Mantenimiento de Equipo Electricov2013

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EQUIPO ELÉCTRICO Mecánica Automotriz Profesor: Ing. Francisco Ramos Nebel Técnico Mecánico Automotriz Ing. Mecánico Mantenimiento Industrial

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MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO

MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS

2.3 Las centrales eléctricas I

2.3 Las centrales eléctricas I

HIDRAÚLICASHIDRAÚLICAS

• Transformación de la energía potencial Transformación de la energía potencial acumulada por una masa de agua.acumulada por una masa de agua.

• Utilización turbina hidráulica.Utilización turbina hidráulica.

• Gran rapidez de respuestaGran rapidez de respuesta..

TERMOELÉCTRICASTERMOELÉCTRICAS

Utilización de carbón, fuel, o combustible nuclear Utilización de carbón, fuel, o combustible nuclear para producir vapor.para producir vapor.

Utilización de turbinas de vaporUtilización de turbinas de vapor.. Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Elevada inercia, especialmente en las nucleares.

Producción constante.Producción constante.

NO CONVENCIONALESNO CONVENCIONALES

EólicasEólicas SolaresSolares MareomotricesMareomotrices

DE BOMBEODE BOMBEO Utilizan agua previamente bombeadaUtilizan agua previamente bombeada Son idénticas a las hidraúlicasSon idénticas a las hidraúlicas

Con turbinas de gasCon turbinas de gas De ciclo combinadoDe ciclo combinado

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CENTRAL HIDROLÉCTRICA

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CENTRAL TÉRMICA

CENTRAL TÉRMICA

CENTRAL NUCLEAR

CENTRAL NUCLEAR

CENTRAL NUCLEAR

CENTRAL EÓLICA

CENTRAL SOLAR TÉRMICA

CENTRAL SOLAR TÉRMICA

CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS

CENTRAL MAREMOTRIZ

IMPACTO DE LAS CENTRALES

IMPACTO DE LAS CENTRALES

2.4 Las máquinas eléctricas

2.4 Las máquinas eléctricas

EstáticasEstáticas

RotativasRotativas TransformadoresTransformadores

MotoresMotores GeneradoresGeneradores

SISTEMASISTEMAELÉCTRICOELÉCTRICO

SISTEMASISTEMAELÉCTRICOELÉCTRICO

MEDIO DEMEDIO DEACOPLAMIENTOACOPLAMIENTO

SISTEMASISTEMAELÉCTRICOELÉCTRICO

SISTEMASISTEMAMECÁNICOMECÁNICO

MEDIO DEMEDIO DEACOPLAMIENTOACOPLAMIENTO

MÁQUINAS MÁQUINAS ELÉCTRICASELÉCTRICAS

TransformadorTransformador

TransformadorTransformador

GeneradorGenerador

MotorMotor

2.4.2 Las máquinas eléctricas rotativas I2.4.2 Las máquinas eléctricas rotativas I

MotoresMotores

Corriente ContinuaCorriente Continua

AsíncronosAsíncronos

SíncronosSíncronos

EspecialesEspeciales Imanes Imanes permanentespermanentes

Reluctancia Reluctancia

variablevariable Sin escobillas Sin escobillas

(Brushless (Brushless DC) DC)

Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos

MonofásicosMonofásicos

Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos

MonofásicosMonofásicosTrifásicosTrifásicos

Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos

2.4.2. Las máquinas eléctricas rotativas II2.4.2. Las máquinas eléctricas rotativas II

GeneradoresGeneradores

SíncronosSíncronos

AsíncronosAsíncronos

Corriente Corriente continuacontinua

Turboalternadores (térmicas) y alterna-Turboalternadores (térmicas) y alterna-dores de centrales hidraúlicasdores de centrales hidraúlicas

Generadores eólicos. Generadores eólicos. Alternadores micentrales Alternadores micentrales hidraúlicashidraúlicas

Máquinas muy poco Máquinas muy poco frecuentes: aplicaciones frecuentes: aplicaciones especialesespeciales

Gran potencia: velocidad cteGran potencia: velocidad cte..

Potencia media y baja: velocidad variablePotencia media y baja: velocidad variable

MÁQMLa Máquina de CC  MUINA

PRINCIPIO DE GENERACIÓN

Fuerza Electromotriz Inducida

La fem inducida en un conductor rectilíneo de longitud L que se mueve a una velocidad V, cuya dirección forma un  ángulo a con la dirección del campo magnético de inducción uniforme B, en

cuyo interior se mueve cortando sus líneas de fuerza, tiene por valor:  E = B L V sen a

Si las tres magnitudes son perpendiculares, entonces el valor de la fem es:

Fuerza Electromotriz Inducida

Se genera una fem E mientras el conductor se mueve, cortando las

líneas de fuerza del campo magnético:

E = B L V

Fuerza Electromotriz Inducida 

• Si los conductores activos forman parte de una espira que giran en el • interior de un campo magnético tendríamos un generador elemental de CC:

Generador Elemental

Dinamo Elemental

Al aumentar el número de delgas, la fem obtenida tiene menor ondulación acercándose más a la tensión continua que se desea obtener

Fuerza Electromagnética La fuerza sobre un conductor rectilíneo de longitud L por el que circula una corriente I, cuya

dirección forma un ángulo a con la dirección del campo magnético de inducción uniforme B, en cuyo interior se encuentra, tiene por valor:

F= I L B sen aSi las tres magnitudes son perpendiculares, entonces el valor de la fuerza electromagnética es:

Fuerza Electromagnética

El conductor se mueve a causa de una fuerza F cuando por él circula una

corriente de intensidad I :F = I L B

Fuerza Electromagnética

•   Si los conductores activos forman parte de una espira al interior de un campo magnético, por el que circula una corriente, tendríamos un motor elemental de CC:

ALTERNADOR DE CENTRAL

EL ALTERNADOR

El Alternador

El Alternador

ESTATOR= Devanado trifásicodistribuido conectado a la carga

o red que se desea alimentar

ESTATOR= Devanado trifásicodistribuido conectado a la carga

o red que se desea alimentar

ROTOR= Devanado alimentadocon corriente continua que crea

un campo magnético fijo. Sehace girar por un medio externo

ROTOR= Devanado alimentadocon corriente continua que crea

un campo magnético fijo. Sehace girar por un medio externo

TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA EN ENERGÍA ELÉCTRICAMECÁNICA EN ENERGÍA ELÉCTRICA

TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA EN ENERGÍA ELÉCTRICAMECÁNICA EN ENERGÍA ELÉCTRICA

Principio de funcionamiento: Principio de funcionamiento: generadorgenerador

Para conectar el generador a una Para conectar el generador a una red es necesario que gire a la red es necesario que gire a la

velocidad de sincronismo velocidad de sincronismo correspondiente a la frecuencia correspondiente a la frecuencia

de dicha redde dicha red

Controlando la excitación (tensión Controlando la excitación (tensión de alimentación del rotor) se de alimentación del rotor) se

consigue que la máquina trabaje consigue que la máquina trabaje con cualquier factor de potencia: con cualquier factor de potencia:

PUEDE ABSORBER O CEDER QPUEDE ABSORBER O CEDER Q

El campo creado por el rotor, al girar, induce FEM en el estator y, por tanto, hace circular corriente

por la carga

El campo creado por el rotor, al girar, induce FEM en el estator y, por tanto, hace circular corriente

por la carga

60

NPf

60

NPf

P=PARES DE POLOSP=PARES DE POLOS

N=VELOCIDAD DE N=VELOCIDAD DE GIROGIRO

MÁQUINA SÍNCRONA

MÁQUINA SÍNCRONA

Generadores Generadores Síncronos Síncronos

L. Serrano: Fundamentos de L. Serrano: Fundamentos de máquinas eléctricas rotativasmáquinas eléctricas rotativas

L. Serrano: Fundamentos de L. Serrano: Fundamentos de máquinas eléctricas rotativasmáquinas eléctricas rotativas

GENERADOR SÍNCRONO

ESTATOR= Devanado trifásicodistribuido alimentado con unsistema trifásico de tensiones

ESTATOR= Devanado trifásicodistribuido alimentado con unsistema trifásico de tensiones

ROTOR= Devanado alimentadocon corriente continua que creaun campo magnético fijo

ROTOR= Devanado alimentadocon corriente continua que creaun campo magnético fijo

CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIOCAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO

INTERACCIÓN ROTOR - ESTATORINTERACCIÓN ROTOR - ESTATOR

PAR MOTOR Y GIRO DE LA MÁQUINAPAR MOTOR Y GIRO DE LA MÁQUINAPAR MOTOR Y GIRO DE LA MÁQUINAPAR MOTOR Y GIRO DE LA MÁQUINA

Principio de funcionamiento: Principio de funcionamiento: motormotor

EL ROTOR GIRA A LA EL ROTOR GIRA A LA MISMA VELOCIDAD QUE MISMA VELOCIDAD QUE EL CAMPO: VELOCIDAD EL CAMPO: VELOCIDAD

DE SINCRONISMODE SINCRONISMO

Pf

NS

60

Pf

NS

60

Controlando la excitación Controlando la excitación (tensión de alimentación del (tensión de alimentación del

rotor) se consigue que la rotor) se consigue que la máquina trabaje con máquina trabaje con

cualquier factor de potencia: cualquier factor de potencia: PUEDE ABSORBER O PUEDE ABSORBER O

CEDER QCEDER Q

PRINCIPIO DEL MOTOR

La Máquina de CC      

El Inductor

La Máquina de CC  El Inducido

7.1. Aspectos constructivos: 7.1. Aspectos constructivos: generalidadesgeneralidades

7.1. Aspectos constructivos: 7.1. Aspectos constructivos: generalidadesgeneralidades

CIRCUITOS CIRCUITOS MAGNÉTICOSMAGNÉTICOSCIRCUITOS CIRCUITOS

MAGNÉTICOSMAGNÉTICOS

Conjunto de chapas de Fe Conjunto de chapas de Fe aleado con Si aleado con Si aisladasaisladas y y

apiladasapiladas

Conjunto de chapas de Fe Conjunto de chapas de Fe aleado con Si aleado con Si aisladasaisladas y y

apiladasapiladas

ROTORROTORROTORROTORConjunto de Conjunto de espiras en espiras en

cortocircuitocortocircuito

Conjunto de Conjunto de espiras en espiras en

cortocircuitocortocircuito

De jaula de De jaula de ardillaardilla

De jaula de De jaula de ardillaardilla

BobinadoBobinadoBobinadoBobinadoDe Al De Al

fundidofundidoDe Al De Al

fundidofundido

De barras De barras soldadassoldadas

De barras De barras soldadassoldadas

ESTATORESTATORESTATORESTATORDevanado Devanado trifásico trifásico

distribuido en distribuido en ranuras a 120ºranuras a 120º

Devanado Devanado trifásico trifásico

distribuido en distribuido en ranuras a 120ºranuras a 120º

Aleatorio: de hilo Aleatorio: de hilo esmaltadoesmaltado

Aleatorio: de hilo Aleatorio: de hilo esmaltadoesmaltado

PreformadoPreformadoPreformadoPreformadoDe jaula de De jaula de

ardillaardillaDe jaula de De jaula de

ardillaardilla

BobinadoBobinadoBobinadoBobinado