Hidronivel

HODRONIVEL
INTRODUCCIÓN:
En la presente práctica vamos a proceder a la realización del montaje de un hidronivel, que como su nombre
indica es un controlador del nivel del agua.
Para la realización de dicha práctica vamos a emplear entre otros dos componentes de gran importancia son el
relé electromagnético y el triac, los cuales vamos a hacer un pequeño recordatorio.
El circuito a montar en la práctica es el siguiente:
RELÉ ELECTROMAGNÉTICO
Al relé electromagnético lo podemos definir como un componente con contactos, los cuales son accionados
mediante un sistema de placas, actuando bajo la fuerza de un circuito electromagnético, el cual provoca su
apertura o cierre.
CARACTERÍSTICAS GENÉRICAS
• CORRIENTE DE EXCITACIÓN: Es la corriente necesaria que necesita el relé para que funcione.
• TENSIÓN NOMINAL: La tensión para la cual esta diseñado el relé.
• TENSIONES DE TRABAJO: Son las tensiones máximas y mínimas a las que el relé funciona.
• CONSUMO NOMINAL DE LA BOBINA: La corriente que pasa por el relé cuando se le aplica la
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tensión nominal.
• CARACTERÍSTICAS CON REPECTOS A LOS CONTACTOS:
• Presión entre los contactos: La presión que hay en los contactos cuando el relé esta activado.
• Intensidad máxima de trabajo: La máxima corriente que es capaz de pasar por el relé.
• Tensión de conexión: Es la tensión entre los contactos antes de cerrar o después de abrirlos.
• Resistencias de contactos: Es la resistencia que hay cuando los contactos están cerrados entre ellos.
EL TRIAC:
El triac es el elemento diseñado para el control de potencia.
FUNCIONAMIENTO DEL TRIAC:
El funcionamiento biestable se obtiene o se puede obtener con dos métodos:
• Aumentando la tensión entre los terminales E1 y E2 hasta sobrepasar el límite de la tensión de cebado, este
método nunca es recomendable.
• Aplicando una señal de disparo adecuada a la puerta.
Existen dos casos, el primero es el triac bloqueado y el segundo es triac disparado.
TRIAC BLOQUEADO
Cuando no se aplica ninguna señal a la puerta, el triac permanece inoperativo para cualquier polaridad de la
tensión aplicada a los terminales E1−E2.
Para ello, basta comprobar la polarización de la red de diodos deducido de la estructura interna del triac.
Si el terminal E1 es positivo con respecto al E2, el diodo D2 esta polarizado directamente, D1 y D4 aparecen
cortocircuitados por el efecto de la metalización de los electrodos E1 y E2. Por el contrario, D3 aparece
polarizado inversamente y es precisamente el diodo que hace que toda la estructura sea inoperativa..
Si por el contrario, el terminal E1 es negativo con respecto el E2, D3 será el diodo que este polarizado
directamente, sin embargo el diodo D2 será el que este polarizado inversamente y hará nuevamente que toda
la estructura sea inoperativa.
TRIAC DISPARADO
El triac puede dispararse tanto cuando el terminal E1 sea positivo con respecto al terminal E2, y viceversa; y
además esto puede realizarse con señales positivas o negativas de puerta. El triac se dispara en el primer y
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tercer cuadrante.
Los métodos de disparo de un triac son los siguientes:
• Terminal E2 positivo con respecto a E1 y puerta G positiva>1º cuadrante
• Terminal E2 positivo con respecto a E1 y puerta G negativa>1º cuadrante
• Terminal E2 negativo con respecto a E1 y puerta G positiva>3º cuadrante
• Terminal E2 negativo con respecto a E1 y puerta G negativa>3º cuadrante
CARACTERÍSTICAS DE LOS TRIACS:
• Características estáticas: Son aquellos valores que determinan las posibilidades máximas de un
determinado tipo de triac.
• Características de mando: Son características que determinan las propiedades del circuito de control.
• Características dinámicas: Corresponde al comportamiento de los triacs con relación a las tensiones y
corrientes transitorias que es análogo de los tiristores.
EL HIDRONIVEL:
El hidronivel es un sistema muy complejo y antiguamente muy sencillo cuya finalidad es la de controlar el
nivel de líquidos en un depósito, pozo, etc..
Podemos destacar dentro del ámbito del hidronivel dos tipos:
• Hidroniveles mecánicos.
• Hidroniveles eléctricos.
HIDRONIVELES MECÁNICOS
Este tipo de hidroniveles se basa simplemente en lo descrito a continuación:
Cuando el nivel del agua esta bajo, existe una boya colocada que hace que la llave de paso del agua se abra
mediante un sistema de polea situada en lo alto del depósito.
Con forme el agua va aumentando su nivel, la boya irá cerrando la llave de paso del agua, hasta que llegue el
momento que el nivel sea el máximo de agua y por tanto la llave estará totalmente cerrada impidiendo el paso
del agua.
Si el nivel de agua en el depósito o pozo disminuye, la boya abrirá nuevamente la llave de paso del agua,
llenando nuevamente el depósito.
HIDRONIVELES ELÉCTRICOS
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Los circuitos de hidroniveles eléctricos se han ido fabricando desde los mas simples con transistores hasta
otros más complejos y por tanto más seguros y con un funcionamiento más exacto.
El circuito que vamos a describir a continuación es el empleado para realizar la presente práctica.
El circuito se alimenta a 220V en corriente alterna, esta es conectada al transformador y en la salida del
mismo obtenemos 12V que es la tensión de alimentación del circuito.
Del mismo circuito hemos obtenido los tres terminales claves para el funcionamiento del hidronivel el primer
terminal es el de masa, el cual, es colocado en el fondo del recipiente con el fin de que el líquido haga masa.
El segundo terminal es el denominado máximo, el cual, se colocara en el lugar determinado por nosotros para
que sea el nivel máximo al que nosotros queremos llenar el recipiente.
El tercer terminal es el denominado mínimo, el cual, también será colocado a nuestro gusto para indicar el
nivel mínimo de líquido.
Vamos a proceder a la explicación del circuito refiriéndonos al nivel de líquido o dependiendo de él.
Si el nivel del líquido es bajo y está por debajo del mínimo, colocado por nosotros, los terminales
correspondientes a masa y al nivel mínimo no hacen contacto ya que el líquido conductor esta por debajo del
nivel mínimo. Esto produce que la red de resistencias o la rama compuesta por R1, P1 y R2, no tiene tensión
por lo que a la puerta del triac no llegará tensión alguna.
Por lo que el triac no se ceba, por tanto no le llega tensión al rectificador por lo que el relé no se activa.
Los otros contactos del relé que nosotros hemos denominado NC, C y NA los emplearemos para activar un
motor, en este caso el relé al estar en la posición NC, el motor no funcionará por lo que el nivel del líquido no
subirá.
Cuando el nivel del líquido este a medio depósito, el nivel del líquido ya superará el nivel mínimo por lo que
este y el terminal de masa harán contacto.
Pero esto todavía no causa cambio de estado en el circuito.
Una vez que el líquido supera o llega al nivel máximo, colocado por nosotros a un nivel deseado, se realiza el
contacto con el terminal mínimo y masa con el máximo, esto produce que exista tensión en la rama de las
resistencias y el condensador se carga y el triac se ceba ya que este posee impulso de puerta.
Al cebarse el triac, le llegan 12V al puente rectificador el cual rectifica y polariza al diodo led, el cual, se
encenderá, y se producirá las aperturas de los contactos del relé y pasan de NC a NO.
Esto produce que el motor se pare y deje de bombear agua al recipiente, por lo que el nivel de agua esta
controlado.
Si se produce por cualquier caso una bajada del nivel de agua del máximo, los contactores del relé seguirán en
el estado NO ya que el conmutador esta en posición de mínimo. El triac continua conduciendo.
Y no sería hasta que el nivel del líquido disminuya por debajo del nivel del mínimo deja de hacer contacto con
el terminal masa, cuando el conmutador no cambia de estado.
Al cambiar su posición el triac se bloquea, el relé se desactiva y el motor se vuelve a conectar bombeando de
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nuevo el agua en el interior de recipiente.
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