Técnicas Esenciales de Medición Eléctrica y Control de Motores Industriales

Fundamentos de la Medición Eléctrica

Tipos de Aparatos de Medida

Según su forma de utilización, los aparatos de medida se clasifican en:

• Portátiles: Diseñados para ser transportados y utilizados en campo.
• Fijos: Instalados permanentemente en cuadros o paneles para monitorización continua.

Medida Directa e Indirecta

Existen dos métodos principales para obtener mediciones eléctricas:

• Medida Directa: Se obtiene la magnitud eléctrica directamente con el aparato de medida (ej. midiendo voltaje con un voltímetro).
• Medida Indirecta: La magnitud se calcula a partir de otras magnitudes medidas (ej. la resistencia calculada mediante la Ley de Ohm: R = V/I).

Métodos de Lectura Indirecta de Corriente Alterna (CA)

El método más utilizado para realizar mediciones de corriente alterna mediante lectura indirecta es el uso del Transformador de Corriente (TC).

Procedimientos de Medición con Multímetro (Tester o Polímetro)

Medición de Voltaje en Corriente Alterna (CA)

Para medir voltaje en corriente alterna (AC) utilizando un tester o polímetro, se debe seguir el siguiente procedimiento:

1. Colocar el selector en la función y escala de ACV (Voltaje Alterno).
2. Conectar las puntas del tester en paralelo entre los dos puntos donde se desea medir (por ejemplo, entre fase y neutro).
3. Leer el valor indicado en la pantalla del instrumento.

Medición de Intensidad (Corriente)

El procedimiento para medir intensidad (corriente) varía según el tipo de instrumento:

Uso del Polímetro (Modo Amperímetro)

1. Poner el selector en la función A (Amperios).
2. Abrir el circuito.
3. Intercalar el polímetro en serie con la carga.

Uso de la Pinza Amperimétrica

Se coloca la pinza alrededor del conductor por el que circula la corriente, permitiendo la medición sin necesidad de abrir el circuito.

Uso Adecuado del Tester o Multímetro

Para garantizar la seguridad y la precisión de las mediciones, es crucial seguir estas pautas:

• Seleccionar correctamente la función y la escala antes de conectar el equipo.
• Conectar las puntas de prueba en los bornes adecuados del multímetro.
• Regla de oro: Nunca medir corriente en paralelo ni voltaje en serie.
• Asegurarse de que el equipo esté en buen estado de funcionamiento.
• Evitar el uso del instrumento en condiciones de humedad o con las manos mojadas.

Verificación de Instalaciones: Aislamiento y Puesta a Tierra

Medición del Nivel de Aislamiento

El aparato utilizado para medir el nivel de aislamiento de una instalación eléctrica es el Medidor de Aislamiento, comúnmente conocido como Megóhmetro.

Procedimiento para la Medición de Aislamiento

Para realizar mediciones de aislamiento de manera segura y precisa, siga estos pasos:

1. Preparación: Desconectar la instalación de la fuente de alimentación y aislar todos los equipos electrónicos sensibles.
2. Selección del Equipo: Utilizar un megóhmetro aplicando la tensión adecuada (generalmente entre 500 V y 1000 V, según la normativa).
3. Puntos de Medida: Realizar mediciones entre:
   • Fase y Tierra.
   • Neutro y Tierra.
   • Fase y Neutro.
4. Ejecución: Aplicar la tensión de prueba durante aproximadamente 60 segundos.
5. Criterio de Aceptación: El valor de resistencia de aislamiento debe ser superior a 1 MΩ.
6. Documentación: Registrar todos los resultados obtenidos.

Verificación del Estado de las Puestas a Tierra

El aparato destinado a verificar el estado de las puestas a tierra se denomina Medidor de Puesta a Tierra o Telurómetro.

Procedimiento para Medir la Resistencia de Puesta a Tierra

La medición de la resistencia de puesta a tierra se realiza generalmente mediante el método de caída de potencial (o similar), siguiendo el siguiente esquema:

1. Clavar electrodos auxiliares (picas) en el suelo a distancias específicas.
2. Conectar el telurómetro a la toma de tierra bajo prueba y a los electrodos auxiliares.
3. Realizar la medición siguiendo las instrucciones específicas del equipo.

Control de Motores Industriales: Arrancadores Progresivos y Variadores de Frecuencia

Funcionamiento del Arrancador Progresivo (Soft Starter)

El arrancador progresivo (o soft starter) es un dispositivo diseñado para controlar el arranque gradual de un motor eléctrico. Su función principal es reducir la tensión de entrada progresivamente, lo que tiene los siguientes efectos:

• Evita picos de corriente elevados.
• Disminuye el estrés y los golpes mecánicos en el sistema.

Utiliza componentes electrónicos, como los tiristores, para modular la tensión. Una vez que el motor alcanza su velocidad nominal, el arrancador progresivo se desactiva o se puentea.

Funcionamiento del Variador de Frecuencia (VFD)

El variador de frecuencia (VFD, por sus siglas en inglés) es un dispositivo que modifica la frecuencia y la tensión suministradas a un motor para controlar su velocidad y par. Su proceso de funcionamiento se divide en tres etapas:

1. Rectificación: Convierte la corriente alterna (CA) de entrada en corriente continua (CC).
2. Filtrado: Almacena y filtra la energía en el bus de CC.
3. Inversión: Genera una nueva señal de corriente alterna de frecuencia y tensión variables mediante un inversor.

Esto permite variar la velocidad de los motores de inducción con alta precisión y eficiencia.

Comparativa: Arrancadores Progresivos vs. Variadores de Frecuencia

Arrancador Progresivo (Soft Starter)

El arrancador progresivo se centra en el control del arranque y la parada del motor mediante la reducción de la tensión.

Ventajas

• Evita picos de corriente.
• Reduce el desgaste y el estrés mecánico.
• Fácil de instalar.
• Más económico que un variador de frecuencia.

Desventajas

• Solo controla el arranque y la parada.
• No regula la velocidad durante el funcionamiento.
• No permite invertir el giro ni cambiar la frecuencia.
• Ofrece menor precisión en el control.

Variador de Frecuencia (VFD)

El variador de frecuencia ofrece un control completo sobre la velocidad, el arranque, el funcionamiento y la parada del motor.

Ventajas

• Permite invertir el giro del motor.
• Ahorra energía significativamente.
• Mejora el rendimiento general del sistema.
• Ideal para aplicaciones de automatización que requieren control de velocidad preciso.

Desventajas

• Es más costoso que un arrancador progresivo.
• Genera armónicos en la red eléctrica.
• Requiere filtros adicionales en ciertas instalaciones.
• La instalación y configuración son más complejas.