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Autores: Gustavo Herrera Dublán y colaboradores. 2018©

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martes, 4 de marzo de 2014

Circuitos de seguridad y protección en hornos de microondas.



Horno de microondas Samsung modelo MW840WA.
PRESENTACIÓN

Para protección del usuario, del técnico de servicio y del horno mismo,  todos los hornos de microondas están provistos de dispositivos de protección y seguridad. 

En el presente artículo, se hará un estudio que describa la utilidad y las pruebas a realizar en los componentes que intervienen en tales dispositivos. Daremos inicio con los interruptores de seguridad que evitan una operación peligrosa. Enseguida, nos encargaremos de los dispositivos de protección que impiden daños producto de un mal funcionamiento.

En el desarrollo del tema, nuevamente haremos referencia al horno de microondas modelo MW840WA fabricado por Samsung.  Para descargar el manual de servicio, visiten el siguiente enlace.

Advertencia: El horno de microondas está considerado como el aparato más mortífero de todos los que existen en el hogar.  Por tanto, el usuario común y corriente deberá de abstenerse en practicar cualquier recomendación de servicio aquí descrita.



INTERRUPTORES DE SEGURIDAD, LOCALIZACIÓN

El horno de microondas MW840WA fabricado por Samsung, lleva instalado un bastidor de plástico en su lado lateral derecho interno el cual contiene 3 interruptores de seguridad.

Al cerrar la puerta, los ganchos retráctiles de la misma embonan en los orificios del bastidor de plástico activando los interruptores de seguridad descritos por el fabricante como “Primary S/W”, “Monitor S/W y “Door Sensing S/W”.

Al abrir la puerta, los ganchos retráctiles salen del bastidor de plástico por lo que las condiciones de accionamiento cambiarán el estado de cada uno de los interruptores de seguridad.   

La primera de las siguientes imágenes, ilustra la ubicación interna del bastidor de plástico en el horno de microondas modelo MW840WA de Samsung, así como la localización de cada uno de los interruptores de seguridad montados en él. 

La segunda imagen, describe la condición eléctrica (circuito cerrado ó abierto) de cada uno de los interruptores de seguridad según la posición de la puerta.

Localización de los interruptores de seguridad en el horno de microondas Samsung modelo MW840WA.

Montaje de los interruptores de seguridad en un batidor de plástico.

Rincón de soluciones tv.


INTERRUPTORES DE SEGURIDAD, ENCOMIENDA

El funcionamiento del conjunto de interruptores de seguridad descansa en un precepto de vital importancia el cual garantiza que el horno de microondas jamás opere con la puerta abierta.  De este modo, el usuario queda a salvo de una exposición peligrosa por radiación de microondas. 

La medida anterior permite al fabricante dar cumplimiento a la Norma Federal de Seguridad sobre Radiaciones CFR21, parte 1030, emitida por la Administración de Alimentos y Drogas estadounidense en la que se establece que este sistema de seguridad haga que el horno no pueda funcionar y permanezca así hasta que se repare si los interruptores de seguridad no pueden realizar las funciones requeridas.

INTERRUPTORES DE SEGURIDAD, PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El principio de funcionamiento del conjunto de interruptores de seguridad es de comprensión simple.  Para exponerlo, haremos referencia al diagrama eléctrico del horno de microondas modelo MW840WA fabricado por Samsung. Para evitar confusión, es importante hacer notar que la posición que muestra cada interruptor es con la puerta abierta: Los interruptores "Primary S/W" y "Door Sensing S/W" están abiertos, mientras que el interruptor "Monitor S/W" permanece cerrado.

Interruptores de seguridad, ubicación en el diagrama eléctrico.


Al cerrar la puerta, los tres interruptores cambian de estado. Los interruptores “Primary S/W” y “Door Sensign S/W” se cierran y el interruptor “Monitor S/W” queda abierto.  De este modo, la puerta cerrada crea una especie de "condición de desbloqueo" la cual permite al usuario poner en marcha el sistema en general.  Veamos por pasos, lo que significa tal condición:

1. La abertura oportuna del interruptor "Monitor S/W", evitará la quemadura del fusible de línea de 15 amperes justo en el momento de ejecutar un ciclo de operación (en términos llanos, esto ocurre cuando se cierra el interruptor "Power Relay Secundary Interlock").

2. El cierre del interruptor "Primary S/W" producirá la alimentación de una de las fases de C.A. hacia un extremo del devanado primario del Transformador de Alto voltaje (Ver inciso "A" en color verde). Esta fase, llegará también a un extremo de alimentación de los motores del giro del plato y sistema de ventilación (FM y DM) los cuales están conectados en configuración paralelo.

3. El cierre del interruptor "Door Sensing S/W" habilitará al Sistema de Control para que éste a su vez, libere las funciones en el teclado que suponen una operación de arranque directo. Este último acontecimiento dará paso a que el interruptor “Power Relay Secundary Interlock” instalado en el propio Sistema de Control se accione mediante la ejecución de programas hechos desde el teclado, cerrando la fase de C.A que falta (Ver inciso B en color azul).  

Cumplidas en su totalidad las condiciones descritas, es así como el circuito primario del transformador de alto voltaje quedará alimentado con la tensión de la red y por tanto, el horno de microondas entrará en operación.

INTERRUPTORES DE SEGURIDAD, DESCRIPCIÓN DE AVERÍAS

En el ejercicio de la práctica, se podrá corroborar la vulnerabilidad en todos y cada uno de los interruptores de seguridad.  De acuerdo con el síntoma que demuestre el horno de microondas, se sabrá cual de ellos podría ser responsable.  Las averías, van desde un problema de calentamiento o la falta de operación en el teclado, hasta la quemadura violenta del fusible de línea.  A continuación, la descripción de cada caso.

1. Interruptor “Monitor S/W”.  La causa de deterioro más evidente en este interruptor, ocurre cuando por más de una ocasión se ha reemplazado el fusible de línea de 15 amperes descubriendo que éste se quema una y otra vez con tan sólo seleccionar un periodo de operación y enseguida, oprimir la tecla de Inicio en el Sistema de Control.  Este evento encuentra justificación si el interruptor descrito se ha quedado pegado, es decir, cuando sus contactos no tienen la capacidad de abrirse.  Si se revisa con detalle el circuito eléctrico, se notará que ante tales condiciones, desde el momento en que el horno entra en operación, el interruptor averiado coloca al circuito alimentador de C.A, en corto total, razón por la cual, se quema el fusible de línea.  En otros sistemas muy parecidos, la quemadura del fusible ocurre al momento de abrir la puerta del horno de microondas y el causante, es el mismo interruptor, suceso que ya depende de la configuración de elementos en el diagrama eléctrico y que podrá diferir entre un modelo y otro.  

No obstante, sin que importe el modelo o la marca del fabricante, se notará que en todo horno de microondas, la línea de abasto de C.A. llega casi en directo a cada una de las terminales del interruptor "Monitor S/W", a no ser por el fusible de línea de 15 amperes y el termostato, los dos dispositivos de seguridad instalados en configuración serie con cada una de las fases de dicho abasto.  La configuración tan particular, obedece a un principio de seguridad muy ingenioso y que se advierte con un simple análisis del diagrama eléctrico.

Otras veces, el dispositivo podrá mostrar insuficiencia en cuanto al cierre de sus contactos.  En tal condición, el sistema en general podrá trabajar bajo cierta normalidad aunque éste quedará desposeído de un dispositivo de seguridad fundamental.  Para los dos casos, el reemplazo es perentorio. 

2. Interruptor “Primary S/W”.  A diferencia del caso anterior, la falla más común encontrada en el interruptor “Primary S/W”, consiste en su falta de capacidad para cerrar sus contactos.  Ante un evento como éste, el síntoma común es claro: Al programar cualquier ciclo de cocción, se verá que el Sistema de Control funciona correcto, la luz interior enciende.  Sin embargo, no existe giro del plato ni actividad en el motor del ventilador, mucho menos entra en marcha el Sistema de Alto Voltaje y por tanto, no hay calentamiento de alimentos.

Tampoco son raras las ocasiones en que podrá encontrarse a un interruptor “Primary S/W” pegado, evento que desconcierta al técnico de servicio, sobre todo en aquél que carece de experiencia en reparación de hornos de microondas.  El síntoma consiste en que en apariencia, el horno de microondas opera en automático con tan sólo conectar su clavija a la red eléctrica.  Al descubrir lo anterior, el técnico aterrado, nota que la luz interior enciende, que el plato gira y que además, el motor del ventilador funciona; todo lo anterior acontece sin importar si la puerta permanece abierta o cerrada.  

Sin embargo, no hay porqué temer: Bajo estas condiciones, no es posible la puesta en marcha del Sistema de Alto Voltaje y por lo tanto, tampoco hay posibilidad a la exposición por radiación de microondas: el resto de los interruptores de seguridad, se encargará de que nada de esto ocurra. En este caso, mientras la puerta del microondas permanezca abierta, la falta de accionamiento del interruptor “Door Sensing S/W”, inhabilitará cualquier funcionamiento posible en el Sistema de Control y que éste ponga en marcha al relevador “Power Relay Secundary Interlock”, dispositivo que suministraría la fase de alimentación de C.A. que falta hacia el Sistema del Alto Voltaje. Para la demostración de tales efectos, es importante volver a consultar el diagrama eléctrico.

3. Interruptor “Door Sensing S/W”. Tal como su nombre lo sugiere, este interruptor  es el encargado de notificar al Sistema de Control si la puerta del horno de microondas se encuentra abierta o cerrada.  Tal como se explicó en el artículo anterior publicado en el Rincón de Soluciones TV, el cierre del interruptor “Door Sensign S/W” establece las condiciones para que el Sistema de Control libere el funcionamiento de opciones en el teclado digital que suponen una operación directa de arranque.  

La medida garantiza que tales opciones sólo sean ejecutables si la puerta del horno de microondas se encuentra cerrada.  Por lo tanto, la falta de accionamiento en este interruptor, dará como resultado un síntoma claro de definir desde el momento en que nos encontremos con un horno de microondas cuyo teclado de funciones, en apariencia, “no obedece” al oprimir la función de Inicio y cualquier otra que suponga una operación de arranque directo, por ejemplo, Un minuto más.  Es importante añadir que tal avería puede producir algún desconcierto si es que la membrana del teclado también se encuentra fallando. En el artículo "El Sistema de Control en hornos de microondas", hay un apartado que describe el procedimiento para resarcir los problemas conductivos vistos en cualquier membrana si es que se sospecha de ésta última y sobre todo, cuando se ha comprobado que el interruptor "Door Sensing S/W", se encuentra en buen estado.


Ahora, ¿Qué sucede si el interruptor “Door Sensing S/W” se queda pegado? Nada en especial que suponga un riesgo. En tales condiciones, se verá que sólo en apariencia, el Sistema de Control procesará todas las funciones, incluyendo aquéllas que suponen un arranque directo. Tal como en el caso anterior, tampoco hay que temer: Los interruptores de seguridad restantes, evitarán la puesta en marcha del sistema en general y en la medida en que la puerta del horno de microondas se encuentre abierta: Ahí se encuentra el interruptor “Primary S/W”, que ante dicha apertura, se encarga de abrir una fase eléctrica de la alimentación de C.A. hacia el circuito primario del Transformador de Alto Voltaje. Y si por casualidad estuviese también pegado el interruptor "Primary S/W", el resultado es que al abrir la puerta, el accionamiento del interruptor "Monitor S/W", se encargaría de poner el circuito de alimentación de C.A. en corto-circuito y entonces el sistema en general quedará sin encendido ante la apertura del fusible de línea.

4. Interruptor "Power Relay Secundary Interlock". Tal como se advierte en el diagrama eléctrico, el interruptor "Power Relay Secundary Interlock", es un dispositivo de seguridad integrado en el Sistema de Control aunque su desempeño, es un complemento asociado a los interruptores de seguridad de la puerta.

Supongamos que en determinado momento, el plástico de los contactos eléctricos de este dispositivo se derriten hasta el punto de lograr la unión entre ambos conductores, evento que en la práctica acontece con cierta frecuencia.  En tales condiciones, al cerrar la puerta del horno de microondas, el circuito eléctrico de C.A. quedaría cerrado y entonces, se vería que el sistema en general arranca en automático, es decir, sin necesidad de realizar programas o ciclos de operación. 

¿Existe peligro de radiación si se abre la puerta?  La respuesta, es no. veamos: Al abrir la puerta, en automático se abrirá el interruptor "Primary S/W" por lo que el suministro de C.A. quedará eliminado hacia el Sistema de Alto Voltaje

Si el interruptor "Primary S/W", estuviese también dañado, digamos con sus contactos pegados, ¿habría riesgo de radiación al momento de abrir la puerta? Nuevamente, la respuesta es no, no hay riesgo, veamos: 

Si por terrible coincidencia ambos interruptores ("Power Relay Secundary Interlock" y "Primary S/W") estuviesen pegados de sus contactos, es muy seguro que al momento de  abrir la puerta, el interruptor "Monitor S/W" cerrará sus contactos causando un corto circuito total en el suministro de C.A., tan suficiente para quemar el fusible de línea de 120 v. y 15 amperes, el cual, apagaría por completo el sistema.

En otro sentido pero en el mismo ejercicio de la práctica, se podrá encontrar al interruptor "Power Relay Secundary Interlock" defectuoso a falta del cierre adecuado de sus contactos.  En este caso, el síntoma en el horno de microondas es claro:

Al momento del arranque, se observará que enciende la luz interna, gira el motor del plato, gira el ventilador del sistema de enfriamiento y la pantalla del Sistema de Control efectúa con normalidad la cuenta regresiva del tiempo. Sin embargo, al término del ciclo, se comprobará que no hubo calentamiento.  No lo hubo porque la falta de cierre de los contactos eléctricos del interruptor "Power Relay Secundary Interlock", interrumpe una de las fases de alimentación de C.A. hacia el Sistema de Alto Voltaje, (ver inciso B en el diagrama eléctrico).


INTERRUPTORES DE SEGURIDAD, PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO

Las pruebas de funcionamiento en interruptores de seguridad, son muy sencillas de ejecutar.  Para hacerlo, no hace falta retirarlos del bastidor de plástico en que están montados.  Basta con quitar las zapatas o conectores de sus contactos eléctricos y colocar en su sitio, las puntas de un óhmetro, instrumento que nos permitirá comprobar la apertura y cierre correcto en cada uno de ellos, veamos:

Interruptor "Primary S/W".

Este interruptor es normalmente abierto.  Al momento de colocar las puntas del óhmetro entre sus contactos eléctricos, la lectura deberá de ser infinita:


Al oprimir el émbolo de color anaranjado, la lectura cambiará y entonces, el instrumento mostrará un valor de 0 ohms:




Interruptor "Monitor S/W".

El interruptor "Monitor S/W", es normalmente cerrado.  Al momento de conectar las puntas del óhmetro entre sus contactos eléctricos, la lectura deberá de ser de 0 Ohms:


Al oprimir el émbolo de color anaranjado, el interruptor se abrirá por lo que la lectura cambiará a un valor infinito:


Interruptor "Door Sensing S/W"

El interruptor "Door sensing S/W", es normalmente abierto. Al momento de colocar las puntas del óhmetro entre sus contactos eléctricos, la lectura deberá de ser infinita:


Al oprimir el émbolo de color negro, la lectura cambiará y entonces, el instrumento mostrará un valor de 0 ohms:


Al momento en que se requiera el cambio de cualquiera de los interruptores descritos, es de suma importancia adquirir elementos que cumplan con las especificaciones exactas del fabricante las cuales, están expresadas en el propio cuerpo de cada uno de ellos.  El interruptor de seguridad que más exige de ésto, es el "Primary S/W" cuyo manejo de corriente es de 16 amperes.

En su oportunidad, el método de comprobación del interruptor "Power Relay Secundary Interlock" ha sido descrito en el artículo "El Sistema de Control en hornos de microondas" de reciente publicación.

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

El fusible de línea y el termostato, son los dispositivos de protección más comunes en hornos de microondas de fabricación reciente. Estos dispositivos vigilan las diversas características de funcionamiento.  Las áreas vigiladas son temperatura, voltaje y corriente.  Si se presenta alguna anormalidad en cualesquiera de esas áreas, se abre el dispositivo de protección para evitar daños al componente que ha de proteger.

La siguiente imagen, muestra la localización de ambos dispositivos instalados en el horno de microondas modelo WM840WA fabricado por Samsung:

Horno de microondas Samsung modelo MW840WA.  Dispositivos de protección.
1. El termostato.  Este dispositivo es el encargado de vigilar la temperatura de funcionamiento del magnetrón.


En algunos modelos, se verá que el termostato está instalado sobre la caja del magnetrón aunque en otros, se comprobará que dicha instalación se encuentra en sus cercanías, tal como acontece en el modelo MW840WA de Samsung.



La temperatura a la cual abre un termostato, con frecuencia está indicada en su caja y muchas veces está precedida por una "L".  Por ejemplo, L260 indica una temperatura de corte de 260° F (127°C).  Típicamente, los termostatos del magnetrón tienen una temperatura de corte de 208°F (98°C) a 300°F (149°C), según sea la aproximación física a la caja del magnetrón.




Dependiendo de la configuración encontrada en el circuito eléctrico propio de cada horno de microondas, al momento de abrirse, el termostato podrá originar una amplia gama de síntomas que van desde "nada de calor", "sin programación" ó "sin encendido".  En el caso del horno de microondas modelo MW840WA, la abertura del termostato, afecta el encendido del sistema porque tal como se observa en la fotografía superior, el dispositivo está conectado en configuración serie con una de las fases de ingreso de C.A.



A propósito del tema, es común que el técnico de servicio se refiera al Termostato como un "fusible térmico" y quizá la causa obedezca a que la técnica de comprobación es idéntica a la que se ejecuta con un fusible de línea.  Un termostato en buenas condiciones, marcará una resistencia de 0 Ohms.  Una lectura en infinito, demostrará que el termostato se encuentra abierto y que por lo tanto, debe cambiarse.



2. El fusible de línea de 15 amperes.  El fusible de línea protege el cableado o instalación eléctrica domiciliaria y también forma parte del sistema de monitoreo de seguridad, en donde intervienen los interruptores descritos al principio de nuestro artículo.



La capacidad de corriente del fusible de línea, varía según la marca y el modelo del microondas. Los hay de 10 amperes para unidades pequeñas de 400 a 500 Watts hasta 30 amperes empleadas en las unidades grandes de 1400 a 2000 Watts.  Pero el más común, es de 15 amperes.



La ruptura del fusible de línea suele ser violenta si interviene el interruptor "Monitor S/W" o debido a una falla de la secuencia del mecanismo de la puerta.  Es por esta razón que se emplean fusibles especiales, encerrados en cerámica, baquelita o envueltos en fibra para absorber la explosión sin desintegrar el fusible.



Tal como lo ilustra la imagen superior, la prueba de continuidad en termostatos, es la misma que se aplica para conocer el estado de cualquier fusible.  



En ambos casos, sea un fusible o un termostato abierto, es seguro que el horno de microondas jamás encenderá.





¡Hasta la próxima semana!