Sistema de Carga

7/17/2019 Sistema de Carga

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SISTEMA DE CARGA

Objetivos

• Realizar operaciones de armado y desarmado en el motor de arran!e"

• Determinar el estado de cada !no de los componentes del motor dearran!e"

• Realizar operaciones de mantenimiento en el arran!e"

•Inspeccionar componentes internos del motor de arran!e

Introd!cci#n

$n %enerador el&ctrico es todo dispositivo capaz de mantener !nadi'erencia de potencial el&ctrico entre dos de s!s p!ntos( llamados polos(

terminales o bornes" )os %eneradores el&ctricos son m*!inas destinadas atrans'ormar la ener%+a mec*nica en el&ctrica" Esta trans'ormaci#n seconsi%!e por la acci#n de !n campo ma%n&tico sobre los cond!ctoresel&ctricos disp!estos sobre !na armad!ra ,denominada tambi&n estator-" Simec*nicamente se prod!ce !n movimiento relativo entre los cond!ctores yel campo( se %enerara !na '!erza electromotriz ,."E"M"-"

En la act!alidad( la %eneraci#n de C"C" se realiza mediante pilas yac!m!ladores o se obtiene de la conversi#n de C"A" a C"C" mediante losp!entes recti/cadores" El !so de la dinamo para la prod!cci#n de ener%+a en'orma de C" C" se est!vo !tilizando 0asta la lle%ada de los alternadores( !e

con el tiempo la 0an dejado totalmente desplazada" 1oy en d+a 2nicamentese !tilizan las dinamos para aplicaciones espec+/cas( como por ejemplo(para medir las velocidades de rotaci#n de !n eje ,tacodinamos-( ya !e latensi#n !e presentan en los bornes de salida es proporcional a la velocidadde la misma"

Se p!ede decir !e !na dinamo es !na m*!ina el&ctrica rotativa !eprod!ce ener%+a el&ctrica en 'orma de corriente contin!a aprovec0ando el'en#meno de ind!cci#n electroma%n&tica" Esta m*!ina consta'!ndamentalmente de !n electroim*n encar%ado de crear !n campoma%n&tico /jo conocido por el nombre de ind!ctor( y !n cilindro donde seenrollan bobinas de cobre( !e se 0acen %irar a !na cierta velocidadcortando el 3!jo ind!ctor( !e se conoce como ind!cido"

Marco te#rico

$n alternador es !na m*!ina el&ctrica( capaz de trans'ormar ener%+amec*nica en ener%+a el&ctrica( %enerando !na corriente alterna medianteind!cci#n electroma%n&tica"

)os alternadores est*n '!ndados en el principio de !e en !n cond!ctorsometido a !n campo ma%n&tico variable se crea !na tensi#n el&ctricaind!cida c!ya polaridad depende del sentido del campo y el valor del 3!jo

!e lo atraviesa"



$n alternador de corriente alterna '!nciona cambiando constantemente lapolaridad para !e 0aya movimiento y %enere ener%+a" En el m!ndo se!tilizan alternadores con !na 'rec!encia de 45 1z ,E!ropa("" - o 65 1z,7rasil( Estados $nidos( """-( es decir( !e cambia s! polaridad 45 o 65 vecespor se%!ndo"

$n alternador consta de dos partes '!ndamentales( el ind!ctor( !e es el!e crea el campo ma%n&tico y el ind!cido !e es el cond!ctor atravesadopor las l+neas de '!erza de dic0o campo ma%n&tico"

Ind!ctor

El rotor( !e en estas m*!inas coincide con el ind!ctor( es el elemento%iratorio del alternador( !e recibe la '!erza mec*nica de rotaci#n"

8ieza polar9 Es la parte del circ!ito ma%n&tico sit!ada entre la c!lata y elentre0ierro( incl!yendo el n2cleo y la e:pansi#n polar"

;2cleo9 Es la parte del circ!ito ma%n&tico rodeada por el devanado ind!ctor"

Devanado ind!ctor9 Es el conj!nto de espiras de cable o material'erroma%n&tico destinado a prod!cir el 3!jo ma%n&tico( al ser recorrido porla corriente el&ctrica"

E:pansi#n polar9 Es la parte de la pieza polar pr#:ima al ind!cido y !ebordea al entre0ierro"

8olo a!:iliar o de conm!taci#n9 Es !n polo ma%n&tico s!plementario(provisto o no( de devanados y destinado a mejorar la conm!taci#n" S!elenemplearse en las m*!inas de mediana y %ran potencia"

C!lata9 Es !na pieza de s!stancia 'erroma%n&tica( no rodeada pordevanados( y destinada a !nir los polos de la m*!ina"

Dic0o ind!ctor %enera !n campo ma%n&tico variable( al %irar o al moverse,aplicando en &l !na ener%+a mec*nica-( !e a'ecta a la parte /ja delalternador( el estator o ind!cido"

Ind!cido

El ind!cido o estator( es donde se enc!entran !na serie de pares de polosdistrib!idos de modo alterno y( en este caso( 'ormados por !n bobinado entorno a !n n2cleo de material 'erroma%n&tico de caracter+stica blanda(

normalmente 0ierro d!lce"

)a rotaci#n del ind!ctor 0ace !e s! campo ma%n&tico( 'ormado por imanes/jos de elio( se 0a%a variable en el tiempo( y el paso de este campo variablepor los polos del ind!cido %enera en &l !na corriente alterna !e se reco%een los terminales de la m*!ina"



Adem*s los alternadores constan tambi&n de partes importantes como9

8!ente recti/cador de diodos9 )a corriente %enerada por el conj!nto rotor<estator no es adec!ada para el '!ncionamiento electrico de la mayor+a delas cosas entonces es por eso !e es necesario recti/carla" $na condici#nimportante para la recti/caci#n es disponer de diodos de potencia aptospara '!ncionar en !n amplio intervalo de temperat!ra"

El recti/cador esta( 'ormado por !n p!ente de 6 o = diodos de silicio(cone:ionados a cada !na de las 'ases del estator( 'ormando !n p!enterecti/cador( obteniendose a la salida del mismo !na tensi#n de corrientecontin!a" )os diodos se montan en !n placa de manera !e tres de ellos

!edan conectados a masa por !no de s!s lados y los otros tres al borne desalida de c orriente del alternador( tambi&n por !no de s!s lados " El ladolibre de los seis !eda conectado a los e:tremos de las 'ases de las bobinasdel estator" Con esto se consi%!e trans'ormar la corriente alterna encorriente contin!a"

Carcasa lado de anillos rozantes9 Es !na pieza de al!minio donde se montael portaescobillas( de esta carcasa salen los bornes de cone:i#n delalternador y en s! interior se aloja el cojinete !e sirve de apoyo al e:tremodel eje del rotor" En s! parte de delante 0ay !nos ori/cios !e dan salida oentrada a la corriente de aire provocada por el ventilador"

Carcasa lado de accionamiento9 Al i%!al !e la otra carcasa es de al!minio(y en s! interior est* el otro cojinete de apoyo del eje del rotor" En s! cara'rontal( lleva practicados tambi&n !nos ori/cios para el paso de la corrientede aire provocada por el ventilador"

)as dos carcasas aprisionan el estator y se !nen por medio de tornillos(!edando en s! interior alojados el estator y el rotor( as+ como el p!enterecti/cador"

>entilador9 Constit!yen !na parte de los alternadores( sobretodo en los !eson !tilizados en los motores de a!tomoviles o en motores !e s!'ranvariaciones br!scas de temperat!ra( esta ideado para !e los componentes

del alternador no se e:trav+en por el calor provocado( introd!cen aire delmedio !e lo rodea y re'ri%era los componentes"



Reacciones del alternador con car%a R<)<C

Car%a Resistiva

C!ando se conecta !na car%a resistiva p!ra se contar* con !n 'actorde potencia !nitario( encontrando la corriente en 'ase con el voltaje"

En esta car%a la tensi#n dismin!ye ?4 volt

Car%a Ind!ctiva

C!ando se tiene !na car%a ind!ctiva p!ra conectada a las terminalesde salida del %enerador se presentara !n des'ase de =5@ entre la corriente yla '"e"m"( por lo !e reperc!tir* de tal 'orma !e los valores m*:imos de lascorrientes se ver*n desplazadas =5@ con respecto al m*:imo de las '"e"m"

Car%a Capacitiva

En !na car%a capacitiva p!ra conectada a las terminales del%enerador( se e:terna !e la corriente alcanzar* s! valor m*:imo =5@"8!nto en !e la '"e"m" es m*:ima"

Acoplamiento del alternador a la red

C!ando se desea a!mentar la potencia s!ministrada por !n sistema de%eneraci#n de C"A( se acoplan en paralelo varios alternadores" Tambi&n escorriente acoplar alternadores a la red el&ctrica con el /n de aportar ener%+ael&ctrica al sistema %eneral de prod!cci#n"

8ara realizar el acoplamiento con &:ito es necesario !e se c!mplan lassi%!ientes condiciones9

a- la tensi#n de los alternadores a acoplar debe ser i%!al

b- la 'rec!encia de los alternadores tambi&n debe ser la misma( tendr*n !eser lo m*s pr#:imas( solo admitido error an%!lar pe!eo para asi poderencontrar el p!nto de sincronismo y cerrar el interr!ptor !e 0ar* !e lasma!inas manten%an la misma 'rec!encia"

c- el orden de s!cesi#n de las 'ases de los alternadores debe ser i%!al

d- en el momento de la cone:i#n las tensiones de los alternadores deben

estar en 'ases" Es decir( las sin!soides !e representan a las tensiones decada !no de los alternadores deben s!perponerse e:actamente"



8ara conse%!ir !e se c!mplan estas condiciones se act2a sobre lavelocidad y la corriente de e:citaci#n de los alternadores mientras se si%!encon aparatos de medidas adec!ados las di'erentes variables del proceso" enla act!alidad( los procesos de acoplamiento entre los alternadores o entrelos alternadores y la red el&ctrica se realizan mediante dispositivos

a!tom*ticos e in'ormatizados de sincronizaci#n")os alternadores deben '!ncionar a !na velocidad ri%!rosamente constantepara conse%!ir mantener la 'rec!encia a !n valor /jo" C!ando se e:i%e !namayor potencia el&ctrica al alternador( este reacciona proporcionando !namayor resistencia al movimiento( por lo !e la tendencia es perdervelocidad" si la velocidad lle%ara a descender se perder+a sincronismo con lared !e esta acoplado y 0abr+a !e desconectar a!tom*ticamente el%enerador de la red" 8ara evitar esto( se dota al conj!nto de alternador y%r!po de motor( !e le imp!lsa( de !n sistema de re%!laci#n a!tom*tico develocidad estable"

Dado !e el alternador tambi&n debe proporcionar !na cierta cantidad depotencia reactiva a los receptores !e lo re!ieran( se lo dota de !n sistema!e controla a!tom*ticamente la corriente de e:citaci#n del ind!ctor(prod!ci&ndose !na mayor potencia reactiva al a!mentar dic0a corriente dee:citaci#n"

El acoplamiento de dos alternadores entre s+ o bien de !n alternador y de!na red tri'*sica de distrib!ci#n( se podr* realizar si%!iendo el si%!ientecirc!ito9

En n!estro caso la cone:i#n del alternador a entrar en paralelo se realiza entri*n%!lo por!e la tensi#n de las l*mparas y el volt+metro del sincronoscopio es de BB5 >

)a maniobra de !n paralelo debe satis'acer dos condiciones9

?- !e no lleve consi%o pert!rbaciones en el '!ncionamiento de lainstalaci#n

B- !e se 0a%a sin peli%ro de deterioro en los aparatos y m*!inas"

8ara poder lo%rar esas condiciones se deben c!mplir las si%!ientespremisas9

a- El valor e/caz de la 'em" Desarrollado por el n!evo alternador tiene !eser i%!al a la tensi#n de la l+nea"

b- )a 'rec!encia de la '"e"m" desarrollada por el n!evo alternador tiene !eser i%!al a la 'rec!encia de la tensi#n en la l+nea"

c- )a sec!encia o s!cesi#n de 'ases del alternador debe ser la misma !e lade la red a la !e se va a acoplar"

d- !e e:ista correspondencia entre los terminales del alternador a acoplary los de la red o el alternador al !e se acople" Esta condici#n esconsec!encia inmediata de las condiciones b y c"

8asos !e se deben se%!ir para c!mplir con las premisas del paralelo



a- Se pone en marc0a el alternador !e se va a acoplar a la red( por mediode !na ma!ina imp!lsora( y se re%!la s! velocidad nominal 0asta obtenerla velocidad nominal del alternador"

Se%!idamente se e:cita el alternador 0asta !e el mismo lo%re la mismatensi#n !e la de la l+nea"

b- Se re%!la mas /namente la velocidad de la ma!ina imp!lsora para !eel 'rec!enc+metro instalado en el alternador de la misma lect!ra !e elinstalado en la red" Como al variar la velocidad del alternador se var+a nosolo la 'rec!encia de la '"e"m" ind!cida sino tambi&n s! valor e/caz( se debeproceder a realizar !n n!evo aj!ste en la intensidad de e:citaci#n con elobjeto de !e se si%a veri/cando la primera premisa"

c- Consiste en acoplar el alternador en el momento en !e satis'ec0a ya lasdos condiciones anteriores( la tensi#n en s!s bornes est* en 'ase con la del+nea( para determinar dic0o momento se emplean !nos aparatos llamados

sincronoscopio( de los c!ales el m*s sencillo es el sincronoscopio del*mpara( constit!ido por tres l*mparas incandescentes"

8ara determinar la sec!encia de 'ase con las l*mparas se p!ede !tilizar dosm&todos denominados9

M&todo de l*mparas encendidas"

M&todo de l*mparas apa%adas"

En el primer caso las l*mparas se conectan en distintas 'ases en el instanteen !e ambas 'ases coinciden las l*mparas !edan encendidas sin !e seprod!zcan en ellas oscilaciones" En el se%!ndo caso( las l*mparas se

conectan entre las 'ases del mismo nombre" C!ando se i%!alan las 'ases lasl*mparas permanecen apa%adas" En n!estro caso el sincronoscopio !e se!tiliza est* comp!esto por dos l*mparas encendidas y !n volt+metro detensi#n cero"

8ara poder cerrar el interr!ptor !e acopla el alternador a la l+nea tri'*sica(!tilizando !n sincronoscopio de l*mpara encendida y apa%ada( se debec!mplir9

!e dos l*mparas est&n encendidas con el mismo brillo ,l*mparasencendidas-

!e !na l*mpara est& apa%ada ,l*mpara apa%ada-

!e el volt+metro indi!e tensi#n cero

!e las tres condiciones anteriores se c!mplan para !n mismo instante detiempo

8rocedimiento e:perimental

Comprobacion del Rotor



Con el terter seleccionando la escala o0mios( colo!e las p!ntas como sem!etra en la il!stracion para medir la contin!idad de la bobina( la lect!radebe indicar entre B y 6 o0mios se%!n el 'abricante( si no da contin!idadsi%ni/ca !e la bobina esta rota y debe ser reemplazada por !na n!eva"

)!e%o de esto debemos corroborar !e la bobina no esta ida a tierra para

ello debemos medir contin!idad entre la bobina y el rotor( p!es estos debenestar aislados entre si para ello colo!e las p!ntas del tester en la escala deresistencia baja como lo m!estra la si%!iente /%!ra9

Si no 0ay lect!ra en el tester si%ni/ca !e todo esta bien pero si 0ay lect!ra!iere decir !e la bobina esta en corto y la misma debe ser s!stit!ida porotra"

)!e%o de comprobar el b!en estado del rotos debemos se%!ir con n!estrodia%nostico probando a0ora lo !e se conoce como el estator( !e esta'ormado por tres bobinas( !nidas entre si con !n p!nto com2n y con tressalidas bien identi/cadas"



Como probar si las bobinas del estator est*n idas a tierra

Colo!e el tester en la escala de o0mios y pon%a las p!ntas entre al%!no delos terminales de la bobina ,por donde circ!lara la corriente- y el n!cleo delestator ,tierra-( tal y como lo m!estra la /%!a y si da al%!na lect!ra(si%ni/ca !e la bobina esta ida atierra( debe ase%!rarse de !e no 0ayacontin!idad entre estos dos componentes( si el tester da al%!na lect!ra

si%ni/ca !e 0ay contin!idad y !e la bobina esta ida atierra y deberemplazarse el estator"

)!e%o de esta pr!eba debe ase%!rarse de !e las tres bobinas estan !nidasentre si( para ello debemos medir contin!idad entre cada !na de ellas ydebemos tener contin!idad plena( para esto con el tester el la misma escalade o0mios( colocamos las p!ntas entre dos de los terminales de la bobinacomo lo m!estar la se%!nda /%!na"



a0+ debemos tener !na lect!ra baja( y debemos 0acer lo mismo combinadolos terminales de dos en dos( si al medir la contin!idad entre al%2n par determinles no obtenemos lect!ra si%ni/ca !e la bobina esta rota en al%!naparte( de ser asi podeos revisarla y de ser posible empatarla pero lo mejorseria remplazar el estator"

8robar el p!ente recti/cador"

En la mayor+a de los alternadores( el e!ipo recti/cador esta 'ormada por!na placa soporte( en c!yo interior se enc!entran montados seis o n!evediodos( !nidos y 'ormando !n p!ente recti/cador 0e:adiodo o nanodiodo"$tilizandose para s! comprobaci#n !n m!ltimetro o o0metro paracomprobar los diodos( debiendo estar el p!ente recti/cador desconectadodel estator" 8ara la comprobaci#n de los diodos se tiene en c!enta lacaracter+stica constr!ctiva de los mismos y es !e se%2n se polaricen dejanpasar la corriente o no la dejen pasar"



En diodos de c*todo base9 conectar la p!nta de pr!ebas ne%ativa delm!ltimetro en la placa soporte y la p!nta de pr!ebas positiva a cada !no delos terminales aislados de los diodos( nos tendr* !e mostrar el m!ltimetro!na medida de resistencia m!y pe!ea o pr#:ima a cero esto indica !e eldiodo cond!ce ,deja pasar la corriente el&ctrica- en caso contrario si da !naresistencia alta o in/nita indica !e el diodo esta per'orado"Si se invierten las cone:iones conectando la p!nta de pr!ebas positiva alsoporte y la p!nta ne%ativa a cada !no de los terminales de los diodosaislados entonces el valor de resistencia debe ser alto o in/nito sino es as+ indica !e el diodo esta en cortocirc!ito"

En diodos de *nodo base9 conectar la p!nta de pr!ebas del m!ltimetrone%ativa al soporte y la p!nta positiva a cada !no de los terminales aisladosde los diodos" En esta sit!aci#n el m!ltimetro nos tendr* !e dar !na

resistencia m!y alta o in/nita ,el diodo no deja pasar la corriente-( en casocontrario indica !e el diodo esta cortocirc!itado"Si se invierten las cone:iones p!nta positiva en la placa soporte y p!ntane%ativa en los terminales aislados de los diodos" En esta sit!aci#n elm!ltimetro tendr* !e dar !na resistencia m!y pe!ea o pr#:ima a cero,el diodo deja pasar la corriente- en caso contrario indica !e el diodo estaper'orado"

Si desp!&s de 0acer las comprobaciones sabemos !e !n diodo estaper'orado o cortocirc!itado( lo reemplazaremos por otro en caso de !e sep!eda desmontar( sino es as+ cambiaremos la placa soporte entera"



Comprobaci#n de los diodos montados en el p!ente recti/cador

8!ente recti/cador 0e:adiodo9

Conectar la p!nta de pr!ebas positiva de m!ltimetro al borne de cone:i#nde masa del p!ente y la p!nta ne%ativa a los bornes de cone:i#n de lasbobinas del estator" En cada !na de las pr!ebas la resistencia medida debeser pr#:ima a cero en caso contrario indica !e el diodo esta per'orado"Conectar a0ora para comprobar los otros tres diodos( la p!nta de pr!ebaspositiva a cada !na de las cone:iones de las bobinas del ind!cido y conectarla p!nta de pr!ebas ne%ativa en el borne positivo de salida de corriente" En

cada !na de las pr!ebas la resistencia medida debe ser pr#:ima a cero encaso contrario indica !e el diodo esta per'orado"Realizar n!evamente las dos comprobaciones anteriores pero invirtiendo lasp!ntas de pr!eba( con lo c!al en ambos casos el m!ltimetro nos tendr* !edar !n valor de resistencia m!y alto o in/nito sino es asi indica !e el diodoen c!esti#n esta cortocirc!itado"

En caso de 0aber al%2n diodo cortocirc!itado o per'orado debe s!stit!irse elp!ente completo"

8!ente recti/cador nanodiodo9



En estos p!entes( ademas de e'ect!ar las pr!ebas correspondientes a s!e!ipo 0e:adiodo vistas anteriormente( deber* comprobarse el conj!nto delos diodos a!:iliares"Conectar la p!nta de pr!ebas positiva a las cone:iones donde se conectanlas bobinas del estator y la p!nta de pr!ebas ne%ativa a la salida com2n de

los diodos a!:iliares" El m!ltimetro nos tendr* !e indicar !na medidapr#:ima a cero en caso contrario indica !e el diodo esta per'orado"Invertir las cone:iones 0ec0as anteriormente y comprobar !e el m!ltimetroindica !na resistencia m!y alta o in/nita( sino es as+( indica !e el diodoesta cortocirc!itado"

En caso de 0aber al%2n diodo cortocirc!itado o per'orado debe s!stit!irse elp!ente completo"

Comprobaci#n de las escobillas

• Comprobar !e las escobillas se deslizan s!avemente en s!alojamiento del soporte y !e el cable de toma de corriente no estaroto o desprendido de la escobilla"

• Comprobar !e las escobillas asientan per'ectamente sobre losanillos rozantes y !e s! lon%it!d es s!perior a ?5 mm de ser in'eriora esta lon%it!d( cambiar el conj!nto soporte con escobillas"

• Con !n m!ltimetro( comprobar la contin!idad entre el borne el&ctricodel portaescobillas y la escobilla( y ademas el aislamiento entreambas con respecto a masa"



A tener en c!enta antes de montar y desmontar el alternador en el ve0+c!lo

• Al montar el alternador en el ve0+c!lo( tener en c!enta s! polaridadantes de cone:ionarlo( ya !e( si se invierte la polaridad en la bater+a(los diodos p!eden res!ltar daados"

•

El alternador no debe '!ncionar n!nca en vaci#( o sea( a circ!itoabierto"

• Antes de desmontar el alternador del ve0+c!lo( para s! comprobaci#no reparaci#n( deber* desconectarse la bater+a"

• Si se van a realizar operaciones de soldad!ra el&ctrica en el ve0+c!lo(desconectar previamente del alternador"

Concl!siones

Del presente trabajo podemos concl!ir !e c!mple con la /nalidad de

proporcionar( !na base te#rica para iniciar el est!dio de los alternadores(!e son parte '!ndamental en la %eneraci#n de electricidad"

)os alternadores !tilizados en las centrales el&ctricas son del tipo tri'*sico"Constit!idos de !na parte /ja ,donde se ind!ce !na '!erza electromotriz- yde !na parte interna m#vil

,Donde se alojan los polos ma%n&ticos-" )a parte m#vil ,rotor- p!ede ser depolos salientes( !tilizados en centrales 0idroel&ctricas( # lisos( empleados encentrales termoel&ctricas"

)os polos ma%n&ticos interconectan circ!itos el&ctricos y ma%n&ticos paraprod!cir !n 3!jo ma%n&tico" )a interacci#n entre la corriente el&ctrica y elcampo ma%n&tico es la base de la conversi#n de la ener%+aelectroma%n&tica"

)os alternadores no operan en 'orma aislada para alimentar !na car%a( porlo tanto( en las centrales el&ctricas se tiene m*s de !na !nidad %eneradoraconectadas en paralelo" 8ara acoplar !na !nidad %eneradora con otra # alresto del sistema de transmisi#n de ener%+a el&ctrica( se deben c!mplirciertas condiciones9 debe e:istir i%!aldad de voltaje( 'rec!encia y 0aber!na coincidencia de 'ases

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