UNIVERSIDAD FERMÍN TOROVICE-RECTORADO ACADEMICO

DECANATO DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN CONVERTIDOR DE FASE ROTATIVO PARA MOTORES TRIFASICOS COMO APLICACIÓN EN EL PROCESO

PRODUCTIVO DE LA PEQUEÑA Y MEDIANA INDUSTRIA     

Autor: Juan Carlos Angulo Álvarez

  Tutor: Ing. Elías Pérez

CAPITULO IIMARCO TEORICO

Antecedentes de la Investigación

En los actuales momentos donde Venezuela vive una crisis energética producto del bajo caudal de las represas que permiten la generación hidroeléctrica y algunos turbo generadores fuera de servicio por falta de mantenimiento, el gobierno nacional atraves del Ministerio para el poder popular de Energía y Minas analiza cómo evitar un racionamiento de energía, que no sería bueno para las grandes empresas que mantienen un proceso productivo estable, por la falta de suministro de energía.

Es allí donde el convertidor de fase como aplicación a la mediana industria, no se sentiría gravemente perjudicada porque dicho sistema trabajaría solo con dos fases.

Un gran número de pequeñas y medianas industrias, han llegado a comprender el impacto positivo que ha realizado la creación de un convertidor de fase rotativo, para la puesta en marcha de motores eléctricos trifásicos con líneas de dos fases, mediante la creación de una tercera fase que permite el correcto funcionamiento del sistema que cumpla con los requerimientos de la carga.

MATOS ANGELY (2014), En su trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Electricista, en la “Universidad Fermín Toro” de nominado: “ Diseño de un transformador para Equipos Eléctricos con Alimentación Primaria en 220 voltios AC Monofásicos y Secundario 220/440 voltios AC Trifásicos Capacidad 25 KVA, Aplicado en la Empresa Productores Asociados De Café Sucre C.A. Esta investigación, fundamentara un aporte teórico para el presente trabajo, extrayendo de la misma definiciones básicas como lo son las de: maquinas eléctricas, importancia y perdidas, grupos de conexiones, por cuanto menciona la conversión de un sistema de alimentación monofásica a un sistema trifásico de suministro.

Bill Hartford (2010), en una columna de diseños eléctricos de una mecánica popular, presenta el estudio realizado por la compañía Norte Americana Reliance Electric, la fabricación de un convertidor de motores trifásicos de 1 a 3 hp en 220 voltios el titulo dice: “Ingenioso dispositivo que permite utilizar motores trifásicos con línea de una sola fase”. Esta investigación ofrece unas bases solidas de información para el presente estudio en el implemento de nuevas tecnologías para el diseño de una maquina operada a través de un convertidor de fase rotativo.

Cadiem (2008), diseño el convertidor de fase como solución a un problema de la productividad de la Industria por falta de una red trifásica y en su texto dice: Soluciona el problema con un convertidor de fase. Esta información suministrada por el fabricante es de gran importancia para esta tesis de grado ya que posee datos teorico-practico para el presente estudio realizado

Basado en la filosofía de Grateron (2009) en la elaboración del diseño de estrategias para aumentar la productividad, se admite el diseño del convertidor de fase como aplicación en la pequeña y mediana industria. En los actuales momentos donde hay que producir más con el menor costo en beneficio de la humanidad, es una solución a las limitaciones de la pequeña y mediana industria; el convertidor de fase, tiene innumerables servicios que hace que la productividad se desarrolle en cualquier lugar que tenga solo el servicio de electricidad trifilar (neutro con dos fases) de 220 voltios, permitiendo desarrollar su productividad en industrias como: panaderías, carpinterías, empresas de refrigeración y aires acondicionado, maquinas de imprentas, textileras, industria de calzado, bloqueras, plantas de hielo, industrias livianas, entre otras.

Los antecedentes presentados, permiten crear las bases para el desarrollo del presente proyecto de grado, ya que se presentan resultados obtenidos en otras investigaciones en función de la productividad y la creación de nuevas empresas, debido a la utilización del convertidor de fase rotativo como aplicación a la pequeña y mediana industria. Además es de gran aporte para la presente investigación.

La creación del convertidor de fase como aplicación en el proceso productivo de la pequeña industria se convierte en un dispositivo acertado para brindarle al Empresario aumento en la productividad a través del aprovechamiento máximo del recurso humano y la operatividad de los equipos en forma más confiables.

Los motores eléctricos son casi universalmente empleados en las modernas instalaciones comerciales e industriales, para el suministro de potencias mecánicas necesarias para accionar la maquina y controlar diversas operaciones industriales.

El convertidor de fase rotativo es un dispositivo eléctrico de adecuada tecnología de diseño capaz de poner en marcha motores eléctricos trifásicos que cumplan con las condiciones de productividad, sin que esta pierda su eficiencia, incrementando el factor de potencia de la red.

La energía eléctrica suministrada al motor a través del convertidor de fase rotativo, está calculada y diseñada para obtener en cualquier momento dado el par del motor, la velocidad y el sentido de rotación que se desee mediante un arrancador.

 

       

Bases Teóricas 

Posterior al proceso de recolección de información proveniente de: trabajos de grado, libros, consultas electrónicas, libros de fabricantes, entre otros, se definirán los diferentes basamentos teóricos, que servirán de soporte al presente trabajo

investigativo.

CODELECTRA

El comité de Electricidad, CODELECTRA, es una Asociación Civil sin fines de lucro, fundada el 19 de mayo de 1967 por iniciativa de empresas privadas y entidades oficiales pertenecientes al sector eléctrico de Venezuela. Desde sus inicios hace 47 años, CODELECTRA se ha dedicado a la elaboración, actualización y publicación de las normas nacionales para el sector eléctrico venezolano, lo cual fue reconocido por la Comisión Venezolana de Normas Industriales, COVENIN, mediante la firma de un convenio de cooperación, en 1974, en el cual se distingue la experiencia de CODELECTRA en esta materia y se le asigna la coordinación del Comité Técnico de Normalización, CT-11 Electricidad, Electrónica y Comunicaciones de la COVENIN, siendo este el primer convenio de normalización y el más antiguo, que se firma en Venezuela, el cual se ajusta los lineamientos establecidos por FONDO NORMA en materia de normalización nacional.

El principal objetivo de este convenio es el de aprobar como Normas Venezolanas COVENIN, las normas realizadas por el Comité Técnico de Normalización CT-11 Electricidad, Electrónica, y Comunicaciones, de cuya labor es responsable CODELECTRA son los siguientes:

Elaborar, mantener, publicar y dar difusión a las normas del sector electricidad, electrónica, y comunicaciones.

Estudiar las normas extranjeras y fijar los puntos de interés contenidos en ellas.

Trabajar con todos los medios posibles para hacer crecer la importancia de las normas y códigos de instalaciones, como el fin de que se uso y se vaya generalizando.

Divulgar la importancia de la normalización y los beneficios que aporta en la optimización de la calidad de los productos de la industria eléctrica y electrónica.

Colaborar con aquellas instituciones nacionales e internacionales de docencia, investigación, normalización u otras semejantes, que persigan cualquier objetivo que sea común con los de la Asociación.

Verificar la conformidad de materiales eléctricos e instalaciones con las normas nacionales.

Estudiar los problemas relacionados con las normas eléctricas.

Servir de organismo de consulta, estudio y difusión, tanto para sus miembros como para el público en general.

Además de sus actividades de normalización, CODELECTRA también ofrece programas de adiestramiento en el sector Electricidad y Electrónica.

Bajo la coordinación de CORPOELEC caracas se ratifico como “Norma de Obligatorio Cumplimiento” y aprobada como tal por el Consejo Superior de Fondonormas, en su reunión del 12 de mayo de 1999. Estas compañías de suministro de electricidad, en casi todo el mundo están basados en la premisa de que al consumidor hay que proporcionarle un voltaje constante, independientemente de la corriente de carga solicitada. Cualquier deficiencia de esta condición se atribuye, en dichos sistemas, a la impedancia interna de la fuente, pero se supone que ello solo afecta en escasa magnitud a la tensión aplicada a la carga, cuando en el sistema no se cuenta con una red trifásica, debemos valernos del convertidor de fase rotativo para poner en servicio todos los equipos trifásicos que se encuentran en la planta.

Convertidor de fase Rotativo

Un convertidor de fase rotativo es un dispositivo eléctrico que convierte una instalación monofásica en trifásica. Los convertidores de fase rotativos tienen características que modifican el par de arranque y la intensidad a rotor bloqueado de los motores conectados, por lo que es necesario tener esto en cuenta al elegir un convertidor de fase rotativo para una carga específica. La fase fabricada o derivada se origina en el convertidor y no está conectado. Sólidamente a ninguno de los conductores monofásicos de entrada.

• Todos los convertidores de fase rotativos deben tener una placa de características permanente en la que se indique (1) el nombre del fabricante, (2) tensión nominal de entrada y salida, (3) frecuencia, (4) corriente nominal monofásica de entrada a plena carga, (5) carga nominal mínima y máxima monofásica en KVA o HP, (6) carga máxima total en KVA o HP y (7) en el caso de un convertidor de fase rotativo, su corriente en modo trifásico a plena carga. El convertidor de fase rotativo debe estar protegido contra sobre corrientes que no exceda a 125% de la corriente nominal de la entrada monofásica al convertidor a plena carga, indicada en su placa de características.

• Se deben instalar medios de conexión que desconecten simultáneamente todos los conductores activos de alimentación monofásica del convertidor de fase rotativo, los medios de desconexión deben ser fácilmente accesible y estar situado a la vista del convertidor de fase rotativo.

• Disposiciones Específicas Aplicables a Convertidores de Fase Rotativos• Se permite que los medios de desconexión monofásicos de la entrada de un convertidor de fase rotativo 

sirvan como medio de desconexión al convertidor y de una sola carga, si esa carga esta a la vista del medio de desconexión.

• No se debe suministrar corriente al equipo utilizado hasta que se haya arrancado el convertidos de fase rotativo.

• El equipo utilizado alimentado desde un convertidor de fase rotativo, debe estar instalado de manera que se desconecte en caso de una interrupción de energía. Los motores de arranque magnéticos, los contactores magnéticos y dispositivos similares con rearranque o de tiempo retardado proveerán un arranque después de la interrupción de energía.

• Los motores y otros equipos de servicio se diseñan para el trabajo a voltaje nominal. Se sufre una perdida en el rendimiento o en la vida si se aplica un voltaje diferente al nominal en las terminales del equipo, esto es el llamado efecto de la variación de voltaje en el equipo, este efecto definitivo de la variación de voltaje es una función del diseño del equipo y de la magnitud de la variación, reconociendo el hecho de que no puede mantenerse constante el voltaje nominal en las terminales, diversos conjuntos de normas han permitido ciertas tolerancias de voltaje dentro de las cuales el equipo funcionara

satisfactoriamente, pero no necesariamente dentro de los valores de rendimiento garantizado.

Sobre los motores, se permite una variación máxima de voltaje de ± 10% del nominal para la operación satisfactoria de los motores eléctricos. Los efectos principales de la operación de motores con voltajes reducidos son mayores pérdidas, mayores aumentos de temperatura y reducción en los pares de arranque y de operación a máxima capacidad. La operación con voltajes mayores al nominal produce mayores pares de arranque y de operación, mayor corriente de arranque y un menor factor de potencia.

En general, existe un menor efecto adverso en el rendimiento del motor a voltajes terminales ligeramente excedidos de los valores nominales que con voltajes menores que los nominales. En América la frecuencia estándar para los motores eléctricos de corriente alterna es de 60 Hz, en el pasado los sistemas de 25 Hz, encontraron amplio uso en aplicaciones de tracción y en molinos de acero. Las tendencias modernas se aleja de los sistemas de 25 Hz, y se acerca a los de 60 Hz, pero existen todavía pocos sistemas de 25 Hz.

Las variaciones de frecuencia del sistema sobre los motores de inducción no son de preocupar en relación con la operación de los motores, pues la estabilidad de la frecuencia de los sistemas de servicio de potencia es excelente, sin embargo, los sistemas de alimentación de potencia, alimentados por una generación aislada o local, pueden estar sujetos a variaciones mayores de frecuencia. En estos casos las variaciones esperadas en la frecuencia deben tomarse en cuenta en la aplicación de motores. Las normas NEMA permiten una variación de frecuencia de ± 5% de la nominal. Dentro de este intervalo los motores trabajarían normalmente en forma satisfactoria.

Red de Dos Fases

Un circuito eléctrico es el recorrido completo que realiza la corriente, desde que sale de la fuente hasta que retorna a ella, pasando por una o mas cargas. De allí que un circuito eléctrico consta de:

Fuente de energía.

Conductores.

Carga.

Para efectos de este estudio es fundamental tener claridad sobre:

Circuitos abiertos y cerrados, ya que todo circuito en reposo debe estar necesariamente abierto, y únicamente al accionar algún elemento de maniobra debe cerrarse.

Circuito serie y paralelo, para saber conectar correctamente los diferentes dispositivos que emplean en los circuitos.

 

En la Foto 1 se observa un poste terminal de línea bifásica, la secuencia de elementos son : aisladores de retención, descargadores de sobretensión y seccionadores fusibles y por último entra al transformador rural (Foto 2). A este transformador le

llega la entrada bifásica y se observan los cuatro bornes de la salida

Red Trifásica

Recibe el nombre de sistema polifásico de corriente, es el conjunto formado por varias corrientes alternas monofásicas, de igual frecuencia y valor eficaz, ya que están desfasadas entre sí en un ángulo eléctrico igual a 360º, dividido por el número de fases.

Se denomina fase a cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema. El más utilizado de los sistemas polifásicos es el trifásico, por las ventajas que ofrece: facilidad de transporte, sencillez y versatilidad de algunas maquinas alimentadas por este sistema (por ejemplo motores asíncronos trifásicos), entre otros.

La notación de tres bobinas igualmente espaciadas en el interior de un campo magnético constante, genera tres fuerzas electromotrices inducidas, con tensiones de la misma magnitud, desfasadas entre sí a 120º el rotor (parte móvil) es el inductor, y está formado por uno o varios sistemas polares norte-sur. El estator (parte fija) es el inducido, y está formado por tres grupos de bobinas bien diferenciadas, cuyos principios se indican con las letras U, V, W y sus finales por X, Y, Z respectivamente.

Estos tres grupos pueden conectarse en estrella o en triangulo:

Conexión Estrella cuando se unen los tres finales, formando un punto común llamado punto neutro (de donde sale el conductor neutro) y los tres principios entregan las tensiones de las tres fases (R, S, T)

Conexión Triangulo: si se une el principio de una bobina con el final de la siguiente, hasta obtener un sistema cerrado. Las tres fases se obtienen de los tres puntos de unión (final principio). En estos sistemas trifásicos las tensiones y las corrientes se dan siempre por su valor eficaz entre fases.

Comportamiento en EstrellaEn estrella el valor de la tensión de línea está dada por:  El= Ef x √3                   El  = Tensión de Línea Ef=  El / √3                  Ef  = Tensión de Fase Il = If                             Il  =  corriente de linea                                       If  = corriente de faseDe modo que la tensión de línea será √3   veces mayor que la tensión de fase 

y la tensión de fase √3  veces menor que la tensión de línea. 

Comportamiento en Delta

En cambio cuando la conexión es en triangulo la tensión de línea será igual a la tensión de fase.

El = Ef Ef = Tensión de Fase

If = Il / √3 If = Corriente de Fase

Il = If x √3 Il = Corriente de Línea

Generación de energía eléctrica

  En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica o lumínica, entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.

Generación de energía eléctrica

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica o lumínica, entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.

Desde que se descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países en vías de desarrollo apenas disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada.

Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos. En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que está planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la eólica, de valle la termoeléctrica de combustibles fósiles, y de pico la hidroeléctrica principalmente (los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario).

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en químicas cuando se utilizan plantas de radioactividad, que generan energía eléctrica con el contacto de esta, termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas, nucleares y solares termoeléctricas), hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar: mareomotrices), eólicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador de corriente, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.

Por otro lado, un 64 % de los directivos de las principales empresas eléctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirán tecnologías limpias, WN, accesibles y renovables de generación local, lo que obligará a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad.

Centrales termoeléctricas

Una central termoeléctrica es un lugar empleado para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de la combustión, de la fisión nuclear del uranio u otro combustible nuclear, del sol o del interior de la Tierra. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas. Los combustibles más comunes son los combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón), sus derivados (gasolina, gasóleo), biocarburantes, residuos sólidos urbanos, metano generado en algunas estaciones depuradoras de aguas residuales,

Las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.

En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural para mover una turbina de gas. En una cámara de combustión se quema el gas natural y se inyecta aire para acelerar la velocidad de los gases y mover la turbina de gas. Como, tras pasar por la turbina, esos gases todavía se encuentran a alta temperatura (500 °C), se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. Cada una de estas turbinas impulsa un alternador, como en una central termoeléctrica común. El vapor luego es enfriado por medio de un caudal de agua abierto o torre de refrigeración como en una central térmica común. Además, se puede obtener la cogeneración en este tipo de plantas, al alternar entre la generación por medio de gas natural o carbón. Este tipo de plantas está en capacidad de producir energía más allá de la limitación de uno de los dos insumos y pueden dar un paso a la utilización de fuentes de energía por insumos diferentes.

Las centrales térmicas que usan combustión liberan a la atmósfera dióxido de carbono (CO2), considerado el principal gas responsable del calentamiento global. También, dependiendo del combustible utilizado, pueden emitir otros contaminantes como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas sólidas (polvo) y cantidades variables de residuos sólidos. Las centrales nucleares generan residuos radiactivos de diversa índole que requieren una disposición final de máxima seguridad y pueden contaminar en situaciones accidentales (véase accidente de Chernóbil).

Turbina de Central Hidroeléctrica

Centrales térmicas solares

Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para la generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. En ellas es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 °C hasta 1000 °C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina heliostato. Su principal problema medioambiental es la necesidad de grandes extensiones de territorio que dejan de ser útiles para otros usos (agrícolas, forestales, entre otras).

Central Térmica Solar

Centrales geotérmicas

La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El término "geotérmico" viene del griego geo (Tierra), y thermos (calor). Este calor interno calienta hasta las capas de agua más profundas: al ascender, el agua caliente o el vapor producen manifestaciones, como los géiseres o las fuentes termales, utilizadas para calefacción desde la época de los romanos. Hoy en día, los progresos en los métodos de perforación y bombeo permiten explotar la energía geotérmica en numerosos lugares del mundo. Para aprovechar esta energía en centrales de gran escala necesario que se den temperaturas muy elevadas a poca profundidad.

Centrales nucleares

Una central o planta nuclear o atómica es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear. Se caracteriza por el empleo de combustible nuclear fisionable que mediante reacciones nucleares proporciona calor que a su vez es empleado, a través de un ciclo termodinámico convencional, para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica. Estas centrales constan de uno o más reactores.

Centrales hidroeléctricas

Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:

La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.

La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.

La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos MW, hasta varios GW. Hasta 10 MW se consideran minicentrales. En China se encuentra la mayor central hidroeléctrica del mundo (la Presa de las Tres Gargantas), con una potencia instalada de 22.500 MW. La segunda es la Represa de Itaipú (que pertenece a Brasil y Paraguay), con una potencia instalada de 14.000 MW en 20 turbinas de 700 MW cada una.

Esta forma de energía posee problemas medioambientales al necesitar la construcción de grandes embalses en los que acumular el agua, que es sustraída de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.

Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión en electricidad del potencial energético que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centrales mareomotrices. Estas utilizan el flujo y reflujo de las mareas. En general pueden ser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia, y las condiciones morfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bobina

Rotor de una turbina de una central hidroeléctrica

Centrales mareomotrices

La energía eólica se obtiene mediante el movimiento del aire, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren una energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. [2]

El impacto medioambiental de este sistema de obtención de energía es relativamente bajo, pudiéndose nombrar el impacto estético, porque deforman el paisaje, la muerte de aves por choque con las aspas de los molinos o la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos. Además, este tipo de energía, al igual que la solar o la hidroeléctrica, están fuertemente condicionadas por las condiciones climatológicas, siendo aleatoria la disponibilidad de las mismas.

Centrales fotovoltaicas

Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica.

La implantación de la energía solar fotovoltaica ha avanzado considerablemente en los últimos años. La producción de células fotovoltaicas ha venido experimentando un crecimiento exponencial, duplicándose cada dos años. Alemania es, junto a Japón, China y Estados Unidos, uno de los países donde la fotovoltaica está experimentando un crecimiento más vertiginoso. A finales de 2013, se habían instalado en todo el mundo cerca de 140 GW de potencia fotovoltaica,convirtiendo a la fotovoltaica en la tercera fuente de energía renovable más importante en términos de capacidad instalada a nivel global, después de las energías hidroeléctrica y eólica. En algunas regiones, el coste real de la producción fotovoltaica ya es equivalente al precio de la electricidad procedente de fuentes de energía convencionales, lo que se conoce como paridad de red.

Los principales problemas de este tipo de energía son la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos y su dependencia con las condiciones climatológicas. Este último problema hace que sean necesarios sistemas de almacenamiento de energía para que la potencia generada en un momento determinado, pueda usarse cuando se solicite su consumo. Se están estudiando sistemas como el almacenamiento cinético, bombeo de agua a presas elevadas y almacenamiento químico, entre otros.

 

• Generación a pequeña escala• Grupo electrógeno

• Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de energía eléctrica a través de un motor de combustión interna. Es comúnmente utilizado cuando hay déficit en la generación de energía de algún lugar, o cuando hay corte en el suministro eléctrico y es necesario mantener la actividad. Una de sus utilidades más comunes es en aquellos lugares donde no hay suministro a través de la red eléctrica, generalmente son zonas agrícolas con pocas infraestructuras o viviendas aisladas. Otro caso es en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que, a falta de energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse en caso de emergencia. Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:

• Motor de combustión interna. El motor que acciona el grupo electrógeno suele estar diseñado específicamente para ejecutar dicha labor. Su potencia depende de las características del generador. Pueden ser motores de gasolina o diesel.

• Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del motor es problemático, por tratarse de un motor estático, y puede ser refrigerado por medio de agua, aceite o aire.

• Alternador. La energía eléctrica de salida se produce por medio de un alternador apantallado, protegido contra salpicaduras, auto excitado, auto regulado y sin escobillas, acoplado con precisión al motor. El tamaño del alternador y sus prestaciones son muy variables en función de la cantidad de energía que tienen que generar.

• Depósito de combustible y bancada. El motor y el alternador están acoplados y montados sobre una bancada de acero. La bancada incluye un depósito de combustible con una capacidad mínima de funcionamiento a plena carga según las especificaciones técnicas que tenga el grupo en su autonomía.

• Sistema de control. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control que existen para controlar el funcionamiento, salida del grupo y la protección contra posibles fallos en el funcionamiento.

• Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, llevan instalado un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del grupo electrógeno. Existen otros dispositivos que ayudan a controlar y mantener, de forma automática, el correcto funcionamiento del mismo.

Regulación del motor. El regulador del motor es un dispositivo mecánico diseñado para mantener una velocidad constante del motor con relación a los requisitos de carga. La velocidad del motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador, por lo que cualquier variación de la velocidad del motor afectará a la frecuencia de la potencia de salida.

GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA (O ALTERNADOR)

Cuando un generador de c-a produce una cantidad de potencia relativamente pequeña, los anillos rozantes operan satisfactoriamente. Por otra parte, cuando se manejan potencias elevadas, resulta cada vez más difícil el aislar suficientemente sus anillos rozantes y por lo tanto, éstos se convierten en un motivo frecuente de problemas. Debido a esto, la mayor parte de los generadores de c-a tienen una armadura estacionaria y un campo rotatorio. En estos generadores, las bobinas de armadura están montadas permanentemente con arreglo a la circunferencia interna de la cubierta del generador, en tanto que las bobinas de campo y sus piezas polares están montadas sobre un eje y giran dentro de la armadura estacionaria. Esta disposición de armadura estacionaria y campo rotatorio parece extraña a primera vista; pero si se tienen presentes los fundamentos de la inducción mutua, se comprenderá que en las bobinas de armadura se induce un voltaje independientemente de que corten las líneas de flujo de un campo magnético estacionario o bien que las corten las líneas de flujo de un campo magnético móvil. Lo que se requiere es que haya un movimiento relativo entre el campo magnético y las bobinas de armadura.

• En el campo de una armadura estacionaria, la salida del generador puede conectarse directamente a un circuito externo sin necesidad de anillos rozantes ni escobillas, lo cual elimina los problemas de aislamiento que existirían si fuese necesario producir corrientes y voltajes elevados a la carga, por medio de anillos rozantes. Naturalmente, como el devanado de campo gira, deben usarse anillos rozantes para conectar el devanado a su fuente externa de excitación de c-c. Sin embargo, los voltajes y corrientes que se manejan son pequeños, comparados con los de armadura y no hay dificultad en suministrar el aislamiento suficiente.

• Otra ventaja en usar una armadura estacionaria es que hace posible velocidades de rotación mucho más altas y por lo tanto, voltajes más altos de los que se pueden obtener con armaduras rotatorias; esto se debe nuevamente a la dificultad que hay en aislarla. A velocidades de rotación muy elevadas, la elevada fuerza centrífuga que resulta hace difícil aislar adecuadamente el devanado de armadura. Este problema no existe cuando el devanado de campo gira a altas velocidades.

• En resumen, en tanto que prácticamente todos los generadores de c-c constan de una armadura rotatoria y un campo estacionario, la mayor parte de los generadores de c-a tienen una armadura estacionaria y un campo rotatorio. En el caso de una armadura estacionaria, se pueden producir voltajes mucho mayores que los que son posibles con generadores de armadura rotatoria. La parte de un generador que gira se llama rotor en tanto que la parte estacionaria recibe el nombre de estator.

Nótese que si un generador de c-a de armadura estacionaria está provisto de un imán fijo para el campo en el rotor, en lugar de un electroimán, no se necesitarán anillos rozantes. Sin embargo, este generador tiene una salida muy baja, por lo que sus aplicaciones son limitadas.

Generadores de c-a monofásicos

Cuando se trató de generadores de c-a, la armadura ha sido representada por una sola espira. El voltaje inducido en esta espira sería muy pequeño; así pues, lo mismo que ocurre en los generadores de c-c, la armadura consta en realidad de numerosas bobinas, cada una con más de una espira. Las bobinas están devanadas de manera que cada uno de los voltajes en las espiras de cualquier bobina se suman para producir el voltaje total de la bobina. Las bobinas se pueden conectar de varias maneras, según el método específico que se use para darle las características deseadas al generador.

Si todas las bobinas de armadura se conectan en serie aditiva, el generador tiene una salida única. La salida es sinusoidal y en cualquier instante es igual en amplitud a la suma de voltajes inducidos en cada una de las bobinas. Un generador con armadura devanada en esta forma es un generador de una fase o monofásico. Todas las bobinas conectadas en serie constituyen el devanado de armadura. En la práctica, muy pocos generadores de c-a son monofásicos, ya que puede obtenerse una mayor eficiencia conectando las bobinas de armadura mediante otro sistema.

Generadores de c-a trifásicos

Básicamente, los principios del generador trifásico son los mismos que los de un generador bifásico, excepto que se tienen tres devanados espaciados igualmente y tres voltajes de salida desfasados 120 grados entre sí. A continuación, se ilustra un generador simple trifásico de espira rotatoria, incluyendo las formas de onda. Físicamente, las espiras adyacentes están separadas por un ángulo equivalente a 60 grados de rotación. Sin embargo, los extremos de la espira están conectados a los anillos rozantes de manera que la tensión 1 está adelantada 120 grados con respecto a la tensión 2; y la tensión 2, a su vez, está adelantada 120 grados con respecto a la tensión 3.

También se muestra un diagrama simplificado de un generador trifásico de armadura estacionaria. En este diagrama, las bobinas de cada devanado se combinan y están representadas por una sola. Además, no aparece el campo rotatorio. La ilustración muestra que el generador trifásico tiene tres devanados de armadura separados, desfasados 120 grados.

Conexiones delta e Y

Hay seis puntas que salen de los devanados de armadura de un generador trifásico y el voltaje de salida está conectado a la carga externa por medio de estas seis puntas. En la práctica, esto no sucede así. En lugar de ello, se conectan los devanados entre sí y sólo salen tres puntas que se conectan a la carga.

Existen dos maneras en que pueden conectarse los devanados de armadura. El que se emplee uno u otro es cosa que determina las características de la salida del generador. En una de las conexiones, los tres devanados están conectados en serie y forman un circuito cerrado. La carga está conectada a los tres puntos donde se unen dos devanados. A esto se le llama conexión delta, ya que su representación esquemática es parecida a la letra griega delta (A), En la otra conexión, una de las puntas de cada uno de los devanados se junta con una de los otros dos, lo que deja tres puntas libres que salen para la conexión a la carga. A éste se le llama conexión Y, ya que esquemáticamente representa la letra Y.

Nótese que, en ambos casos, los devanados están espaciados 120 grados, de manera que cada devanado producirá un voltaje desfasado 120 grados con respecto a los voltajes de los demás devanados.

Características eléctricas de las conexiones delta e YComo todos los devanados de una conexión delta están conectados en serie y forman un circuito cerrado, podría parecer que hay una elevada corriente continuamente en los devanados, aun en ausencia de carga conectada. En realidad, debido a la diferencia de fase que hay entre los tres voltajes generados, pasa una corriente despreciable o nula en los devanados en condiciones de

vacío ( sin carga).

Las tres puntas que salen de la conexión delta se usan para conectar la salida del generador a la carga. El voltaje existente entre dos cualesquiera de las puntas, llamada voltaje de la línea, es igual al voltaje generado en un devanado, que recibe el nombre de voltaje de fase. Así pues, como se puede apreciar en la figura, tanto los tres voltajes de fase como los tres voltajes de línea son iguales, y todos tienen el mismo valor. Sin embargo, la corriente en cualquier línea es "3 o sea, aproximadamente 1.73 veces la corriente en cualquier

fase del devanado. Por lo tanto, nótese que una conexión delta suministra un aumento de corriente pero no hay aumento en el voltaje.

La potencia total real que produce un generador trifásico conectado en delta es igual a "3, o 1.73 veces la potencia real en cualquiera de las líneas. Sin embargo, téngase presente de lo estudiado en los volúmenes 3 y

4, que la potencia real depende del factor de potencia (cos ) del circuito. Por lo tanto, la potencia real total es igual a 1.73 veces el voltaje de la línea multiplicado por la corriente de línea, multiplicada a su vez, por el factor de potencia. O sea:

P real = 1,73 E línea x I línea cosø

Las características de voltaje y corriente de una conexión Y son opuestas a las que presenta una conexión delta. El voltaje que hay entre dos líneas cualesquiera de una conexión Y es 1.73 veces el voltaje de una fase, en tanto que las corrientes en la línea son iguales a las corrientes en el devanado de cualquier fase. Esto presenta un contraste con la conexión delta en la cual, según se recordará, el voltaje en la línea es igual al voltaje de fase y la corriente en la línea es igual a 1.73 veces la corriente en la fase. Así pues, en tanto que una conexión delta 

hace posible aumentar la corriente sin aumentar el voltaje, la conexión Y aumenta el voltaje pero no la corriente.

Regulación del generador

Cuando cambia la carga en un generador de c-a, el voltaje de salida también tiende a cambiar, como ocurre en un generador de c-c. La principal razón de ello es el cambio de la caída de voltaje en el devanado de armadura, ocasionado por el cambio en la corriente de carga. Sin embargo, en tanto que en un generador de c-c la caída de voltaje en el devanado de armadura es simplemente una caída IR, en un generador de c-a existe una caída IR y una caída IX, producida por la corriente alterna que fluye a través de la inductancia del devanado. La caída IR depende sólo de la cantidad del cambio de carga; pero la caída IXL depende también del factor de potencia del circuito. Así pues, el voltaje de salida de generadores de c-a varía con los cambios en la corriente de carga lo mismo que con todo cambio en el factor pie potencia. Como resultado, un generador de c-a que tiene una regulación satisfactoria para un valor de factor de potencia puede tener una mala regulación con otro valor del factor de potencia.

Debido a su regulación inherentemente mala los generadores de c-a generalmente están provistos de algún medio auxiliar de regulación. Los reguladores auxiliares usados, independientemente de que sean operados manualmente o de que funcionen de manera automática cumplen su función básicamente de la misma manera; "sienten" el voltaje de salida del generador y, cuando éste cambia, ocasionan un cambio correspondiente en la corriente de cambio de la fuente excitadora que suministra la corriente de campo al generador. Así pues, si el voltaje de salida del generador se reduce, el regulador produce un aumento en la corriente de campo de la fuente excitadora. Por tanto, el voltaje de salida de la fuente excitadora, aumenta, haciendo que también aumente la corriente en el devanado de campo del generador. Como resultado, el campo magnético del generador aumenta en intensidad y eleva el voltaje del generador a

su amplitud original. Una secuencia de eventos similar pero opuesta ocurre cuando el regulador siente una disminución en el voltaje de salida del generador.

 

Clasificación de los generadores de C-ATodo generador de c-c tiene una clasificación de potencia, expresada normalmente en kilowatts, que indica la 

máxima potencia que puede ser constantemente alimentada por el generador. Por otra parte, los generadores de C.A .no pueden generalmente clasificarse de la misma manera, ya que la potencia consumida en un circuito de c-a depende del factor de potencia del circuito, lo cual significa que un generador de c-a puede alimentar una cantidad moderada de potencia real para una carga y, sin embargo, si el factor de potencia de la carga fuese bajo, la potencia total o aparente que el generador produce realmente puede ser muy grande. En estas condiciones, el generador se puede quemar.

Por esta. razón, los generadores de c-a no deben clasificarse según la máxima potencia de' consumo permisible de la carga, sino de acuerdo con la potencia aparente máxima que pueden pasar. Esto se hace expresando la capacidad en voltamperes a kilovoltamperes. Así pues, para determinado voltaje de salida se sabe la máxima corriente que el generador puede producir, independientemente del factor de potencia de la carga. Por ejemplo, si un generador clasificado como de 100 kilovoltamperes tiene una salida de 50 kilovolts, o sea que la máxima corriente que puede producir sin peligro es de 100 kilovoltamperes dividido entre 50 kilovolts, es decir, 2 amperes.

Ocasionalmente, los generadores de c-a se diseñan para usarse con cargas que tengan un factor de potencia constante. En este caso, la clasificación de estos generadores puede indicarse en watts o kilowatts, para ese factor de potencia particular.

Estructura de los generadores de C-A

Desde el punto de vista de apariencia física, los generadores de c-a varían considerablemente, desde los muy grandes, impulsados por turbinas que pesan miles de kilogramos, hasta pequeños generadores de aplicación especial que sólo pesan unos cuantos kilogramos y aun menos. Sin embargo, según ha quedado apuntado,

prácticamente todos los generadores de c-a tienen armaduras estacionarias y campos rotatorios. Los devanados de armadura se colocan siguiendo la circunferencia interna de la cubierta del generador y generalmente se incrustan en un núcleo de hierro laminado. El núcleo y los devanados constituyen el estator

Los devanados de campo y los polos de campo, que constituyen el rotor, están montados sobre un eje y giran con el estator. También sobre el eje del rotor se encuentran montados los anillos rozantes para los devanados de campo. Cuando el generador contiene su propia fuente excitadora de c-c, la armadura de la fuente excitadora y el conmutador también están montados en el eje del motor. Los portaescobillas para los anillos rozantes del generador y el conmutador de la fuente excitadora están montados en la cubierta del generador, lo mismo que las terminales para efectuar las conexiones eléctricas al generador. La figura representa un generador de c-a típica con fuente excitadora dentro de él.

Comparación de generadores de c-c y de c-a

Ahora que se han estudiado tanto los generadores de c-c como los de c-a, se pueden observar las semejanzas básicas que hay entre ellos, así como sus diferencias fundamentales. En un generador de c-a, el voltaje inducido se transmite directamente a la carga, a través de anillos rozantes en tanto que en un generador de c-c el conmutador convierte la c-a inducida en c-c antes de que ésta sea aplicada a la carga.

Una diferencia física importante entre los generadores de c-c y los de c-a estriba en que el campo de la mayor parte de los generadores de c-c es estacionario y la armadura gira, en tanto que lo opuesto ocurre generalmente en los generadores de c-a. Esto tiene el efecto de hacer que los generadores de c-a puedan tener salidas mucho mayores de las que son posibles con generadores de c-c. Otra diferencia entre ambos tipos de generadores es la fuente de voltaje de excitación para el devanado de campo. Los generadores de c-c pueden constar ya sea de una fuente de excitación externa y separada o bien obtener el voltaje necesario directamente de su propia salida. Por su parte, los generadores de c-a deben estar provistos de una fuente separada.

Por lo que respecto a la regulación de voltaje los generadores de c-c son inherentemente más estables que los de c-a, Una de las razones es que, aunque los voltajes de salida de ambos tipos de generador son sensibles a los cambios de carga, el voltaje de salida de un generador de c-a también es sensible a cambios en el factor de potencia de la carga. Además, es posible un buen grado de autorregulación en un generador de c-c usando un devanado de armadura combinado, lo cual no es factible en generadores de c-a, ya que éstos deben ser excitados separadamente.

Sistema Clásico de Generadores Sincrónicos de A.C.

CARACTERISTICAS DE FUNCION DE LAS EXCITATRICES

La tensión de excitación generalmente utilizada, es de 125 volts, en las centrales de generación de pequeña y mediana potencia, y de 250 volts en las centrales de gran potencia. Generalmente se utilizan dinamos de características derivación y en algunos casos, de características compuestas. V exct = 250dc. VG= 1000A.C.

Súper excitación de 6000 a 7000 volts por segundo, como La Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, también llamada Represa de Gurí, y antes conocida como Central Hidroeléctrica Raúl Leoni

Reóstato deCampo inductor

SISTEMAS DE EXCITACIÓN.EXCITACIÓN INDEPENDIENTE

La conforman un grupo de excitatriz, un dinamo de tensión constante y un motor o turbina auxiliar, sirve para la excitación de varios alternadores, regulando la corriente de estos por un reóstato de

campo.La excitatriz puede ser de 250 a 300 volts de respuesta rápida.

Vin = 400 a 600 volts x segundo.

V exct. = 250 dcV G = 1000

SISTEMA DE EXCITACIÓN CON GRUPO DE EXCITACIÓN INDEPENDIENTE ACCIONADO POR MOTOR ELECTRICO O POR TURBINA AUXILIAR.

Este sistema es empleado para turbo generador de muy elevada potencia, como en centrales hidráulicas de muy bajas revoluciones

REGULEDOR DE VOLTAJE O MODULO DE EXCITACION

Suministro de voltaje requerido, excitadores sin escobillas.

El motogeneradorUn motogenerador consta de un motor eléctrico y un generador conectado mecánicamente de manera que el motor hace girar al generador. El motor suministra así la energía mecánica que el generador transforma en energía eléctrica. Tanto el 

motor como el generador de un motor generador suelen estar montados sobre la misma base y pueden moverse e instalarse como una sola unidad.

Los motogeneradores generalmente se usan para cambiar electricidad de un voltaje o frecuencia a otro o para convertir c-a en c-c ó c-c en c-a. La electricidad que tiene las características que han de transformarse alimenta al motor y el 

generador está diseñado para producir electricidad con las nuevas características deseadas. Por ejemplo, el motor puede ser impulsado por una fuente de potencia de 60-cps, en tanto que el generador produce una salida cuya frecuencia es de 

400-cps. O bien un motor de c-c puede impulsar a un generador de c-a para lograr la conversión de c-c en c-a.Cuando el dispositivo cambia una clase de c-a. a otra clase de c-a o a c-c, se llama grupo motogenerador. Pero, cuando se usa para convertir c-c en c-a, a veces también se le llama convertidor. Muy frecuentemente, el convertidor tiene el motor 

y el generador dentro de la misma cubierta. 

GENERACION EN VENEZUELA

El parque de generación del Sistema Eléctrico Nacional, asciende a unos 24.000 megavatios (MW) de capacidad instalada y está conformado por un significativo número de infraestructuras, localizadas en su mayoría, en la región de Guayana, donde funcionan los complejos hidroeléctricos más grandes del país. Éstos ofrecen más del 62% del potencial eléctrico que llega a hogares e industrias de toda la Nación.

Otro 35% de la generación de electricidad proviene de plantas termoeléctricas, y casi un 3% corresponde al sistema de generación distribuida, conformada por grupos electrógenos. Esto ha sido posible, gracias al rescate del parque de generación por parte de CORPOELEC, al cierre del año 2013 fueron incorporados al Sistema Eléctrico Nacional SEN 3.869 MW más, de los cuales 1.950 MW corresponden a proyectos nuevos y 1.919 MW a unidades rehabilitadas.

CORPOELEC está empeñada en ofrecerles a los venezolanos y venezolanas, un sector eléctrico digno, confiable y de calidad, invirtiendo importantes recursos para ampliar y reforzar el parque de generación, y a la vez promover el desarrollo de fuentes alternativas de energía, como la eólica o solar. Las obras acometidas el año 2013 que incrementaron la capacidad de Generación son las siguientes:

Las unidades rehabilitadas que aportaron 1.919 MW al SEN pueden apreciarse en esta imagen:

Para el 2014 se tiene planteado en materia de Generación sobrepasar la meta de los 3.843 MW , siendo unos 2.648 por concepto de proyectos nuevos y más de 1197 MW por rehabilitación.

En la actualidad, el patrimonio de generación de energía eléctrica existente en Venezuela es el siguiente:• Plantas Termoeléctricas:• Josefa Camejo (Falcón)• Complejo Termoeléctrico General Rafael Urdaneta (Termozulia I y II) (Zulia)• Argimiro Gabaldón (Lara)• Planta Centro (Carabobo)• Antonio José de Sucre (Sucre) (en ejecución)• Termocentro (Miranda) (en ejecución)• Ezequiel Zamora (en ejecución)• Alberto Lovera (Anzoátegui)• Juan Manuel Valdez (en ejecución)• San Diego de Cabrutica (Anzoátegui)• Don Luis Zambrano (Táchira/ Mérida)

Plantas Hidroeléctrica:

• Simón Bolívar (Bolívar)• Antonio José de Sucre (Bolívar)• Francisco de Miranda (Bolívar)• Masparro (Barinas)• Juan Antonio Rodríguez Domínguez (Barinas)• General José Antonio Páez (Mérida)• Manuel Piar (Bolívar)• Fabricio Ojeda (Mérida) • Leonardo Ruiz Pineda (Táchira)• Plantas de Generación Distribuida (Grupos electrógenos):• Mantecal (Apure)• Plantas Termoeléctricas:• Josefa Camejo (Falcón)

• Complejo Termoeléctrico General Rafael Urdaneta (Termozulia I y II) (Zulia)• Argimiro Gabaldón (Lara)• Planta Centro (Carabobo)• Antonio José de Sucre (Sucre) (en ejecución)• Termocentro (Miranda) (en ejecución)• Ezequiel Zamora (en ejecución)• Alberto Lovera (en ejecución)• Juan Manuel Valdez (en ejecución)• San Diego de Cabrutica (Anzoátegui)• Termoisla (en ejecución)• Don Luis Zambrano (Táchira/ Mérida)

• Plantas Hidroeléctrica:• Simón Bolívar (Bolívar)• Antonio José de Sucre (Bolívar)• Francisco de Miranda (Bolívar)• Masparro (Barinas)• Juan Antonio Rodríguez Domínguez (Barinas)• General José Antonio Páez (Mérida)• Manuel Piar (Bolívar)• Fabricio Ojeda (Mérida) • Leonardo Ruiz Pineda (Táchira)• Plantas de Generación Distribuida (Grupos electrógenos):• Mantecal (Apure)•  

Motor Eléctrico

El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estátor y un rotor.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se diseñan adecuadamente.

Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores para teléfonos móviles, bombas, medios de transporte eléctricos, electrodomésticos, esmeriles angulares y otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (DC), y por fuentes de corriente alterna (AC).

La corriente directa o corriente continua proviene de las baterías, los paneles solares, dínamos, fuentes de alimentación instaladas en el interior de los aparatos que operan con estos motores y con rectificadores rudimentarios. La corriente alterna puede tomarse para su uso en motores eléctricos bien sea directamente de la red eléctrica, alternadores de las plantas eléctricas de emergencia y otras fuentes de corriente alterna bifásica o trifásica como los inversores de potencia.

Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones y características más estandarizadas proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden ser clasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica, construcción interna, aplicación, tipo de salida de movimiento, entre otros.

Werner von Siemens patentó en 1866 la dinamo. Con ello no sólo contribuyó al inicio de los motores eléctricos, sino también introdujo el concepto de Ingeniería Eléctrica, creando planes de formación profesional para los técnicos de su empresa. La construcción de las primeras máquinas eléctricas fue lograda en parte, en base a experiencia práctica. A mediados de la década de 1880, gracias a la teoría desarrollada por James Clerk Maxwell y al éxito de Werner von Siemens, la ingeniería eléctrica se introdujo como disciplina en las universidades.

La fascinación por la electricidad aumentó con la invención de la dinamo. Karl Marx predijo que la electricidad causaría una revolución de mayores alcances que la que se vivía en la época con las máquinas de vapor. Antonio Pacinotti inventó el inducido en forma de anillo en una máquina que transformaba movimiento mecánico en corriente eléctrica continua con una pulsación, y dijo que su máquina podría funcionar de forma inversa. Ésta es la idea del motor eléctrico de corriente continua.

Los primeros motores eléctricos técnicamente utilizables fueron creados por el ingeniero Moritz von Jacobi, quien los presentó por primera vez al mundo en 1834.

Principio de funcionamiento

Los motores eléctricos son dispositivos que transforman energía eléctrica en energía mecánica. El medio de esta transformación de energía en los motores eléctricos es el campo magnético. Existen diferentes tipos de motores eléctricos y cada tipo tiene distintos componentes cuya estructura determina la interacción de los flujos eléctricos y magnéticos que originan la fuerza o par de torsión del motor.

El principio fundamental que describe cómo es que se origina una fuerza por la interacción de una carga eléctrica puntual q en campos eléctricos y magnéticos es la Ley de Lorentz:

donde:

q-carga eléctrica puntual

E-Campo eléctrico

V-velocidad de la partícula

B-densidad de campo magnético

En el caso de un campo puramente eléctrico la expresión de la ecuación se reduce a:

La fuerza en este caso está determinada solamente por la carga q y por el campo eléctrico E. Es la fuerza de Coulomb que actúa a lo largo del conductor originando el flujo eléctrico, por ejemplo en las bobinas del estátor de las máquinas de inducción o en el rotor de los motores de corriente continua.

En el caso de un campo puramente magnético:

La fuerza está determinada por la carga, la densidad del campo magnético B y la velocidad de la carga V. Esta fuerza es perpendicular al campo magnético y a la dirección de la velocidad de la carga. Normalmente hay muchísimas cargas en movimiento por lo que conviene reescribir la expresión en términos de densidad de carga r y se obtiene entonces densidad de fuerza Fv (fuerza por unidad de volumen):

Al producto se le conoce como densidad de corriente J (amperes por metro cuadrado):

Entonces la expresión resultante describe la fuerza producida por la interacción de la corriente con un campo magnético:

Este es un principio básico que explica cómo se originan las fuerzas en sistemas electromecánicos como los motores eléctricos. Sin embargo, la completa descripción para cada tipo de motor eléctrico depende de sus componentes y de su construcción.

Motor Monofásico de Fase Partida 

El motor de fase partida es uno de los distintos sistemas ideados para el arranque de los motores asíncronos monofásicos. Se basa en cambiar, al menos durante el arranque, el motor monofásico por un bifásico (que puede arrancar sólo). El motor dispone de dos devanados, el principal y el auxiliar; además, lleva incorporado un interruptor centrífugo cuya función es la de desconectar el devanado auxiliar después del arranque del motor.

Además del motor de fase partida existen otros sistemas para arrancar motores monofásicos como es el caso de motores de arranque por condensador.

La necesidad del motor de inducción monofásico de fase partida se explica de la siguiente forma: existen muchas instalaciones, tanto industriales como residenciales a las que la compañía eléctrica solo suministra un servicio de c.a monofásico. Además, en todo lugar casi siempre hay necesidad de motores pequeños que trabajen con suministro monofásico para impulsar diversos artefactos electrodomésticos tales como máquinas de coser, taladros, aspiradoras, acondicionadores de aire, etc.

La mayoría de los motores monofásicos de fase partida son motores pequeños de caballaje fraccionario. Tanto para 115 v como para 230 v en servicio monofásico. Los motores monofásicos de inducción de fase partida experimentan una grave desventaja. Puesto que solo hay una fase en el devanado del estator, el campo magnético en un motor monofásico de inducción no rota. En su lugar, primero pulsa con gran intensidad, luego con menos intensidad, pero permanece siempre en la misma dirección. Puesto que no hay campo magnético rotacional en el estator, un motor monofásico de inducción no tiene par de arranque. Es por ello que se conecta en paralelo una bobina de arranque en forma paralela. Para así poder crear un campo giratorio y de esta manera tener un torque de arranque, la bobina de arranque es desconectada por medio de un interruptor centrífugo.

 

Partes del Motor Monofásico • Rotor

Se compone de tres partes fundamentales. La primera de ellas es el núcleo, formado por un paquete de láminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética. La segunda es el eje, sobre el cual va ajustado a presión el paquete de chapas. La tercera es el arrollamiento llamado de jaula de ardilla, que consiste en una serie de barras de cobre de gran sección, alojadas en sendas ranuras axiales practicadas en la periferia del núcleo y unidas en cortocircuitos mediante dos gruesos aros de cobre, situados uno a cada extremo del núcleo. En la mayoría de los motores de fase partida el arrollamiento rotorico es de aluminio y esta fundido de una sola pieza.

• Estator

Se compone de un núcleo de chapas de acero con ranuras semicerradas, de una pesada carcasa de acero o de fundición dentro de la cual esta introducido a presión el núcleo de chapas, y de dos arrollamientos de hilo de cobre aislado alojados en las ranuras y llamados respectivamente arrollamiento principal o de trabajo y arrollamiento auxiliar o de arranque. En el instante de arranque están conectados uno y otro a la red de alimentación; sin embargo, cuando la velocidad del motor alcanza un valor prefijado el arrollamiento de arranque es desconectado automáticamente de la red por medio de un interruptor centrífugo montado en el interior del motor.

• Placas térmicas

Los escudos o placas térmicas, están fijados a la carcasa del estátor por medio de tornillos o pernos; su misión principal es mantener el eje del rotor en posición invariable. Cada escudo tiene un orificio central previsto para alojar el cojinete, sea de bolas o de deslizamiento, donde descansa el extremo correspondiente del eje rotorico. Los dos cojinetes cumplen las siguientes funciones: sostener el peso del rotor, mantener a este exactamente centrado en el interior del estátor, permitir el giro del rotor con la mínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozar con el estátor.

 

Interruptor centrífugoÉste va montado en el interior del motor. Su misión es desconectar el arrollamiento de arranque en

cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada. El tipo más corriente consta de dos partes principales, una fija y otra giratoria. La parte fija está situada por lo general en la cara interior del escudo frontal del motor y lleva dos contactos, por lo que su funcionamiento es análogo al de un interruptor unipolar. En algunos motores modernos la parte fija del interruptor está montada en el interior del cuerpo del estátor. La parte giratoria va dispuesta sobre el rotor, y el funcionamiento de un interruptor sucede mientras el rotor esta en reposo o girando apoca velocidad, la presión ejercida por la parte móvil del interruptor mantiene estrechamente cerrados los dos contactos de la parte fija. Cuando el rotor alcanza aproximadamente el 75 % de su velocidad de régimen, la parte giratoria cesa de presionar sobre dichos contactos y permite por tanto que se separen, con lo cual el arrollamiento de arranque queda automáticamente desconectado de la red de alimentación.

• Enjaule o bobinado de jaula de ardilla

Se compone de una serie de barras de cobre de gran sección, que van alojadas dentro de las ranuras del paquete de chapas rotorico; dichas barras están soldadas por ambos extremos a gruesos aros de cobre, que las cierran en cortocircuito. La mayoría de los motores de fase partida llevan, sin embargo, un arrollamiento rotórico con barras y aros de aluminio, fundido de una sola pieza.

• Bobinado del estator

Bobinado de trabajo o principal - a base de conductor de cobre grueso aislado, dispuesto generalmente en el fondo de las ranuras estatoricas

Bobinado de arranque o auxiliar - a base de conductor de cobre fino aislado, situado normalmente encima del arrollamiento de trabajo. Ambos arrollamientos están unidos en paralelo.

Esquema de conexión de motor monofásico

Conformación del motor monofásico

Motor TrifásicoEs una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía

mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator lo que provoca que el arranque de estos motores no necesite circuito auxiliar, son más pequeños y livianos que uno monofásico de inducción de la misma potencia, debido a esto su fabricación representa un costo menor.

Los motores eléctricos trifásicos, se fabrican en las más diversas potencias, desde una fracción de caballo hasta varios miles de caballos de fuerza (HP), se los construye para prácticamente, todas las tensiones y frecuencias (50 y 60 Hz) normalizadas y muy a menudo, están equipados para trabajar a dos tensiones nominales distintas.

 

Partes de un Motor Trifásico

Estos motores constan de tres partes fundamentales, estator, rotor y escudo

El estator: está constituido por un enchapado de hierro al silicio de forma ranurado, generalmente es introducido a presión dentro de una de la carcasa.

El rotor: es la parte móvil del motor. Está formado por el eje, el enchapado y unas barras de cobre o aluminio unidas en los extremos con tornillos. A este tipo de rotor se le llama de jaula de ardilla o en cortocircuito porque el anillo y las barras forman en realidad una jaula.

Los escudos: por lo general se elaboran de hierro colado. En el centro tienen cavidades donde se incrustan cojinetes sobre los cuales descansa el eje del rotor. Los escudos deben estar siempre bien ajustados con respecto al estator, porque de ello depende que el rotor gire libremente, o que tenga "arrastres" o "fricciones".

Motores trifásicos de inducciónSentido de giro de los motores

Los bornes de los motores trifásicos están marcados de tal manera, que el orden alfabético de la denominación de bornes U, V,W, coincide con el orden cronológico si el motor gira hacia la derecha.

Esta regla es válida para todas las máquinas, cualquiera que sea su potencia y su tensión. Tratándose de máquinas que sólo sean apropiadas para un sentido de giro, estará éste indicando por una flecha en la placa de características. Debajo de la flecha consta en qué orden se desconectarán los bornes con las fases correlativas de la red.

Se consigue invertir el sentido de giro, intercambiando la conexión de dos conductores de fase.

Antes de poner en marcha el motor debe revisarse la conexión y el sentido de giro.

Puesta a tierra

Los motores tienen en la caja de conexiones un tornillo para empalmar el conductor de tierra. Si se trata de motores, superiores al tamaño constructivo 180, para la puesta a tierra se dispone adicionalmente un borne en la pata o bien en la carcasa.

Variación en la tensión y en la frecuencia de la red

Para motores provistos de devanado normal. Comportamiento de los valores de servicio:

A) Modificación de la tensión sin que varíe la frecuencia El par de arranque y el par motor máximo varían aproximadamente con el cuadrado de la tensión; la intensidad de arranque se modifica en una relación aproximadamente proporcional a la tensión.

Con desviaciones de hasta + 5% respecto a la tensión nominal, se puede suministrar la potencia nominal. En este caso, se podrá sobrepasar en 10ºC la temperatura límite.

a) Aumento de la tensión (suponiendo que la potencia suministrada permanece constante).

 

1. La corriente magnetizante en motores de elevada saturación, limitan el aumento que puede experimentar la tensión; en este caso se encuentran especialmente los motores cuya potencia asciende hasta 3kW, aproximadamente, los cuales ya

Presentan, a la tensión nominal una intensidad en vacío relativamente elevada.

 

2. La intensidad en el estator, que representa la suma geométrica de la componente de corriente dependiente de la carga y de la corriente magnética, se reduce generalmente.

En los motores de hasta 3kW puede predominar la influencia de la corriente magnetizante y, en consecuencia, aumentar la intensidad en el estator.

 

3. El factor de potencia será menor a la misma potencia: el origen de ello es el aumento de la corriente magnetizante y la reducción de la corriente activa.

 

4. Las pérdidas en el rotor y, en general, en el estator serán menores. El calentamiento del motor depende de cómo se modifican las pérdidas en el hierro y en el cobre. Por regla general, se modificará apenas prácticamente con las fluctuaciones normales de la tensión.

 

5. El rendimiento tampoco variará mucho, elevándose o reduciéndose en dependencia de si predomina la reducción en las pérdidas en el cobre o el aumento en las pérdidas en el hierro.

 

6. La velocidad de reducción aumentará ligeramente, por ser menores las pérdidas en el rotor.

 

b) Reducción de la tensión.

 

1. La corriente magnetizante, la densidad de flujo, las pérdidas en el hierro y, por lo tanto, en el calentamiento del mismo, serán menores.

 

2. La intensidad en el estator, que representa la suma geométrica de la componente de corriente dependiente de la carga y de la corriente magnetizante, aumenta generalmente. En los motores de hasta 3kW, puede predominar la influencia de la corriente magnetizante y, en consecuencia, reducirse la intensidad en el estator.

 

3. Se mejora el factor de potencia (menor corriente magnetizante, mayor corriente activa).

 

4. Las pérdidas en el rotor y en general las pérdidas en el cobre del estator aumentan. Normalmente, será mayor el calentamiento.

 

5. El rendimiento apenas de modificará.

 

6. La velocidad de rotación descenderá ligeramente.

 

B) Variación de la frecuencia permaneciendo constante la tensión con desviaciones de hasta +5% respecto a la frecuencia nominal, se puede suministrar la potencia nominal. El valor absoluto del par inicial de arranque y del par máximo varían en relación inversamente proporcional a la frecuencia; la velocidad de rotación varía, aproximadamente, en relación directa con la frecuencia. Al modificar la frecuencia, las restantes propiedades de funcionamiento del motor varían en relación inversa a como sucede en caso de producirse un cambio en la tensión.

C) Variación de la tensión y de la frecuencia simultáneamente Si la tensión y la frecuencia aumentan o disminuyen aproximadamente en igual proporción, no varían las condiciones magnéticas. El motor desarrollará el par motor nominal. Aproximadamente, la velocidad de rotación y la potencia varían en la misma proporción que la frecuencia. El par resistente puede no alterarse. Tratándose de frecuencias reducidas, la potencia disminuye en mayor medida, por ser la ventilación menos efectiva.

Potencia

Para elegir un motor adecuado, se tedrán en cuenta los datos siguientes: la carga de trabajo (potencia), la clase de servicio, el curso de ciclo de trabajo, los procesos de arranque, frenado e inversión, la regulación de la velocidad de rotación, las variaciones de la red y la temperatura del medio refrigerante.

 

Servicio continuo S1

Según VDE 0530, el servicio continuo se define como el servicio prestado bajo carga constante (potencia nominal) durante un tiempo que baste para alcanzar la temperatura de equilibrio térmico.

Según VDE 0530, no se ha previsto que se sobrepase, de una forma permanente, el valor de la potencia nominal. Se admite, sin embargo, una sola vez, una sobrecarga del 150% de la intensidad nominal durante 2 minutos. Si las sobrecargas son superiores, por ejemplo, durante el arranque, el tiempo tendrá que acortarse correspondientemente.

La red de baja tensión se alimenta directamente con un generador o por medio de un transformador conectado, a su vez, a la red de alta tensión. La potencia nominal del generador o del transformador, medida en kVA, tiene que ser, como mínimo, igual a la suma de las potencias aparentes de todos los motores que, en el caso más desfavorable, se encuentren simultáneamente en servicio.

La potencia de los motores que puedan conectarse a la red, considerando la intensidad en el arranque (la potencia aparente de arranque) para una cierta carga previa de la red, está determinada por la diferencia de tensiones que se considera admisible si la alimentación se hace a través de un transformador, y, si la alimentación se realiza por medio de un generador, por el diseño y excitación del mismo.

La potencia nominal del motor debe aproximarse lo más posible a la demanda de potencia de la máquina accionada. Si el motor está dimensionado en exceso, resultan las siguientes consecuencias:

 Mayor intensidad de arranque, por lo cual se necesitan fusibles mayores y una mayor sección en el conductor; 

servicio antieconómico, puesto que el factor de potencia y, bajo ciertas circunstancias, el rendimiento a carga parcial es menor que a plena carga. Entre 3/4 y 1/1 de la carga, varía poco el rendimiento.

El motor toma de la red las siguientes potencias: Potencia activa: Pw =   Potencia aparente: Ps=   Potencia reactiva: Pb =  

 

Siendo

 

P = potencia suministrada en el eje (kW)

 

Pw = potencia activa (kW) absorbida de la red

 

 

Ps = potencia aparente (kWA)

 

Pb = Potencia reactiva (kVAr)

 

U = Tensión de servicio (V)

 

I = intensidad en el estator (A)

 

n = rendimiento (%)

 

cos = factor de potencia

 

 Para sistemas trifásicos

 

Potencia aparente: Ps = U.I.

 

Intensidad (A) I =

 

 

Calentamiento y ventilación

 

La vida útil de un motor es igual a la del aislamiento de sus devanados,si se prescinde del desgaste propio del servicio de los cojinetes, escobillas, anillos rozantes o colector, elementos que se pueden sustituir por otros nuevos sin que, relativamente, se realicen gastos de importancia. Por este motivo, se tendrán especialmente en cuenta las condiciones de servicio que afecten al calentamiento y, por tanto, al aislamiento.

 

El calentamiento es una consecuencia de las pérdidas originadas en toda transformación de energía (en caso de motores, por ejemplo, transformación de energía eléctrica en energía mecánica). El calentamiento del motor se produce, principalmente, por las pérdidas en el hierro de las chapas magnéticas y del núcleo y por las pérdidas en el cobre del devanado. Estas últimas calientan

también el aislamiento de cada conductor. La temperatura admisible del aislamiento utilizado determina fundamentalmente la capacidad de carga del motor.

Ppérd. = Pabs. - Pced

 

En la práctica no se indican las pérdidas del motor, sino su rendimiento, el cual se calcula de la siguiente forma:

n = = =

 

n =

 

Siendo:

 

Ppérd. = pérdidas totales (kW)

 

Pced. = potencia (kW) que se entrega en el eje

 

Pabs. = potencia activa (kW) tomada de la red

 

n = rendimiento (%)

 

Para las pérdidas, rige, por tanto, lo siguiente Pperd = =

 

La energía consumida en pérdidas = pérdidas por tiempo en kWh (calor), se acumula en el motor, de acuerdo a su capacidad térmica, conduciéndose una gran parte al medio ambiente, através de la ventilación. Si la carga es constante, se alcanzará un estado de equilibrio cuando la cantidad de calor absorbida sea igual a la disipada, en servicio continuo, una vez que hayan transcurrido de 3 a 5 horas.

La sobre temperatura entonces motivada (calentamiento) en los devanados y en el resto de las partes del motor es igual a la diferencia que hay entre la temperatura de la parte considerada y la del medio refrigerante. La sobretemperatura resulta de la relación existente entre las pérdidas que en el motor se transforman en calor y la capacidad de disipación del calor:

ST =

 

Siendo:

 

ST = sobre temperatura (°C)

 

Ppérd. = pérdidas (W)

 

Wa = capacidad de disipación del calor (W / °C)

 

La capacidad de disipación de calor depende de la superficie exterior del motor y de las condiciones de ventilación. Como la duración del aislamiento de los devanados decrece al aumentar la temperatura (cada 10 °C, aproximadamente en la mitad), según sea el material utilizado habrá que observar los valores límites fijados por VDE 0530 para la temperatura del devanado (temperatura límite). Estos valores están de acuerdo con la respectiva resistencia térmica de los materiales aislantes subdivididos en clases. La duración media prevista es,aproximadamente,

de 20 años.

Materiales aislantes y clases de aislamiento 

En 1898 en Estados Unidos aparece la primera clasificación térmica de los materiales aislantes en motores, generadores y transformadores. En 1915, la IEEE de Estados Unidos define las clases de aislamientos en A, B y C, según los materiales aislantes usados en el proceso de fabricación del equipo. En ese mismo año, 1915, se establecen una serie de valores y pruebas de HI-POT realizadas por las fabricas de motores.

 

En las normas internacionales se han clasificado los materiales aislantes, incluyendo sus medios impregnados, en clases de aislamiento, habiéndose fijado los correspondientes valores exactos de temperatura.

 

Clase de

aislamiento

Grado

Protección

Temp.

Amb.

Incremento

de

temperatura

Tolerancia

de punto

caliente

Temp. Total

Sistema

A ABIERTO 40ºC 50ºC 15ºC 105ºC

CERRADO 40ºC 55ºC 10ºC 105ºC

B ABIERTO 40ºC 70ºC 20ºC 130ºC

CERRADO 40ºC 75ºC 15ºC 130ºC

F ABIERTO 40ºC 90ºC 25ºC 155ºC

CERRADO 40ºC 95ºC 20ºC 155ºC

H ABIERTO 40ºC 110ºC 30ºC 180ºC

CERRADO 40ºC 115ºC 25ºC 180ºC

Si las temperaturas del medio refrigerante y las alturas de instalación discrepan simultáneamente, deberán multiplicarse los factores indicados, para calcular la potencia admisible. En caso de que la temperatura máxima del medio refrigerante

por encima de los 1.000 m se reduzca en 5°C por cada 1.000 m, no será necesario reducir la potencia, por influencia de la altura. Temperatura de la carcasa.

De acuerdo a las técnicas constructivas modernas, y tomando en cuenta las normas sobre materiales aislantes y clases de aislamiento, los fabricantes de motores utilizan la particularidad de unir lo más cerca posible el paquete del estator a la carcasa, de manera que se evacue rápida y eficientemente el calor interno generado por las diferentes partes constitutivas del motor. Es por esto que el método antiguamente utilizado, para determinar si un motor está sobrecargado o no, tocando con la mano la carcasa, es completamente inadecuado para motores eléctricos modernos.

 

Calentamiento del local

 

El calentamiento del local depende exclusivamente de las pérdidas, y no de la temperatura de la carcasa. Además, las máquinas accionadas frecuentemente contribuyen al calentamiento del local en mayor proporción que los motores.

En todas las máquinas elaboradoras y modificadoras de materiales, se transforma prácticamente la totalidad de la potencia y accionamiento en calor, y en las máquinas transportadoras de material la transformación se extiende a una gran parte de la potencia de accionamiento. Estas cantidades de calor tienen que ser

eliminadas por el aire ambiental en el local de servicio, a no ser que los motores tengan refrigeración independiente, consistente en un sistema de tubos a través de los cuales se evacua el calor directamente al exterior. Habrá que considerar lo siguiente:

 

VL =

 

VL = caudal de aire necesario (m3/s)

Ppérd.= potencia total de pérdidas (kW)

= sobretemperatura admisible del aire (°C)

Motores de corriente alterna: síncronos y asíncronos.

Los motores de corriente alterna son por mucho los más empleados, dada la gran ventaja de poder funcionar con la forma de corriente que suministran las empresas eléctricas, no requieren pasar la corriente alterna a corriente directa, por tanto son de menor costo. Se clasifican en motores asíncronos (o de inducción) y motores síncronos. En los síncronos el eje gira a la misma velocidad que lo hace el campo magnético, en los asíncronos el eje se revoluciona a una velocidad poco menor a la del campo magnético.

Los motores asíncronos basan su funcionamiento en la creación de un campo magnético giratorio en el entrehierro, debido a la circulación de corriente alterna por los devanados trifásicos y la influencia de los polos magnéticos del estator. La velocidad de giro de este campo magnético en revoluciones por minuto (r.p.m.), es:

donde :

f = Frecuencia de alimentación

p = Número de polos del devanado del estator.

Ns = Velocidad de giro, en revoluciones por minuto.

Ejemplo: Se suministra energía eléctrica a un motor de 20 HP de dos polos a una frecuencia de 60 Hz,

¿Cuál será la velocidad sincronía del motor?

 

 

La velocidad de giro de un motor eléctrico está determinada por el número de polos magnéticos, entre más polos el motor revolucionara más lentamente, la Tabla 1 indica la velocidad de giro del campo magnético en función del número de polos y para una frecuencia de 60 Hz.

Tabla 1. Número de polos y velocidad de sincronía de los motores 

 

 

 

 Fuente: BUN-CA.

 

No. de Polos

2 4 6 8 10 12

Velocidad en rpm

3600 1800 1200 900 720 600

La razón para utilizar motores de menor velocidad es para incrementar el torque o par, que puede entregar el motor. Este término se refiere al equivalente de fuerza por distancia que es capaz de ejercer un motor en cada giro. El giro de un motor tiene dos características: el par motor y la velocidad de giro.

El par motor se expresa y mide en Newton-m (Nm); un par de 20 Nm, es igual al esfuerzo de tracción de 20 Newtones, aplicado a un radio de un metro.

La potencia puede ser calculada si se conoce el torque requerido por el equipo, mediante la siguiente ecuación:

 

 

donde: Potencia será expresada en HP o kW, dependiendo de las unidades empleadas

K es una constante, igual a 7,124 sí T esta en Nm; y 5,250 sí T esta pie- libra.

En los motores eléctricos, el par aumenta para mantener la velocidad cuando la resistencia al giro es mayor, esto se logra incrementado en número de polos; en operación sí el voltaje se mantiene constante, el aumento de par incrementa la corriente consumida.

 

Deslizamiento.

Ya se menciono que los motores asíncronos no giran a la velocidad del campo magnético, llamada sincronía, sino que lo hacen a una velocidad muy próxima, se llama deslizamiento “ s”, a la diferencia entre la velocidad de sincronismo ns y la del rotor n, expresada como un porcentaje de la velocidad de sincronismo:

 

S=

 

 

Motor síncrono Los motores síncronos sustituyen a los motores asíncronos solamente en aplicaciones que requieren

características especiales. Se utilizan en grandes industrias que cuentan con aplicaciones de velocidad baja además de constante y ser de alta potencia, como: molinos, mezcladoras, trituradoras. En la pequeña y mediana empresa son prácticamente innecesarios.

Una de las ventajas más importantes de los motores síncronos es que su factor de potencia puede llegar a tener valores iguales a uno, e incluso se puede fabricar con cos f capacitivo, es decir, con la intensidad adelantada respecto de la tensión, pudiéndose utilizar por tanto como generadores de potencia reactiva, compensando así la instalación y evitando recargos por consumo de potencia

reactiva, es decir, disminuyendo el costo de la facturación eléctrica. La eficiencia de los motores síncronos con cos f = 0.8 en adelante es entre 0.5 a 1 % más bajo que con un factor de potencia de la unidad.

  Selección del motor. En la selección de motores eléctricos deben considerarse los siguientes parámetros.

 _ Potencia requerida por la aplicación

_ Eficiencia

_ Tipo de carcasa (abierto, cerrado)

_ Factor potencia

_ Factor de servicio

_ Velocidad en rpm

_ Temperatura de operación y del ambiente

_ Torque necesario

_ Tipo de aislamiento

Otros conceptos a considerar son:

_ Rango del factor de potencia

_ Torque requerido para vencer la inercia

_ Número de arranques esperados

Información sobre el medio ambiente:

_ Corrosivo o no corrosivo, explosivo

_ Altitud

_ Tipo de suciedad

_ Niveles de humedad

_ Peligroso o no peligroso

También es importante observar requerimientos de protección térmica, facilidad de mantenimiento, y espacio de calefacción y otros para prevenir la falla o desgaste prematuro del motor.

 

 

Tipos de carcasa.

 

La carcasa es la superficie envolvente del motor eléctrico, existen tipos diversos, algunos de ellos son:

Abierto: Una carcasa abierta con ventilador, esto permite el paso del aire frío sobre y alrededor de los embobinados del motor. Este tipo es ocupado en pocas ocasiones

 

Abierto aprueba de goteo: Es un motor abierto en el cual la ventilación impide la entrada de líquidos o sólidos al motor, en una ángulo menor a 15 grados con la vertical, ya sea en forma directa o por choque y flujo por una superficie horizontal o inclinada hacia adentro.

 

Resguardado o protegido: Es un motor abierto donde las aberturas conducen el aire de enfriamiento directamente a partes vivas o giratorias, exceptuando los ejes lisos del motor, tienen acceso limitado a sus partes mediante estructuras, parrillas o metal desplegado, etc. protegiendo el contacto accidental con partes giratorias o eléctricas.

 

Aprueba de chorro y salpicaduras: Este es un motor abierto en el cual la ventilación impide la entrada de líquidos o sólidos en cualquier ángulo menor de 100 grados de la vertical.

 

Abierta a prueba de lluvia. Es abierta con conductos de ventilación diseñados para reducir al mínimo la entrada de lluvia y partículas suspendidas en el aire a las partes eléctricas del motor.

 

A prueba de agua. Totalmente cerrada para impedir que entre agua aplicada en forma de un chorro o

manguera, al recipiente de aceite y con medios para drenar agua al interior, como una válvula de

retención o una abertura en la parte inferior del armazón, para conectar el drenado.

 

Encapsulados: Es un motor abierto en el cual el embobinado está cubierto con un revestimiento de

material fuerte para proporcionar protección contra la humedad, suciedad y contra substancias

abrasivas.

 

Totalmente cerrado: Es un motor cerrada para evitar el libre intercambio de aire entre la interior y

exterior de la cubierta, pero no es hermético.

 

Totalmente cerrado sin ventilación: Es un motor totalmente cerrado el cual está diseñado para no ser enfriado por medios externos.

 

Totalmente cerrado con ventilador enfriador: Es un motor totalmente cerrado con un ventilador para soplar aire a través de la carcasa externa. Esto son comúnmente utilizados en atmósferas; corrosivas, sucias y polvosas.

 A prueba de ignición de polvos. Totalmente cerrada diseñada y fabricada para evitar que entren

cantidades de polvo que puedan encender o afectar el desempeño del motor.

 A prueba de explosiones. Totalmente cerrado diseñado para impedir una ignición de gas o vapor

alrededor de la máquina por chispas, flama, o explosión dentro de la máquina impidiendo que salgan fuera de la carcasa.

 El par en motores de inducción.

 Según la aplicación que se dará al motor eléctrico será necesario hacer corresponder el par o torque que se requiere. A continuación se indica los diferentes tipos que podemos encontrar.

 

Par a Plena Carga.

El par a plena carga es el necesario para producir la potencia de diseño a la velocidad de plena carga. El par a plena carga de un motor es a la vez base de referencia para indicar el par de arranque y el par máximo, que se expresan en un cierto porcentaje del par a plena carga.

 

Par a Plena Carga.

El par a plena carga es el necesario para producir la potencia de diseño a la velocidad de plena carga. El par a plena carga de un motor es a la vez base de referencia para indicar el par de arranque y el par máximo, que se expresan en un cierto porcentaje del par a plena carga.

 

Par de Arranque.

El par de arranque o a rotor bloqueado, es el torque que el motor desarrolla cuando deja la inercia.

 

Par Máximo.

Es el máximo torque que desarrolla el motor, es expresado como un porcentaje del torque a plena carga.

El par máximo de los motores ordinarios varía entre 1.5 y 3 veces del par de plena carga.

 

Diseño de motores y su aplicación

ClasificaciónTorqué deArranque(% de torqué a

plena carga)

Torqué deMáximo(% de torqué a

plena carga)

Corriente deArranque

Deslizamiento Aplicación Ejemplo

Diseño BTorqué dearranque bajo ycorriente dearranque normal

100 a 200% 200 a 250% Normal menor al 5%Ventiladores,Sopladores, bombas,compresores y engeneral equipos

centrífugos.Diseño CTorqué dearranque alto ycorriente dearranque normal

200 a 250% 200 a 250% Normal menor al 5%Agitadores, bombas,compresoresreciprocantes y equipos

semejantesDiseño DTorqué dearranque bajo yalto deslizamiento

250 a 275% 275% Baja mayor al 5%Bombas de pozo, devació, extractores,elevadores, molinos,

mezcladoras.

Los motores de diseño B son por mucho los más comunes y satisfacen todas las aplicaciones con excepción de alto torqué de arranque o elevados picos en la carga.

 

 

Tipo de carga de los motores.

Las cargas en las que trabajan los motores eléctricos varían conforme una gama incontable de servicios, sin embargo hay clasificaciones determinadas que engloban todos los conceptos y aplicaciones. En términos generales los tipos de carga se clasifican en:

 

 

• Carga de par constante. Es la carga que demanda del motor un par o torque constante en cualquier rango de velocidad, por ejemplo: elevadores, bandas transportadoras, maquinaria textil, impresoras, bombas de desplazamiento positivo y de pistón, extrusoras, mezcladoras, compresores reciprocantes..

 

• Cargas de par variable. Es el tipo de cargas en el cual las necesidades de par o torque cambian en el ciclo de trabajo, comúnmente en aplicaciones de flujo variable, como bombas, compresores y ventiladores centrífugos, agitadores.

 

• Cargas de potencia constante. Es el tipo de aplicaciones en que no importa la velocidad a la que esté girando la carga, la potencia se mantiene en su valor máximo. Estas cargas se encuentran básicamente en bobinadoras, dobladores, troqueladoras, hiladoras.

Muchas de las aplicaciones de velocidad variable utilizan reductores después del motor, debido a requerimientos de baja velocidad y par elevado, normalmente la reducción se realiza por medios mecánicos como engranes, bandas.

•  

• Carga de velocidad constante, par constante

Algunas aplicaciones requieren de velocidad y par constante, tal como los extractores, ventiladores de flujo constante de cocinas y baños, ventiladores de aire a volumen constante, y bombas de circulación.

• Carga de velocidad constante, par variable.

Otra clase de carga puede requerir velocidad constante pero con par variable, por ejemplo una cortadora opera a la misma velocidad desembragada que cortando, una escalera mecánica opera a la misma velocidad independiente de la carga que transporta, lo mismo un transportador de cadenas.

• Carga de velocidad y par variable.

En estas aplicaciones vidrian tanto la velocidad como el par, este tipo de carga es el que ofrece el más alto potencial de ahorro de energía cuando se les aplica un convertidor de frecuencia variable.

 

 

Motor Trifásico Funcionando como monofásico

 

Como ya es sabido todo motor trifásico, puede funcionar como monofásico, para ello es necesario colocar en sus puntos de conexión un dispositivo que permita desarrollar un adecuado par de arranque que es necesario para vencer el obstáculo de la carga aplicada, como también un par de marcha que le permita realizar su trabajo con una eficiencia que se ajuste a los límites de la carga según su potencia en HP, un factor de potencia (Cos ) capaz de permitir que el motor cumpla con sus características de diseño original, por todas estas razones se ha diseñado el “Convertidor de Fase Rotativo” como aplicación en la pequeña y mediana industria y en todos los campos de producción e intermitente.

El empleo de un motor trifásico normal en una red monofásica puede resolverse utilizando una fase del devanado trifásico con devanado auxiliar para el arranque del motor, mediante un cálculo adecuado, se puede determinar los valores de la capacidad de los condensadores de arranque, que le permita desarrollar un buen par de arranque. La tercera fase del devanado o fase creada queda en servicio mediante un banco de condensadores de marcha debidamente bien calculado para que el motor trifásico original no pierda potencia. La potencia de un motor trifásico como monofásico es de un 80 a 90 % de su potencia nominal como trifásico. Por conocimiento se sabe que en los motores monofásicos se obtiene un desfase y entre e , igual a (90º), se crea un campo magnético giratorio circular que permite al rotor arrancar con las mismas características como si fuera

Un motor trifásico. Si es inferior a se crea un campo magnético giratorio elíptico, que aunque permita que el motor arranque, lo hace en condiciones menos satisfactorias que si el desfase es exactamente 90º por lo tanto mediante el uso del “Convertidor de Fase Rotativo” se garantiza un adecuado desplazamiento del motor, un trabajo seguro y eficiente. El único medio para obtener un desfase =  exacto consiste en utilizar como sistema de desfase “El convertidor de Fase Rotativo” compuesto por un banco de condensadores de arranque, un banco de condensadores de marcha, un rele temporizado que permite el corte de la corriente que pasa por los condensadores de arranque de 1 a 3 segundos, tiempo necesario para que el motor adquiera el 75% de su velocidad nominal en R.P.M. (revoluciones por minuto), quedando en servicio mediante el banco de condensadores de marcha encargados de crear la tercera fase para el correcto funcionamiento del motor, atravez de un contactor magnético auxiliar.

 

La carga de esta línea creada será soportada por la línea del motor libre que no se alimenta con la red existente. Los valores de la capacidad de los condensadores son muy diferentes, según se trate de obtener un desfase de 90º en el momento de arranque o en funcionamiento normal.

 

En algunos casos favorables se pueden obtener dos valores tales que sea posible realizar un acoplamiento de condensadores en serie o en paralelo para la marcha según sea la capacidad calculada en ambos casos. Para obtener un par de arranque = 0,7 , la experiencia muestra que es preciso utilizar, aproximadamente 1KVA reactivo por HP de potencia útil sobre el árbol del motor.

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

KVArLinear (KVAr)

Horse Power

KVAr

Curva de Par de Arranque en Función de la Corriente Reactiva

La variación del par de arranque , va en función de la potencia reactiva nominal, y la variación del deslizamiento, todo ello en función del valor de la capacidad utilizada.

  Cuando el motor arranca con corriente de dos fases a través del convertidor de fase rotativo, la capacidad de 

los condensadores tienen una importancia para las condiciones de marcha del motor, como hemos dicho anterior mente, con una capacidad adecuada puede conseguirse una potencia con corriente monofásica del 80 al 90% de la potencia nominal del motor como trifásico. 

La capacidad del condensador depende de la tensión de servicio, de la potencia del motor, del par de arranque y del factor de potencia (cos ). La tensión del motor trifásico es distinta según se trate del montaje de conexión triangulo ()  o del montaje de conexión en estrella (Y). Dos de las tres fases del arrollamiento trifásico (U y X, V e Y) funcionan como arrollamiento principal y la tercera fase W y Z), como arrollamiento auxiliar para el arranque. El montaje del condensador puede efectuarse de modo que: 

 a. Después de arranque permanece el condensador en servicio, con la fase auxiliar, por consiguiente, no se 

descarga. b.  Arrancado el motor se desconecta el condensador de arranque y quedan en circuito el condensador de 

servicio y la fase auxiliar. c.  El arranque se efectúa  con dos condensadores montados en paralelo que al llegar el motor a la velocidad de 

régimen se conectan en serie. 

La fase auxiliar continua en servicio mediante el condensador de marcha permanente, soportando la corriente el devanado del la fase del motor rotativo. (Ver anexo C)

 

De todo lo expuesto puede deducirse que gracias a la posibilidad de utilizar “el convertidor de fase rotativo” podemos poner en servicio motores trifásicos en una red de alimentación de dos fases.

 

 

Conexión de un Motor trifásico

 

Cuando se dispone de un motor trifásico que se debe emplear circunstancial o definitivamente como monofásico, puede hacerse uso también del sistema de fase auxiliar con condensador o bobina de reactancia. Para ello se conectan dos fases U y V, por ejemplo en serie, directamente a la línea monofásica, mientras que la tercera fase, W se empalma también a la línea a través del condensador o de la bobina de reactancia.

 

Un motor así arranca por si solo con las mismas características de un motor monofásico normal con bobina de reactancia, o con solo condensadores, la potencia como un motor monofásico viene a ser de unos 2/3 de la potencia en un motor trifásico, precisa para ello, sin embargo, que la tensión monofásica sea alrededor de un 45 por ciento superior a la trifásica.

 

Aplicando un condensador adecuado, la potencia del motor como monofásico puede llegar del 80 al 90% de su valor normal como trifásico. Si el rotor es de anillos rozantes, existe, además la posibilidad de regular la velocidad por resistencias de deslizamiento. (Ver anexo D).

 

 

Condensadores de Arranque y Marcha

 

Fundamentos

 

Capacidad: es la propiedad que poseen los sistemas formados por dieléctricos y conductores, de almacenar cargas eléctricas, cuando existe una diferencia de potencial entre los conductores. Su valor se expresa por la relación entre la carga y la diferencia de potencial.

Un condensador es una combinación de conductores y dieléctricos dispuestos en forma tal, que permite almacenar una carga eléctrica considerable en un volumen reducido. El diseño de los “convertidores de fase rotativo” es fundamental el uso de condensadores de arranque y marcha. Al colocar un capacitor de arranque en serie (Ia), es posible incrementar el ángulo de desfase hasta casi 90º. Hay que recordar que el par de arranque es proporcional al seno del ángulo comprendido entre las dos corrientes y que el par de arranque seria el doble al usar capacitador de arranque, que como trifásico.

 

Por lo tanto, puede decirse que el motor con capacitador de arranque tiene más alto par inicial, que un motor trifásico sin “Convertidor de fase rotativo”, especialmente en lo que respeta al valor del par por unidad de corriente, o “par por ampere”.

 

Naturalmente que el incremento en el par se obtiene a expensas de un costo, ya que por lo general el capacitor debe tener una capacidad bastante elevada, es frecuente encontrar valores de 400 (microfaradios) o más y requiere un aislamiento adecuado para el voltaje al que va a estar sujeto, que es igual al de alimentación, por ello su costo resulta considerable.

 

En los “convertidores de fase rotativos”, es necesario también que el dispositivo de desconexión actué oportunamente, puesto que el voltaje aplicado al capacitor se incrementa a medida que el motor adquiera velocidad, y si no se desconecta el circuito puede dañarse. Es decir que el capacitor de arranque debe desconectarse de la fase auxiliar, una vez el motor adquiera el 75% de su velocidad nominal, a través de un temporizador que gradúa el tiempo de servicio en 3 segundos mediante un contactor magnético encargado de cerrar el circuito mediante dos contactos que permiten el paso de corriente a la fase auxiliar.

 

Para esta aplicación, el tipo de capacitor normalmente empleado es el electrolítico especial para corriente alterna. Estos capacitores se fabrican arrollando dos tiras de láminas de aluminio tratados electroquímicamente para generar el dieléctrico en forma de película de oxido de aluminio, las cuales están separadas por dos películas de material aislante.

 

El conjunto se aloja en recipientes adecuados y se impregna con un electrolito que regenerara el dieléctrico a lo largo de su vida útil.

. Esta construcción permite obtener una capacitancia varias veces mayor para el mismo tamaño del recipiente que lo que podría obtenerse con la construcción usual. Por supuesto que la elevada capacidad nominal del capacitor se basa en el hecho de que solo interviene unos cuantos segundos durante cada arranque del motor, y después permanece fuera del circuito.

 

Para determinar el valor del condensador de arranque es necesario conocer: la potencia del motor trifásico (), el voltaje del servicio y la corriente que circula. El valor de la capacidad de arranque, que debe conectarse entre las bobinas U. V. del motor queriendo obtener un par de arranque adecuado es:

 C = de donde

 

C= Capacidad en microfaradios K= constante 60 ciclos es 6200

= corriente nominal en amper = Voltaje de linea

 Condensador de Marcha

 En el diseño del “convertidor de fase rotativo” se hace uso del capacitor de marcha o capacitor de de régimen permanente, en cargado de crear la tercera fase para el buen funcionamiento del motor. El único medio para obtener un desfase exacto consiste en utilizar como sistema de desfase (Z) un condensador C, conectado en serie con la fase auxiliar, no desconectable, sin embargo, como el condensador permanece conectado en el circuito en todo momento, ya no puede ser del tipo electrolítico sino que debe emplearse un condensador impregnado en aceite, cuyo costo y volumen por microfaradios de capacidad requerida es mayor, los condensadores de marcha, se caracterizan por tener menor valor en microfaradios con respecto a los de arranque, su voltaje de saturación es el doble del de la línea de alimentación, un condensador de marcha que deba trabajar en una red de 220 voltios, se consigue comercialmente con las siguientes características: 40 - 400 voltios, por su bajo valor en microfaradios, se reconoce que se está en presencia de un condensador de servicio permanente.

Condensador de Marcha  

En el diseño del “convertidor de fase rotativo” se hace uso del capacitor de marcha o capacitor de de régimen permanente, en cargado de crear la tercera fase para el buen funcionamiento del motor. El único medio para obtener un desfase exacto consiste en utilizar como sistema de desfase (Z) un condensador C, conectado en serie con la fase auxiliar, no desconectable, sin embargo, como el condensador permanece conectado en el circuito en todo momento, ya no puede ser del tipo electrolítico sino que debe emplearse un condensador impregnado en aceite, cuyo costo y volumen por microfaradios de capacidad requerida es mayor, los condensadores de marcha, se caracterizan por tener menor valor en microfaradios con respecto a los de arranque, su voltaje de saturación es el doble del de la línea de alimentación, un condensador de marcha que deba trabajar en una red de 220 voltios, se consigue comercialmente con las siguientes características: 40 - 400 voltios, por su bajo valor en microfaradios, se reconoce que se está en presencia de un condensador de servicio permanente. Los capacitores de servicio permanente sirven para corregir el factor de potencia del “convertidor de fase rotativo” la corrección más efectiva del factor de potencia se alcanza al conectar los capacitores directamente a los terminales del motor, esta es una de las razones por la cual el “convertidor de fase rotativo” tiene una aplicación confiable y segura. El valor del condensador viene de marcha requerido se calcula mediante la siguiente fórmula:

K= constante= 1000   = corriente nominal   = voltaje de línea.   = capacidad en microfaradios  Definición de Términos Básicos Amperímetro: Es un instrumento que se utiliza para              medir la intensidad de corriente que está circulando por un 

circuito eléctrico. Bobina: Alambre conductor arrollado en hélice, sobre sí mismo, que se        utilizan equipos electromagnéticos, 

generalmente para la obtención de un campo magnético.Carga: Todo elemento de un circuito que consuma potencia.Circuito Abierto: es el que se encuentra interrumpiendo en algún punto. Hay energía pero no hay flujo de corriente.Circuito Cerrado: circuito sin interrupción alguna. Hay energía y flujo de corriente.Circuito Serie: cuando la corriente tiene un solo recorrido.Circuito Paralelo: es cuando la corrienteCorriente: Es un flujo de carga por unidad de tiempo que recoge un material, se debe a un movimiento de electrones en el 

interior del material.Corriente Alterna (AC): Corriente eléctrica cuya dirección se invierte periódicamente. Ordinariamente muchas veces por 

segundos.Corriente Continua (DC): Corriente eléctrica que circula en una sola dirección.

Devanado: Consiste en arrollar un hilo, un alambre, una cuerda u otro material alrededor de un eje.

Energizar: Suministrar energía eléctrica a un equipo o parte de este.

Equipo: Es un aparato que sirve para cumplir una tarea, utiliza energía eléctrica alternándola ya sea por transformación, ampliación/reducción o interrupción.

Frecuencia: Números de ciclos que una magnitud realiza en la unidad de tiempo. Se mide en Hertz. Es inversamente proporcional a la longitud de onda.

Fuente de Alimentación: Parte que convierte la alimentación eléctrica en tensiones adecuadas para el funcionamiento de las restantes partes.

Instrumento: Conjunto de piezas cuyo funcionamiento posibilita transformar energía, o realizar un trabajo con un fin determinado.

Mantenimiento: Son todas las acciones que tienen como objetivo mantener un articulo o restaurarlo a un estado en el cual puede llevar a cabo alguna función requerida.

Monofásico: Se aplica al sistema de distribución de la corriente eléctrica alterna de una sola fase, provisto de dos conductores.

P.L.C.: Programador lógico controlable

Potencia: Cantidad de energía eléctrica o trabajo que se transporte o que se consumen en una determinada unidad de tiempo.

Prueba: Es un hecho utilizado para demostrar una acción.

Sistema Bifasico: es aquel formado por dos fuerzas electromagnéticas alternas monofásicas, desfasados entre si a 90º

Tensión: Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.

Transformador: Dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia.

Trifásico: Sistema de tres corrientes eléctricas alternas iguales, procedentes del mismo generador, y desplazadas en el tiempo, cada una respecto de las otras dos, en un tercio de periodo.

Voltio: Es la unidad derivada del SI, para el potencial eléctrico, fuerza electromotriz o voltaje.