Aplicación Todos los canales aislados de un osciloscopio no son iguales Por Viditec La capacidad en representar ScopeMeter® de la Serie 190 de con unos 30 V, muy poco adecua- formas de onda en dos canales si- Fluke. A diferencia de los oscilos- dos para entornos industriales. Por multáneamente es fundamental copios de doble canal normales, el contrario, el ScopeMeter de la para las tareas de mantenimiento en los que las masas de las entra- Serie 190 de Fluke está homologa- de hoy en día. Casi todos los sis- das son comunes (están conecta- do para medidas seguras de hasta temas de control modernos dis- das eléctricamente), las entradas 1000 V, según CAT II, y 600 V según ponen de circuitos eléctricos que del ScopeMeter de la Serie 190 CAT III. Dicho nivel de aislamiento requieren medidas con diferentes están aisladas de forma indepen- convierte al modelo 190 en un ins- referecias de masa. Por ejemplo, diente, lo que permite conectarlas trumento extremadamente segu- los circuitos de control basados en a señales de niveles de tensión ro para aplicaciones profesionales microcontroladores suelen funcio- muy diferentes con una precisión e industriales. nar en niveles de 3 o 5 V, mientras y seguridad completas. Además, que la electrónica de potencia lo las sondas estándar cubren una hace a tensiones trifásicas de 380 V. amplia gama de aplicaciones que Para complicarlo aún más, dichos van de mV a kV, lo que hace del sistemas pueden disponer de una ScopeMeter 190C el instrumento o más secciones flotantes con ma- ideal tanto para los dispositivos sas a potenciales diferentes. de microelectrónica como para aplicaciones de potencia. Antes, los técnicos e ingenieros se las arreglaban utilizando varios Hay otros osciloscopios de instrumentos de medida al mismo doble canal en el mercado que tiempo, pero desde luego el méto- ofrecen canales aislados, pero su do más preciso y eficaz es utilizar aislamiento es limitado; resultan un instrumento portátil como el apropiados solo para utilizarlos 36 Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012 Estas diferencias son funda- El nivel de aislamiento de los mentales tanto para la precisión canales del ScopeMeter 190 pro- como para la seguridad. tege la unidad, el equipo que está La necesidad de medir y cap- comprobando, su inversión en turar formas de onda en diferen- instrumentos de medida y, por su- tes puntos de medida de forma puesto, su integridad física. simultánea es un requisito tan Esta importante característica común, que es fácil olvidar que de la Serie 190 permite a los téc- la conexión incorrecta de un os- nicos efectuar medidas con preci- ciloscopio de entrada doble sin sión y seguridad en sistemas que canales aislados puede suponer van desde motores CA a fuentes un peligro para la seguridad tanto de alimentación conmutadas y, en del osciloscopio como la del usua- general (y respetando los rangos rio. Los osciloscopios sin canales de medida), de sistemas industria- aislados para entornos industria- les de alta energía. les suelen provocar conexiones a cuito en el instrumento o, en casos Utilizar canales aislados para efectuar medidas en motores industriales muy extremos, pueden hacer que Una tarea habitual para un téc- La forma de onda de la tensión se funda el aislamiento llegando nico de mantenimiento eléctrico/ de salida al motor, se caracteriza incluso a explotar. Incluso si los electrónico es la de realizar me- por tener una serie de pulsos nega- usuarios no se encuentran con didas sobre señales de control y tivos y positivos de magnitud cons- sistemas desconocidos, la precipi- potencia de forma simultánea. Pre- tante y ancho variable. La variación tación y premura típicas en man- cisamente, una situación muy co- de este ancho afecta directamente tenimiento industrial pueden con- mún consiste en medir la señal de a la tensión efectiva que alimenta tribuir a utilizar hábitos de trabajo control en un variador de velocidad al motor, de manera que cuanto poco seguros. del tipo PWM, y su señal de salida al más ancho sea el pulso, mayor será motor, que es de alta potencia. la tensión media y viceversa. tierra imprevistas o desconocidas, que pueden producir un cortocir- Con demasiada frecuencia, a los osciloscopios con conexión a red se les deshabilita su conexión a tierra para convertir sus entradas en flotantes, lo que aumenta el peligro de que se produzcan daños personales o incluso de electrocutarse. Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012 37 Aplicación Con la variación de dicha ten- namiento de una sola fase con me- 400 V (con respecto a la referencia sión efectiva se consigue variar la didas tampoco resulta tan claro si "-V" de la figura) mientras que la velocidad del motor. las medidas de tensión se efectúan entrada B se ajusta para disparar Ciertamente, la tensión apa- en los terminales del motor, ya que sobre los pulsos de salida de 5 V renta entonces estar muy distor- las tensiones proporcionarán lec- del circuito eléctrico de control sionada, pero la gran inductancia turas cercanas a lo normal, puesto (con respecto a la referencia "- de- del motor suaviza la señal lo sufi- que el bobinado del motor funcio- tección" de la figura). ciente como para convertirla nue- na como un generador, induciendo Aunque las dos tensiones de vamente en sinusoidal; el motor la tensión a las bobinas abiertas. referencia son distintas, la panta- funciona entonces suavemente. La mejor manera de detectarlo es lla del 190 muestra claramente la Esta señal es una señal de poten- efectuando medidas de corriente correlación en tiempo entre las cia, de varios cientos de voltios. en todas las fases para detectar la dos señales, incluido si los IBGT fase abierta mediante la ausencia se encienden correctamente. Esta de flujo de corriente. característica es también útil para La primera medida a la hora de comprobar el correcto funcionamiento del conjunto consiste en Si se detecta dicho estado, el medir sobre equipos eléctricos contrastar dicha señal modulada y problema puede encontrarse en el conmutados y medir en práctica- la señal de control, que suele ser propio motor o en el circuito eléc- mente todos los circuitos indus- de unos pocos voltios. trico del variador. Para comprobar- triales de alta energía. Una causa bastante común lo, es necesario revisar el encendi- de avería en los motores trifásicos do de los IGBT y compararlos con de inducción es lo que se conoce los pulsos de salida del controlador. como funcionamiento con una Aquí es donde es fundamental sola fase, en el que se pierde com- disponer de un equipo con entra- pletamente una de las tensiones das flotantes aisladas como las del de fase aplicadas al motor. Cuando ScopeMeter 190. esto ocurre, las otras dos fases lle- Con un osciloscopio de doble van más corriente, lo que produce entrada sin aislar sería imposible un aumento de temperatura y una realizar una comparación directa más que posible avería del motor. entre estas dos señales en la mis- El funcionamiento con una sola ma pantalla, debido a los niveles fase no es fácil de detectar, pues- de tensión muy diferentes de sus to que el motor parece funcionar referencias. prácticamente con normalidad, ex- La entrada A puede ajustarse cepto por un aumento del calor ge- para medir la salida de los IGBT en nerado y alguna pérdida de par y el circuito de alimentación a un suavidad. La detección del funcio- nivel de tensión de, por ejemplo, 38 Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012