H. Los generadores y mot9res en la practica. Los generadores y motores en la... ·...

- 166

H Los generadores y mot9res en la practica

1 - Generadores a) Instalaciones de generadores para distintos usos

La leleccion del generador es asunto de importancia EI tipo elegido depende de la c1ase de servicio que va a prestar y de la cashypacidad de la fuente de energla disponible Asi en pequefias instashylaciones son preferibles los generadores decorriente continua pero cuando se trata de instalaciones grandes siempre se usan alternashy

dores poderosos por 10 general tritasicos No es solamente esto pues _~ la c1ase de ~ervicio tambien impone generadores de caracteristicas

especiales Si se trata por ejempo de cargar acumuladores se neshycesita una dinamo en derivaci6n y sl se trata de alimentar una seshyrie de arcos voltaicos se emplea un generador en serie En camshybio en instalaciones pequefias de alumbrado como por ejemplo de 2 kw se emplean generadores compuestos porque 10 que Interesa en este caso es mantener un voltaje constante en las lampar3s electricas

En otros casos la naturaleza de las instalaciones determinala c1ase de generador empleadoAslporejemplohayinstalaciones que exigen corriente continua como casi todas las plantas electroqulmicas y otras que no pueden trabajar sino con corriente alterna como insshytalaciones de alta frecuencia e instalaciones con transformadores -- En cuanto a las condiciones de trabajo se construyen hoy dla

en los distintos tiposde generadorel tantas variedades que no podeshymos describirlas dentro de los Umites de esta obraAsl tenemos esti shylos de maquinas propios para trabajos rudos y en amblenteshumeshy

dos como son los generadores blindados (minas laboratorios quimi- cos molinos etc)

Entre los generadores pequeiios de empleo particular no mencioshynaremos sino tres especialmente interesantes que son el generador del automovil Hamado tambien generador de tres escobillas el Hamado magneto y los generadores miniaturas como el empleado para el alumbrado de las bicicletas

EI primero osea el generador de tres escobillas llena Iii necesishydad que se presenta en el autom6vil de cargar una baterla con coshyrriente de amperaje aproximadamente constante a pesar de que el motor (de gasolina) que esta directamente acoplado al generador tiene velocidad variable Con este fin se instala una tercera escobilla como muestra la figura 219

Es una especie de generador en paralelo pero mientras que la corriente que carga la bateria saledelas escobillas Bl y B2 Ia corrienshyte de excitaci6n viene de las escobillas BI y B3 Supongamos quela corriente generada sea muy fuerte debido a una alta velocidad del geshynerador-entonces el amperaje entregado al acumulador resulta demasiado alto Pero en estecaso tambien la desviacion del campo magnetico que estudiamos en la fig 150 es muy fuerte y la zona neutra (ed dondelas vueltas del rotor no cortan lineas de fuerza sishyno pasan tangencialmente por ellas) se coloca entre las escobillas Bl y B3 Con esto el voltaje de excitaci6n baja el campo se debilita y el amperaje producido decrece A nueva velocidad se endereza el campoedla zona neutra retrocede en elsentido opuesshyto aia flechi ta dibujada sube otra vez el amperaje que va a 108 acumushyladores etc etc Resulta pues que a una cierta velocidad del carro (15 shy18 km por hora) el acumulador reci be su amperaje de carga normal pero este amperaJe aun a vElocidades mas grandes no sube 0 sube muy poshy

167

co Los chofere~ sabiendo que el amperaje maximo de cargano debe exceder de unos 18 a 20 amperios regulan el funcionamiento del peshyqueno generador variando la p08ici6~ de la tercera escobilla

Fig 219 I

EI aparato que comunmente Sl llama magneto es sencillashymente un generador de corriente iilterna con imanes permanentes ed sin excitaci6n electrica de los inductores EI rotor se mueve pe con una manivelacuandoelaparato sirve para alimentar a un timbre de corriente alterna (vease pag96) y se acopla directamente al motor del automovil cuando sirve para producir la chispa en los ciliridrQs

EI generador miniatura como 10 vemos pe como maquina de luz en las bicicletas es tambien un generador de corriente alterna con bobinas generadoras en la parte fija De alli se transporta la coshyrriente al bombillo por medio de un alambre la parte metalica de la bicicleta sirve de conductor de vuelta Los inductores estan formashydos por tres 0 mas pequenos pares de imanes permanentes denlanera que la maquila ni necesita conmutador ni anillos colectores

Las caracteristicas de las maquinas electricas tambien tienen que estar de acuerdo con la fuente de energia usada Asi se tendran mashyquinas acopladas directamente 0 por transmisiones y movidas por turbinas de vapor maquinas de vapor ruedas Pelton turbinas de agua motores de gas 0 de aceite etc etc y con ejes horizontales 0 verticales

168 - 169shy

~

Fig 221 JYlotor de corriente contiUlIt

Fig 222 Motor de corriente alterna con refrigeraci6n de SUo perficie

- 169shy

Fig 22l Motor de corriente contilHl

Fig 222 Motoe de corriente alterna Con refrigerflcion de sushyperficie

- 170shy

b) AcopJamientos de varios generadores

EI trabajo eQonomicode las plantas eJectricas hac~ riecesario disponer de variall maquinas que se acoplan debidamente cuya cashypacidad total sea igual a la demanda maxima de manera que cuanshydo la demanda de corriente varia se hace variar el numero de mashyquinas en operaci6n ajustandose asi un funcionamiento economico Cada maquina andara con una carga cercana a la normal ygt por consiguiente trabajara con mayor eficiencia Cuando se tratade generadores de corriente continua el probleshy

ma de acoplarlos se presenta especialmente con los generadores en paralelo Los generadores en serie rara vez se acoplan

Si queremos Illimentar una sola linea con dos (0 mas) generadoshyres en derivacion 10 podemos hacer conectandolos entre sf 0 en serie o en paralelo como 10 hemos vistocon las pilas en la primera parte (pag 60) Por sus especialidades la conexion en paralelo es mas comtin En estecaso hay queprestar atencion a dosfactores el voltaje en vado y Ia caracteristica Ambos debenser iguales ed el voltaje en vado y el voltaj a plena carga de cada maquina deben tener valoshyres iguales aunque los amperajes de plena carga rio sean los mismos Con estas condiciones cumplidas las dos maquinasse pueden unir En caso contrario si se unen a la misma Unea la quetiene voltaje masalto en vado haria pasar por la otra una corriente y la que Hene voltaje mas alto a plena carga para igualar su voltaje al de la otra mashyquina tendria que trabajar sobrecargada

Para i1ustrar 10 que acabamos de decir nossirven los dos probleshymas siguientes

PROBLEMA Supongamos que se conectan en paralelo dos geneshyradores en derivacion uno que tenga en vado un voltaje de 125 volshytios ya plena carga(48 amperios) un voltaje de 120 voltios y otro con un voltaje en vacip de 120voltios y un voltaje de plena carga (32 amperios) de 100 voltios Se quiere sacar de ambos generadores una intensidad fixterior de 50 amperios Que fraccion de esta intensidad total suministra cada generador y que sucedera cuando esta intensidad total exceda de 65 amperios

Para contestar la primera pregunta colocamos las dos caracshyteristicas externas de los dos generadores la una al lado de la otra tal como 10 muestra la fig 223 Se corta luego una fajitadepapelque reshypresenta 50 amperios en In misma escala de las abcisas de las dos cashyracteristicas La fajita de papel se mueve paralelamente a las abcishysas hasta que sus dos extremos toquen las dos caracteristicas Este caso 10 hemos representado en la figura y se ve que la tension de am bos generadores es entonces 112 voltios yque un generador produce 11 amperios y iiI otro 39 amperios ~

Si hacemos lamisma operacion en el caso de que se exijan 65 amshyperios en la linea exterior resultara que el voltaje comtin es de 110 voltios que uno de los generadores produce 15 amperios y el otro (el de la caracteristica al lado derecho) produce 50 amperios 0 sea el mashyximo que puede dar sin perjuicio del embobinado Resulta pues que a pesar de que los dos generadores son capaces de producir juntos 80 a 82 amperios no se puede sacarde ellosptasque 65amperios porque de la misma manera como 10 hicimos pllra los 50 y 65 amperios de carga podemos mostrar que para una carga exterior de pe 75 amshyperios el generador de la derecha tiene que suministrar mas que 50 amperios 10 que dlliiaria por calentamiento las bobinas de su rotor

Suele lIamarse ley de Kirchhoff acerca de las tensiones la sishyguiente en un solo circuito cerrado (sin ramificaciones) la suma de los voltajes es 0 dandoles a voltajes generados el signo negativo

130

L _ _ _J f---+-_

deg0

~o

I I

A rrlt~

B ~ 60

1 lO

40

130

zo

10

10 20 j)Q I 40 ClmperiO CfJ(1Tloll(1(topor A

Fig 223

ASI por ejemplo en la figura 30 de la prim~ra parte la su~a de 108 voltajes enelcircuito (cerrado) A -I - B-2 - Aes 0 y IC mlsmo sushycede en el circuito ABCDPQGHA de la figura32 d~ la pnmera parte Esto nos servira ahora laraestudiar las condiciones deotro sisteshyma de colaboracion de dos generadores sistema que se encuentra con frecuencia en las ciudades para alimentar lasmiddotlIneas de tranvlas

DOODDDDD J

000 Ohm

Fig- 224

Enlafig 224 vemos dos generadores GI Y G2 conectados en parashylelo (A y D son polos negativos) pero el uno se ericuentra a un extreshymo de la instalacion general y elotro al otro extrema y entre ellos veshymas dos consumidores de corrierite (carros de tranvia) bull

~V

1

Imiddot

f-

i I

~ I I

B

middot-171 -

130

~

t-shy

k--I-Z r-- b ~ t-shy

- ifo -- I-- I-shy -

Ii Q d 10~el I

--1- ~ I ~

190_ 1-shy -shy - 1-shy - I _J

190 I i

lt

Iilo

I i o~

~ A 50 -~

ko i

30

zo i bull

10

10 20 0 040 (1mX1I0J def(1lrolllt1ofuor A

Fig223

Asf por ejemplo en la figura 30 de la primera parte la suma de los voltajes en el circuito (cerrado) A-I _ B-2 Amiddotes 0 y 10 mismo sushycede en el circuito ABCDPQGHA de la figura32 de la primera parte Esto nos servira ahora paraestudiar las condiciones de otro sisteshyma de colaboraci6n dedosgeneradores sistema que se encuentra con frecuencia en las ciudades para aliinentar lasUneas de tranfasbull

OJJ oh~

00000000

Fig- 224

En la fig 224 vemos dos generadores Gl y Gz canectados en parashylela (A y D son polos negativos) pero el uno se ericuentra a un extreshymo de la instalaci6n general y elotro al otro extremo y entre ellos veshymos dos consumidores de corriente (carros de tranvla)

172 shy

PROBLEMA Si los dosgimeradoresde la fig 224 tienen la tenshyIlion indlcada~en ella y si la resistencia de los seis tralnos de rieles y trolley tienen los valores anotados y los dos carros consulnen 300 y 200amperios respectivalnente que tension obra sobre cada carro

En primer lugar ponemos flechitas a los dis~intos tralnos de conductores 10 que es muy facm para los tramos AB CD EF y KH peshyro dudoso para BC y F K A los dos iiltlmos les ponelnos arbitrashyriamente las flechasj si en elcalculo resulta despues una intensidad negativa significa que en el tramo correspondiente debemos poner una flecha en sentido contrario h

Ahora aplicamos la ley de Kirchhoff sobre las intensidades (veashyampe prilnera parte pag 53) para los nudos BCFy K Hacemos x = corriente en AB y KH tenemos qle pOl BCy KF circula la coshyrriente x-300 Y pOl DC y FE la corriente 500-x

Luego aplicando la ley de Kirchhoff sobre los voltajes en la forshyInadada mas arriba tendrelnoll

voltaje entre C y F = 555 - 015 (500 - x) visto del otro lado este mismo voltaje sera

560 - 030 x - 045 (x-300) Entonces eliminando x tendremos x =239 amperiol Con eBe valor conocido podemos calcular cualquiel elelnento

desconocido como por ejelnplo entre Ky B = 488 3 voltios voltaje entre C y F = 5158 voltios

La corriente en CDo FE ell igual a 261 amperiosj la corriente en BC es igual a -61 amperios E1 signo negativo significa que debemos cambiar el sentido de la flecha

__ ~_Tambien losgeneradorescolnpuestos se acoplan en paralelo Exisshyte en este trabajo el peligro de un caf11bio de polaridadquedebe evishytarse y que se ha conseguido por medio de una conexion que se Bashy

ma igualador y que se ve en la Figura 225 Este igualador no tie-

ne influencia en el conshyjuntopero como se ve en

Ia tigura tanto los rotores como las bobinas en serie quedan conectadasentre SI en paralelo En los roshytores la tension quedara igual y en las bobirias en serie se hace ilnposible la inversion del sentido de la corriente

Mucho mas diftcil es combinar dos gjmerado- res de corriente alterna En ellos rio solo debelnos aterider ai voltaje sino tambien al hecho de que las dos curvas producidas esten en f ase Seria perfecshytamenteposible que las curvas de tension de 108 dos generadores fueran iguales y por 10 tanto iguashyleSlas lecturas de dos volshy

tlmetros termicos pero que estuvieran desfasadas enshytre si por ejelnplo 1800 Fig 225 En tal caso al hacer la conexion las dos curvall se anularian POI

-173shy

esto se tace necesario antes de conectar en paralelo los geneshyradores aj la linea hacer el trabajo cuidadoso y delicado que se Ilalna slncronlzar Para reconocer el momento de sincronislnO se usan lamparas 0 voltimetros conectados entre lall Inaquinas co-InO 10 Inuestran las figs 226 y 227

I

I ~

Fig 22(i Fig 227

Supongamos que ~na maquina se muev~ a su yelocidad normal y quela otra maquina se elnpieza a mover Lasegunda alcanzara seshyguramente a producir el mismo voltaje de la prilnera perolas fases de las-curvas de ambas maquinasno concordaranEn este caso la lamshypara esta~a encendida puesto que en el conductor de la lampara hay una corrlente debida a la diferencia de los voltajes instantaneos de cada miiquina Por medios mecanicos retrasamosen su movimiento la segunda maquina y con e8to obligamos las dos curvas a sobreposhynerse osea forzamos las Inaquinas a producir el voltaje maximo en el mlsmo Instante Cuando esto se consigue por supuesto la lampara se apaga y enmiddot este il1stante preciso podemos cerrar el interruptor de la segunda maquina Cualquier diferencia 0 irregularidad en la marshychl d~ este ~omento en adelante queda compensada si la segunda maqulna qUIere retardarse la otra la impuisa y viceversa Sucede 10 mismo que en los motores sincronicos~

Con frecuencia en lugar de la lampara ocombinado con la lamshypara se usa un voldmetro La indicacion 0 del voltilnetro indica que ambas maquinas tienen la misma frecuencia y que las curvas estan en fase ed indica el sincronismo Otro si~tema de conexi6n llalnado defaselara es el represenshytado en la flg-ura 227 En este caso que es selnejante al anterior se han cruzado los alambres de los bombillos y por supuesto su voltaje es 0 cuando la diferencia de fase es 180 y maximocuandolas curvas de losvoltajes de los generadores estan en fase De Inanera que en este caso una claridad constante y maxima de la lampara indica el sincroshynismo

Pa~a generadores trifiisicos se procede de maner~ analoga

c) Rendimiento de los generadores

Por s~puesto un g~neradorelectrico no es capaz de devolver toshyda la energla que se Ie entrega en forma de energia mecanica Sabemos quelaenergia electrica maxima que se puede 8acar de el tiene que ser menor porque son lnevitables las p~rdid~s debida8 al calentashy

173 shy

esto se hace necesario antes de conectar en paralelo los geneshyradores a la lfnea hacer el trabajo cuidadoso y delicado que se llama sincronizar Para reconocer el momento de sincroniamo se usan lamparaa 0 voltimetros conectados entre las maquinaa coshymolomuestranlasfigs 226y 227

r

Fig 226 Fig 227

Supongamos que una maquina se mueve a su lIelocidad normal y quela otra maquina se empieza a mover Lasegunda alcanzara seshyguramente a produCir el mismo voltaje de la primera pero)as Eases de las-curvas de ambas maquinasno concordaranEn este caso la lamshypara estara encendida puesto que en el conductor de la lampara hay una corriente debida a la diferencia de los voltajes instantaneos de cada maquina Por medios mecanicos retrasamosensu movimiento la segunda maquina y con esto obligamos las dos curvas a sobrepo- gt

nerse 0 sea forzamos las maquinas a producir el voltaje maximo en el mismo instante Cuando esto se consigue p~r supuesto la lampara Be apagij y en este instante preciso podemos cerrar el interruptor de la segunda rnaquina Cualquier diferencia 0 irregularidaden la marshycha de este momento en adelante queda compensada si la segunda maquina quiere retardarse Ia otra la impulsa y viceversa Sucede 10 mismo que en los motores sincr6nicos~

Con frecuencia en lugar de la lampara ocombinado con la lamshypara se usa un voltimetro La indicacion 0 del voltimetro indica que ambas maquinas tienen la misma frecuencia y que lascurvas estan en fase ed indica el sincronismo

Otro sistma de conexion Ilamado de fase clara es el represenshytado en la figura 227 En este caso que es semejante al anterior se han cruzado losalambres de los bombillos y por supuesto su voltaje es 0 cuando la diferencia de fase es 180 0 y maximocuandolas curvas de 10svoltajes de los generadores eatan en fase De manera que en este caso una daridad c()nstante Y maxima de la lampara indica el sincroshynismo bull

Para generadores triEasicos se precede de manera analoga~

c) Rendimiento de los g~neradores

Por supuesto un g~nerador~lectrico no es capaz de devolver toshyda la energia que se Ie entrega en forma de energia mecanica~Sabemos quela energia elecuica maxima que se puede sacar de el tiene que ser menor porque son inevitaDleslas p~rdidas debidas al calentashy

174 shy

miento de las chumazeras y otras causas Llamase rendimiento de un generador el cuociente entre Ia energla electrica producida y la energia mecanica entregada a Ia maquina y este cuociente es siempre menor que la unidad Tambien se suele dar el valor del renshydimiento en tanto POI ciento asl es que un generador que tenga un rendimiento de 90 devuelve en forma de energia electrica esta fraccion de la energia mecanica que se Ie entrega

Los dos cuadros siguientes dan una idea aproximada del ren dimiento y de laaperdidas en los tipos mas usados de generadoresl

Generadores de corriente continua

potencia rdmto PERDIDAS Kw rozamt imanes nucleos rotor

l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20

Generadores de corriente alterna

potencia rdmto PERDIDAS Kw rozamt imanes nu~leo rotor

2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015

Sobre dan08 etc vease ma$ tarde en el capitulo Motores

2 Motores

a)Correlacion entr~ las caracteristicas y el empleo de los J motores

EI ~ipo de m~tor que debe emplearse para una instalaci6~ d~ter minadadepende delas condiciones en que va a trabajar Despuesde conocidas estas se buscara el motor cuya caracteristica se aeerque mas a elias

ASI pormiddotejemplo en un tranvia donde se necesita par dearranque fuertey velocidad variable se escogera motor decaracteristica en serie

en herramientas como tornos que exigen velocidades constantes se emplearan motores en derivaci6n 0 de caracteristica semejante

De ano en ano crece la importancia de los tranvlas y ferrocarri shyles electricos Para los tranvias se prefiere hasta hoy corriente conti shynua con motores en serie POI 10 menoshayen un carro dos motores pe esta clase euya conexion entre sles variable segun las necesidades del viaje Al principio ed al arrancar el carro se canectan los dos motores en serie y cuando el carro esta viajando los dos motores trashybajan en paralelo (pero cada motor POI 8i quedamiddoten cuanto a su excishytacl6nun motor enerie)

-175 -

Fuera de la variacion deserita de eonexioneslaquod maquinista pue de interealar reostatos Todo esto 10 haee por medio de un aparato manejado con una mallivela y que le eneuentra en la parte delantera del carro Las figuras muestran las dos conexiones entre reostato de arranque motor I y motor II

La figmiddot 231 muestra un combinador (0 controller) corito se usa en los tranvlas POI SCI muy pocoexplicativa estamiddotfigushy

ra mostramos en la fig 230 el esquema de un combinador pero para mayor faciIidad s610 el combinador de un solo moshytor en serie con su re08tato Para la combinaci6n re08tatoshymotor I-motor II la instalacion es un poco mas complicada pero analoga

Las laminas a sectores de contacta que se hallan dispues tas sobre el cilindro del controshyller estan representadas en el esquema desarrolladas sobre un plano

EI cilindro pucde tamar once distintas posiciones de manera que los muelles que esshytablecen el contacto se apoyan

Fig 228 Fig 229 en cada una de elias sobre una generatriz del cilindro desde 0 que ocupa el lugar meqio

N_ o

L+-J-I--I--I-l I ii i

a

Fig 230 12

___

12

-175 -

Fuera de la variacion descrita de conexiones el Inaquinista pueshyde intercalar reostatos Todo esto 10 hace por Inedio de un aparato

Inanejado con una Inauivela y que ~e encuentra en la parte delantera del carro Las figuras Inuestran las dos conexiones entre reostato de arranque Inotor I y Inotor II

La fig 231 Inuestra un cOInbinador (0 cQntroller) como se usa en los tranvlas Por ser InUY poco explicativa esta figushy

ra InostraInOS en la fig 230 el esqueIna de un cOInbinador pero para Inayor facilidad solo el cOInbinador de un solo InOshytor en serie con su reostato Para la cOInbinacion reostatoshyInotor I-Inotor II la instalacion es un poco InaS cOInplicada pero analoga

Las laIninas 0 sectores de contacto que se hallan dispuesshytas sobre el cilindro del controshyller estan representadas en el esqueIn8 desarrolladas sobre un plano

EI cilindro puede tomar once distintas posiciones de Inanera que los rnuelles que esshytablecen el contacto se apoyan

Figi 228 Fig 229 en cada una de elias sobre una generatriz del cilindro desde 0 que ocupa el lugar Ineqio

~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy

hasta 5 por uno y otro lado Cuando la manivela esta en la posicion 0 cl motor no recibe corriente cuando esta en la posicion 1 (izq) la corriente Uega al motor atravesando todas las resistencias los imanes EF y el inducido A 13 si esta en la posicion 2 sigue el cashymino indicado a excepcion de la primera resistencia en la posi cion 3 enlazara dir~ctamente con la tercera resistencia en 4 con la cuarta y en la 5 se establece la posicion de corto circuito Al retroshyceder lamanivela se aumentara de nuevo la resistenshycia del motor hasshyta 10grar que este se detenga

Las posiciones 1 hasta 5 de la izshyq uierdacorresponshyden y son simetri shycas con ias posicioshynes 1 hasta 5 de la derecha y al ocushypar la manivela es~ tas posiciones la corriente excitashytriz de los electroshytroimanes cambia de sentido y por consiguiente el sentido de giro del inducido sera conshytrario del que anshytes tenia

-- La tension de la corriente conshytinua usada en las ciudades es POl 10 general 550 voltios en las Uneas alreshydedor de las ciudashydes y en los suburshybios se eleva hasshyta 800 voltios y al shygunas veces hasta 1500 voltios que es el maximo Los tranvlas van siemshypre sin locomotoshyras

Para ferrocarri- Fig 231 les (con y sin locoshymotoras) se hlaquon usado motores de corriente continua de corriente alterna monofasica yde corriente trifasica La que mejor resultado ha dado es la corriente monofasica (49 de los ferrocarriles electricos en el mundo) Esta en una competencia fuerte con la corriente con

tinua (40) mientras que la corriente trifasica (11 ) no ha dado el buen resultado q4e se esperaba en un principio

La corriente continua en ferrocarriles electricos es por 10 geneshyral de unos 3000 voltios y la corriente monoiasica de 10 000 a 20 000

-177shy

voltios transformandose en el ultimo caso Ia tension en transformashydores que por 10 generailleva el mismo tren Todos estos ferrocarrishyles de alta tension van con locomotoras Para muchos ferrocarriles de corriente alterna se esta usando con buen resultado corriente de baja frecutmcia (1667 hertz)

Para bombasde agua sobre todo en minas donde la bombaes una de las instalaciones mas importantes se requieren motores que se acomoden especialmente bien a las condiciones complicadas No deben tener nada de partes delicadas recomendandose por 10 tanto en primer lugar motoresltrifasicos asincronicos sin 0 con reostato de arranque Nunca deben emplearse por ejemplo para b6mbas en el inshyterior de las minas motores de corriente continua porque el con mutador es sumamente sensible a la humedad y las chispas en el pueden facilmente producir explosiones de gas grissou Bombascon embolos se accionan unicamente con motores asincronicos con reostashyto de arranque por la imposibilidad de arrancar las grandes masas de estas bombas con motoresdejaula sencillao con motores sincronicos

Para los ascensores tanto en casas como en minas se usan motoshyres asincronicos y motores de corriente continua prefiriendose en los ultimos arios mas y mas los primerosEn ellos hay una dificultad predominante elalto amperaje de arranque En algunos casos se hat trabajado tambien con motores de repulsion y con motores de colecshytor trifasicos conectados en serie

Para gruas se usan mucho los motores de corriente continua en serie pero hay tambien motoresde corriente trifasica en algunas de ellas Hace pocos arios valla 10 mismo para los distintos tipos de dragas Hoy en dia parece que un 95 de las dragas estan provistas con motores normales asincronicos

Para maquinas de talleres debe escogerse el motor apropiado en cada caso particular de acuerdo con las condiciones de trabajo de la maquina Siempre es preferible usar corriente alterna con tal que se pueda porque la corriente alterna es mas comoda y se presta masa la distribucion Los tornos en los talleres mecanicostienen hoy en dia casi todos motores asincronicos sin embargo tornos muy grandes seven tambien provistos de motores de corriente continua Vale 10 mismo para fresas y cepillos

Las fabricas de tejidos usan para sus telares motores asincronishycos 0 motores en serie para corriente alterna Las poundiibricasde papel usan con mucha frecuencia motores asincronicos pero hay tambien los llamados juegos de tres motores para corriente continua que se usan para poder regular la velocidad entre grandes limites Las tishypografias trabajan por 10 general con motores asincronicos

A veces se presenta el caso de maquinas que unicamente deben desarrollar esfuerzos grandes ocasionalmente Cuando esto sucede el motor escogido no debe sercapaz de vencer el esfuerzo maximola difeshyrencia se suple por medic de volantes porque es principio general que un motor tiene un rendimientci maximo cuando trabaja a la plena carga para que fue diseriado Solamente en casos excepcionales los moshytores deben ser mas potentes de 10 que seria suficiente para la carshyga media Ademas de las consideraciones anteriores hay que poner

cuidado al ambiente de trabajo para el motor condiciones de los lushygares en que se encuentra como vecindad de calderas polvo posibishylidad de explosiones presencia de gases corrosivos 0 humedad y venshytilacion etc

El tiempo de trabajo influye tambien porque no es 10 mismo un motor que ha de trabajar continuamente a uno que deba hacerlo intermitentemente Los ultimos si trabajan constantemente pueshyden calentarse EI limite permitido de temperatura depende de la

- 178 shy

construccion del motor aislamientos ambiente etc y oscila por 10 general entre 40 0 y 80 0 bull

Los motores llamados motores universales (vease pag 161) que se emplean para pequenas herramientas y maquinas y cuya potencia varIa de 1 10 hasta 15 de caballo son motores con conshymutador que funcionan indiferentemente en circuitos continuos 0

alternos para poderse titilizar en cualquier parte Los motoreselectricos mas grandes que hasta hoy se han conshy

truido son motores sincronicos de 50000 caballos

b) Danos mas comunes en los motores y generadores y sus remedios

1-CORRIENTE CONTINUA

1 PRODUCCION DE CHISPAS

CAUSA REMEDIO 1 Colector aspero no bien torneashy Pulir el (olectorcon carborunshy

do sucio etc dum tornearlo 0 limpiarlo

2 Colector nojo aislamiento malo Ajustarlo en caliente torshynearlo

3 Mal aislamiento de las delgas de Tornear quitar la suciedad bido a mala caUdad de la mica

4 Mala posicion de las escobiIlas Colocar ias escobillas en su a) no estan ~n la zona exacta verdadero lugar y pulirlas b) no estfm puestas una como la aplidmdolas contra el conshy

otra mutadorcuando la maquiria c) escobiIlas mal pulidas gira en vaclo

5 Presion insuficiente de las esshy Apretarlas cobillas

6 Escobillas demasiado delgadas Escoger escobillas de una forshyo demasiado gruesas ma apropiada

7 Malos resortes que aprietim las Apretarlos 0 cambiarlos escobillas

8 Inversion de la polaridad de los Averiguar con instrumentos polos auxiJiarcs apropiados el sentido de la

imiddot corriente en los polos auxishylares

9 Cortocircuito en el embobinado Llamar a un tt1cnico 0 repashyde 10$ polos auxiliares rarlo

10 Contacto entre los p~los auxishy idem Hares y el enrollamiento prinshycipal

11 Velocidad muy alta y por e5to Regular la velocidad el campo secundario en el rotor dema5iado fuerte

12 Sobrecarga Limitarla

- 179

13 Rotura de los conductores del Llainar al tti~nico 0 repararlo inducido 0 de las conexiones enshytre vueltas generadoras y delgas

14 Defectos de construccion Llamar al tecnico 0 mandar hi a) polos auxiliares muy debiles maquina a la fabrica b) espacio insuficiente entre el roshy

tor y la parte fija c) enrollamiento malo no sime

trico en el inducido d) enrollamiento malo en los polos

auxiliares e) voltaje demasiado alto cuando

la escobilla abandona la delga

2 EL INDUCIDO SE CALlENTA DEMASIADO

1) Intensidad demasiado alta Limitarla a 10 debido 2) Tension demasiado alta idem 3) Mala colocacion de las escoshy idem

billas 4) Excitadon demasiado fuerte Aceterar la maquina

por velocidad muy baja 5) Temperatura muy elevada en Ventilar el local

el local 6) Capas aislantes deterioradas Rehacer el inducido

entre laminas del inducido 7l Corto drcuito entre dos delgas Llamar al tecnico 0 repararlo 8) Corto drcuito en una de las Llamar al tecnico 0 reparllr

bobinas detrotor reemplazmdo si es posible la espira deEectuosa

9) Contacto entre varias bo- Llamar al tecnico binas

10) Carbones de escobillas muy Acortarlos largos

11) Humedad en el enrollamienshy Secar la maquina to del inducido

1l) Defectos de construcci6n Llamar al tecnico 0 mandar la a) mala ventilaci6n para el enroshy maquina a In fabrica

llamiento del inducido y del conmutador

b) laminas muy viejas c) conexiones de las bobinas no

equilibradas d) ranuras muy grandes en eJ inshy

ducido grieta de aire entre el rotor y la parte fija demasiado pequena

3 CALENTAMIENTO DE LOS IMANES

1 Tension muyalta velocidad de Volver a las condiciones norshyla maquina muy baja males de func1onamiento de

maquina

- 179

13 Rotura de los conduetores del inducido 0 de las eonexiones enshytre vueltas generadoras y delgas

14 Defeetos de eonstruecion a) polos auxiliares muy debiles b) espacioinsuficiente entre el roshy

tor y la parte fija c) enrollamiento malo no simeshy

trieo en el inducido d) enrollamiento malo en los polos

auxiliares e) voltaje demasiado alto euando

la eseobilla abandona la qelga

Llamar al teenie_o 0 repararlo

Llamar al tiknieo 0 mandar la maquina a la fabriea

2 EL INDUCIDO SE CALIENTA DEMASIADO

1) Intensidad demasiado alta 2) Tension demasiado alta 3) Mala colocacion de las escoshy

billas 4) Excitacion demasiado fuerte

por velocidad mUy baja 5) Temperatura muy elevada en

el local 6) Capas aislantes deterioradas

entre laminas del inducido 7) Corto dreuito entre dos delgas 8) Corto circuito en una de las

bobinas deW-rotor

9) Contacto entre varias boshybinas

10) Carbones de eseobillas muy largos

11) Humedad en el enrollamienshyto del inducido

1Z) Defeetos de eonstruccion a) mala ventilacion para el enroshy

lIamiento del inducido y del conmutador

b) laminas muy viejas c) eonexiones de las bobinas no

equilibradas d) ranuras muy grandes en el inshy

ducido grieta de aire entre el rotor y la parte fija demasiado pequeiia

Limitarla a 10 debido idem idem

Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido

Llamar al bknico 0 repararlo Llamar al tecnico 0 reparar

reemplazando si es posible la espira defeetuosa

Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina

Llamar al tecnieo 0 mandar la maquina a In fabrica


I Tension muyalta velocidad de Volver a las condiciones norshyla maquina muy baja males de func1onamiento de

maquina

)

tso 2) Corto circuito en las bobinas

3) Mala ventilacion de los imanes bobinas muy pequenas

4 CALENTAMIENTO DE LOS

1) Sobrecilrga de la maquina

2) Ventilacion mala

3) Mala conexion de los polos auxiliares entre ai

Llamaraltecnico 0 si es cuesshytion de humedad secar la maquina

Llamar al ttknico 0 mandar la maquina a la fabrica

POLOS DE CONMUTACION

Volver a las condiciones normales de la maquina

Llamar al U~cnico

Hacer urialt conexion correcta o Hamar al tt~cnico

5 CALENTAMIENTO DEL CONMUTADOR

1) EscobiIlas sucias mucho ro Cambiar escobillas zamiento

2) EscobiJIas muy gruesas cubren idem un numero desmasiado granshyde de delgas

3) Conmutador danado Llam ar al tecnico

4) Falta de ventiJaci6n Arreglar las paletas del venshytilador

6 VELOCIDAD IRREGULAR EN LOS MOTORES CON POLOS DE CONMUTACION 0

1) Mala colocaci6n de las esco~ bilJas y porestocampo de conshymutaci6n demasiado fuerte

2) Enrollamiento de conmutaci6n excesivamente activo

Poner las escobiJIas en sU deshybido lugar

Poner una resistencia en pashyralelo con los polos de conshymutacionSi esto no es posishyble porqueproduce chispas hay que poner algunasvuelshytas en serie alrededor de los imanes principales como en los motores compuestos

7 LA MAQUlNA NO DA TENSION

1) Las escobilJas tienen contacto ltmalo con el conmutador

2) Resistencia de las escobiJIas lt grande a) Conmutador sucio b)lt Aislamiento malo en el conshy

mutadormiddot

3) Eje de ltlas escobillas malo

4) Ruptura en el interior de las

Apretarlas

Limpiarlo con papel de lija Limpiarlo cuidosamente lIeshy

varlo al torno

Buscar la linea neutra~

Llamar al tec~ico

- 181shy

bobinas del inducido 0 en la conexi6n entre bobina y delga

5) Interrupcion del campo de exshycitacion

a) En el enroJlamiento b) En los alambres entre los borshy

nesy las bobinas de excitacion c) En el reostato middotde excitaci6n 6) Ruptura de los conductores en

los polos de conmutaci6n 7) Inducido quemado 8) Imanes quemadoa 9) Mala conexi6n en el enroll ashy

miento de los imanes a) Polos invertidos b) Mala sucesi6n de los polos 10) Perdida del magnetismo reshy

manente

11) Coneion mala en los bornes del reostato

12) Corto circuito en la red exteshylt rior

Llamar al tecnico idem

idem idem

idem idem idem

Invertir los cables deconexion Restablecer el orden normal Darlell a los polos un poco de

magnetismo despues de hashyber levantado las escobillas

Estudiar el plano de conexiones que acompafia la maquina y

arreglar las conexioneslt

Buscar el corto circuito y arreshyglar la linea exterior

8 EL GENERADOR TlENE POLARIDAD INVERTIDA

1 Polaridad invertida debida a Buscar el corto circuito corto circuito

9 EL MOTOR NO ARRANCA

1) Fusibles fundidos 2) Las escobillas tienen mal conshy

tacto 3) Mala colocaci6n de las escoshy

billas 4) Ruptura a) En el enrollamiento de excitashy

cion b) En el enrollamiento de los poshy

los de conmutaci6n c) En el re6stato de arranque 5) Inducido quemado 6) Imanes quemados 7) Carga demasiado grande 8) Enrollamiento de los imanes

mal conectado 9) Conexiones malas en los borshy

nes del reostato de arranque

Cambiar fusibles Limpiar y tornear

Buscar la linea neutra

Llamar al tecnico

idem

idem idem idem Disminuirla Arreglar la conexi6n

Revisar las conexiones de ashycuerdo con el diseno que ashycompana la maquina

10 EL MOTOR ARRANCA AL REVES

1) La corriente de excitaci6n no Cambiar las conexiones de los tiene la debida direcci6n cables de la corriente de excishy

taci6n

- 181shy

bobinas del inducido 0 en la conexion entre bobina y delga


a) En el enrollamiento L1amar al tecnico b) En los alambres entre los borshy idem

nes y las bobinas de excitacion c) En el reostato de excitacion idem 6) Ruptura de 108 conductores en idem

los polos de conmutacion 7) Inducido quenudo idem 8) Imanls quemados idem 9) Mala conexion en el enroll a- idem

miento de los imanes a) Polos invertidos Invertir los cables deconexi6n b) Mala sucesion de los polos Restablecer el orden normal 10) Perdida del magnetismo reshy Darlea a los polos un poco de

manente magnetismo despues de hashyber levantado las escobillas

11) Coneidon mala en los bornes Estudiar el plano de conexiones del reostato que acompafia la maquina y

arreglar las conexiones

12) Corto circuito en la red exte- Buscar el corto circuito y arreshylt rior glar la linea exterior

8 EL CENERADOR TIENE POLARIDAD INVERTIDA

1 Polaridad invertida debida-a Buscar el corto circuito corto circuitO


1) Fusibles fundidos Cambiar fusibles 2) Las escobillas tienen mal conshy Limpiar y tornear

tacto 3) Mala colocacion de las escoshy Buscar la I1nea neutra

billas 4) Ruptura a) En el enrollamiento de excitashy L1amar al tecnico

cion b) En el enrollamiento de los po- idem

los de conmutacion c) En el reostato de arranque idem 5) Inducido quemado idem 6) Imaues quemados idem 7) Carga demasiado grande Disminulrla 8) Enrollamiento de los imanes Arreglar la conexion

mal conectado~ bull 9) Conexiones malas en los borshy Revisar las conexiones de ashy

Ones del reostato de arranque cuerdo con el diseno que ashycompana la maquina


1) La corriente de excitacion no Cambiar las conexiones de los tiene Iadebidadireccion cables de Is corrientede excishytacion

--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182

11 EL MOTOR EN PARALELO SE VUELA

1) Regulcion mala de velocidad o revisar la colocacion de 4111shycobillaso poner un reolltato

en paralelo con los polos de conmutacion 0 ponerles a

los imanes unas vueltall en serie

2) Sucesion mala de los polos Restablecer el orden normal

12 EL MOTOR EN SERlE SE VUELA

I) Carga demasiado pequena EI motor debe trabajar por 10 menos con la mitad de su carga normal

13 EL MOTOR COMPUESTO SE VUELA

1) Los enrollamientos de excitashy Arreglarloll cion mal puestos

14 CALENTAMIENTO DE LAS CHUMACERAS

1) El aceite estli sucio Filtrar el aceite 2) Falta de aceite Echarle aceite 3) Aceite muy delgado Cambiar 411 aceite 4) Chumaceras quemadas Pulirlas 0 reemplazarlas 5) Anillos de lubricacion malos Reemplazar la chumacera 6) Correa muy templada Aflojarla 7) Dhimetro del eje muy pequeshy Escoger las proporciones adeshy

no presion sobre el excesiva cuadas

8) EI inducidoroza con una chushy Llamar al tecnico Macera

9) EI inducido no tiene juego sushy Cambiar las chumacerallbull ficiente entre las chumaceras

15 LA MAQUINA HACE MUCHO RUIDO

1) Ranuras y dientes muy sepashy Llamar al tecnico rados en 411 iriducido

2) Poco espacio entre rotor y parshy idem te fija

3) Laminas sueltas en los nucleos idem 4) Chumaceras desgastadas idem

II lVlAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA -1ONOFASICA Y TRIFASICA

16 CHISPAS EN LOS ANILLOS COLECTORES

1) Anillos colectores sucios Limpiarlos 2) Escobillas malas sucias etc Limpiar apretar acortar etc 3) Contacto intermitente Limpi~r apretarbull

17 CALENTAMIENTO DE LAS BOBINAS FIJAS

1) Corto circuito entre las bohishy Buscar el corto circuito nas 0 entre las fases

- 183shy

18 EL GENERADOR DA EN UNA FASE UNA TENSION INSUFICIENTE Y CANTA

1) Corto circuito Buscar In bobina danada 2) Corto circuito en las bobinas Si el numero de polos es sufi shy

inductoras cientemente grande puede quitarse la bobina danada

19 EL MOTOR MONOFASICONO ARRANCA

1) Instalaciorr de arranque mala Revisarla controlar la bobina auxiliar de arranque

2) Bobina auxiliar quemada Llamar al tecnico 3) Ruptura en el reostato de ashy Buscar 411 dano

rranque

20 EC MOTOR TRIFASICO NO ARRANCA

1) Ruptura en el rotor Llamar al tecnico 2) Ruptura en el reostato de ashy idem

rranque 3) Contacto malo entre anillos Limpiar tornear apretar etc

colectores y escobillas 4) Una fase del estator danada Llamar al tecnico 5) Mala conexion estrella en vez Cambiar la conexion (vease

de triangulo tambien el dana descrito en la pag 159)

6) Soldaduras en 411 rotor daiiadas Revisarlas 7) Carga muy alta Disminuir la carga

Los motores de jaula no pueshyden arrancar sino con carga reducida

c) Calculossobre rendimiento en los motores

EI rendimiento de un motor electrico es la relaci6n entre la eshynergia aprovechada en forma de trabajo mecanico y la energia enshytregada al motor en forma de energ1a etectrlca (joulios) EI cuociente de estos dos valores-como sabemos -nunca alcanza a ser igual a 1 Se dice 411 rendimiento siempre es menor que 100 Tamhien se sabe Clue para determinar tal rendimiento basta dividir la potencia litH por la potencia consumida puesto que 411 tiempo durante 411 cual se desarrollan ambas potencias es el mismo

Para determinar este rendimiento experimentalmente no hay ninguna dificultad basta determinar h-potencia (e14ktrica)absorbida por 411 motor ya que cada electricista tendra a mano siempre los dos instrumentos necesarios 0 sea un voltimetro y un amperimetro Para determinar de otro lado lapotencia mecanica se usan los lIashymados frenos que cada ingeniero conoce como 411 freno de Prony 0 el freno de cinta Determinada con unodeestos aparatos la potencia mecaniCa p e en caballos de vapor no hay sino queconvertirlos kishylovatiosmedidos tambien en caballos de vapor y dividir un valor por 411 otro y se ha determinado el rendimiento No exige expJicacion el heshycho de que en reaJidadel motor devuelve completamente la enershygia que 1141 Ie entrega en forma de energiaelectrica pero si hablamos de rendimiento entonces consideramos al lado del trabajo mecanico unicamente aquella energia queel hombre verdaderamente puede

- 183shy

18 EL GENERADOR DA EN UNA FASE UNA TENSION INSUFJCJENTE Y CANTA

1) Corto circuito Buscar la bobina dariada 2) Carto circuito en las bobinas Si elnlimero de polos es sufi shy

inductoras dentemente grande puede quitarse la bobina dariada


1) InstalaciOI1 de arranque mala Revisarla controlar la bobina auxiliar de arranque

2) Bobina auxiliar quemada Llamar al tecnico 3) Ruptura en el re6stato de ashy Buscar el dario

rranque

20 ECMOTOR TRIFASICO NO ARRANCA


rranque 3) Contacto malo entre aniIIos Limpiar tornear apretar etc

colectores y escobillas 4) Una fase del estator dafiada Llamar al tecnico 5) Mala conexion estrella en vez Cambiar la conexion (vease

de triimgulo tambitm el dano descrito en la pag 159)

6) Soldaduras en el rotor daiiadas Revisarlas 7) Carga muy alta Disminutr la carga


c) Ciilculos sobre rendimiento en los motores

EI rendimiento de un moto~ electrico es la relacion entre la eshynergla aprovechada en forma de trabajo mecanico y la energla enshytregada al motor en forma de energla electrica (joulios) EI cuociente deestos dos valores-como sabemos-nuncaalcanza a ser iguala 1 Se dice el rendimientosiempre es menor que 100 Tambien se sabe Que para determinar tal rendimiento basta dividir la potencia litH por la potencia consumida puesto que el tiempo durante el cual se desarrollan ambas potencias es el miamo

Para determinar este rendimiento experimentalmente no hay ninguna diflcultad basta determinar la potencia (electrica)absorbida por el motor ya que cada electricista tendra a mano siempre los doa instrumentos necesarios 0 sea un voltimetro y un amperlmetro Para determinar de otro lado la potencia mecanica se usan los llashymados frenos quecada ingeniero conoce como elfreno de Prony 0 el freno de cinta Determinada con unodeestos aparatos la potencia mecanica p e en caballos de vapor no hay sino que convertir los kishylovatios medidos tambien en caballos de vapor y dividir un valor por el otro y se ha determinado el rendimiento No exige explicacion el heshyeho de que en realidadel motor devuelve completamente la enershygla que se Ie entrega en forma de energla eleetrica pero si hablamos de rendimiento entonces eonsideramos allado del trabajo medinico unleamente aquella enerlla queel hombre verdaderamente puede

- 184

aprovechar para sus fines el resto es energia que se manifiesta en forma de calentamiento de las chumaceras conductores etc y que esta comprendida bajo el nombre colectivo de perdidas

En un motor hay perdidas por varias causas en primer lugar cuando el rotor gira las chumaceras se calientan por rozamiento ashydemas el aire Ie ofrece al rotor cierta resistencia que hay que vencer Estas causas ocasionan las lIamadas perdidas mecanicas Tambien por el paso de las corrientes del rotor y de las bobinas de excitacion Sf

calientan los respectivos conductores y obtenemos asi las lIamadas perdidas 12 R 10 que quiere decir que la potenciaperdida originashyda por estas causas se computa conociendo la intensidad corresponshydiente (I) y la tension correspondiente (IR) cuyo producto es IIR Fuera de estas hay perdidas debidas a las corrientes de Foucault que se forman en el hierro del rotor Siendo el mismo hierro conducshytor de la electricidad y existiendo alrededor de el conductores con coshyrriente esclaro que en el tienen que originarsecorrientesde inducci6n quepetenecen a ladase deaquellas corrientes parasitas que hemos estudiado en la pagina 96 de la primera parte Para reducir estas coshyrrientes parasitas a un minimo los nucleos de hierro de las maquishynas electricas se suelen construir de un gran numero de laminitas delshygadas de hierro bien aisladas entre sl con papel de seda 0 barniz Por fin ocurren perdidas que se deben al fen6meno de histeresis estushydiado tambien en la primera parte (pag 83) Debido al hecho de que siempre se necesita cierta energia para destrulr el magnetismo remanente hay que gastar esta energia sin paderla aprovechar para los fines exigidos del motor estas perdidas de histeresis se manishyfiestan en un calentamiento de losimanes y pueden calcularse plashynimetricamente conociendo el area de histeresis del hierro usado en laconstrucci6n de los imanesmiddot

De las citadas 4 perdidas (perdidas mecanicas perdidas 12R perdidas por corrientes parasitas y perdidas de histeresis) algunas pershymanecen constantes aunque la carga del motor varie mientras que otrns varian con la carga Se encuentra muy facilmente que las pershydidas J2 bull R hay que subdividirlas en dos partes las perdidas en la excitaci6n y las perdidas en el rotor Estas ultimas son las perdidas variables en un motor en derivaci6n puesto que a medida que crece la carga mecanica aumenta tambien la intensidad en el inducido

Todo 10 anteriormente dicho 10 recalcamos y explicamos ahora en un ejemplo practico

PROBLEMA Un motor en derivacion de 115 voltios tiene 105 conducmiddot tores del rotor con una resistencia de 013 ohmios y bobinas de excishytacioncon una resistencia de 84 ohmios Si el motor trabaja en vado el amperimetro en la linea alimentadora muestra 52 amperios Si el

motor trabaja a plena carga el instrumento muestra 60 amperios leual es el rendimiento del motor

En primer lugar determinamos la intensidad de excitacion que es igual a 11584 137 amperios Luego el inducido debe tomar 52 - 137 383 amperios cuando el motor esta Jrabajando en vacio De

alIi se deduce que las perdidas J2 Ren el inducido (que son las unicas variables) son igual a 3832 X 013 =aprox 2 vatios Ahora bien cuando el motor esta trabajando en vado toda la energia entregada se pierde Alcanzan en este caso las perdidas totales a 52 115 598 vatios obshytenemos asi que nuestro motor tiene como perdidas constantes 598 - 2 ~ 596 vatios

A plena carga pasan por el rotor 60 - 137 5863 amperios de manera que las perdidas 12 R en el rotor y a plena carga son iguales a 5863 2 X 013 =447 vatios Pero siendo las perdidas totales iguales a las perdidas cori~tantes mas las perdidas 12 R del rotor nos resulta que

t bull ~

185

las perdidas totales cuando el motor trabaja a plena carga alcanzan a 596 + 447 = 1043 vatios La potencia entregada al motor (a plena cargal es igual a 60 115

= 6900 vatios las perdidasson 1043 luego la potencia uti es igual a 6900 - 1043 = 5857 vatios EI rendimiento de la maquina sera entonshyces 5857

085 6900 bull

Se dice el rendimiento es 85 EI mismo resultado hubieramos obtenido determinando los 6900

vatios entregados y midiendo la potencia mecanica del motor a plena carga con un freno de Prony

Lo que acabamos de calcular vale para un motor en paralelo y para generadores en paralelo se procede de manera analoga EI probleshy

rna se vuelve un poco mas complicado si se trata de d_ete~minar los datos analogos para un motor en serie porque en tal maqulna toshydas las perdidas son variables ya que el I0tor no corre a la misma veshylocidad con carga que sin carga (fuera del hecho de que muchas veces se prohibe trabajar en vacio con un motor en serie)

En tal caso se procede de la siguiente manera se hace gilar el moshytor con su carga y se anotan velocidad amperaje y voltaje entreshygado Despues se abre la conexi6n entre excitacion y rotor y se excitan los imanes independientemente con la misma intensidad de antes Ahora el motor es un motor con excitacion independiente y se hace trabajar (10 que puede hacerse sin peligro) en vado enshytregandole un voltaje al rotor suficientemente alto para que corra a la misma velocidad anterior con carga En el ultimo experimenshyto se apuntan voltaje entregado al rotor e intensidad en el roshytor y voltaje entregado a los imanes y amperaje en los imanes Se hacen las operaciones matematicas correspondientes y se obtieshyne asi la potencia del motor en vacio qUe toda es perdida Del valor total se resta el valor 12 R correspondiente al rotor y la diferencia consta de perdidas mecanicas perdidas por histeresis perdidas por corrientes parasitas y perdidas 12 R en los imanes A la suma de estas perdidas se agrega el valor 12 R para el rotorcuando et motortrabaja con carga y esta ultima suma nos da las perdidas totales cuando el motor esta trabajando

1- Transformadores Estudiaremos en este capitulo aquellas instalaciones y disposishy

tivos que sirven para convertir corriente alterna en corriente contishynua (10 inverso notiene aplicaci6n practical corriente continua en corriente continua interrumpida corriente alternade cierto voltaje en corriente alterna de otro voltaie y corriente continua de cierto volshytaje en corriente continua de otro voltaje

1 - Carrete de Ruehmkorff EI aparato conocido bajo-este nombre (tambien fe habla d inshy

ductor de chispas) representa proplamente nada mas que un Juego de dos bobinas exactamente como las que hemos estudiado con deteshynimiento en la primera parte pagina 88 (vease fig 232)

Loscarretes de Ruehmkorff que se ven con frecuencia en laboratoshyrios de fisica y en clinicasconstan de dos bobinas y un nucleo de hieshyrro Alrededor del nucleo va la Ilamada bobina primaria ~e pocas vuelshytas de un alambre grueso y alrededor de ella va la boblna secundashyria de muchas vueltas de un alambre delgado Los alambres de las dos bobinas estan cuidadosarnente aislados A la bobina primaria se Ie entrega corriente continua interrumpida (de manera que al equipo

185

las perdidas totales cuando el motor trabaja a plena carga alcanzan a 596 +447 = 1043 vatios

La potencia entregada al motor (a plena carga) es iguala 60115 6900 vatios las perdidasson 1043 luego la potencia uti es igual a

6900 - 1043 5857 vatios EI rendimiento de lamaquina sera entonshyces 5857

085 6900



Lo que acabamosde calcular vale para un motor en paralelo y para generadores en paralelo se procede de manera analoga EI probleshy

rna se vuelve un poco mas complicado si se trata de determinar los datos analogos para un motor en serie porque en tal maquina toshydas las perdidas son variables ya que el motor no corre a la misma veshylocidad con carga que sin carga (fuera del hecho de que muchas veces se prohibe trabajar en vacio con un motor en serie)

En tal caso se procede de la siguiente manera se hace giiar el moshytor con su carga y se anotan velocidad amperaje y voltaje entreshygado Despues se abre la conexion entre excitacion y rotor y se excitan los imanes independientemente con la misma intensidad de antes Ahora el motor es un motor con excitacion independiente y se hace trabajar (10 que puede hacerse sin peligro) en vacio enshytregandole un voltaje al rotor suficientemente alto para que corra a la misma velocidad anterior con carga En el ultimo experimenshyto se apuntan voltaje entregado al rotor e intensidad en el roshytor y voltaje entregado a los imanes y amperaje en los imanes Se hacen las operaciones matematicas correspondientes y se obtieshyne asi la potencia del motor en vaclo que toda es perdida Del valor total se resta el valor J2 R correspondiente al rotor y la diferencia consta de perdidas mecanicas perdidas por histeresis perdidas por corrientes parasitas y perdidas 12 R en los imanes A la suma de estas perdidas se agrega el valor 12 R para el rotorcuando el motortrabaja

con carga y esta ultima suma nos da las perdidas totales cuando el motor

167

co Los chofere~ sabiendo que el amperaje maximo de cargano debe exceder de unos 18 a 20 amperios regulan el funcionamiento del peshyqueno generador variando la p08ici6~ de la tercera escobilla

Fig 219 I

EI aparato que comunmente Sl llama magneto es sencillashymente un generador de corriente iilterna con imanes permanentes ed sin excitaci6n electrica de los inductores EI rotor se mueve pe con una manivelacuandoelaparato sirve para alimentar a un timbre de corriente alterna (vease pag96) y se acopla directamente al motor del automovil cuando sirve para producir la chispa en los ciliridrQs

EI generador miniatura como 10 vemos pe como maquina de luz en las bicicletas es tambien un generador de corriente alterna con bobinas generadoras en la parte fija De alli se transporta la coshyrriente al bombillo por medio de un alambre la parte metalica de la bicicleta sirve de conductor de vuelta Los inductores estan formashydos por tres 0 mas pequenos pares de imanes permanentes denlanera que la maquila ni necesita conmutador ni anillos colectores

Las caracteristicas de las maquinas electricas tambien tienen que estar de acuerdo con la fuente de energia usada Asi se tendran mashyquinas acopladas directamente 0 por transmisiones y movidas por turbinas de vapor maquinas de vapor ruedas Pelton turbinas de agua motores de gas 0 de aceite etc etc y con ejes horizontales 0 verticales

168 - 169shy

~



- 169shy



- 170shy










130

L _ _ _J f---+-_

deg0

~o

I I

A rrlt~

B ~ 60

1 lO

40

130

zo

10


Fig 223


DOODDDDD J

000 Ohm

Fig- 224


~V

1

Imiddot

f-

i I

~ I I

B

middot-171 -

130

~

t-shy



Ii Q d 10~el I

--1- ~ I ~

190_ 1-shy -shy - 1-shy - I _J

190 I i

lt

Iilo

I i o~

~ A 50 -~

ko i

30

zo i bull

10


Fig223


OJJ oh~

00000000

Fig- 224


172 shy















-173shy


I

I ~

Fig 22(i Fig 227






173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







168 - 169shy

~



- 169shy



- 170shy










130

L _ _ _J f---+-_

deg0

~o

I I

A rrlt~

B ~ 60

1 lO

40

130

zo

10


Fig 223


DOODDDDD J

000 Ohm

Fig- 224


~V

1

Imiddot

f-

i I

~ I I

B

middot-171 -

130

~

t-shy



Ii Q d 10~el I

--1- ~ I ~

190_ 1-shy -shy - 1-shy - I _J

190 I i

lt

Iilo

I i o~

~ A 50 -~

ko i

30

zo i bull

10


Fig223


OJJ oh~

00000000

Fig- 224


172 shy















-173shy


I

I ~

Fig 22(i Fig 227






173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 169shy



- 170shy










130

L _ _ _J f---+-_

deg0

~o

I I

A rrlt~

B ~ 60

1 lO

40

130

zo

10


Fig 223


DOODDDDD J

000 Ohm

Fig- 224


~V

1

Imiddot

f-

i I

~ I I

B

middot-171 -

130

~

t-shy



Ii Q d 10~el I

--1- ~ I ~

190_ 1-shy -shy - 1-shy - I _J

190 I i

lt

Iilo

I i o~

~ A 50 -~

ko i

30

zo i bull

10


Fig223


OJJ oh~

00000000

Fig- 224


172 shy















-173shy


I

I ~

Fig 22(i Fig 227






173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 170shy










130

L _ _ _J f---+-_

deg0

~o

I I

A rrlt~

B ~ 60

1 lO

40

130

zo

10


Fig 223


DOODDDDD J

000 Ohm

Fig- 224


~V

1

Imiddot

f-

i I

~ I I

B

middot-171 -

130

~

t-shy



Ii Q d 10~el I

--1- ~ I ~

190_ 1-shy -shy - 1-shy - I _J

190 I i

lt

Iilo

I i o~

~ A 50 -~

ko i

30

zo i bull

10


Fig223


OJJ oh~

00000000

Fig- 224


172 shy















-173shy


I

I ~

Fig 22(i Fig 227






173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







~V

1

Imiddot

f-

i I

~ I I

B

middot-171 -

130

~

t-shy



Ii Q d 10~el I

--1- ~ I ~

190_ 1-shy -shy - 1-shy - I _J

190 I i

lt

Iilo

I i o~

~ A 50 -~

ko i

30

zo i bull

10


Fig223


OJJ oh~

00000000

Fig- 224


172 shy















-173shy


I

I ~

Fig 22(i Fig 227






173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







172 shy















-173shy


I

I ~

Fig 22(i Fig 227






173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







173 shy


r

Fig 226 Fig 227








174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







174 shy





l

t 80 6 6 4 4 5 84 5 42 32 36 10 86 4 36 30 34 20 88 3 30 2~8 32

50 90 26 22 22 30 100 914shy 23 20 17 26 200 92 22 18 16 24 500 93 2 16 14 20



2000 96 150 070 120 060 5000 97 120 045 100 035 10000 975 100 035 090 025

077 01820000 98 080 025 30000 982 070 OlO 075 015


2 Motores






-175 -







N_ o


a

Fig 230 12

___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







___

12

-175 -








~~----------~-4

o tV_

Fig 230

- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 176shy







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







-177shy










- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 178 shy























- 179
























maquina

- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 179















bobinas deW-rotor










Acelerar la maquina

Ventilar el local

Rehaeer el inducido



Llamar al ti~enico

Aeortarlos

Secar la maquina




maquina

)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







)





2) Ventilacion mala






Llamar al U~cnico















mutadormiddot



Apretarlas


varlo al torno


Llamar al tec~ico

- 181shy







manente




idem idem

idem idem idem


















Llamar al tecnico

idem





taci6n

- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 181shy























--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







--~-=--~-~--~----a- -~ ~

- 182
























- 183shy







rranque











- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 183shy







rranque











- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







- 184











t bull ~

185



085 6900 bull











185




085 6900







185




085 6900







H. Los generadores y mot9res en la practica. Los generadores y motores en la... ·...

Documents

Transcript of H. Los generadores y mot9res en la practica. Los generadores y motores en la... ·...