Electricidad basica 1

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Oil-free Air service dept Junio 1999 Compresores Electrici dad Básica

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Compresores

Electricidad

Básica

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Electricidad Básica - CompresoresContenido :

• Algunas definiciones y leyes básicas

- DC, AC monofase, AC trifase

• Sistemas trifásicos - Conexiones Estrella y Triángulo

• Datos de los motores

• Clase de aislamiento de motores y factor de servicio

• Protecciones de motores - Protecciones eléctricas

- Protecciones de sobrecarga

• Cómo interpretar un diagrama de servicio

• Conexiones de dispositivos y mediciones

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ELECTRICIDAD - ¿Qué es ?

Algo - INVISIBLE

- POTENTE

- ¡¡ PELIGROSO !!

Algo - SENCILLO para

PERSONAS CUALIFICADAS

¡¡¡ TENGA CUIDADO !!!

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Fuentes de potencia

Corriente Continua (DC)

VoltajeUdc

Tiempo

El voltaje se polariza con + y -• Ejemplos : Baterías

Fuentes de alimentación rectificadas ; 12….24 V• Aplicaciones: Alimentación de instrumentos electrónicos

Equipos de controlAlimentación para transmisores de presión, etc...

• Seguridad : Los voltajes hasta 24 VDC son seguros; los voltajes mayores pueden ser peligrosos para las personas.

Ex: 12 Volt

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Corriente Alterna (AC) - Monofase

Característica : El voltaje y la intensidad cambian regularmente de potencia y dirección en una variación sinusoidal

Aplicación : Uso general

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Corriente Alterna (AC) - Monofase

Parámetros característicos:• Período T = Tiempo para 1 ciclo

• Frecuencia (Hz) = 1/T

• 50 HZ = 50 períodos por segundo

• 60 Hz = 60 períodos por segundo

• Valor RMS : = amplitud máx. divida por raíz cuadrada 2 (Para seno)

Seguridad : - Voltaje A.C. <= 24 V es seguro para las personas

> 24 V es peligroso

Terminología : < 50 V : Voltaje extra bajo

< 1000 V : Baja tensión

1000 V < U < 10000 V : Media tensión

> 10000 V : Alta tensión

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Corriente Alterna (AC) - Trifase

Characteristics :

• La corriente alterna trifásica se produce en un generador con tres devanados separados.

• Todos los valores del voltaje sinusoidal están desplazados 120° entre sí

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Sistema de corriente alterna

Fase 1Fase 2Fase 3

NeutroTierra

1-Fase

3-Fases Y 3-FasesTriángulo

L1L2L3

N

UL=Voltaje de línea = UL1-UL2

Uf =Voltaje de fase = UL

3

UL

UL

UL

Uf

En una red 3 x 400 V UL = 400 V y Uf = 230 V

IL

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Relación entre Reactancia (X) - Resistencia (R) - Impedancia (Z) - Desplazamiento de fase ()

ZX

R

Factor de potencia - cos

Uac

X

R

Reactancia

Resistencia

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Leyes básicas

Corriente Continua

• Ley de Ohm

I = U / R con I = Intensidad en Amp

U = Voltaje en Volt

R = Resistencia en Ohm

• Potencia absorbida

P = U x I con U = Voltaje en Volt

I = Intensidad en Amp

P = Potencia en W

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Corriente Alterna• Ley de Ohm I = U / Z con

I = Intensidad in Amperios

U = Voltaje en Volt

Z = Impedancia en Ohm

= Raíz cuadrada (R² + X²) donde X es la reactancia

• Potencia en un sistema monofásico

P = U x I x cos

• Potencia en un sistema trifásicoP = UL x IL x cosx raíz cuadrada

(3) con

P = Potencia en W (demás unidades, según se indica arriba)

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Unidades y medidas

Tensión : Diferencia de potencial entre dos puntos

Unidad = VOLTIO

Ejemplo : L1

L2220 V

Medida en V ac entre V y Com

Intensidad : Mide el flujo de corriente en un circuitoUnidad = Amperio

L1

L2PS

Medida en A (de mA) entre A y Com

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Conexión de motor en Estrella

Caja de terminales

U1

U2

V1

V2

W2

W1

400 V400 V

400 V

230 V

UV1-V2 = Un V3

Potencia = Pn 3

W2 U2 V2

U1 V1 W1

Un

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Conexión de motor en Triángulo

W2 U2 V2

U1 V1 W1

Caja de terminales

U1

U2

W2 W1

V1

V2

400 V

400 V

400 V

400 V

Uw1-w2 = Un

Potencia = Pn

Un

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Curva de par de un motor de inducción cortocircuitado

Tstart Tmin Tmax

Tnom

RPM

Par

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Curva de par de un compressor de tornillo - arrancado en Estrella/Triángulo

Curva de par (

Compresor en carga

Compresor en descargaVelocidad

Curva de par (Y

Velocidad : +/- 90-95 %

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V Hz A KW cos t/m IA / In IP 55400 50 430 250 0,87 1488

+/- 10 %460 60 430 285 0,87 1784

KL 13 EN 60034 IEC 34-1SF : 1,1SF : 1,0

Weight : 1,3 tSFA : 470 ATemp rise : 105 K

S I E M E N S

1080 2846 42Nmax : 3000 RPM

3 f Mot 1LA8 315 4AB91 - Z

ROTOR SQU. CAGE

Temp rise : 80 KAmbient temp : 40°CAmbient temp : 55°C

PLACA DE DATOS DE MOTORESElectricidad Básica - Compresores

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CLASE DE PROTECCIÓN (De acuerdo con IEC 34-5)

• Indica cómo está protegido un dispositivo eléctrico• contra contacto y • contra el agua

Código : I P X Y Protección contra el agua

Protección contra contacto humano y penetración de un

objeto sólido Ejemplo : IP 55

Protección contra chorros de agua

Protección contra polvo

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Valores para x0 Motores abiertos PROTEGIDOS CONTRA 1 Cuerpos con un diámetro > 50 mm2 Cuerpos con un diámetro > 12 mm3 Cuerpos con un diámetro > 2.5 mm4 Cuerpos con un diámetro > 1 mm5 Puede penetrar polvo, pero no en una

cantidad que ocasione perturbación6 Protección total contra el polvo

Valores para y0 Ninguna protection PROTEGIDOS CONTRA1 Goteo vertical2 El agua cae pulverizada en un ángulo

igual o menor de 15° respecto de la vertical

3 Igual que 2, pero con un ángulo de 60°

4 El agua golpea contra el motor desde cualquier dirección

5 Contra chorros de agua6 Contra el entorno de las cubiertas de

barcos7 Contra el efecto de inmersión

Los más frecuentemente utilizados son IP23, 44 and 54

Grado de protección de los equipos eléctricos : IP xyElectricidad Básica - Compresores

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V Hz A KW cos t/m IA / In IP 55400 50 430 250 0,87 1488

+/- 10 %460 60 430 285 0,87 1784

KL 13 EN 60034 IEC 34-1SF : 1,1SF : 1,0

Temp rise : 105 K

S I E M E N S

1080 2846 42Nmax : 3000 RPM

3 f Mot 1LA8 315 4AB91 - Z

ROTOR SQU. CAGE

Temp rise : 80 KAmbient temp : 40°CAmbient temp : 55°C

Weight : 1,3 tSFA : 470 A

PLACA DE DATOS DE MOTORESElectricidad Básica - Compresores

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Clase de aislamiento

Alcance• La resistencia de aislamiento de los devanados está influencia por

• La temperature del devanado• La clase de aislamiento

• El aumento de temperatura máximo admisible de los devanados está definido por la clase de aislamiento• ¡¡ La potencia suministrada por un motor está limitada por el aumento de temperatura del devanado !!

NOTA IMPORTANTE :Si el límite superior de temperatura de los devanados se sobrepasa en 10 °C, la vida de servicio del aislamiento se acortará aproximadamente a la mitad

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AUMENTO DE TEMPERATURA DEL MOTOR

Insulation class A E B F HAmbient temp °C 40 40 40 40 40Temp increase °C 60 75 80 105 125Thermal margin °C 5 5 10 10 15Max. final temp °C 105 120 130 155 180

INSULATION CLASSES

020406080

100120140160180200

A E B F H

Tem

p (°

C)

Ambient temp °C Temp increase °C Thermal margin °C

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V Hz A KW cos t/m IA / In IP 55400 50 430 250 0,87 1488

+/- 10 %460 60 430 285 0,87 1784

KL 13 EN 60034 IEC 34-1SF : 1,1SF : 1,0

Temp rise : 105 K

S I E M E N S

1080 2846 42Nmax : 3000 RPM

3 f Mot 1LA8 315 4AB91 - Z

ROTOR SQU. CAGE

Temp rise : 80 KAmbient temp : 40°CAmbient temp : 55°C

Weight : 1,3 tSFA : 470 A

PLACA DE DATOS DE MOTORESElectricidad Básica - Compresores

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¿Factor de servicio?

¿Qué es?• El factor de servicio de un motor eléctrico es :

• Un multiplicador que, cuando se aplica a la potencia relacionada, indica una carga mayor admisible que puede ser soportada, a condición de que no se supere el límite máximo de temperatura ambiente de 40 °C

Ejemplo : - Potencia nominal del motor : 100 KW- Factor de servicio : 1,2- El motor se puede cargar hasta : 120 KW- Si la temperatura ambiente <= 40 °C

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¿Factor de servicio?

¿Por qué se utiliza?

DE CARA AL MERCADO

• La competencia usa incluso unos factores de servicio más altos

POLITICA DE ATLAS COPCO

• Usar sólo un factor de servicio dentro de los límites de seguridad de la clase de aislamiento

• No se utiliza nunca el margen térmico (ver tabla de clase de aislamiento).

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1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990

500Kg

1000Kg

1500Kg

Evolución del peso de los motores (motor de 4-polos TOFC 30 kW) desde 1900 hasta hoy

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Factor de servicio

Criterios para la selección de los motores Atlas Copco:

• Alta eficiencia• No deben estar sobredimensionados por motivos de eficiencia y par de arranque• Devanados Clase F• Alto grado de protection (IP55)• Larga duración de rodamientos y devanados Mínimo 40 000 hours• Factor de servicio

¡Los motores se seleccionan para que funcionen en las peores condiciones dentro del AREA DE SEGURIDAD de la clase de aislamiento!

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Factor de servicio

La potencia del motor está influenciada por :

• La dispersión del rendimiento del elemento compresor• Ensuciamiento de los refrigeradores• Tolerancias en el voltaje nominal

Atlas Copco realiza rigurosas pruebas mediante:

• Medición de los parámetros eléctricos a diferentes voltajes y salidas de potencia• Medición de las temperaturas alrededor del motor• Medición del diferencial de temperatura de los devanados a diversos voltajes

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Protección de los motores

Posible protección basada en la intensidad de línea :• FUSIBLE : - Impide una sobreintensidad sostenida a la vez que evita su fusión en el arranque

- Para motores de mayor tamaño, se usa principalmente como protección contra cortocircuito

• RELÉ TÉRMICO- Un elemento bimetálico que es calentado por la

intensidad de línea, para activar el mecanismo de protección

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Protección de los motores

• RELÉ MAGNÉTICO- Responde al campo magnético establecido por la intensidad de línea - Casi ninguna función de tiempo

Las citadas protecciones no responden a :• Sobretemperatura debido a condiciones ambientes de mucho calor• Ventilación o refrigeración bloqueadas

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Protección de los motores

OPCIONAL

PROTECTORES QUE RESPONDEN ANTE LA TEMPERATURA :

TERMISTORES y RTD’s

• Integrados (empotrados) en los devanados del motor para proteger contra un sobrecalentamiento peligroso• Acoplados térmicamente a los devanados del motor• Necesitan un equipo de acondicionamiento adicional para interrumpir el contactor

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Termistor protector

Relé de acondicionamiento

PTC

Alimentación

Salidas para control

Alarma Disparo

Nota :• Los termistores no se pueden usar para medir• Los termistores se pueden conectar en serie

(Rtotal frío < 1500 ohm)• Se puede usar el mismo sensor para protecciones

Alarma y Disparo

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Protección de los motores

RTD’s = Resistance Temperature Detector

RTD’s utilizados en Atlas Copco :• Pt 1000 : se usa en casi todos los compressors• Pt 100 : se usa a veces para medir las temperaturas de los bobinados de los motoresPt 1000

Valor de resistencia - 1000 Ohm - a 0 °C Resistor basado en platino

• Pt 100 : Valor de resistencia de Pt 1000 dividido por 10 para la misma temperaturaValores : Ver tabla y diagrama

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TEMP

(°C) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-10 960,9 964,81 968,72 972,63 976,54 980,45 984,36 988,27 992,18 996,090 1000 1003,9 1007,8 1011,7 1015,6 1019,5 1023,4 1027,3 1031,2 1035,110 1039 1042,89 1046,78 1050,67 1054,56 1058,45 1062,34 1066,23 1070,12 1074,0120 1077,9 1081,78 1085,66 1089,54 1093,42 1097,3 1101,18 1105,06 1108,94 1112,8230 1116,7 1120,57 1124,44 1128,31 1132,18 1136,05 1139,92 1143,79 1147,66 1151,5340 1155,4 1159,26 1163,12 1166,98 1170,84 1174,7 1178,56 1182,42 1186,28 1190,1450 1194 1197,84 1201,68 1205,52 1209,36 1213,2 1217,04 1220,88 1224,72 1228,5660 1232,4 1236,23 1240,06 1243,89 1247,72 1251,55 1255,38 1259,21 1263,04 1266,8770 1270,7 1274,52 1278,34 1282,16 1285,98 1289,8 1293,62 1297,44 1301,26 1305,0880 1308,9 1312,71 1316,52 1320,33 1324,14 1327,95 1331,76 1335,57 1339,38 1343,1990 1347 1350,8 1354,6 1358,4 1362,2 1366 1369,8 1373,6 1377,4 1381,2

100 1385 1388,79 1392,58 1396,37 1400,16 1403,95 1407,74 1411,53 1415,32 1419,11110 1422,9 1426,67 1430,44 1434,21 1437,98 1441,75 1445,52 1449,29 1453,06 1456,83120 1460,6 1464,36 1468,12 1471,88 1475,64 1479,4 1483,16 1486,92 1490,68 1494,44130 1498,2 1501,96 1505,72 1509,48 1513,24 1517 1520,76 1524,52 1528,28 1532,04140 1535,8 1539,53 1543,26 1546,99 1550,72 1554,45 1558,18 1561,91 1565,64 1569,37150 1573,1 1576,83 1580,56 1584,29 1588,02 1591,75 1595,48 1599,21 1602,94 1606,67160 1610,4 1614,12 1617,84 1621,56 1625,28 1629 1632,72 1636,44 1640,16 1643,88170 1647,6 1651,3 1655 1658,7 1662,4 1666,1 1669,8 1673,5 1677,2 1680,9180 1684,6 1688,3 1692 1695,7 1699,4 1703,1 1706,8 1710,5 1714,2 1717,9190 1721,6 1725,28 1728,96 1732,64 1736,32 1740 1743,68 1747,36 1751,04 1754,72200 1758,4 1762,07 1765,74 1769,41 1773,08 1776,75 1780,42 1784,09 1787,76 1791,43210 1795,1 1798,76 1802,42 1806,08 1809,74 1813,4 1817,06 1820,72 1824,38 1828,04220 1831,7 1835,35 1839 1842,65 1846,3 1849,95 1853,6 1857,25 1860,9 1864,55230 1868,2 1871,83 1875,46 1879,09 1882,72 1886,35 1889,98 1893,61 1897,24 1900,87240 1904,5 1908,12 1911,74 1915,36 1918,98 1922,6 1926,22 1929,84 1933,46 1937,08250 1940,7 1944,32 1947,94 1951,56 1955,18 1958,8 1962,42 1966,04 1969,66 1973,28260 1976,9 1980,5 1984,1 1987,7 1991,3 1994,9 1998,5 2002,1 2005,7 2009,3270 2012,9 2016,49 2020,08 2023,67 2027,26 2030,85 2034,44 2038,03 2041,62 2045,21280 2048,8 2052,37 2055,94 2059,51 2063,08 2066,65 2070,22 2073,79 2077,36 2080,93290 2084,5 2088,07 2091,64 2095,21 2098,78 2102,35 2105,92 2109,49 2113,06 2116,63300 2120,2

Resistance(in Ohm) of PT 1000 element as a function of the temperature

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Sensor PT 1000

9001000110012001300140015001600170018001900200021002200

-10 10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

250

270

290

°C

Ohm

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RTD’s Pt 100 y Pt 1000RTD’s Se pueden conectar a módulo de extensión Elektronikon sin otros amplificadores de acondicionamiento

Nota para localización de averías :

Desconectar siempre los dos hilos de un RTD para comprobar su valor en caso de problemas.

RTDElektronikon

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RTDElektronikon

Lectura en Ohm

Electricidad Básica - CompresoresRTD’s Pt 100 y Pt 1000RTD’s Se pueden conectar a módulo de extensión Elektronikon sin otros amplificadores de acondicionamiento

Nota para localización de averías :Desconectar siempre los dos hilos de un RTD para comprobar su valor en caso de problemas.

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Cables y dimensiones

• Cables de alimentación y conexiones de baja tensión

• Los puntos de conexión de los cables se deben conectar de la forma correcta

• Los puntos de conexión flojos pueden producir daño mecánico al compressor y estropear los cables

• Usar cables con dimensions de acuerdo con lo especificado en el manual de instrucciones A.C. de cada compresor. Los cables con unas dimensions demasiado pequeñas producen una caída de tensión excesiva.

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Cables y dimensiones

• Cables para media tensión

• La selección de cables para media tensión debe ser realizada por electricistas cualificados.

• Las conexiones y aislamiento de los cables en ambos extremos se deben realizar con sumo cuidado.

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¿Cómo se interpreta un diagrama de servicio?• Símbolos : lista condensada de símbolos (detalles A.C. Standard E1282 K)

• Numeración de los components

• Numeración de los contactos auxiliares

• Números de circuitos en el diagrama

• Referencia cruzada

• Filas de terminales

Por ejemplo 1 X1- 74 Número de terminal

Fila de terminales

1 = Armario

2 = Módulo Maestro Elektronikon

3 = Números consecutivos de módulo o componente• Cables e hilos

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Símbolos básicos

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Símbolos básicos

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Parte de un diagrama de cableadoElectricidad Básica - Compresores

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Transformador para potencia auxiliar

Importante• Retirar siempre los fusibles F1, F2, F3 antes de la puesta en marcha• Medir Uin y hacer las conexiones principales de acuerdo con la tabla• Poner F1, F2 en su lugar y medir Uout• Si Uout es correcto, cerrar F3; si no, ajustar las conexiones

F1

F2

F3

Uin Uout

¡Tabla sólo como ejemplo!

VOLT208220230380440460575

110220

TRANSFORMER CONNECTIONS

32-3831-35

1-37 & 31-21-36 & 32-21-35 & 33-2

3-4 & 5-64-5

PRIM

ARY

SEC

33-35 34-35

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Parte de un diagrama de cableadoElectricidad Básica - Compresores

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Parte de un diagrama de cableado

Atención :

Nota sobre el secundario de 24 Vac :

• El secundario 24 de V no se puede poner nunca a tierra• El secundario está protegido por dos disyuntores

• ¡No cambiar NUNCA esto!

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Parte de un diagrama de cableado (para compresor suministrado sin arrancador)

K02 y K03

se pueden usar

para control de

arrancador Y - D

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Parte de un diagrama de cableado (para compresor suministrado sin arrancador)

Importante

Asegúrese de que las

conexiones son de

acuerdo con el

ECB AIF 1133

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Conexiones con Elektronikon

Entradas auxiliares

Salidas decontacto de relés

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Conexiones con Elektronikon

Salidas de relé Entradas de temp.Pt 1000

Entradas desensor de presión

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ConexionesConexión de dispositivos

Transductores de presiónconexión a 3 hilos

Sensores de temp. Pt1000conexión a 2 hilos

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SENSORES DE PRESIÓN

B

C

A

A = Tierra (-)B = Voltaje alimentación (+5 V)C = Señal (+)

Medición en Volts DC

Gama : Cero = 0.5 Volt DCPlena escala = 4.5 Volt DC

El sensor debe permanecer conectado al Elektronikon

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ELECTRICIDAD

¡¡¡ ATENCIÓN !!!

Algo - INVISIBLE

- POTENTE

- ¡¡ PELIGROSO !!

Algo - SENCILLO para

PERSONAS CUALIFICADAS

¡¡¡ TENGA CUIDADO !!!

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Hora de tomar un café ...

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