Hace unos meses hablamos de algunos «Casos típicos de problemas en instalaciones«, tales como:
- Hay un led o un bloque de led que no funciona
- Las tiras de led parpadean
- A lo largo de la tira de led se va perdiendo luminosidad
- Sobreintensidades
- La tira de led no se enciende
En este nuevo artículo vamos a tratar los siguientes:
-
- Corrientes de arranque en las fuentes de alimentación
- Cómo afecta el factor de potencia a las instalaciones
Corrientes de arranque en las fuentes de alimentación
En un post anterior sobre «Fuentes de alimentación» comentábamos el problema del inrush o corriente de arranque de las fuentes de alimentación.
La corriente de arranque o inrush es la corriente que la fuente de alimentación toma durante los primeros ciclos desde que se enciende. Este pico de corriente puede alcanzar valores muy altos y es causado por la carga de los condensadores de entrada.
Una de las soluciones propuestas para resolver este problema era:
No encender todas las fuentes a la vez, sino ir poco a poco.
Conectar un relé con delay conectando parte de las cargas a conexión directa, y otra parte de las cargas a través del relé con delay.
Hemos recibido varias consultas sobre esta solución, por lo que hemos decidido ampliar un poco más la información referida a ella.
La idea básica es dividir la cantidad total de fuentes de alimentación en pequeños grupos. Luego se encienden secuencialmente estos grupos, de tal forma que el inrush no sea la suma de todas las fuentes de alimentación de la instalación sino la suma de las fuentes que componen cada grupo.
Es decir, en vez de tener un inrush muy grande tenemos varios inrush más pequeños, uno a continuación del otro.
Para hacer esto se coloca un coloca un contactor para cada grupo de fuentes de alimentación y se van conectando los contactores uno a uno, con un ligero retraso entre ellos. Este retraso se puede conseguir colocando un temporizador en serie con la bobina del contactor.
En la imagen inferior podemos ver uno de esos temporizadores.
Si por ejemplo tenemos varios grupos, el primer contactor se conecta directamente, sin temporizador. Al segundo contactor se conecta un temporizador programado en 1 segundo. Al tercer contactor se conecta un temporizador programado en 2 segundos. Así sucesivamente hasta el último contactor.
Otra solución, un poco mas sofisticada, es sustituir los temporizadores por un módulo lógico o controlador PLC.
Se utilizan los temporizadores internos del módulo en vez de los temporizadores externos. Hay que escoger un modelo con salida relé, de tal forma que cada relé de salida active la bobina del contactor de cada grupo.
Esta solución permite utilizar el reloj de tiempo real del módulo para realizar encendidos y apagados programados. Por ejemplo, encender de lunes a viernes a las 8 de la mañana y apagar a las 6 de la tarde, o cualquier otra combinación.
A continuación, una imagen de un proyecto real donde se ha utilizado un PLC para controlar el encendido y apagado de 6 grupos de luminarias. Cada grupo está controlado por un contactor de 20A y además, a parte del automático general, como seguridad adicional se ha colocado un automático de 1 polo para cada grupo de luminarias
Y un ejemplo del esquema de conexión:
El PLC dispone de varias salidas relé (Q1, Q2, … Qn). (¿Qué es un relé?). La línea (fase) está conectada al relé y su salida se denomina LQ1, LQ2, … LQn. Estas salidas se conectan a los contactores (un relé para grandes potencias). El estado del contactor cambia por acción de la bobina y esta salida se conecta al automático, que será el encargado de mandar potencia a la carga.
La salida del PLC QL1 está conectado a la bobina del contactor que es la que se encarga de cambiar la salida del relé. Esta salida se conecta al automático y será el que controle la carga.
Cómo afecta el factor de potencia en las instalaciones
Hace ya más de dos años tratamos en el blog el tema del “factor de potencia”. Vamos a hacer un repaso de algunos de los conceptos que se hablaron entonces:
En toda conversión de energía hay pérdidas. El rendimiento es la potencia de salida en corriente continua (la que va a la carga) entre la potencia de entrada en corriente alterna (la que marca la fuente de alimentación). Si el rendimiento es de un 92% quiere decir que de la potencia de entrada que le vayas a meter, te puede dar un 92% de ese valor a la salida.
En cambio, el factor de potencia tiene relación directa con la potencia “que se pide” a la red.
Pongamos un ejemplo:
Queremos realizar una instalación con tiras de led y que éstas se controlen con un dispositivo de corte de fase, el más habitual en los domicilios. Hace tiempo tratamos este tema en nuestro artículo «Cómo cambiar a LED una instalación ya existente» . El esquema de instalación sería este:
TOUCHY-TR/L: Generador de señal TRIAC. Este dispositivo se encarga de suministrar señal y potencia a nuestra instalación. En este caso, entrega señal TRIAC (corte de fase).
KOMTRIAC-AC-150-24CV: Decodificador de señal TRIAC a PWM de 150W. Se encarga de convertir la señal TRIAC que le llega del generador en una señal PWM que es la que «entienden» las tiras de led (leer más sobre «Señales de control de iluminación«). Este dispositivo tiene un rendimiento de un 88% y un factor de potencia > 0.95 a 230VAC.
Rendimiento:
A plena carga, este dispositivo nos va a poder entregar 150W*88% = 132W. Desde Fullwat aconsejamos sobredimensionar la instalación un 30% (en el que está incluido el rendimiento y las pérdidas entre dispositivos). Es decir, para este ejemplo aconsejaríamos conectar 115.40W de carga máxima.
Factor de potencia:
Este dispositivo le va a pedir a la red 150W/0.95 = 157.90W. 150W de carga y 7,9W de consumo inductivo.
Si para este ejemplo conectamos un generador TRIAC que entregue 200W de potencia a nuestra instalación, no habría problema.
Pero ¿cuándo tendríamos un problema? Imaginemos que el decodificador, en lugar de tener un factor de potencia del 95% fuese del 50%.
En este caso, el KOMTRIAC pediría a la red: 150W/0.5 = 300W pero el generador sólo podrá entregar 200W y terminaría quemándose.
En el caso de los generadores DALI y DMX, estos dispositivos envían señal a la instalación, no potencia. En este caso, no habría problemas de carga por el factor de potencia a la hora de elegir los generadores. Pero el instalador si deberá tener en cuenta el factor de potencia para saber si tiene que poner alguna carga capacitiva y bajar así la potencia reactiva.
