctricas no se basa solamente en el aislamiento básico. La carcasa cuenta con aislamiento reforzado o doble. Si la carcasa es de un material electroconductor, no se permite contacto directo entre ésta y las piezas electroconductoras. Las carcasas de los dispositivos de clase II no cuentan con una conexión PE (toma de tierra).

    Es importante tener en cuenta que la conexión PE no sólo se emplea para la conexión a tierra de carcasas, sino también para conectar filtros para medidas de EMC (compatibi-lidad electromagnética) a tierra. Por este motivo, incluso los dispositivos cuyas carcasas son completamente plásticas pueden equiparse con una conexión PE.

    • Clase de protección III

    El dispositivo funciona con tensión de seguridad extremadamente baja y no requiere medidas de protección.

    Las fuentes de alimentación suelen ser equipos de clase I ó II.

    2.3.8 Grado de protecciónConforme a la DIN EN 60529, el equipo eléctrico se clasifica mediante los denominados códigos IP. IP son las siglas en inglés de "Protección internacional" o "Protección contra pe-netración". El código IP consta de dos cifras: El primer dígito especifica la protección contra contacto accidental y contra la penetración de cuerpos extraños sólidos, y el segundo dígito especifica la protección contra la penetración de agua.

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Dígito 1: Protección contra contacto accidental y la penetración de cuerpos sólidos extraños

    Dígito Protección contra contacto accidental

    Protección contra la penetración de cuerpos extraños sólidos

    0 Sin protección Sin protección

    1 Seguridad al contacto con partes grandes del cuerpo (diámetro: 50 mm)

    Cuerpos extraños sólidos grandes (diámetro: > 50 mm)

    2 Seguridad al contacto con los dedos (diámetro: 12 mm)

    Cuerpos extraños sólidos de tamaño medio (diámetro: > 12,5 mm; longitud: < 80 mm)

    3 Herramientas y cables (diámetro: > 2,5 mm)

    Cuerpos extraños sólidos pequeños (diámetro: > 2,5 mm)

    4 Herramientas y cables (diámetro: > 1 mm)

    Cuerpos extraños sólidos granulares (diámetro: > 1 mm)

    5(K) Seguridad completa al contacto Depósito de polvo

    6(K) Seguridad completa al contacto Penetración de polvo

    Tabla 3 – Grados de protección contra contacto accidental y la penetración de cuerpos extraños sólidos

    Dígito 2: Grados de protección contra la penetración de agua

    Dígito Protección contra la penetración de agua

    0 Sin protección

    1 Protección contra goteo de agua vertical

    2 Protección contra goteo de agua. Desviación de hasta 15º respecto a la vertical

    3 Protección contra agua rociada a un ángulo de hasta 60º a cualquier lado de la vertical

    4 Protección contra salpicaduras de agua (sobre la carcasa desde cualquier dirección)

    4k Protección contra salpicaduras de agua a alta presión (sobre la carcasa desde cualquier dirección), sólo aplicable a vehículos de carretera

    5 Protección contra chorros de agua

    6 Protección contra chorros de agua fuertes (condiciones en la cubierta de barcos)

    6k Protección contra chorros de agua fuertes a alta presión (condiciones en la cubierta de barcos), sólo aplicable a vehículos de carretera

    7 Protección contra los efectos de la inmersión temporal en agua

    8 Protección contra los efectos de la inmersión permanente en agua

    9k Protección contra el agua durante la limpieza a presión/al vapor, sólo aplicable a vehículos de carretera

    Tabla 4 – Grados de protección contra la penetración de agua

    Las fuentes de alimentación suelen tener la clasificación IP20. Ello es suficiente para su uso en armarios de control.

  • 16

    2.3.9 Grado de contaminaciónEl grado de contaminación conforme a la DIN EN 50178 define el tipo de contaminación que cabe esperar en el lugar de instalación del dispositivo. Para poder ser utilizados en un entorno específico, los dispositivos deben ser resistentes a este tipo específico de contaminación.El grado de contaminación se divide en cuatro clases.

    Grado decontaminación

    Condiciones en el entorno inmediato

    1 Presencia de contaminación seca y no conductora solamente. La contaminación no tiene ningún efecto sobre el dispositivo.

    2 La contaminación exclusivamente no conductora se produce en circunstancias normales. Cabe esperar conductividad a corto plazo ocasional debida a condensación cuando el dispositivo no está funcionando.

    3 Presencia de contaminación conductora o contaminación seca no conductora que adquiere conductividad debido a condensa-ción prevista.

    4 La contaminación provoca una conductividad permanente, por ejemplo debido a polvo conductor, lluvia o nieve.

    Tabla 5 – Grados de contaminación

    Las fuentes de alimentación destinadas a uso industrial suelen estar clasificadas para el grado de contaminación 2.

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

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    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.4. Homologaciones y marcas

    • UL 508 B Underwriters Laboratories (UL) Listing

    El producto está homologado para su instalación en sistemas y para la venta como un componente individual en EE.UU.

    • UR G Recognition

    El componente está homologado para su instalación en sistemas, si el sistema respectivo fue montado y conectado enteramente por personal cualificado.

    • CSA F Canadian Standards Association

    El equivalente canadiense de UL. El contenido de las normas canadienses es equivalente al de las normas de EE.UU.

    • cULus A cURus H Las marcas UL combinadas para EE.UU. y Canadá son aceptadas por las autoridades

    de ambos países. Los dispositivos con este certificado satisfacen los requisitos de ambos países.

    • Esquema CB K El esquema CB se basa en el principio de la mutua aceptación de resultados de pruebas

    por parte de más de 30 organismos de certificación participantes. Se introdujo a efectos de facilitar el comercio internacional. El esquema CB fue creado por el "Comité Electrotécnico Internacional para Pruebas de Conformidad para Normas sobre Equipos Eléctricos" (IECEE). Las pruebas de productos corren a cargo de un instituto independiente según una norma IEC.

    • GOST D Marca para interruptores de baja tensión en Rusia.

    La certificación Gost R es obligatoria para muchos productos. Se basa en pruebas de seguridad (según las normas IEC con diferencias específicas para Rusia) y una prueba de EMC.

    • CCC E China Compulsory Certification

    En China, la marca CCC es obligatoria para productos destinados a la venta en el mercado chino. La marca CCC se refiere a la seguridad de los productos y se basa en normas IEC.

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    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    • UL 1604 (Clase I, Div. 2)

    CSA 22.2/213

    Un entorno "Clase I, Div. 2" es un entorno en el que se utilizan o producen líquidos y gases peligrosos ("área peligrosa"). No obstante, los gases y los líquidos se almacenan en recipientes seguros en lo que una fuga únicamente es posible en caso de un accidente o un defecto.

    Los dispositivos aprobados de conformidad con UL 1604 (Clase I, Div. 2) no pueden inflamar estas sustancias o sus mezclas con aire en caso de accidente.

    • UL 1310 (fuente de alimentación de clase 2)

    Una "fuente de alimentación de clase 2" es una fuente de alimentación cuyo consumo de potencia de entrada no es superior a 660 W, con independencia de su carga de salida. La tensión de salida no debe exceder 42,4 V CA o 60 V CC.

    • CE a Conformité Européen (CE)

    Todos los productos que cumplen la directiva de baja tensión europea y la directiva de EMC y que están destinados a la venta en la Unión Europea deben contar con la marca CE.

    La marca CE no debe confundirse con un certificado de calidad emitido por la UE. Se utiliza exclusivamente para confirmar que el producto en cuestión cumple las directivas europeas aplicables. La marca CE forma parte de un procedimiento administrativo para garantizar la libre circulación de bienes en el ámbito de la Comunidad Europea.

    Los fabricantes aplican la marca CE a los productos bajo su propia responsabilidad y confirman la observancia de las directrices aplicables mediante un certificado de conformidad.

    • C-Tick b Esta marca confirma el cumplimiento de las normas australianas de compatibilidad

    electromagnética. También se acepta en Nueva Zelanda.

  • 19

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.5. NormasLas normas definen y regulan los términos, métodos y sistemas estandarizados.La estandarización de las definiciones tiene los objetivos siguientes:• Evitarmalentendidosenlacomunicación

    • Garantizarlacalidad

    • Reducirloscostes

    • Permitirlatransferenciadetecnología

    • Apoyarlacooperaciónentreempresasyaescalainternacional

    • Equipararlanormativaenmateriadeseguridad

    El comité más importante en cuanto a normas es la "Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)" con sede en Ginebra. Este comité se compone de representantes de los países miem-bros que representan los respectivos intereses electrotécnicos nacionales.Su equivalente europeo es el "Comité Europeo para la Estandarización Electrotécnica" (Co-mité Européen de Normalisation Electrotechnique, CENELEC).

    En la tabla siguiente se facilita una breve perspectiva general de las normas aplicables a las fuentes de alimentación.

    Norma de producto IEC/EN 61204 Unidades de alimentación de baja tensión con salida de CC

    Directiva de Baja Tensión

    73/23/EEC Directiva del 19 de febrero de 1973 del Con-sejo de la Comunidad Europea para cumplir los requisitos de los estados miembros en cuanto a equipo eléctrico para uso dentro de unos límites de tensión específicos

    Seguridad eléctrica EN 50178 Equipo electrónico para el uso en instala-ciones de potencia

    UL 508 Norma de seguridad de EE.UU. para sistemas de control industriales, contenido similar a EN 50178

    IEC/EN 60950 Equipo informático – Seguridad – Parte 1: Requisitos generales

    UL 60950CSA 22.2

    Versión de EE.UU. o versión canadiense de la norma IEC/EN 60950

    Directiva EMC 89/336/CEE Directiva del 3 de mayo de 1989 del Con-sejo de la Comunidad Europea para cumplir los requisitos de los estados miembros en cuanto a compatibilidad electromagnética

  • 20

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    EMC (inmunidad) (en piezas)

    IEC/EN 61000-6-1 Normas genéricas, inmunidad al ruido - Inmunidad para entornos residenciales, comerciales e industriales ligeros

    IEC/EN 61000-6-2 Normas genéricas, inmunidad al ruido - Inmunidad para entornos industriales

    IEC/EN 61000-4-2 Pruebas de inmunidad a la descarga electrostática

    IEC/EN 61000-4-3 Pruebas de inmunidad a los campos electromagnéticos de alta frecuencia

    IEC/EN 61000-4-4 Pruebas de inmunidad a las oscilaciones eléctricas rápidas (incrementos repentinos)

    IEC/EN 61000-4-5 Pruebas de inmunidad a las tensiones de impulso (sobretensiones)

    IEC/EN 61000-4-6 Inmunidad a las interferencias vinculadas a la conducción, inducidas por campos de alta frecuencia

    EMC (emisión) (en piezas)

    IEC/EN 61000-6-3 Normas genéricas - Norma de emisiones para entornos residenciales, comerciales e industriales ligeros

    IEC/EN 61000-6-4 Normas genéricas - Norma de emisiones para entornos industriales

    EN 55022 IEC/CISPR 22

    Equipos informáticos, características de radiointerferencia - Límites y métodos de medición

    PFC (Corrección de factor de potencia)

    IEC/EN 61000-3-2 Límites para las emisiones de intensidad armónica (intensidad de entrada del equipo

  • 21

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.6. Rangos de tensiones de entrada

    2.6.1 Entrada de amplio rangoLa entrada de amplio rango significa que el dispositivo puede funcionar con cualquier tensión dentro de los límites especificados. Por lo tanto, muchas fuentes de alimentación modernas pueden funcionar con tensiones de CA entre 85 y 264 V y tensiones de CC entre 100 y 350 V sin ninguna pérdida de potencia, es decir, el dispositivo puede generar la potencia nominal especificada en todo el rango de tensiones de entrada. Gracias a esta tecnología, los dispositivos son inmunes a las variaciones de la tensión de red dentro de estos límites.Las fuentes de alimentación con entrada de amplio rango pueden conectarse a casi cualquier sistema de alimentación del mundo y, por lo tanto, pueden reducir los costes de mantenimiento de inventarios y logística porque una variante puede cubrir casi todas las necesidades.

    2.6.2 AutorrangoLas fuentes de alimentación equipadas con la función de autorrango realizan una medición interna de la tensión de alimentación aplicada, y efectúan una conmutación automática entre los rangos de tensiones de entrada disponibles.No obstante, si el nivel de la tensión de entrada está fuera de los rangos definidos, la función de autorrango se convierte en un inconveniente porque en tal caso el funcionamiento no es fiable.Las fuentes de alimentación con entrada de autorrango también suelen describirse erróneamente como dispositivos de rango amplio.

    2.6.3 Selección de rango manualEn caso de selección de rango manual, el armazón del dispositivo está equipado con un selector para la selección manual del rango de tensiones de entrada.Las posiciones habituales del selector son "110 V" y "230 V". En la posición de "110 V", normalmente los dispositivos pueden funcionar con tensiones de CA entre 85 y 132 V. En la posición de "230 V", habitualmente los dispositivos pueden funcionar con tensiones de CA entre 184 y 264 V y con tensiones de CC entre 220 y 350 V (véase la documentación técnica).

  • 22

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.7. Funciones de protecciónLas fuentes de alimentación modernas están equipadas con diversas funciones para la protección del dispositivo y las cargas conectadas frente a daños.

    2.7.1. Protección contra cortocircuitos y sobrecarga (características de salida)Están disponibles diversas características de salida para que las fuentes de alimentación proporcionen protección electrónica de los dispositivos frente a daños debidos a sobrecargas o cortocircuitos. El término sobrecarga significa que la intensidad que consumen las cargas excede la intensidad nominal de salida de la fuente de alimentación. Un cortocircuito es una forma especial de sobrecarga. En caso de un cortocircuito, los conductores de salida de la fuente de alimentación están conectados entre sí con una resistividad muy baja y, por lo tanto, hacen que la intensidad de salida alcance su valor máximo, lo que se conoce como intensidad de cortocircuito.La característica de salida de una fuente de alimentación es importante para el diseño. Si se requiere para arrancar motores u otras cargas con corrientes de arranque elevadas, tiene un cometido importante para la realización de una desconexión selectiva de las ramas secunda-rias, para llevar la instalación a un estado de seguridad en caso de una sobrecarga o para des-conectar la fuente de alimentación en caso de un fallo a efectos de la seguridad del proceso.

    Característica de limitación automática de corriente/ modo de rearme repetitivo

    Normalmente, las fuentes de alimentación son capaces de generar una intensidad de 1,1 veces la intensidad nominal. Se desconectan automáticamente si el consumo de intensidad de la carga conectada supera este valor o si se produce un cortocircuito. Tras un período de tiempo definido, las fuentes de alimentación intentan rearrancar la carga y vuelven a desconectarse automática-mente si la sobrecarga o el cortocircuito aún persiste. Este procedimiento se repite hasta que se elimina el fallo, es decir, la fuente de alimentación entra en modo de rearme repetitivo.Este modo se utiliza exclusivamente en fuentes de alimentación con una potencia de salida re-ducida porque conlleva diversos inconvenientes. Por ejemplo, si la fuente de alimentación tiene que arrancar cargas elevadas (como un motor), la elevada corriente de arranque hará que la fuente de alimentación entre en modo de rearme repetitivo. Otra desventaja consiste en que la fuente de alimentación se desconecta muy rápido en caso de un cortocircuito, lo que dificulta mucho el uso de fusibles en el secundario.

    Uout UoutIout

    UN UN

    IN

    IN Iout t 2CD

    C 2

    72 0

    30 F

    0206

    sobrecarga

    1.1 x IN

    1.1 x IN

    Figura 9 – Modo con intermitencias (Hiccup mode)

  • 23

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Característica U/I

    Las fuentes de alimentación con una característica U/I normalmente limitan la intensidad a 1,1-1,2 veces la intensidad nominal a una tensión de salida constante. Esta intensidad sigue estando disponible en caso de una sobrecarga o un cortocircuito. En este caso, la fuente de alimentación corta inmediatamente la tensión de salida a cero (limitación de intensidad rectangular), o bien realiza una reducción lenta de la tensión de salida que, no obstante, puede provocar un incremento adicional de la intensidad de salida (limitación de intensidad triangular).Dado que la intensidad no se reduce en caso de una sobrecarga, este método permite arrancar cargas elevadas con fiabilidad.

    Uout UoutIout

    UN UN

    IN

    IN Iout t 2CD

    C 2

    72 0

    31 F

    0206

    sobrecarga

    1.1 x IN

    1.1 x IN

    Figura 10 – Limitación de intensidad rectangular

    Uout UoutIout

    UN UN

    IN

    IK

    IN IoutIK t 2CD

    C 2

    72 0

    32 F

    0206

    sobrecarga

    1.1 x IN

    1.1 x IN

    Figura 11 – Limitación de intensidad triangular

  • 24

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Característica U/I con reservas de potencia (incremento de corriente y caída de tensión)

    Las fuentes de alimentación con una característica U/I y reservas de potencia pueden generar intensidades de salida de hasta 1,5 veces la intensidad nominal especificada a la tensión de salida nominal. Además de esta reserva, la fuente de alimentación puede manejar un incremento de la intensidad de salida adicional de hasta el 50%, aunque con una tensión de salida decreciente (véase "Característica U/I"). La cantidad de reservas de intensidad que puede ofrecer la fuente de alimentación y el tiempo durante el cual puede hacerlo dependen sobre todo de la temperatura ambiente.Este método garantiza un arranque fiable incluso con cargas muy elevadas. La elevada intensidad de salida proporcionada en caso de un cortocircuito facilita el uso de fusibles en el secundario. Por lo tanto, esta clase de fuente de alimentación es especialmente adecuada para uso industrial.

    Uout UoutIout

    UN UN

    IN

    IK

    IN IoutIK t 2CD

    C 2

    72 0

    33 F

    0206

    sobrecarga

    IReserve

    IReserve

    Figura 12 – Característica U/I con reservas de potencia

  • 25

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Efectos de la temperatura ambiente sobre la característica de salida

    La temperatura ambiente ejerce efectos directos sobre la potencia de salida máxima posible de una fuente de alimentación y, por lo tanto, también sobre su comportamiento en caso de una sobrecarga o un cortocircuito.La temperatura dentro de los armarios de control puede aumentar hasta más de 60°C debido al calor residual de los dispositivos internos, la radiación solar o el lugar de instala-ción. Las fuentes de alimentación deben poder funcionar con fiabilidad incluso a estas altas temperaturas.No obstante, partiendo de un determinado valor de temperatura, la potencia de salida máxima disponible disminuirá en función de la temperatura. El valor límite a partir del cual tiene lugar este proceso de pérdida de potencia oscila entre 40°C y 60°C en función del diseño técnico y el fabricante de la fuente de alimentación. La diferencia de temperatura a la cual se inicia el proceso de pérdida de potencia viene dada por la calidad de los componentes internos.La diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura interna de la fuente de ali-mentación es aproximadamente de 25°C. Por consiguiente, si un fabricante especifica una temperatura ambiente máxima de 60°C para una fuente de alimentación cuyos componen-tes internos cuentan con una especificación de temperatura de funcionamiento nominal de como máximo 85°C, no habrá reservas disponibles y los componentes internos funcionarán a su valor máximo de temperatura. ABB utiliza casi exclusivamente componentes con una temperatura de funcionamiento nominal de hasta 105°C, y garantiza el correcto funciona-miento de sus fuentes de alimentación hasta una temperatura ambiente de 70°C, lo que genera una temperatura interna máxima de unos 95°C. Ello incrementa la vida de servicio de nuestras fuentes de alimentación, ya que los componentes no funcionan al límite.

    Pout [%] Pout [%]

    100

    75

    60

    0

    100

    75

    60

    0

    -10 45 60 70 -10 45 60 70 2CD

    C 2

    72 0

    34 F

    0206

    Ta [°C]Ta [°C]

    Pérdida de potencia Pérdida de potencia

    Figura 13 – Diagramas de pérdidas de potencia en función de la temperatura

    En función del dispositivo, también es posible que las fuentes de alimentación no puedan ofrecer toda su potencia de salida a temperaturas ambiente muy bajas. Este comportamien-to se debe a un termistor NTC conectado a los circuitos de entrada para limitar la corriente de arranque. En caso de temperaturas muy bajas, la resistencia de este termistor aumenta tanto que la fuente de alimentación no puede entregar toda su potencia de salida.

  • 26

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Ejemplo:La Figura 14 muestra los efectos de la temperatura ambiente sobre las reservas de potencia potencialmente disponibles. A temperaturas ambiente inferiores a 40°C, la fuente de ali-mentación puede generar una intensidad continua de 7,25 A con tensión de salida nominal constante en lugar de su intensidad nominal especificada de 5 A. A partir de una carga de 7,25 A, la tensión de salida se reduce continuamente hasta que se alcanza la intensidad de salida máxima de 11 A. Cuando la temperatura ambiente se encuentra entre 40°C y 60°C, la reducción de la tensión de salida se inicia a una intensidad de 5 A y vuelve a terminar a 11 A.

    Uout [V]

    Iout [A]

    24

    2CD

    C 2

    72 0

    35 F

    0206

    Ta < 40 °CTa < 60 °C

    5 7.25 11

    Figura 14 – Ejemplo de pérdida de potencia

    Resumen

    Actualmente, casi todas las fuentes de alimentación para uso industrial con intensidades de salida de aproximadamente 5 A y valores superiores cuentan con comportamiento de característica de salida U/I. La ventaja está clara: Una intensidad de salida constantemente elevada en caso de sobrecarga o cortocircuito.No obstante, la característica U/I con reserva de potencia se está utilizando cada vez más por sus claras ventajas con requisitos superiores.En la tabla siguiente se detallan todas las características de salida disponibles con una valo-ración de su idoneidad para distintas tareas.

    Rearme repetitivo U/I U/I + reserva

    Arranque de motores - + ++

    Disparo de fusibles -- + ++

    Disparo de interruptores automáticos

    -- o +

    Tabla 7 – Comparación de las características de salida

  • 27

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.7.2. Protección térmicaAl utilizar una fuente de alimentación en condiciones extremas durante mucho tiempo, por ejemplo en caso de funcionamiento permanente dentro de los límites de potencia o en caso de temperaturas ambiente muy altas, la fuente de alimentación puede calentarse hasta un grado que impida garantizar el funcionamiento seguro. Existen varios métodos para proteger la fuente de alimentación contra daños debidos a un exceso de temperatura.• Reduccióndelapotenciadesalidamáximaparapermitirqueseenfríelafuentede

    alimentación.

    • Eldispositivosedesconectacompletamenteynopuedereanudarelfuncionamientohasta la realización de un reset manual. En función del fabricante, la restauración se realiza mediante el interruptor correspondiente o desconectando la fuente de alimentación.

    • Eldispositivosólodesconectalasalidaynolaconectahastaquelatemperaturadesciende por debajo de un valor límite específico (véase la Figura 15). Este es el método utilizado con mayor frecuencia en las fuentes de alimentación modernas.

    Iout

    IK

    IN

    Tt

    t

    2CD

    C 2

    72 0

    36 F

    0206

    Cortocircuito

    TOffTRestart

    Ta

    Figura 15 – Desconexión térmica

  • 28

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.7.3. Protección contra circuitos abiertosLas fuentes de alimentación protegidas contra circuitos abiertos no requieren una carga mínima para generar una tensión de salida estable. Por ejemplo, esto es importante en aplicaciones críticas en cuanto al tiempo, en las que una carga conectada tiene que alimentarse con tensión inmediatamente. En el caso de fuentes de alimentación que no están protegidas contra circuitos abiertos, puede tardarse segundos hasta que una carga conectada se alimente con tensión.

    2.7.4. Resistencia a alimentación inversaLa resistencia a alimentación inversa especifica hasta qué tensión es inmune una fuente de alimentación respecto a la alimentación de tensiones en el secundario.Esta circulación de corriente puede tener lugar si hay más fuentes de tensión conectadas en paralelo a la fuente de alimentación.

    2.7.5. Protección contra sobretensiones (secundario)En caso de un error interno de la fuente de alimentación, este mecanismo de protección evita una sobretensión en el secundario que podría dañar o incluso destruir una carga conectada o superar el límite de tensión SELV.

    2.7.6. Protección contra fallos de alimentaciónLas fuentes de alimentación modernas pueden mantener su tensión de salida durante un tiempo determinado en caso de caídas de la tensión de alimentación. Normalmente, se recomienda un tiempo de compensación por fallo de alimentación de como mínimo 20 ms para proporcionar compensación durante un ciclo completo de la tensión de red.

  • 29

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.8. Uso de fusibles

    2.8.1 Uso de fusibles de entradaSi la fuente de alimentación está equipada con un fusible interno, no es necesario proteger el dispositivo con un fusible externo adicional. Si este fusible interno se funde, el dispositivo puede considerarse defectuoso.No obstante, en las normas se especifica que tiene que ser posible aislar externamente las fuentes de alimentación de la red de alimentación. El uso de interruptores automáticos en el primario se ajusta especialmente a este cometido.

    2.8.2 Uso de fusibles de salidaCasi todas las fuentes de alimentación destinadas a uso industrial están protegidas contra sobrecargas y cortocircuitos a través de su electrónica interna (véase "Protección contra cortocircuitos y sobrecarga (características de salida)"). Por lo tanto, si no se indica de forma explícita, no se requieren fusibles adicionales en el secundario a efectos de proteger el dispositivo (véase "Selectividad").

    2.8.3 Sección transversal del conductorSi la fuente de alimentación cuenta con una característica de salida U/I con reservas de potencia, la intensidad de salida excederá la intensidad nominal en caso de una sobrecarga o un cortocircuito. Ello debe tenerse en cuenta al dimensionar los hilos conductores en el secundario. Por ejemplo, la intensidad de cortocircuito continua de una fuente de alimentación con especificación de 20 A puede llegar a los 25 A en función del fabricante.En la tabla siguiente se facilita una sinopsis de las capacidades de conducción de intensidad de conductores de cobre multifilares flexibles en función de la sección transversal del conductor, para una temperatura de 30°C y tensiones nominales de hasta 1000 V (según la norma DIN 57100-523).

    Sección transversal del conductor en mm² 0,75 1,0 1,5 2,5 4 6

    Capacidad de conducción de intensidad en A 12 15 18 26 34 44

    Tabla 8 – Capacidades de conducción de intensidad de los conductores de cobre

  • 30

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.8.4 SelectividadSelectividad se refiere a la coordinación de desconexión. En sistemas eléctricos puede distinguirse entre la "selectividad en serie", que implica que los fusibles individuales conectados en serie son selectivos entre sí, y la "selectividad en paralelo", que implica que los circuitos eléctricos conectados en paralelo son selectivos entre sí.

    Selectividad en serie

    En el caso de fusibles conectados en serie, la coordinación de la desconexión de los fusibles se considera selectiva tan sólo si se desconecta el fusible instalado más cerca del fallo. Los fusibles ubicados más cerca del punto de alimentación de energía no se desconectan. Ello garantiza que siga funcionando la mayor cantidad posible de piezas del sistema en caso de un único fallo, lo que incrementa la disponibilidad de los sistemas eléctricos.

    + -

    2CD

    C 2

    72 0

    37 F

    0206

    carga

    no se desconecta

    se desconecta

    Figura 16 – Selectividad en serie

  • 31

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Selectividad en paralelo

    Si se utiliza una fuente de alimentación para alimentar varias cargas, la aparición de un cortocircuito en un elemento consumidor hará que la fuente entre en modo de limitación de intensidad. Ello provoca una caída de la tensión de alimentación en todas las ramas conectadas con carga. Para evitarlo, las líneas de alimentación de las ramas con carga individuales cuentan con fusibles o interruptores automáticos. Para garantizar un aislamiento fiable de la carga defectuosa y para mantener el sistema restante en funcionamiento en caso de un cortocircuito, el tiempo de desconexión del interruptor automático o fusible correspondiente debe ser lo suficientemente corto.

    + -

    2CD

    C 2

    72 0

    38 F

    0206

    carga 1

    en funcionamiento

    independiente

    carga 2

    carga 3

    fuente dealiment.

    Figura 17 – Selectividad en paralelo

  • 32

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Desconexión de fusibles/interruptores automáticos

    La desconexión de fusibles se basa siempre en un mecanismo térmico. En caso de una sobrecarga, el conductor dentro del fusible se calienta y acaba fundiéndose. En función del tipo de fusible y la magnitud de la sobrecarga, el tiempo de desconexión puede oscilar entre milisegundos y horas.

    2 3 4 0.5 1 2 5

    4

    10-2

    2

    4

    3 4 5 10 2 3 4 50 100 2 3 4 500 1000 2 3 4

    10-1

    2

    4

    10 0

    2

    4

    10 1

    2

    4

    10 2

    2

    4

    10 3

    2

    4

    10 4

    0,16

    0,25

    0,5

    0,6

    1 2 4 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100

    125

    Intensidad [A]

    Tiem

    po

    hast

    a fu

    sión

    [s]

    Figura 18 – Curva característica de desconexión de un fusible (tiempo de desconexión frente a intensidad)

    Los interruptores automáticos cuentan con dos mecanismos de desconexión, uno térmico y otro magnético. La desconexión magnética se efectúa en milisegundos y normalmente la provoca un corto-circuito. La intensidad requerida para la desconexión magnética es un múltiplo de la intensi-dad nominal. La desconexión magnética también puede deberse a sobrecargas elevadas. El mecanismo de desconexión térmica de los interruptores automáticos es similar a los fusi-bles pero se basa en un mecanismo bimetálico. El bimetal se deforma en función de la mag-nitud de la intensidad y la duración del flujo de corriente, con lo que se dispara el mecanismo de enclavamiento del interruptor automático que a su vez desconecta el circuito eléctrico. Los tiempos de desconexión dependen de la característica de desconexión respectiva y pueden oscilar entre segundos y minutos.

  • 33

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    I1 = 1.13 x In I2 = 1.45 x In υR = 30 °C

    Multiplo de la tensión nominal [A]

    Curva de limitacióna partir de parado

    Tiem

    po

    de

    des

    cone

    xión

    Min

    utos

    Seg

    und

    os

    Figura 19 – Curva característica de desconexión de un interruptor automático (tiempo de desconexión frente a intensidad, característica de desconexión "B")

    Configuración de un sistema de protección con selectividad en serie empleando fusibles e interruptores automáticos

    Los fusibles se consideran selectivos si sus intensidades nominales difieren claramente. La determinación de si unos fusibles específicos son selectivos entre sí o no puede efectuarse sobre la base de las curvas características de desconexión (tiempo de desconexión frente a intensidad). Los fusibles se consideran selectivos si sus curvas características no entran en contacto ni se cruzan. Como regla general aproximada, puede suponerse que los fusibles con la misma característica nominal son selectivos si la intensidad nominal del primer fusible es como mínimo 1,6 veces la intensidad nominal del fusible siguiente.Dado que los interruptores automáticos siempre efectúan la desconexión magnética en caso de un cortocircuito, dichos interruptores sólo se consideran selectivos si el siguiente interruptor automático lleva a cabo una desconexión demorada en caso de cortocircuito (los denominados "interruptores automáticos selectivos").

  • 34

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Curvas características en caso de un cortocircuito en la parte de salida

    Un cortocircuito (t1) provoca una elevada intensidad de impulso de corta duración (IP), cuya intensidad es varias veces la intensidad nominal (IN). Esta intensidad de impulso provoca una desconexión térmica rápida de los fusibles y una desconexión magnética de los interruptores automáticos.En fuentes de alimentación, la descarga de los condensadores en la parte de salida produce esta intensidad de impulso. Tras la descarga de los condensadores (t2), la fuente de alimen-tación suministra su intensidad de cortocircuito continua (IK).El área bajo la curva de la intensidad de impulso se denomina calor de fusión (I²t) y represen-ta la energía de desconexión de los fusibles.Dado que los cortocircuitos nunca tendrán una resistencia de conexión ideal de cero, no es posible dar ninguna indicación general sobre la intensidad de IP y su duración. Sobre todo, ello depende del diseño interno de la fuente de alimentación, las resistencias de línea en la parte de salida, las resistencias de contacto de los terminales, la temperatura ambiente y el hecho de que se trate de un cortocircuito de alta o baja resistencia.

    Iout

    Uout [V]

    24

    IK

    IP

    Ri

    RL

    RL

    RM

    t1 t

    t1

    t1 - t2 = 500 µs - 5 ms

    t2

    I²t

    t

    IN

    2CD

    C 2

    72 0

    39 F

    0206

    cargafuente de alimentación

    Figura 20 – Comportamiento en caso de cortocircuito

  • 35

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    Ejemplo de selectividad: Aplicación PLC

    Para aplicaciones PLC específicas, la tensión de salida no debe disminuir por debajo de 19 V ya que ello haría que el PLC iniciara un proceso de emergencia para almacenar datos y detener el sistema que controla. Por consiguiente, los fusibles tienen que desconectarse antes de que la tensión de salida de la fuente de alimentación pueda caer por debajo de 19 V como resultado del cortocircuito.

    2419

    t

    2CD

    C 2

    72 0

    40 F

    0206

    cortocircuito

    PLC Carga

    Fuente de aliment.

    UPLC [V]

    Figura 21 – Ejemplo de selectividad (PLC)

    Resumen

    En todos los casos, la coordinación de la selectividad depende de la aplicación y, por lo tanto, no permite efectuar indicaciones generales acerca de los tipos de fusibles e interruptores automáticos a emplear.El Anexo 5.1 contiene una tabla que detalla los interruptores automáticos que ofrecen una desconexión fiable a determinadas secciones transversales de conductor y longitudes de línea en caso de un cortocircuito. Los valores indicados en esta tabla se han determinado en el laboratorio y no deben emplearse en otras aplicaciones. Sólo se indican a efectos orientativos.Su representante de ABB puede ayudarle e encontrar la mejor solución posible para su aplicación específica.

  • 36

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.9. PFC (Corrección de factor de potencia)El 1 de enero de 2001 entró en vigor la norma europea relativa a los límites de emisiones de intensidad armónica (IEC/EN 61000-3-2). Esta norma define la intensidad máxima permitida para las intensidades armónicas realimentadas hacia el sistema de red de entrada. Se aplica a dispositivos que consumen energía con una entrada de potencia activa entre 75 y 100 W que están conectados directamente al suministro eléctrico público.Con frecuencia, las fuentes de alimentación para aplicaciones industriales no suelen requerir PFC, ya que las instalaciones grandes cuentan con un PFC central, instalado entre el siste-ma eléctrico interno y el suministro eléctrico público.

    2.9.1 ArmónicosTodos los dispositivos que consumen energía no lineales, como por ejemplo las fuentes de alimentación conmutadas o los rectificadores con condensadores, provocan intensidades cíclicas no sinusoidales.

    Iin

    UinU, I

    t

    2CD

    C 2

    72 0

    42 F

    0b06

    Figura 22 – Comportamiento de la tensión y la intensidad

    Según Fourier, cada función cíclica puede dividirse en componentes sinusoidales. Por consiguiente, una intensidad no sinusoidal puede dividirse en varias intensidades sinusoidales superpuestas, cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de red. Estos armónicos se realimentan en el sistema de red de entrada, donde pueden ejercer efectos negativos sobre la tensión de red, y por lo tanto provocar fallos en otros elementos consumidores sensibles alimentados por la misma red. Además, las intensidades armónicas incrementan el consumo de potencia de las fuentes de alimentación porque la energía de los armónicos (potencia reactiva) no puede utilizarse. Por este motivo, las líneas de alimentación deben dimensionarse con secciones transversales mayores.

    Las intensidades armónicas pueden minimizarse a través de dos métodos: - reducción pasiva de armónicos (PFC) (R 2.9.2)- reducción activa de armónicos (PFC) (R 2.9.3)

  • 37

    2. Principios básicos de las fuentes de alimentación para uso industrial

    2.9.2 PFC pasivoEn el caso de PFC pasivo, se conecta una bobina de reactancia al circuito de entrada. Esta bobina de reactancia amortigua la energía de la red y así reduce los impulsos de intensidad. Cuanto menores sean los impulsos, menos armónicos se generarán.La ventaja de esta solución radica en la facilidad de implementarla en los circuitos existentes, aunque el inconveniente consiste en que no puede reducir todos los armónicos.

    Iin

    UinU, I

    t

    2CD

    C 2

    72 0

    43 F

    0b06

    Figura 23 – PFC pasivo

    2.9.3 PFC activoEl PFC activo puede aportar resultados considerablemente superiores. En términos muy simplificados, podría decirse que la fuente de alimentación real va precedida de otra fuente de alimentación que regula el consumo de intensidad desde la red. Este consumo está orientado hacia la tensión de alimentación sinusoidal.Gracias a esta tecnología, es posible evitar la generación de casi todas las clases de armónicos. No obstante, los circuitos son mucho más complejos que los del PFC pasivo.Las fuentes de alimentación ABB de la serie CP-C cuentan con PFC activo.

    Iin

    UinU, I

    t

    2CD

    C 2

    72 0

    44 F

    0b06

    Figura 24 – PFC activo

  • 38

    3. Gama de productos ABB

    3.1. Fuentes de alimentación conmutadas en primarioActualmente, es difícil imaginar la automatización industrial y la ingeniería energética sin las fuentes de alimentación modernas. En este ámbito, ABB está presente a escala mundial y cuenta con la preparación necesaria para satisfacer estos requisitos con su nueva gama de productos de fuentes de alimentación conmutadas.Por supuesto, todas las fuentes de alimentación conmutadas de ABB han sido respetuosas con el medio ambiente, rentables y han contado con tecnología de conmutación en el primario durante mucho tiempo. Ello representa el mayor grado de innovación en electrónica industrial.

    3.1.1 Descripción del producto CP-E, CP-S y CP-CLa gama de producto de fuentes de alimentación de ABB puede dividirse en tres categorías. Las fuentes de alimentación de la serie CP-E (E = "economía") son la solución ideal para aplicaciones básicas sin que se requieran intensidades elevadas.Las fuentes de alimentación de la serie CP-S (S = "estándar" en inglés) están diseñadas para intensidades mayores y representan una solución muy económica por su funcionalidad limitada.Las fuentes de alimentación de la serie CP-C (C = "comodidad") cubren el mismo rango de potencias de salida que los dispositivos de la serie CP-S, pero ofrecen una funcionalidad adicional y pueden ampliarse mediante módulos enchufables en la parte frontal.

    Características CP-E CP-S CP-C

    Entrada de rango amplio • •(versiónde5A) •

    Selección de rango manual -•(versión de 10 A y

    20 A)-

    Tensión de salida 5 V, 12 V, 24 V, 48 V 24 V

    Tensión de salida ajustable

    • - •

    Intensidad de salida 0,625-3 A 5 A, 10 A, 20 A

    Rendimiento 75-90 % > 88 %

    Comportamiento de sobre-carga

    U/I (incremento de corriente y caída

    de tensión)/rearme repetitivo

    U/I (incremento de corriente y caída de tensión)

    Rango de temperaturas -10...+70°C -25...+70°C

    Pérdida de potencia por encima de

    60°C

    Conexión en paralelo para una mayor capacidad

    - - •

    Conexión en paralelo para redundancia

    • • •

    PFC - - •

    Tabla 9 – Descripción de las características de CP-E, CP-S, CP-C

  • 39

    Homologaciones CP-E CP-S CP-C

    UL 508 • • •

    UL 1604 (Clase 1, Div. 2) (en preparación) • •

    UL 1310 (Clase 2)(algunos

    dispositivos)

    UL 60950 • • •

    GOST • • •

    Esquema CB • •

    CCC • • •

    Marcas CP-E CP-S CP-C

    CE • • •

    C-TICK • • •

    Tabla 10 – Homologaciones y marcas para CP-E, CP-S, CP-C

    3. Gama de productos ABB

  • 40

    2CD

    C 2

    71 0

    15 F

    0b06 3.1.2 CP-E

    Esta serie incluye diversas versiones con tensiones de salida de 5 V CC a 48 V CC a intensidades de salida de 0,625 A a 3 A. Su alto rendimiento de hasta el 89% y su bajo nivel de disipación de potencia y calentamien-to permiten que estas unidades puedan funcionar sin refrigeración forzada. Gracias a las ampliaciones realiza-das en la funcionalidad, fue posible reducir la cantidad de tipos diferentes. Por supuesto, todas las fuentes de alimentación de la serie CP-E se homologan de confor-midad con todas las normas aplicables a escala mundial (cULus, IEC/EN 60950, etc.) y cuentan con las marcas CE y C-TICK.

    3. Gama de productos ABB

    Características

    • Tensionesdesalidade5V,12V,24V,48VCC

    • Tensionesdesalidaajustables

    • Intensidadesdesalidade0,625A,0,75A,1,25A,2,5A,3A

    • Rangosdepotenciade18W,30W,60W

    • Entradaderangoampliode100-240VCA(85-265VCA,90-375VCC)

    • Altorendimientodehastael87-89%

    • Bajoniveldedisipacióndepotenciaycalentamiento

    • Refrigeraciónporconvecciónnatural(sinrefrigeraciónforzadaporventilador)

    • Rangodetemperaturasdefuncionamientode-10...+70°C

    • Proteccióncontracircuitosabiertosysobrecarga,proteccióncontracortocircuitosper-manentes, rearranque automático

    • Fusibledeentradaintegrado

    • CaracterísticadesalidaU/I(comportamientoconincrementodecorrienteycaídadetensión en caso de sobrecarga – sin desconexión) para unidades > 18 W

    • MódulodeaislamientoCP-RUDparaaplicacionesconredundancia"real" (véase "Accesorios")

    • LEDdeestado"OUTPUTOK"

    • Salida"DCOK"(transistor)paraunidadesde24V(>18W)

  • 41

    2CD

    C 2

    71 0

    61 F

    0b04

    3. Gama de productos ABB

    3.1.3 CP-SLas fuentes de alimentación de la serie CP-S propor-cionan un rendimiento muy elevado y una potencia de salida mayor que las unidades de la serie CP-E. Para unidades de 10 A y 20 A, el rango de tensiones de en-trada puede seleccionarse con un interruptor en la parte frontal. La unidad de 5 A está equipada con una entrada de rango amplio.Gracias a su reserva de potencia integrada de hasta el 50% de la potencia nominal de salida, estas unidades pueden llegar a arrancar cargas elevadas sin ningún problema.

    Características

    • Rangosdeintensidadesde5A,10Ay20A

    • Reservadepotenciadehastael50%

    • Tensióndesalidafijade24V

    • Entradaderangoamplio(sólounidadde5A)

    • Ajustedetensióndeentradamedianteselectorenlapartefrontal(sólounidadesde10 A y 20 A)

    • Rendimientoelevadodel88-89%normalmente

    • Bajoniveldedisipacióndepotenciaycalentamiento

    • Proteccióncontracircuitosabiertosysobrecarga,proteccióncontracortocircuitos permanentes, rearranque automático

    • Fusibledeentradaintegrado

    • Posibilidaddeconexiónenparaleloaefectosderedundancia (intensidades desequilibradas)

    • UnidadderedundanciaCP-ARUpararedundanciareal(véase"Accesorios")

    • MódulodecontrolCP-ACMenchufableenCP-ARU(véase"Accesorios")

    • Terminalesenchufablesparaunidadesde5Ay10A

    • LEDdeestado"OUTPUTOK"

  • 42

    2CD

    C 2

    71 0

    65 F

    0b04

    3. Gama de productos ABB

    3.1.4 CP-CLas fuentes de alimentación de la serie CP-C ofrecen una funcionalidad ampliada en comparación con la serie CP-S. Además, las fuentes de alimentación pueden equiparse con funciones adicionales a través del concepto innovador de las ranuras del módulo de ampliación en la parte frontal. Ello ahorra espacio y facilita la instalación de un módulo adicional, ya que no se requiere más cableado para conectar el módulo a la fuente de alimentación.Las unidades están equipadas con una entrada de rango amplio y, por lo tanto, pueden funcionar con todas las tensiones de red comunes, incluso en entornos exigentes con grandes variaciones de la tensión de alimentación. Al igual que las unidades de la serie CP-S, las fuentes de alimentación de la serie CP-C ofrecen reservas de potencia internas que permiten el arranque de cargas elevadas.

    Características

    • Rangosdeintensidadesde5A,10Ay20A

    • Reservadepotenciadehastael50%

    • Tensióndesalidaajustablede22a28V

    • Entradaderangoampliode85-264VCA,100-350VCC

    • Rendimientoelevadodel88-89%normalmente

    • Bajoniveldedisipacióndepotenciaycalentamiento

    • Proteccióncontracircuitosabiertosysobrecarga,proteccióncontracortocircuitospermanentes, rearranque automático

    • Fusibledeentradaintegrado

    • Posibilidaddeconexiónenparaleloparaunamayorcapacidady/oaefectosderedundancia (intensidades desequilibradas)

    • UnidadderedundanciaCP-ARUpararedundanciareal(véase"Accesorios")

    • MódulodecontrolCP-ACMenchufableenCP-ARU(véase"Accesorios")

    • Terminalesenchufablesparaunidadesde5Ay10A

    • LEDdeestado"OUTPUTOK"

    • Correccióndefactordepotencia(PFC)segúnEN61000-3-2

    • Ranurasdelmóduloenlapartefrontalparaelmontajeenchufabledemódulosparaampliación de funcionalidad (véase "Accesorios")

  • 43

    3. Gama de productos ABB

    3.1.5 CL-LAS.SD...Las unidades de la gama CL-LAS.SD... son fuentes de alimentación con un diseño denominado modular.La CL-LAS.SD001 ofrece dos tensiones de salida distintas: 24 V y 12 V. La intensidad de salida máxima es de 0,25 A a 24 V y 20 mA a 12 V. La unidad ocupa un espacio de 4 MW.La CL-LAS.SD002 proporciona una tensión de salida de 24 V y una intensidad de salida máxima de 1,25 A. La unidad ocupa un espacio de 2 MW.

    Características

    • Rangosdeintensidadesde20mA,0,25A,1,25A

    • Tensióndesalidade12V,24V

    • Entradaderangoampliode85-264VCA

    • Rendimientoelevadodel>87%normalmente

    • Proteccióncontracircuitosabiertosysobrecarga,proteccióncontracortocircuitospermanentes

    • Modoconrearmerepetitivo

    • Rangodetemperaturasdefuncionamientode-25...+55°C

    • Fusibledeentradaintegrado

    • LEDdeestado"POWER"

  • 44

    2CD

    C 2

    71 0

    06 F

    0b03

    2CD

    C 2

    71 0

    87 F

    0b04

    3. Gama de productos ABB

    3.2. AccesoriosAparte de los requisitos habituales para fuentes de alimentación, cada vez se requieren más funciones relacionadas con la monitorización de sistemas. ABB puede satisfacer estos requi-sitos con una nueva serie de módulos para la monitorización.

    3.2.1 Unidad de redundancia CP-RUD para CP-ELa unidad de redundancia CP-RUD puede emplearse para facilitar el desacoplamiento de dos fuentes de alimentación de la serie CP-E a efectos de redundancia real.La intensidad de salida máxima es de 5 A, lo que permite la conexión de dos fuentes de alimentación con una intensidad respectiva de 2,5 A o una fuente de alimentación de 5 A.Si una fuente de alimentación falla, el desacoplo facili-tado por este módulo evita que el fallo pueda afectar al funcionamiento de la segunda fuente de alimentación.

    3.2.2 Módulo de mensajería CP-C MM para CP-CEl módulo de mensajería se enchufa a la parte frontal de las fuentes de alimentación de la serie CP-C y así permite la monitorización de esta fuente de alimentación.El módulo recibe tensión de la fuente de alimentación misma y, por lo tanto, no requiere cableado adicional para el suministro de tensión.La entrada "Remote off" permite la conexión/desco-nexión externa controlada remotamente para la fuente de alimentación.El módulo monitoriza las tensiones de entrada y salida e indica el estado actual a través de LED y relés. Los relés funcionan según el principio del circuito ce-rrado, lo que significa que se excitan durante el funcio-namiento normal y se desexcitan en caso de fallo. Ello permite detectar fallos incluso en caso de una pérdida total de tensión de alimentación.

  • 45

    2CD

    C 2

    71 0

    10 F

    0b06

    2CD

    C 2

    71 0

    02 F

    0b05

    3. Gama de productos ABB

    3.2.3 Unidad de redundancia CP-A RU para CP-S/CLa unidad de redundancia para la serie CP-S/C puede emplearse para desacoplar dos unidades de alimentación a efectos de configurar un sistema de alimentación con redundancia real.La intensidad de salida máxima no debe ser superior a 40 A.Esta unidad puede ampliarse con el módulo de control CP-A CM.

    3.2.4 Módulo de control CP-A CM para CP-A RUEste módulo de ampliación permite una cómoda monitorización de la tensión de entrada para la unidad de redundancia CP-A RU.Los valores umbral para los relés de salida pueden ajustarse para cada canal individualmente en el rango de 14-28 V. El relé correspondiente se desexcita si la tensión en un canal cae por debajo del umbral ajustado debido a un fallo (por ejemplo fallo de la fuente de alimentación, fusible fundido). Si la tensión correspondiente está por encima del valor umbral ajustado, los LED verdes "IN 1" e "IN 2" se iluminan. Si el LED verde "OUT" está iluminado, la tensión de salida es > 3 V.

  • 46

    4. Aplicaciones

    Este capítulo contiene sugerencias para el diseño y ejemplos de aplicación práctica.

    4.1. DiseñoLas preguntas a las que hay que responder al elegir una fuente de alimentación son siempre las mismas. A continuación, se indican las preguntas realizadas con mayor frecuencia. Las respuestas son de utilidad en la toma de decisiones para obtener los mejores resultados posibles para la aplicación en cuestión.La mayoría de los términos empleados a continuación se ha comentado en el capítulo 2 o se comentará en los apartados siguientes.

    • ¿Qué tensión de salida es necesaria?

    En aplicaciones industriales suelen utilizarse las siguientes tensiones: 5 V, 12 V, 15 V, 24 V y 48 V. Casi todas las aplicaciones requieren una tensión de alimentación de 24 V.

    • ¿Cuánta carga se aplica?

    Las fuentes de alimentación ABB están disponibles para intensidades entre 0,25 A y 20 A. Por lo tanto, están disponibles fuentes de alimentación adecuadas, de la clase de intensidad de salida requerida para casi todas las aplicaciones sin que se requiera sobre-dimensionamiento.

    • ¿Qué clase de carga se aplica?

    Especialmente en el caso de cargas exigentes, como motores o contactores grandes (véase el capítulo 4.6 - "Alimentación para un contactor AF185"), la fuente de alimen-tación debe proporcionar reservas suficientes para poder generar altas corrientes de arranque. Todas las fuentes de alimentación que proporcionan reservas de potencia (por ejemplo la serie CP-S/C) pueden arrancar estas clases de cargas con fiabilidad sin que se requiera sobredimensionamiento.

    • ¿Es necesario proteger la instalación contra fallos?

    En caso de unos requisitos mayores en cuanto a disponibilidad, se recomienda configu-rar un sistema redundante. Gracias a los módulos de desacoplamiento y los módulos de control opcionales de ABB, estos sistemas pueden configurarse sin problemas.

    Para obtener información más detallada, véase el capítulo "Conexión en paralelo de fuentes de alimentación".

  • 47

    4. Aplicaciones

    • ¿Es necesario monitorizar la fuente de alimentación?

    Si la fuente de alimentación se instala en un armario de control remoto, se recomienda equiparlo con un módulo de mensajería para recibir una notificación inmediata en caso de un posible fallo.

    Además, esto permite la desconexión controlada remotamente de la fuente de alimenta-ción y, por lo tanto, también permite que se utilice en áreas inaccesibles.

    Todas las fuentes de alimentación de la serie CP-C pueden equiparse con el módulo de mensajería CP-C MM.

    Las fuentes de alimentación de 24 V de la serie CP-E cuentan con una salida de señali-zación "DC OK" como característica de serie.

    • ¿Qué clase de protección contra contacto accidental se requiere?

    El grado de protección de todas las unidades ABB es IP 20. Ello garantiza la ausencia de peligro al tocar los dispositivos con los dedos. Un IP 20 es suficiente para el uso en armarios de control.

    • ¿Cuáles son las condiciones en la red de alimentación?

    Si cabe la posibilidad de que existan grandes variaciones de tensión en la red de alimen-tación, se recomienda emplear fuentes de alimentación con una entrada de rango amplio porque estas unidades pueden generar tensiones de salida estables incluso en caso de variaciones de la tensión de entrada.

    El uso de fuentes de alimentación de rango amplio también se recomienda si van a utilizarse a escala mundial. Ello reducirá los costes ya que sólo hay que tener un tipo de fuente de alimentación por clase de potencia en existencia.

    • ¿Se requiere PFC?

    Desde el 1 de enero de 2001, todas las fuentes de alimentación por encima de 75 W que pueden conectarse directamente a la red deben ajustarse a los valores límite de intensi-dades armónicas de conformidad con IEC/EN 61000-3-2.

    No obstante, el PFC también es de utilidad cuando la fuente de alimentación no está conectada directamente al suministro eléctrico público, por ejemplo si el sistema eléctrico contiene elementos consumidores que son sensibles a contaminaciones de red provocadas por la fuente de alimentación.

    Todas las fuentes de alimentación de la serie CP-C cuentan con PFC activo.

  • 48

    4. Aplicaciones

    Es necesario tener en cuenta lo siguiente para la instalación de fuentes de alimentación:

    • Dimensionamiento de líneas y dispositivos de protección de líneas

    Las líneas de alimentación deben dimensionarse de modo suficiente en función de todas las intensidades posibles de la aplicación.

    Véase la documentación técnica de la fuente de alimentación correspondiente para obtener información acerca de las cargas de intensidad en las líneas de alimentación de la fuente y las recomendaciones correspondientes sobre la sección transversal del conductor.

    En la parte de salida, hay que tener en cuenta que la intensidad de salida en caso de cortocircuito puede ser 1,5 veces la intensidad de salida nominal.

    Se recomienda utilizar interruptores automáticos para permitir la desconexión externa de las fuentes de alimentación. La intensidad de desconexión de los interruptores debe ser superior a la intensidad de entrada prevista.

    • Montaje

    Deben cumplirse los requisitos relativos a los espacios mínimos entre dispositivos (por ejemplo el CP-S/C: 1 cm a cada lado, 8 cm por arriba y por abajo) y las instrucciones de instalación para garantizar un funcionamiento seguro y fiable y para evitar un calentamiento excesivo de la fuente de alimentación.

    Todas las fuentes de alimentación ABB se han diseñado para montaje en guías DIN. Ello permite un montaje y desmontaje rápidos y sencillos.

    • Temperatura ambiente

    Todas las fuentes de alimentación de la serie CP de ABB pueden utilizarse sin restricciones en la potencia de salida hasta una temperatura ambiente de 60°C. Entre 60°C y 70°C, la potencia de salida máxima posible se reduce a un ritmo constante. El funcionamiento por encima de 70°C no es posible.

    Se ha observado que las temperaturas dentro de los armarios de control pueden ser considerablemente mayores que fuera del armario, en función del entorno y los componentes instalados.

    Para obtener información más detallada, véase el capítulo "Efectos de la temperatura del ambiente sobre la característica de salida".

  • 49

    4. Aplicaciones

    4.2. Ajuste de la tensión de salidaTodas las fuentes de alimentación de la serie CP-E y CP-C permiten ajustar la tensión de salida. En los subapartados siguientes se describen las distintas aplicaciones que requieren un ajuste de la tensión de salida.

    4.2.1 Compensación de las pérdidas de líneaLas caídas de tensión en las líneas del secundario pueden compensarse ajustando la tensión de salida.Puede utilizarse la fórmula siguiente para calcular la caída de tensión en las líneas:

    �U =I � ρ � (2 � l)

    A [1]

    Donde iU = caída de tensión en [V] I = intensidad en [A] r = resistividad (cobre: � � m²

    m0,0178)

    l = longitud de la línea en [m] (multiplicada por 2 para tener en cuenta el hilo de retorno y alimentación) A = sección transversal del conductor en [mm²]

    Ejemplo:

    La fuente de alimentación suministra una intensidad de 10 A a una carga que está conecta-da por un cable de 5 m de largo y con una sección transversal del conductor de 2,5 mm².

    La caída de tensión de conformidad con [1] es la siguiente:

    �U = = 0,712 V2,5 m² � m

    10 A � 0,0178 � � m² � (2 � 5 m)

    La tensión de salida de la fuente de alimentación debe incrementarse en este valor para que la tensión nominal esté disponible en la carga.

  • 50

    4. Aplicaciones

    4.2.2 Equilibrado de las fuentes de alimentaciónAl utilizarlas en conexión paralela (véase la figura siguiente), las fuentes de alimentación deben generar exactamente la misma tensión de salida. Así, requieren equilibrado de la tensión de salida.Siga este procedimiento para equilibrar las tensiones de salida: 1) Ajuste la tensión de salida deseada en una fuente de alimentación empleando

    un voltímetro (por ejemplo a 24,0 V).

    V

    CP-C CP-C

    24 V

    + - + -

    2CD

    C 2

    72 0

    45 F

    0b06

    Figura 25 – Equilibrado de la tensión de salida de las fuentes de alimentación (1)

    2) A continuación, tiene que medir la diferencia de tensión entre las fuentes de alimentación. Para ello, conecte el voltímetro a los terminales positivos de ambas fuentes de alimentación y aplique una conexión directa por cable entre los terminales negativos de las fuentes de alimentación. Seguidamente, ajuste la tensión de salida de la segunda fuente de alimentación hasta que el voltímetro muestre una diferencia de tensión de 0 V.

    V

    CP-C CP-C

    0 V

    + - + -

    2CD

    C 2

    72 0

    46 F

    0b06

    Figura 26 – Equilibrado de la tensión de salida de las fuentes de alimentación (2)

    Ahora, la tensión de salida está equilibrada y las fuentes de alimentación pueden emplearse en conexión paralela. Para más información, véase el capítulo siguiente.

  • 51

    4. Aplicaciones

    4.3. Conexión en para