Análisis de Fallas en el Sistema Electrónico
Análisis de Fallas en el Sistema Electrónico
Etapa de Suministro (Fuente de alimentación)
Se refiere a las
terminales por donde recibimos la entrada del voltaje de línea (AC).
Comúnmente el cable de suministro se conecta en estas dos terminales, en donde
una mínima parte será consumida por la tarjeta de control y el resto se
diseccionara a los componentes principales
como compresores y motores.
Es la etapa encargada de convertir el voltaje de
alimentación (110 0 220V) en voltaje de 5 a 12 VCD pasando antes por un
transformador, puente de diodos y reguladores de voltaje.
En el trayecto de la conversión de la energía pueden ocurrir
algunas irregularidades en los componentes que causan un mal funcionamiento en
el equipo, realizado repetitivamente.
Esto es debido a que
la protección de alto voltaje ha sido activada a través del tiristor que se
encuentra en la entrada de la fuente.
Protección Contra Alto Voltaje
Se puede dar el caso en donde por error, conectemos 220V a
un sistema 115V. Para proteger el equipo y minimizar daños. Es necesario
colocar una protección. En estos casos se utiliza un sistema Varistor en serie
con un fusible térmico.
El varistor, es el componente que tiene un voltaje límite,
que al ser rebosado, sus terminales se pondrán en corto, ocasionando la quema
continua del fusible de seguridad de la tarjeta. Un sistema muy común cuando
usamos voltajes inapropiados.
Transformador
Trabaja mediante el principio de reducción electromagnética,
este elemento reduce el voltaje de línea comúnmente de 15V o 220V a un rango de
10- 15V AC (alternos).
El propósito es adecuar la señal para las etapas posteriores
facilitando su manipulación. Tiene dos secciones: el bobinado primario por
donde entra el voltaje de línea; y el bobinado secundario, por donde sale el
voltaje reducido que va entre 0-15 Vac.
(Según el diseño).
Etapa Rectificadora de Voltaje
El voltaje que viene del transformador es de tipo alterno,
es decir, se compone de un semi-ciclo positivo y un semi-ciclo negativo. Este
último será ratificado y acondicionado para dar origen a la corriente directa CD) esencial para las
etapas posteriores.
Una de las
características principales es la presencia de diodos, capacitores y
reguladores de voltaje en esta etapa del circuito. Cuando un equipo de aire
acondicionado no muestra signos de vida, es conveniente la salida de los
reguladores de voltaje.
Generalmente
encontramos dos: un de 12VCD y 5 VCD. De esta manera descartamos que la falla
sea ocasionada por falta de voltaje o suministro de energía.
Regulación de Voltaje (CD)
La mayoría de los componentes del sistema de control operan
con CD, ya sea 5V o 12V CD. Para esto se requiere que el voltaje sea constante
y n tenga variaciones entre un nivel y otro.
Es aquí la aplicación
de los reguladores de voltaje que mencionábamos en el apartado anterior.
Este dispositivo permite mantener un valor fijo de voltaje a
la salida aun teniendo perturbaciones en la entrada.
Se les coloca disipadores de calor en su parte posterior, ya
que pueden alcanzar temperaturas muy altas cuando están en operación.
Equipo no enciende
Debe revisar el
estado del fusible, si el reemplazarlo sigue el problema debe inspeccionarse el
estado del transformador de voltaje comparando el voltaje del devanado primario
con el secundario. En el primario deberá existir en forma constante 110-18VAC, se
debe reemplazar el transformador.
Si el problema persiste al reemplazar el transformador,
revise los reguladores de voltaje de 5 y 12 VCD, en donde el regulador de 5VCD
se encarga de proporcionar alimentación al Microcontrolador. Reemplácelo si
está dañado.
“Cuando el equipo no responde a la señal del control remoto,
la causa de este comportamiento es porque no se convierten los impulsos
luminosos a impulsos eléctricos”.
Termistores
Debemos recordar que son componentes que se encargan de
monitorear tanto a temperatura ambiente como la temperatura en diferentes
puntos del sistema de refrigeración, como los la basado en la variación de resistencia de
acuerdo a la temperatura la que están sometidos.
Principalmente, son tres los estados que `puede tomar el
componente cuando sufre algún daño, estos se mencionan a continuación:
Corto Circuito
Estamos hablando que si desconectamos el termistor y medimos
su resistencia, esta será muy pequeña en comparación a su rango de operación
(en el orden delos cientos de ohm).
Circuito Abierto
Estamos hablando que si desconectamos el termistor y medimos
su resistencia, esta será muy pequeña en comparación a su rango de operación
(en el orden delos cientos de ohm).
Descalibracion
Si al medir la resistencia del sensor y al comparar, con su
curva característica o tabla de valores, hay una diferencia de ±ºC se determina
que el sensor esta des-calibrado, lo cual incide directamente en la toma de
decisiones del sistema de control alterando sus parámetros de operación.
En cualquiera de las tres modalidades descritas
anteriormente, el sensor deberá ser reemplazado para optimizar el
funcionamiento de equipo.
Sensor de RM del Motor
Esta constituido por un sensor de efecto HALL, ubicado en la
proximidad de la fecha del rotor para
monitorear la velocidad de giro. Por lo general, cuando falla por completo este
componente es detectado por el micro-controlador y lo sitúa en modo de protección
al equipo.
Sin embargo, hay ocasiones que falla de manera intermitente
y no es interpretado inmediatamente por Micro-controlador.
Al fallar de este modo, el abanico evaporador puede subir y
bajar sus revoluciones sin control, ocasionando una perturbación de aire en el
ambiente.
Cuando ocurre este efecto, primeramente debemos descartar si
existe suciedad en los componentes como: filtros, serpentín y turbina, ya que
pueden alterar el flujo normal del aire.
De resultar sucios,
pueden ocasionar un efecto similar al que se comentó anteriormente.
Para confirmar el comportamiento del sensor, hay que medir
el voltaje proporcionado por este componente. Este debe cambiar de 0 a 5 VCD,
si el momento de medir se obtienen valores intermedios, por ejemplo 2.4V o 3V,
el micro-controlador lo puede asumir como dato valido o nulo y significa que el
sensor esta punto de entrar en modo de falla permanente.
En este se deberá
reemplazar el motor evaporador por
completo.
Display (Receptor Infrarrojo)
La tarjeta de despliegue de las unidades cuenta con un
receptor infrarrojo que se encarga de recibir la señalización proveniente del
control remoto y convertirla en impulsos eléctricos para que posteriormente sea
decodificada por Microprocesador.
La falla más común registrad en este componente es el que
“el equipo no responde a la señal del control remoto”.
La causa de este comportamiento es que no convierte los
impulsos luminosos a impulsos eléctricos. Y por lo tanto el Micro-controlador
no realiza ninguna acción.
El receptor
infrarrojo cuenta con tres terminales denominadas positivo, negativo y vout.
Esta última terminal es la salida de la señal y se puede observar con un
osciloscopio.
El comportamiento de la señal proveniente del control
remoto. Una vez confirmado que no se genera esta señal, hay que reemplazar el
receptor infrarrojo o en su defecto, toda la tarjeta de display.
Control de Velocidad (TRIAC)
El TRIAC está conectado en serie con el motor evaporador,
por lo tanto, podíamos asemejar su función con un reóstato que limita el paso
de corriente, a través de la carga obteniendo como resultado cambios en la
velocidad del motor.
Hay dos métodos para controlar la velocidad de un motor de
corriente alterna: por variación de voltaje.
La primera, tiene un
tiempo de respuesta muy corto, permitiendo obtener un torque fuerte desde el
inicio y con márgenes de error muy pequeños, necesita una circuitería demasiado
compleja para llevar a cabo como inversores, por lo que es poco práctico para
aire acondicionado convencional, sin embargo, esta velocidad variable
“invertir”.
El segundo, método consiste en variar el voltaje eficaz
(Vrms) del suministro hacia el motor. Para ello, se necesita muy poca
circuitería, tanto así que se implementa en muchos equipos de aire
acondicionado tipo minisplit.
El control de velocidad que ofrece este método es muy
preciso, sin embargo, el torque va de menos a más conforme incrementa el
voltaje eficaz. Este método es más que suficiente para el motor evaporador, debido al bajo amperaje que
circula.
El componente principal para poder variar el voltaje se
llama TRIAC. Es un semiconductor de tres terminales donde una de ellas se le
conoce como compuerta (GATE).
A través de un opto-acoplador, se manda a la compuerta
del TRAC, una señal de disparo proveniente de un pin del micro-controlador
Esta señal debe estar sincronizada con la línea de CA para
poder hacer este tipo de control, pero no hay problema, ya que el
micro-controlador se encarga de eso, auxiliado por un circuito típico conocido
como “Detector de cruce por Cero”.
El TRIAC está conectado en serie con el motor evaporador,
por lo tanto, podíamos asemejar su función con un reóstato que limita el paso
de corriente, a través de la carga obteniendo como resultado cambios en la
velocidad del motor.
Control de Encendido del Compresor (Relay o Contactor)
En equipos de pequeña capacidad, se utiliza el RELAY como mecanismo de encendido.
En su interior este
dispositivo tiene una pequeña bobinados que se energizan uno después de otro.
Mediante una secuencia de voltajes provocamos el giro de su eje en forma
discontinua, gira mientras está presente el voltaje.
Por eso entramos que
el cable que conecta con la tarjeta tiene varios conductores, cada una controla cierto ángulo
de movimiento. Sus movimientos son finos, precisos y repetitivos.
Transforma la señal digital en
movimiento mecánico.
Una vez identificadas las etapas del sistema de control,
resulta interesante ver desde un punto más analéptico, las señales y funciones
que interactúan para realizar cada
función específica. ¿Cómo se controla la velocidad del motor ventilador
mediante TRIAC?, ¿Cómo realiza su secuencia el motor d oscilación automática?,
¿Cómo se accionan los Relevadores. (Relay)?.
Micro-controlador
Es conocido como el cerebro del sistema de control. Tal como
una computadora, el micro-controlador procesa todas las señales (información)
provenientes de los diferentes sensores, las decodifica e interpreta su
significado, desde una simple instrucción hasta una interrupción del
funcionamiento.
Una delas características
principales es la rapidez con la que toma sus decisiones en el orden de
los mili-segundos, por lo que son imperceptibles para el usuario.
Al presionar la tecla On/Off del control remoto, estamos
emitiendo una señal infrarroja con la información del modo de operación,
velocidad de abanico, estado del swing temperatura, etc.
El receptor infrarrojo ubicado en el display, recibe la
señal y envía la “trama” de pulsos hacia la tarjeta principal en donde se
encuentra el Micro-controlador.
El Micro-controlador las interpreta y toma la decisión de
mandar encender el display y en mili-segundos se enciende el ventilador (ya que
en este ejemplo se trata del modo FAN).
El motor empieza a funcionar y por consiguiente se generan
una señal pulsante que nos dice la velocidad que lleva el motor. Al recibirla.
El micro-controlador
la compara con sus parámetros ideales y determina si el equipo se encuentra en
estado normal o tiene alguna falla. Si detecta este último, se suspende la
operación del equipo instantáneamente y se produce una alerta en el display.
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