No se requiere mucho tiempo para probar y reparar cargadores de baterías, si se dispone del equipo y las herramientas adecuadas y se comprenden los procedimientos de ensayo.
Comprobador de entrada limitadora de corriente
Antes de probar cualquier cargador de baterías, conéctelo a una toma limitadora de corriente para evitar que se fundan los fusibles en caso de cortocircuito. Este equipo de ensayo de entrada limitadora de corriente puede fabricarse siguiendo el esquema de cableado que se muestra en la Figura 1-1.
CB1 es un disyuntor de rearme manual de 20 amperios de tipo rápido; F1 es un fusible de 20 amperios; SW2 y SW4 son interruptores de palanca SPST con capacidad de 15 amperios a 115 voltios cada uno; las bombillas R2 y R3 son lámparas de calor infrarrojas de 250 vatios y 115 voltios (puede utilizarse un único elemento calefactor de tipo cono de 550-600 vatios); R1 es una bombilla de 100 vatios y 115 voltios; V es un voltímetro de 0-150 V.C.A.; A es un amperímetro de 0-15 amperios; SW3 es un interruptor de derivación del amperímetro con capacidad de 15 amperios a 115 voltios, con contactos normalmente cerrados que deben mantenerse abiertos para leer el amperímetro A. La toma de corriente REC es una toma con puesta a tierra en "U" para enchufar el cable de C.A. del cargador, o para enchufar el cable de prueba TC. El cable de prueba TC es un cable de 2 hilos con dos pequeñas pinzas de cocodrilo aisladas para probar transformadores, temporizadores y motores por separado.
El interruptor SW2 se muestra en la posición "in", lo que significa que solo la lámpara de alta resistencia R1, o bien R1, R2 y R3, están en el circuito en paralelo. La posición "out" del interruptor SW2 significa que toda la resistencia queda cortocircuitada fuera del circuito y se aplica la tensión plena directamente a la toma REC.
El interruptor SW4 se muestra en la posición "H", lo que indica que la lámpara de alta resistencia R1 está en el circuito únicamente si el interruptor SW2 se encuentra en la posición "in". El interruptor SW4 en la posición "L" significa que la baja resistencia, formada por las lámparas R1, R2 y R3 en paralelo, está en el circuito, si el interruptor SW2 se encuentra en la posición "in".
Antes de enchufar el cargador en la toma, sitúe el interruptor SW2 en la posición "in" y el interruptor SW4 en la posición "H" para probar cargadores pequeños, temporizadores y motores, o en la posición "L" para probar cargadores de mayor tamaño.
Enchufe el cargador, pero no conecte los cables de C.C. a la batería ni permita que se toquen entre sí. Encienda el cargador, recorra todas las posiciones de régimen y de selección de batería y observe el voltímetro V. La tensión caerá a cero o casi cero si hay un cortocircuito
en cualquier punto del circuito primario o secundario. Si la tensión no cae en absoluto, hay un circuito abierto en el circuito primario o en el cable de red. Si no hay cortocircuitos ni circuitos abiertos, el voltímetro indicará cualquier valor por debajo de la tensión de red, llegando incluso a bajar hasta 30 voltios en los cargadores de mayor tamaño que tienen una corriente primaria normal de 10 a 15 amperios.
Si no hay cortocircuitos, sitúe el interruptor SW2 en la posición "out", conecte los cables de batería a la batería y proceda a probar el cargador. Para leer los amperios de entrada al cargador, pulse el interruptor SW3 y lea el amperímetro A.
El circuito de la Figura 1-1 puede montarse sobre un panel de tipo "bread board" o integrarse en un armario metálico bien ventilado. Todas las piezas se consiguen fácilmente en el mercado local, en almacenes de material eléctrico.
Este comprobador de entrada puede permanecer conectado de forma continua a la línea de C.A. para vigilar la tensión de red, si se desea.
Voltímetro-óhmetro
Un voltímetro-óhmetro es un equipo imprescindible, pero no necesita ser tan elaborado ni tan sensible como el que se requiere para el servicio de radio o televisión. No obstante, debe ser lo más preciso posible. Los rangos importantes deben incluir:
- Voltios C.C. 2,5-10-50-250
- Voltios C.A. 2,5-10-50-250-1000
- Ohmios 1-10-100-10K-100K
Un voltímetro-óhmetro que cumple estos requisitos es el Simpson 260 Series 5, disponible en muchos almacenes de material eléctrico.
Analizador de condensadores
Un analizador de capacitores o condensadores resulta muy valioso para comprobar una gran variedad de capacitores y condensadores utilizados en los circuitos de los cargadores de baterías. Debe ser capaz de comprobar condensadores de aceite y de papel y capacitores electrolíticos en cuanto a valor real en mfd, fugas y factor de potencia. Los rangos importantes deben incluir condensadores de aceite y papel de 0.001-100 mfd y capacitores electrolíticos de 1-1000 mfd. Estos analizadores se consiguen fácilmente en forma de kit o ya montados en diversos almacenes de material eléctrico.
Comprobador de rectificadores y diodos
Un comprobador de rectificadores y diodos ahorra mucho tiempo. No se conoce ningún comprobador disponible que permita probar tanto diodos y rectificadores de corriente elevada como diodos pequeños de baja corriente, o que indique la polaridad de rectificadores, diodos y transistores. Para rectificadores de corriente elevada existe una unidad de servicio pesado disponible en almacenes de material eléctrico, o que puede adquirirse en tiendas de recambios de automoción como comprobador de diodos de alternador.
Puede fabricarse un buen comprobador de rectificadores y diodos con materiales fáciles de conseguir siguiendo los detalles de la Figura 1-2. Este comprobador permite probar todos los rectificadores y diodos, así como transistores de potencia, en cuanto a circuitos abiertos, cortocircuitos, conductividad y polaridad, y permite comprobar la polaridad y el estado de otros dispositivos de estado sólido de baja corriente con un valor nominal de 40 m.a. o superior. En la mayoría de los casos, los rectificadores principales de los cargadores de baterías pueden comprobarse en cuanto a conductividad, cortocircuitos y circuitos abiertos estando conectados en el circuito, sin desconectar el transformador. Puede ser necesario desconectar otros diodos y transistores pequeños para su comprobación.
En la Figura 1-2, el transformador T1 puede ser cualquier transformador de cargador de baterías con un secundario con tomas capaz de cargar a un régimen de 6 amperios a 6 o 12 voltios. La toma primaria de 6 voltios y la toma común se utilizan como los dos hilos exteriores. El interruptor SW1 es un interruptor de palanca de encendido/apagado SPST con capacidad de 3-6 amperios a 115 voltios; el interruptor SW2 es un conmutador rotativo de 3 contactos con capacidad de 6 amperios a 115 voltios para calibrar los dos rangos del medidor: la posición H para calibrar rectificadores y diodos de más de 5 amperios, y la posición L para calibrar rectificadores y diodos de menos de 5 amperios. La posición T sirve para comprobar la conductividad a través de las puntas PR3 y PR4; el interruptor SW3 es un interruptor DPDT sin posición de apagado, con capacidad de 6 amperios a 115 voltios, que se utiliza para seleccionar los rangos de corriente alta y baja: la posición L es para rectificadores de menos de 5 amperios que consumen unos 100 m.a. de corriente, y la posición H es para rectificadores de más de 5 amperios que consumen unos 5 amperios. El potenciómetro R1 es una resistencia bobinada de 100 ohmios y 2 vatios con curva lineal para el rango bajo, por debajo de 5 amperios. El potenciómetro R2 es una resistencia bobinada de 2 ohmios y 50 vatios con curva lineal para calibrar el rango alto, por encima de 5 amperios. El potenciómetro R3 es una resistencia bobinada de 25 ohmios y 1 vatio con curva lineal para calibrar ambos rangos. La resistencia R4 es una resistencia fija de 20 ohmios y 1 vatio.
El medidor V es un voltímetro de 6 voltios de rango expandido. Puede utilizarse cualquier voltímetro de comprobador de baterías de 6 voltios si las resistencias R1, R3 y R4 son las correctas para el medidor sustituto. Un voltímetro de rango expandido proporciona las lecturas precisas necesarias para detectar los rectificadores con solo un 80% de conductividad, ya que resultan inservibles en los cargadores de baterías. Los capacitores C1 y C2 son sendos capacitores electrolíticos de 100 mfd y 25 voltios conectados en oposición como una unidad no polarizada, por si un rectificador sometido a ensayo se conecta con polaridad invertida. La bobina de choque CH1 es un devanado primario de transformador de 7 ohmios extraído de un cargador de 6 voltios y 4 amperios. La bobina CH1 y los capacitores C1 y C2 filtran la salida del rectificador, manteniendo estable la aguja del medidor. Las bombillas B3 y B4 son bombillas de faro de automóvil número 2330 de 6-8 voltios con sus filamentos conectados en serie. Estas bombillas tienen una pestaña que puede utilizarse para montar y conectar entre sí ambas bombillas, mientras que los filamentos de cada bombilla se unen soldando el hilo a través de los dos terminales. El diodo D4 es un diodo de silicio utilizado para cargas inferiores a 5 amperios y puede ser cualquier diodo pequeño con un valor nominal de 750 m.a. y 200 PIV. El diodo D3 es un diodo para cargas superiores a 5 amperios y puede ser cualquier diodo de silicio de 35 amperios y 50 PIV, como el Motorola IN1183. La luz piloto B5 es una bombilla n.º 53, o cualquier bombilla de 12-14 voltios.
Los conductores de cada una de las puntas de prueba PR3 y PR4 deben tener unos 4 o 5 pies de longitud, o la suficiente para llegar desde el banco de ensayo hasta el cargador de baterías sometido a ensayo, y pueden terminar en pinzas de cocodrilo o en puntas afiladas. Las puntas de prueba PR3 y PR4 se utilizan para los ensayos de conductividad y calidad en todos los rectificadores y diodos empleados en los circuitos de los cargadores de baterías. Aunque indican la polaridad, los cortocircuitos y los circuitos abiertos, las puntas PRI y PR2 son mejores para determinar todas estas condiciones salvo la calidad, y se utilizan en primer lugar al comprobar rectificadores y diodos. Las puntas PR1 y PR2 son mecánicamente iguales, pero están cableadas de forma diferente, como se muestra en la Figura 1-2. Los diodos D1 y D2 son ambos iguales a D4. Las bombillas B1 y B2 son ambas lámparas del tipo n.º 53. Los portalámparas BB son iguales y son de bayoneta miniatura de un solo contacto con soporte descentrado aislado de ambos terminales. Una lámina de cobre cortada como se muestra en la parte A tiene dos lengüetas en un extremo que se pliegan como abrazadera de cable, y un orificio taladrado en el extremo opuesto. La parte C es un hilo de cobre n.º 12 afilado en punta en un extremo y con un ojal formado en el otro para su montaje. Las partes A, BB, C y el terminal de soldadura F se mantienen unidos mediante un tornillo de máquina DD de 6-32 X ⅜ pulgadas y una tuerca E de 6-32. Tras el montaje y el ensayo completos, envuelva toda la punta con cinta aislante de plástico, salvo la parte de cristal de la bombilla para poder verla. El cable de tres hilos, extra
flexible, que conecta las dos puntas PR1 y PR2 entre sí y con el comprobador es un cable con código de colores negro B, verde G y rojo R.
Al utilizar el comprobador de rectificadores, las puntas PR1 y PR2 se emplean para determinar la polaridad e indicar cortocircuitos o circuitos abiertos en rectificadores, diodos y transistores. Estas puntas mostrarán si los diodos o rectificadores funcionan o no, pero no lo bien que conducen. Cuando las puntas PR1 y PR2 se colocan a través de cualquier rectificador, diodo o sección de transistor capaz de soportar 40 m.a. o más, independientemente de cómo estén conectadas las puntas a los terminales de la unidad sometida a ensayo, solo se iluminará la bombilla B1 o B2 asociada a la punta situada en el ánodo de la unidad, lo que indica acción rectificadora. Si no se ilumina ninguna bombilla, la unidad está en circuito abierto. Si se iluminan ambas bombillas, la unidad está cortocircuitada. Si ambas bombillas se iluminan de forma desigual, existe alguna fuga en derivación, como ocurre durante los ensayos "en circuito", o bien el rectificador sometido a ensayo tiene una resistencia inversa casi tan baja como la resistencia directa, lo que es motivo suficiente para rechazar la unidad. Si la unidad sometida a ensayo está cortocircuitada o abierta, no continúe con el ensayo de conductividad con las puntas PR3 y PR4.
Las puntas PR3 y PR4 permiten comprobar la conductividad y la calidad de rectificadores, diodos y transistores de potencia capaces de soportar 100 m.a. o más, y confirman además cortocircuitos o circuitos abiertos.
Inicialmente, y de forma periódica después, es necesario calibrar el medidor V con los patrones de calibración incorporados de los diodos D3 y D4. Para calibrar, enchufe el cable de red del comprobador y cierre el interruptor SW1; sitúe SW2 y SW3 en la posición L; coloque el potenciómetro R3 en el punto medio del rango y ajuste el potenciómetro R1 hasta que el medidor V marque en el extremo derecho de la escala verde "SAFE" bajo "CHARGE". Ignore las dos escalas superiores "LOAD TEST" y "GEN REGUL." Si no es posible alcanzar este punto, ajuste tanto R3 como R1 hasta alcanzarlo. Las bombillas B3 y B4 no se iluminan con este ajuste. A continuación, gire el interruptor SW2 y el interruptor SW3 a la posición H (las bombillas B3 y B4 deben iluminarse) y ajuste R2 hasta que el medidor V marque en el extremo derecho de la zona verde "SAFE". Puede ser necesario repetir estos dos ajustes, reajustando R1, R2 y R3 en consecuencia, hasta que el medidor indique lo mismo en ambos rangos. Ningún diodo o rectificador sometido a ensayo debe superar este punto si los diodos D3 y D4 se ajustan al patrón. Todos los rectificadores en buen estado, incluso los antiguos rectificadores de selenio de baja conductividad, deben quedar holgadamente dentro del rango "SAFE". Los casos límite pueden decidirse sometiendo el cargador a un ensayo de carga de salida.
Una vez calibrado el medidor, debe seguirse el siguiente procedimiento de ensayo. En primer lugar, utilice las puntas PR1 y PR2 para comprobar circuitos abiertos, cortocircuitos y polaridad. Si no hay circuitos abiertos ni cortocircuitos, se iluminará la bombilla de la punta PR1 o de la punta PR2, indicando el ánodo. La punta de prueba roja PR3 debe conectarse al terminal del ánodo, y la punta negra PR4 debe conectarse al terminal del cátodo. Sitúe el interruptor SW3 en H para valores nominales superiores a 5 amperios, o en L para valores nominales inferiores a 5 amperios, y sitúe el interruptor SW2 en la posición de ensayo T. Encienda el interruptor SW1: el medidor debe marcar en la zona verde "SAFE" si la unidad es aceptable. En la posición H de SW3, una unidad cortocircuitada hará que ambas bombillas B3 y B4 aumenten su brillo. Asegúrese de que la polaridad es correcta. Una conexión invertida no mostraría ninguna lectura en el medidor.
No deje el comprobador encendido ni conectado para calibración o ensayo más tiempo del necesario para obtener una lectura.
Este comprobador puede utilizarse para probar transistores de potencia únicamente en el rango bajo L, por debajo de 5 amperios, que consume una corriente de 100 m.a.
Las puntas PR3 y PR4 hacen circular por el rectificador una corriente de 5 amperios en el rango H y de 100 m.a. en el rango L. Las puntas PR1 y PR2 hacen circular por el rectificador una corriente de 40 m.a.
Comprobador de carga de cargadores de baterías y soldador de C.C.
La salida de todo cargador de baterías debe comprobarse, bajo carga, para verificar la salida nominal correcta a la tensión de red nominal.
Un buen comprobador de carga, que puede adquirirse en almacenes de material eléctrico, permite comprobar todas las baterías de 2 a 40 voltios y, cuando se utiliza con baterías, puede descargarlas o mantenerlas a la tensión deseada. Emplea un reóstato de pila de carbón para ajustar la carga a cualquier valor deseado, utilizando su voltímetro de 3 rangos y su amperímetro. Puede utilizarse cualquier comprobador de carga de baterías, pero normalmente están limitados a 6 y 12 voltios.
Puede construirse un comprobador de carga para realizar ensayos de carga a distintos niveles de tensión utilizando el esquema mostrado en la Figura 1-3. Las tensiones de ensayo de carga más útiles son 6, 12, 18, 24, 30 y 36. Si solo se prueban unidades de 6 y 12 voltios, pueden eliminarse las demás secciones, o añadirse más si se requieren tensiones superiores. Las seis baterías de 6 voltios mostradas deben ser todas iguales y pueden ser cualquier batería de plomo-ácido de automoción de 6 voltios, que no necesita ser de servicio pesado porque durarán años en este servicio si se mantienen cargadas. Se requieren baterías de mayor tamaño para cargadores industriales con una salida superior a 100 amperios. Estas baterías se mantendrán normalmente cargadas por el propio proceso de ensayo de los cargadores. No obstante, deben ecualizarse de vez en cuando cargándolas con la frecuencia suficiente para mantener el electrolito a plena carga en todos los vasos. Puede fabricarse un cargador sencillo utilizando un transformador y un rectificador de un cargador de 36 voltios, añadiendo los perfeccionamientos que se deseen.
Las resistencias R1 son resistencias de carga de ensayo de baterías de 6 voltios idénticas, de las utilizadas en los comprobadores de carga de baterías comerciales. Pueden adquirirse como recambio nuevo, recuperarse de comprobadores viejos desechados, o fabricarse siguiendo los detalles constructivos de las Figuras 1-4 y 1-5. Haga todas las secciones iguales a la sección A-B, es decir, 12 pies de 5 hebras de alambre de embalar de 0.0625 pulgadas bobinadas sobre un tablero de amianto, bobinando secciones adicionales si se utiliza para soldadura, como se explica más adelante. Los solenoides RL1 son iguales y son solenoides de arranque de automoción de 6 voltios de servicio intermitente estándar, que tienen un pequeño terminal único entre los espárragos grandes conectado a un extremo de la bobina. El otro extremo de la bobina está conectado internamente al terminal "BAT". Los contactos de los espárragos grandes están normalmente abiertos, pero se cierran cuando la bobina se excita. Los interruptores SW1 son iguales y son pulsadores SPST N.A. de contacto momentáneo. Los interruptores SW2 son iguales y son SPST con capacidad de 1-3 amperios a 115 voltios. Los interruptores SW3 son interruptores SPDT idénticos con posición de apagado. Los interruptores SW2 y SW3 deben mantenerse siempre apagados cuando no se utilicen, porque los medidores supondrían un pequeño consumo para las baterías. El medidor A1 es un amperímetro de C.C. de 0-10 amperios. El medidor A2 es un amperímetro de C.C. de 0-100 amperios. El medidor V1 es un voltímetro de C.C. de 0-8 voltios para cargadores de 6 voltios; el medidor V2 es un voltímetro de C.C. de 0-15 voltios para cargadores de 12 voltios; el medidor V3 es un voltímetro de C.C. de 0-30 voltios y se conmuta para leer 18 o 24 voltios; el medidor V4 es un voltímetro de C.C. de 0-50 voltios que puede conmutarse para leer 30 o 36 voltios. Los voltímetros V1, V2, V3 y V4 deben ser precisos. Si no lo son, pueden recalibrarse para una única tensión ajustando el cero, si es accesible en la carátula del medidor. En caso contrario, el voltímetro puede calibrarse utilizando un reóstato en serie con el medidor para reducir la lectura si es alta, o un reóstato en paralelo con la resistencia multiplicadora interna del medidor para aumentar la lectura. Si no se dispone de un patrón preciso, calibre el medidor utilizando una buena batería de plomo-ácido plenamente cargada, a temperatura ambiente normal de unos 77 grados F, que haya perdido su carga superficial, por ejemplo 24 horas después de la carga completa, empleando un valor de 2.1 voltios por vaso. Los terminales de ensayo de las baterías se prolongan hasta un lugar cómodo en la parte frontal del banco y se marcan como se indica. Los terminales negativos se pintan de negro y se marcan "NEG" o se dejan sin marcar. Los dos terminales positivos se pintan de rojo o se marcan "POS." Debe colgarse una cortina de goma, como un trozo de cámara de neumático usada, sobre los terminales para evitar cortocircuitos accidentales, y retirarse cuando se utilice el comprobador de carga. Fabrique los terminales de ensayo utilizando un trozo de tubo de cobre de unas 3 pulgadas de longitud, soldado o engastado en los extremos de los cables y aplastado, con un orificio taladrado para su fijación. A continuación, dóblelos hacia fuera, alejándolos del banco, para recibir la pinza del cargador.
Para utilizar el comprobador de carga, conecte la pinza positiva o roja del cargador de baterías al terminal de ensayo positivo adecuado. Para cargadores pequeños de menos de 10 amperios, utilice el terminal positivo de 10 A., y para cargadores de más de 10 amperios, utilice el terminal positivo de 100 A. La pinza negativa del cargador de baterías se conecta al terminal de ensayo negativo de la tensión correcta, por ejemplo 6, 12, 18, 24, 30 o 36.
Sitúe el interruptor de voltímetro SW2 o SW3 correcto para que coincida con la tensión del cargador sometido a ensayo. Enchufe el cable de C.A. del cargador, póngalo en carga y anote la lectura del amperímetro tanto en el cargador como en el panel de ensayo. Deben indicar aproximadamente lo mismo. No obstante, en muchos cargadores de baterías los amperímetros suelen leer por exceso. Es decir, indican más amperios de los que el cargador está entregando realmente, lo cual es más seguro que si la lectura fuera demasiado baja. Si el cargador está entregando su salida nominal plena en el ajuste más alto y el voltímetro de C.C. indica la tensión nominal o superior, y si la tensión de red es normal, el cargador tiene salida plena.
Si la corriente de C.C. no alcanza su salida nominal, es probable que la tensión de la batería haya subido por encima de su valor nominal. Pulse el interruptor SW1 correspondiente a la tensión de la batería para aplicar una carga a la batería y al cargador. Mantenga pulsado el interruptor SW1 hasta que el voltímetro de C.C. indique exactamente la tensión nominal, por ejemplo 6, 12, 18, 24, 30 o 36. A continuación, lea rápidamente el amperímetro de C.C. del comprobador y del cargador. Puede ser necesario apagar el cargador y descargar la batería durante 20 segundos para hacer bajar la tensión de la batería.
El procedimiento es el mismo cuando se utiliza un comprobador de carga ya fabricado. Conecte las pinzas del comprobador y las pinzas del cargador a la batería, y aplique el número correcto de resistencias de carga de descarga.
El comprobador de carga se utiliza para reducir la tensión de la batería a su valor nominal. Un cargador producirá los amperios nominales solo con una batería completamente descargada cuya tensión sea igual o inferior a su valor nominal. A medida que la batería se carga en la mayoría de los cargadores de tensión constante, su tensión aumenta y los amperios disminuyen, de modo que la resistencia de carga descarga la batería y ayuda a mantenerla baja durante el ensayo.
Un comprobador de carga de resistencia única no resulta práctico en un taller de reparación debido a la gran variedad de cargadores que se comprueban. No obstante, una vez establecidos los voltios-amperios a través de una resistencia dada, constituye una indicación precisa de la salida plena del cargador. Cargar baterías es distinto de aplicar una tensión a través de una simple resistencia. El cargador
debe vencer primero la f.e.m. inversa o contratensión de la batería antes de poder entregar cualquier
corriente de carga. Una vez que el cargador alcanza la tensión nominal de la batería descargada, la corriente absorbida por la batería viene determinada por la resistencia interna de la batería. Esta resistencia está formada por las placas, las conexiones y el electrolito de la batería, y tiene un valor muy bajo, en fracciones de ohmio. Por eso la conductividad de los rectificadores y la tensión de red son bastante críticas para la salida plena del cargador.
El comprobador de carga mostrado en la Figura 1-3 constituye también un soldador de C.C. ideal para soldadura por arco con electrodo metálico, con polaridad directa e inversa, soldadura fuerte con soplete de arco, soldadura blanda de gran aporte y calentamiento. La resistencia reductora de tensión está formada por todas las resistencias de carga R1 más secciones adicionales. Solo se muestran 3. La pinza pos. W1 se conecta a una de las uniones entre dos cualesquiera de las resistencias R1, y la pinza pos. W2 es el portaelectrodos de soldadura positivo, o soplete de arco de carbón. La pinza neg. W es la conexión de soldadura negativa. Esta disposición permite atender la soldadura ocasional, la soldadura fuerte o la soldadura blanda de gran aporte que puedan surgir en el servicio de cargadores de baterías.
Tablero de resistencia ajustable de servicio pesado
Un tablero de resistencia ajustable de servicio pesado puede utilizarse no solo como comprobador de carga más flexible y como resistencia de descarga de baterías a todas las tensiones, sino también para muchos otros fines en el servicio de cargadores de baterías.
Fabrique un tablero de resistencias como se muestra en las Figuras 1-4 y 1-5. Con el cable y la pinza K y el puente J, puede seleccionarse cualquier resistencia de carga para reducir o mantener la tensión de la batería en el valor deseado. Si se desea, puede conectarse en serie un reóstato de pila de carbón de servicio pesado para obtener un control fino, y puede añadirse una larga bobina de hilo calefactor grueso de nicromo en la unión H para aportar una resistencia adicional más elevada. Puede utilizarse en serie un solenoide, o un interruptor de arranque de automóvil accionado con el pie, para conectar o desconectar la resistencia de carga de forma rápida y cómoda.
El tablero de ensayo mostrado en la Figura 1-5 se bobina utilizando alambre de embalar de hierro con un diámetro de 0.0625". El número de hebras y la longitud de cada sección se indican en la Figura 1-4. Estas hebras se retuercen, tras medirlas y cortarlas a la longitud adecuada, fijando un extremo en un tornillo de banco y los otros extremos a los radios de una rueda. Al girar la rueda, las hebras quedan fuertemente retorcidas.
El tablero es de amianto de ¼ de pulgada de espesor y 36 pulgadas de largo por 30 pulgadas de ancho, sujeto en cada extremo mediante pernos introducidos a través de angular de hierro de 1" X 1" X ⅛" como se muestra. Si va a utilizarse sobre un suelo inflamable, como la madera, prepare una bandeja de chapa metálica y colóquela bajo los pies del tablero para recoger cualquier chispa o metal fundido en caso de una conexión errónea accidental. Con una sierra de arco, practique muescas en los bordes superior e inferior cada 1 pulgada para mantener los hilos separados y en posición. En cada unión, retuerza los hilos entre sí, sáquelos en ángulo recto respecto al tablero y suelde con latón o con estaño los extremos entre sí para lograr un buen contacto eléctrico. Las uniones que quedan en la cara posterior del tablero, como C y F, pueden llevarse al frente a través de un orificio taladrado en el tablero. Cada unión debe fijarse con alambre a través de pequeños orificios taladrados en el tablero. Aísle los hilos que queden próximos utilizando papel de amianto. Pueden sacarse tomas intermedias una vez terminado el tablero utilizando conectores de cobre de dos piezas como los que emplean los electricistas.
La Figura 1-4 muestra los amperios máximos, la resistencia aproximada en ohmios de cada sección, y también la tensión y la resistencia totales desde la unión A hasta cada unión sucesiva.
Para utilizar el tablero, conecte el conductor K a un lado de la batería y del cargador, y conecte el puente J entre el otro lado de la batería y del cargador y la unión adecuada para obtener la carga deseada.
Con algo de experiencia, el tablero puede calibrarse para comprobar cualquier cargador sin baterías. La tensión y/o los amperios de salida serán inferiores a los obtenidos con el cargador conectado a una batería. Elabore una tabla para cada modelo del que se sepa que tiene salida plena sobre una batería, seleccionando una unión que proporcione aproximadamente los amperios nominales plenos y registrando el amperaje, la tensión y la unión exactos utilizados, así como la tensión de red cuando el tablero de ensayo está frío al inicio. La tensión de C.C. será considerablemente inferior a la tensión nominal. Para comprobar los mismos modelos, o un modelo similar con las mismas características nominales, utilizando únicamente el tablero de resistencias y sin batería, las lecturas deben ser aproximadamente iguales. Recuerde que la resistencia aumentará y la corriente disminuirá a medida que el tablero de resistencias se calienta. Un ensayo rápido en frío cada vez debe producir las mismas lecturas.
La Figura 1-4 muestra la tensión máxima que debe aplicarse entre la unión A y las demás uniones. No obstante, una tensión inferior aplicada entre la unión A y una unión más alta hará circular una corriente menor. Por ejemplo, 6 voltios entre la unión A y F harían circular aproximadamente 10 amperios (0.630 ohmios).
Este tablero puede utilizarse también para otros fines, como la resistencia reductora de tensión mostrada en el ensayo de reguladores de tensión de la Figura 1-6, resistencia R1.
El tablero de resistencias de ensayo puede utilizarse para determinar la resistencia correcta de las resistencias de balasto o reductoras de tensión empleadas en los circuitos primarios o secundarios de los cargadores de baterías al conectar o convertir cargadores antiguos de solo 6 voltios a funcionamiento de 6/12 voltios, o para reducir la salida en algunos casos. Tras determinar qué uniones proporcionan el valor adecuado, compruebe la resistencia con precisión con un óhmetro de rango bajo o un puente de Wheatstone. Para valores bajos, calcule la resistencia aplicando la ley de Ohm tras leer los amperios y la caída de tensión en la sección de resistencia. La resistencia en ohmios es igual a la caída de tensión dividida por la corriente en amperios. Por ejemplo, con 10 amperios a través de la resistencia y una caída de tensión en la resistencia de 6 voltios, la resistencia es de seis décimas o 0.6 ohmios. La potencia nominal de la resistencia debe ser como mínimo la corriente multiplicada por sí misma y por la resistencia, es decir, un valor de 10 X 10 X 0.6 igual a 60 vatios.
Equipo de ensayo de reguladores de tensión alimentado por el cargador
Para ajustar y comprobar de forma correcta y rápida los reguladores automáticos de tensión de los cargadores de baterías se necesita una tensión de C.C. variable y un voltímetro de C.C. preciso. En la Figura 1-6 se muestra un equipo de ensayo que utiliza la tensión del propio cargador de baterías en lugar de una fuente de tensión externa.
En la Figura 1-6a, el potenciómetro R2 es una unidad bobinada de 1K ohmios y 10 vatios. Los terminales T1, T2 y T3 son pequeñas pinzas de cocodrilo unidas a conductores de unos 2 pies de longitud. F es un fusible de 1/10 (0.1) amperios. V es un voltímetro de C.C. con un rango adecuado a la tensión de la batería, cableado como se muestra.
Para utilizar el equipo de ensayo, desconecte el conductor positivo del terminal positivo del regulador de tensión y conéctelo a la pinza T1. A continuación, conecte la pinza T3 al terminal positivo del regulador de tensión. Conecte la pinza T2 al conductor y terminal negativo, que sigue conectado al regulador de tensión. Conecte el cargador, enciéndalo y ajuste el potenciómetro R2 hasta alcanzar la tensión de corte correcta. Reajuste el regulador de tensión si es necesario.
Si la tensión de la batería no es lo bastante alta para alcanzar el punto de corte, la tensión del cargador en las pinzas T1 y T2 puede elevarse por encima de la tensión de la batería para acelerar el ajuste, insertando una resistencia R1 de la Figura 1-6b entre el terminal positivo de la batería BAT y la pinza positiva de batería CH del cargador. La resistencia R1 puede ser un muelle de acero viejo de calibre n.º 14 o mayor, según la corriente, de ¾’’ de diámetro y 2 pies de longitud, o una serie de resistencias de descarga de comprobador viejas. Mejor aún es el tablero de resistencias mostrado en las Figuras 1-4 y 1-5. Utilice un valor de resistencia que permita que la tensión del cargador suba ligeramente por encima de la tensión de corte deseada del regulador.
Equipo de ensayo de reguladores de tensión autónomo alimentado por batería
En la Figura 1-7 se muestra esquemáticamente un equipo de ensayo de reguladores de tensión autónomo, alimentado por batería, ya fabricado y disponible en almacenes de material eléctrico.
V es un voltímetro de C.C. con un fondo de escala de 50 voltios y una resistencia de 50K ohmios, o 1K ohmios por voltio. El interruptor SW1 es un interruptor de contacto momentáneo N.A. que se cierra para "test" y se abre para su uso como voltímetro independiente. BAT es una batería "B" de 67.5 voltios. R1 es un potenciómetro de 10K ohmios y R2 es una resistencia de 3K ohmios. El comprobador dispone además de un termómetro incorporado calibrado en tensión de corte.
El voltímetro de este equipo de ensayo, debido a la elevada resistencia del potenciómetro, caerá bruscamente cuando se alcance la tensión del diodo zener del regulador de tensión. Si cae por debajo de la tensión de conexión del regulador, aumente la tensión girando el potenciómetro R1 en sentido horario hasta alcanzar de nuevo la tensión de corte. A continuación, baje la tensión lentamente para comprobar la tensión de conexión del regulador de tensión, si dispone de ella.
A falta de ajustes más específicos del regulador de tensión, utilice la Tabla 1-1 como guía. Cuando se alcanza el punto de gasificación de la batería durante la carga, la tensión en bornes de la batería a 77 grados F debe ser aproximadamente la indicada en la Tabla 1-1.
Tensión de corte del regulador de tensión para distintas baterías
Equipo de ensayo de reguladores de tensión alimentado por C.A.
En la Figura 1-8 se muestra un equipo de ensayo de reguladores de tensión alimentado por C.A.
El transformador T1 puede ser una sección de 120 o 240 voltios de un transformador pequeño con toma central, de modo que actúe como autotransformador. También puede utilizarse la sección primaria o secundaria de un transformador de alimentación de radio antiguo, si tiene toma central. Los diodos D1 y D2 son diodos de silicio con un valor nominal de 1 a 2 amperios a 200-400 PIV. La salida del rectificador debe filtrarse; de lo contrario, la tensión rectificada de pico daría una tensión de disparo falsa. Normalmente, con el regulador conectado al cargador, la batería actúa como un gran condensador que amortigua la mayor parte de estos picos de tensión. La bobina de choque CH1 es una bobina de 30 henrios. Los capacitores C1 y C2 pueden ser capacitores electrolíticos de 8-16 mfd y 200 DCWV. R1 es un potenciómetro bobinado de 1K ohmios y 10 vatios. F es un fusible de ¼ de amperio. El medidor V es un voltímetro de C.C. de 0-50 voltios. Este circuito proporciona una salida de aproximadamente 0-70 voltios de C.C. El autotransformador puede suponer un riesgo de descarga eléctrica. Por este motivo sería preferible un transformador de aislamiento con devanados primario y secundario, si dispone de un secundario de 120 voltios con toma central (60 voltios a cada lado de la toma central).
Otro método consistiría en utilizar un circuito en puente en la sección rectificadora con una tensión de entrada de 60 voltios procedente de un Variac u otra fuente de tensión variable.
Al utilizar cualquier equipo de ensayo que disponga de batería interna o de un circuito rectificador filtrado para suministrar la tensión, como los mostrados en las Figuras 1-7 y 1-8, es necesario realizar un ajuste final después de conectar el regulador al cargador, porque la salida del cargador no está completamente filtrada salvo por la tensión de la batería. Los picos de tensión rectificada dispararán el regulador con una lectura del voltímetro inferior a la ajustada con una C.C. estable. Será necesario aumentar el ajuste de la tensión de corte. La tensión de conexión, en cambio, no debería requerir reajuste, porque el cargador está apagado y es la batería sola la que suministra la tensión.
Utilizando el equipo de ensayo mostrado en la Figura 1-6, este ajuste final no suele ser necesario. No obstante, debe comprobarse cuando el regulador de tensión se vuelve a conectar a la salida del cargador para el funcionamiento normal.
Convertidor para transformar potencia monofásica en trifásica
Si se aborda la reparación en taller de grandes cargadores industriales y no se dispone de alimentación trifásica, puede construirse un convertidor relativamente económico utilizando cualquier motor eléctrico trifásico en buen estado, como se muestra en la Figura 1-9, siempre que se disponga de alimentación monofásica de 230 voltios. Este convertidor podrá alimentar todos los cargadores trifásicos de 230 voltios y los grupos motor-generador, pero no los de 440 voltios trifásicos. Esto podría lograrse, no obstante, utilizando un transformador monofásico de 10-15 KVA para elevar la tensión de 230 a 440 voltios y adaptando el motor a funcionamiento a 440 voltios.
En la Figura 1-9, el motor M es un motor de inducción trifásico de 230 voltios con una potencia nominal de 10-15 H.P. El interruptor SW es un seccionador de cuchillas 3PDT con un enclavamiento que impide situarlo en la posición de marcha R hasta que se haya situado en la posición de arranque S. El interruptor SW puede formarse con dos interruptores 3PST independientes colocados uno junto a otro con las manetas enfrentadas, es decir, con uno de los interruptores invertido. Atornille ambas manetas entre sí y el resultado es un interruptor 3PDT, pero sin enclavamiento.
El motor M se arranca con 115 voltios monofásicos utilizando un capacitor electrolítico de arranque de motor C de 500-700 mfd. y 120 voltios. A medida que el motor alcanza la velocidad plena, pase el interruptor SW a la posición de marcha R, que conecta los 230 voltios monofásicos a una de las fases del motor M.
Un motor trifásico que funciona con tensión monofásica genera una tensión trifásica en los bornes del motor, debido a la inducción magnética del rotor que gira dentro del campo de C.A. Conecte los tres conductores del motor 1, 2 y 3 a una toma de corriente o a un interruptor-seccionador para el ensayo trifásico.
Este convertidor puede hacerse de arranque automático utilizando un relé de arranque de motor, disponible en almacenes de recambios de motores eléctricos. Con el relé suelen incluirse las instrucciones de cableado para este tipo de convertidor.
Un motor así constituye una amoladora de servicio pesado ideal, accionando por correa un eje que sostiene una muela de forja de 10 pulgadas. El motor tiene par de arranque suficiente para llevar la muela a su velocidad, y la inercia de la muela actúa como volante ayudando al motor durante las puntas repentinas de corriente elevada, como el arranque de un grupo motor-generador trifásico.
Voltímetro de calibración de C.C. de precisión
Cualquiera que se dedique a la calibración de comprobadores de baterías y al ajuste de reguladores de tensión necesita un voltímetro de C.C. preciso con una exactitud garantizada del ½%, o mejor.
No existen en el mercado medidores estándar que tengan los rangos y la exactitud adecuados a un coste razonable para calibrar y ajustar correctamente los equipos de servicio de baterías.
El autor ha redactado las especificaciones y ha sido pieza clave en el desarrollo de un voltímetro de C.C. ideal, diseñado específicamente para las necesidades particulares del sector de los equipos de servicio de baterías.
La Figura 1-10 muestra la escala de un voltímetro de C.C. de tres rangos diseñado para quienes solo se ocupan de baterías de arranque de vehículos con tensiones de 6, 12 y 24 voltios.
La Figura 1-11 muestra la escala de un voltímetro de C.C. de doble arco con cuatro rangos básicos para baterías de 6, 12, 24 y 36 voltios, que abarca todas las baterías de arranque de vehículos más las de carritos de golf y otras baterías de 36 voltios. El selector de rango que abarca estos cuatro rangos se muestra en la Figura 1-11a. La Figura 1-11b muestra dos rangos adicionales de 8 X 10 (40 a 80 voltios, leídos en la escala 4-8 y multiplicados por 10) y 16 X 10 (80 a 160 voltios, leídos en la escala 8-16 y multiplicados por 10), para quienes trabajan con todas las tensiones de batería que puedan encontrarse, o preverse, en el ámbito industrial y de los vehículos eléctricos.
Los medidores eléctricos con una exactitud del 2% o superior se fabrican utilizando esferas preimpresas, todas iguales. Los medidores de precisión con una exactitud del ½%, o mejor, requieren esferas individuales y escalas de calibración trazadas a mano. El coste de fabricar estos medidores según especificaciones es aproximadamente el mismo que el de un medidor de escala estándar comparable de los que figuran en los catálogos de medidores.
Hasta que estos medidores estén disponibles en el mercado de medidores, pueden fabricarse por encargo a un coste comparable al de un medidor de tipo cojinete de joya menos preciso.
La Fuente 14 puede suministrar estos medidores mostrados en las Figuras 1-10, 1-11a, 1-11b y en la Tabla 1-2. Utilizando únicamente mecanismos de medida con esfera en blanco de fabricantes fiables como General Electric, Westinghouse, Weston y otros, están equipados para elaborar esferas calibradas con precisión. Dado que conocen bien las especificaciones, pueden presupuestar un precio si se indican el número de Figura y el tamaño de medidor preferido. Por ejemplo: al solicitar precio, indique: "Rogamos presupuesten precio y plazo de entrega del medidor, especificaciones de la Tabla 1-2, plano de la Figura 1-11b, en tamaño de medidor de 6½"."
Especificaciones del voltímetro de calibración de C.C. de precisión para equipos de servicio de baterías
El precio depende del tamaño del medidor y de si tiene uno o dos arcos de escala. Un medidor con los rangos adicionales mostrados en la Figura 1-11b (8X10 y 16X10) es solo ligeramente más caro, porque únicamente hay que añadir dos resistencias multiplicadoras de precisión y dos posiciones adicionales en el conmutador selector.
El medidor de suspensión por cinta tensa es superior al de tipo cojinete de joya y cuesta menos, porque no tiene cojinetes ni muelle espiral que provoquen fricción. Son más robustos y fiables durante largos periodos de tiempo, y las lecturas se toman con facilidad y precisión.
Algunos de nuestros cargadores de baterías