Este documento describe los diferentes tipos de motores de corriente continua, incluyendo sus características, componentes y esquemas de conexión. Explica los motores de excitación independiente, en serie, en derivación y compuesta, y cómo cada uno se usa para diferentes aplicaciones basadas en sus propiedades de velocidad y par. También resume los componentes clave de un motor de CC, como el estatór, rotor, colector y escobillas.
Caracterización de la máquina sincrónica, principio de funcionamiento, tipos de máquinas síncronas, modelos matemático de la máquina de rotor cilíndrico y polos salientes, tipos de sistemas de excitación, paralelo de generadores, sincronización
• Interpretar los fundamentos científicos y tecnológicos de las máquinas eléctricas de corriente continua.
• Analizar los balances de potencias, ecuación general del par de rotación.
• Analizar el proceso de arranque de los motores de corriente continua y los diversos métodos existentes para lograrlo.
• Seleccionar, según criterios establecidos, las máquinas de corriente continua para aplicaciones específicas.
Estudio de las máquinas eléctricas asíncronas especialmente uso como motor para transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Se analiza las principales características eléctricas.
Caracterización de la máquina sincrónica, principio de funcionamiento, tipos de máquinas síncronas, modelos matemático de la máquina de rotor cilíndrico y polos salientes, tipos de sistemas de excitación, paralelo de generadores, sincronización
• Interpretar los fundamentos científicos y tecnológicos de las máquinas eléctricas de corriente continua.
• Analizar los balances de potencias, ecuación general del par de rotación.
• Analizar el proceso de arranque de los motores de corriente continua y los diversos métodos existentes para lograrlo.
• Seleccionar, según criterios establecidos, las máquinas de corriente continua para aplicaciones específicas.
Estudio de las máquinas eléctricas asíncronas especialmente uso como motor para transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Se analiza las principales características eléctricas.
Tiristor Desactivado Por Compuerta - GTOJorge Marin
Tiristor desactivado por compuerta (GTO)
Son semiconductores discretos que actúan como interruptores completamente controlables, conocidos simplemente como GTO (Gate Turn-Off Thyristor), los cuales pueden ser encendidos y apagados en cualquier momento con una señal de compuerta positiva o negativa respectivamente. Estos componentes están optimizados para tener muy bajas pérdidas de conducción y diseñados para trabajar en las mas demandantes aplicaciones industriales. Estos componentes son altamente utilizados en Convertidores de Alto Voltaje y Alta Potencia para aplicaciones de baja y media frecuencia.
Un tiristor GTO, al igual que un SCR puede activarse mediante la aplicación de una señal positiva de compuerta. Sin embargo, se puede desactivar mediante una señal negativa de compuerta. Un GTO es un dispositivo de enganche y se construir con especificaciones de corriente y voltajes similares a las de un SCR. Un GTO se activa aplicando a su compuerta un pulso positivo corto y se desactiva mediante un pulso negativo corto. La simbología para identificarlo en un circuito es la que se muestra en la figura .
Corriente de excitación o vacio, Corriente de conexión o energización, Transformadores trifásicos, Armónicos en las corrientes de excitación, Conexiones de los transformadores trifásicos, Transformadores en paralelo, Autotransformadores
podemos ver como funcionan las maquinas sincronas y de cd en un motor y las perdidas que se genera, tambien el funcionamiento en las masquinas trifasicas
Preguntas:
1- Enumere los tipos de máquinas de corriente continua.
2- ¿Qué diferencia física tiene una máquina síncrona de la máquina asíncrona?
3- ¿Qué es un motor?
4- ¿Qué es un generador?`
5- ¿Qué es una máquina eléctrica?
6- Enumere los tipos de máquinas de corriente alterna.
7- ¿Qué es dinamo?
8- ¿Cuál es la principal diferencia entre una máquina síncrona y una máquina asíncrona?
9- ¿Cuál es la ley que rige el funcionamiento de las máquinas eléctricas? Explique.
10- ¿Qué es un transformador?
11- ¿Qué expresa la ley de ampere?
12- ¿Qué expresa la ley de Biot-Savart?
13- ¿Qué es una máquina síncrona?
14- ¿Qué es una máquina asíncrona?
15- Haga un breve comentario de las partes físicas de la máquina síncrona y de la máquina asíncrona?
16- ¿Qué es un rotor devanado?
17- ¿Qué es un rotor jaula de ardilla?
18- ¿Qué es un rotor cilíndrico?
19- ¿Qué es un rotor polos salientes?
20- ¿Cómo se desarrolla el par en la máquina asíncrona trifásica?
21- ¿Por qué es imposible que un motor de inducción opere a velocidad síncrona?
22- ¿Cómo funciona la máquina de inducción como generador?
23- ¿Qué es permeabilidad?
24- ¿Qué es retentividad y remanencia?
25- ¿Qué es fuerza magnetomotriz?
26- ¿Cuál es la diferencia entre FEM y FMM?
27- ¿Qué es histéresis?
28- ¿Qué es curva de histéresis?
29- ¿Qué es un circuito magnético?
30- ¿Qué entiende por reluctancia o resistencia magnética?
31- Explica la ley de Ohm aplicada a circuitos magnéticos.
32- Explica las leyes de Kirchhoff aplicada a los circuitos magnéticos.
33- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método directo.
34- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método de prueba y error.
35- ¿Qué es pérdidas por histéresis?
36- ¿Qué es perdidas por corrientes parasitas (corrientes de Foucault)?
37- ¿Qué es efecto piel en corriente alterna?
38- ¿Por qué la resistencia de corriente alterna difiere de la resistencia de corriente continua?
39- ¿Qué es un transformador?
40- Describa sobre las principales partes físicas de un transformador.
41- Explique el concepto de transformador ideal
42- Explique el concepto del transformador real
43- Explique sobre los componentes del circuito equivalente del transformador.
44- ¿Cómo funciona un transformador?
45- ¿En qué consiste la prueba de vacío?
46- ¿En qué consiste la prueba de corto circuito?
47- Explique el diagrama vectorial completo del transformador
48- Explique el diagrama vectorial simplificado del transformador
Flujo de potencia
1. Análisis del Estudio del flujo de carga en los sistemas eléctricos de potencia.
2. Definición de las 4 (cuatro) variables reales asociadas a cada una de las barras
de los sistemas eléctricos de potencia.
3. Análisis de los Tipos de barras de los sistemas eléctricos de potencia.
4. Análisis del problema de flujo de potencia.
5. Fórmulas utilizadas en los flujo de potencia
a) Potencia real o activa programada que se está generando en una
cierta barra.
b) Potencia real o activa programada que demanda la carga en una
cierta barra.
c) Potencia reactiva programada que se está generando en una cierta
barra.
d) Potencia reactiva programada que demanda la carga en una cierta
barra.
e) Potencia real o activa programada total que está inyectando dentro
de la red en cierta barra.
f) Potencia reactiva programada total que está inyectando dentro de la
red en cierta barra.
g) Error de potencia real o activa.
h) Error de potencia reactiva.
6. Estudio de método Gauss-Seidel en la solución del problema de flujo de
potencia.
7. Estudio del método Newton-Raphson en la solución del problema de flujo de
potencia.
8. Flujos de carga en sistemas radiales y sistemas anillados.
9. Métodos para la formación de la matriz admitancia de barra (Ybus o Ybarra).
10. Técnicas de esparcidad.
Tiristor Desactivado Por Compuerta - GTOJorge Marin
Tiristor desactivado por compuerta (GTO)
Son semiconductores discretos que actúan como interruptores completamente controlables, conocidos simplemente como GTO (Gate Turn-Off Thyristor), los cuales pueden ser encendidos y apagados en cualquier momento con una señal de compuerta positiva o negativa respectivamente. Estos componentes están optimizados para tener muy bajas pérdidas de conducción y diseñados para trabajar en las mas demandantes aplicaciones industriales. Estos componentes son altamente utilizados en Convertidores de Alto Voltaje y Alta Potencia para aplicaciones de baja y media frecuencia.
Un tiristor GTO, al igual que un SCR puede activarse mediante la aplicación de una señal positiva de compuerta. Sin embargo, se puede desactivar mediante una señal negativa de compuerta. Un GTO es un dispositivo de enganche y se construir con especificaciones de corriente y voltajes similares a las de un SCR. Un GTO se activa aplicando a su compuerta un pulso positivo corto y se desactiva mediante un pulso negativo corto. La simbología para identificarlo en un circuito es la que se muestra en la figura .
Corriente de excitación o vacio, Corriente de conexión o energización, Transformadores trifásicos, Armónicos en las corrientes de excitación, Conexiones de los transformadores trifásicos, Transformadores en paralelo, Autotransformadores
podemos ver como funcionan las maquinas sincronas y de cd en un motor y las perdidas que se genera, tambien el funcionamiento en las masquinas trifasicas
Preguntas:
1- Enumere los tipos de máquinas de corriente continua.
2- ¿Qué diferencia física tiene una máquina síncrona de la máquina asíncrona?
3- ¿Qué es un motor?
4- ¿Qué es un generador?`
5- ¿Qué es una máquina eléctrica?
6- Enumere los tipos de máquinas de corriente alterna.
7- ¿Qué es dinamo?
8- ¿Cuál es la principal diferencia entre una máquina síncrona y una máquina asíncrona?
9- ¿Cuál es la ley que rige el funcionamiento de las máquinas eléctricas? Explique.
10- ¿Qué es un transformador?
11- ¿Qué expresa la ley de ampere?
12- ¿Qué expresa la ley de Biot-Savart?
13- ¿Qué es una máquina síncrona?
14- ¿Qué es una máquina asíncrona?
15- Haga un breve comentario de las partes físicas de la máquina síncrona y de la máquina asíncrona?
16- ¿Qué es un rotor devanado?
17- ¿Qué es un rotor jaula de ardilla?
18- ¿Qué es un rotor cilíndrico?
19- ¿Qué es un rotor polos salientes?
20- ¿Cómo se desarrolla el par en la máquina asíncrona trifásica?
21- ¿Por qué es imposible que un motor de inducción opere a velocidad síncrona?
22- ¿Cómo funciona la máquina de inducción como generador?
23- ¿Qué es permeabilidad?
24- ¿Qué es retentividad y remanencia?
25- ¿Qué es fuerza magnetomotriz?
26- ¿Cuál es la diferencia entre FEM y FMM?
27- ¿Qué es histéresis?
28- ¿Qué es curva de histéresis?
29- ¿Qué es un circuito magnético?
30- ¿Qué entiende por reluctancia o resistencia magnética?
31- Explica la ley de Ohm aplicada a circuitos magnéticos.
32- Explica las leyes de Kirchhoff aplicada a los circuitos magnéticos.
33- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método directo.
34- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método de prueba y error.
35- ¿Qué es pérdidas por histéresis?
36- ¿Qué es perdidas por corrientes parasitas (corrientes de Foucault)?
37- ¿Qué es efecto piel en corriente alterna?
38- ¿Por qué la resistencia de corriente alterna difiere de la resistencia de corriente continua?
39- ¿Qué es un transformador?
40- Describa sobre las principales partes físicas de un transformador.
41- Explique el concepto de transformador ideal
42- Explique el concepto del transformador real
43- Explique sobre los componentes del circuito equivalente del transformador.
44- ¿Cómo funciona un transformador?
45- ¿En qué consiste la prueba de vacío?
46- ¿En qué consiste la prueba de corto circuito?
47- Explique el diagrama vectorial completo del transformador
48- Explique el diagrama vectorial simplificado del transformador
Flujo de potencia
1. Análisis del Estudio del flujo de carga en los sistemas eléctricos de potencia.
2. Definición de las 4 (cuatro) variables reales asociadas a cada una de las barras
de los sistemas eléctricos de potencia.
3. Análisis de los Tipos de barras de los sistemas eléctricos de potencia.
4. Análisis del problema de flujo de potencia.
5. Fórmulas utilizadas en los flujo de potencia
a) Potencia real o activa programada que se está generando en una
cierta barra.
b) Potencia real o activa programada que demanda la carga en una
cierta barra.
c) Potencia reactiva programada que se está generando en una cierta
barra.
d) Potencia reactiva programada que demanda la carga en una cierta
barra.
e) Potencia real o activa programada total que está inyectando dentro
de la red en cierta barra.
f) Potencia reactiva programada total que está inyectando dentro de la
red en cierta barra.
g) Error de potencia real o activa.
h) Error de potencia reactiva.
6. Estudio de método Gauss-Seidel en la solución del problema de flujo de
potencia.
7. Estudio del método Newton-Raphson en la solución del problema de flujo de
potencia.
8. Flujos de carga en sistemas radiales y sistemas anillados.
9. Métodos para la formación de la matriz admitancia de barra (Ybus o Ybarra).
10. Técnicas de esparcidad.
2. Son el conjunto de curvas que representa las relaciones existentes entre las distintas variables de explotación de los
motores. Las más usuales son:
Característica Función Variable Parámetro Constante
de Velocidad: N(I) N I C
de Par: C(I) C I N U, i
Mecánica C(N) C N I
Motor Excitación Independiente
5. Motor eléctrico C.C.
Los motores de corriente continua tienen varias particularidades que los hacen muy
diferentes a los de corriente alterna. Una de las particularidades principales es que
pueden funcionar a la inversa, es decir, no solamente pueden ser usados para
transformar la energía eléctrica en energía mecánica, sino que también pueden funcionar
como generadores de energía eléctrica. Esto sucede porque tienen la misma constitución
física, de este modo, tenemos que un motor eléctrico de corriente continua puede
funcionar como un generador y como un motor.
Los motores de corriente continua tienen un par de arranque alto, en comparación con
los de corriente alterna, también se puede controlar con mucha facilidad la velocidad.
Por estos motivos, son ideales para funciones que requieran un control de velocidad.
Son usados para tranvías, trenes, coches eléctricos, ascensores, cadenas productivas, y
todas aquellas actividades donde el control de las funcionalidades del motor se hace
esencial.
Constitución del motor.
Los motores de corriente continua están formados principalmente por:
1. Estartor. El estartor lleva el bobinado inductor. Soporta la culata, que no es otra cosa
que un aro acero laminado, donde están situados los núcleos de los polos principales,
aquí es donde se sitúa el bobinado encargado de producir el campo magnético de
excitación.
2. Rotor. Esta construido con chapas superpuestas y magnéticas. Dichas chapas, tienen
unas ranuras en donde se alojan los bobinados.
3. Colector. Es donde se conectan los diferentes bobinados del inducido.
4. Escobillas. Las escobillas son las que recogen la electricidad. Es la principal causa de
avería en esta clase de motores, solo hay que cambiarlas con el mantenimiento habitual.
5. Truco. Este es un truco de electricista viejo, cuando el motor deja de funcionar, las
entradas de tensión son las correctas, entonces nos queda este truco: quitamos la
tensión, desmontamos la tapa del ventilador del motor, la tapa esta unida con tornillos a
la carcasa del motor y movemos el ventilador dándole unos giros, el sentido del giro es
indiferente, volvemos a tapar el ventilador y conectamos el motor, ¡Ah! Sorpresa,
funciona. Sucede que las escobillas llevan unos muelles para la fricción con los aros
rozantes y puede ser que penetre suciedad en los muelles o que se queden atascados. Por
supuesto, en cuanto dispongamos de tiempo se cambiarán las escobillas y los muelles.
Motor de excitación en serie.
6. La conexión del devanado de excitación se realiza en serie con el devanado del
inducido, como se puede observar en el dibujo. El devanado de excitación llevará pocas
espiras y serán de una gran sección. La corriente de excitación es igual a la corriente del
inducido. Los motores de excitación en serie se usan para situaciones en los que se
necesita un gran par de arranque como es el caso de tranvías, trenes, etc.
La velocidad es regulada con un reostato regulable en paralelo con el devanado de
excitación. La velocidad disminuye cuando aumenta la intensidad.
Motor de excitación en derivación o shunt.
Como podemos observar, el devanado de excitación está conectado en paralelo al
devanado del inducido. Se utiliza en máquinas de gran carga, ya sea en la industria del
plástico, metal, etc. Las intensidades son constantes y la regulación de velocidad se
consigue con un reostato regulable en serie con el devanado de excitación.
Motor de excitación compuesta o compound.
7. El devanado es dividido en dos partes, una está conectada en serie con el inducido y la
otra en paralelo, como se puede ver con el dibujo. Se utilizan en los casos de elevación
como pueden ser montacargas y ascensores. Teniendo el devanado de excitación en
serie conseguimos evitar el embalamiento del motor al ser disminuido el flujo, el
comportamiento sería similar a una conexión en shunt cuando está en vacio. Con carga,
el devanado en serie hace que el flujo aumente, de este modo la velocidad disminuye,
no de la misma manera que si hubiesemos conectado solamente en serie.
Motor de excitación independiente.
Como podemos observar en el dibujo, los dos devanados son alimentados con fuentes
diferentes. Tiene las mismas ventajas que un motor conectado en shunt, pero con más
posibilidades de regular su velocidad.
Conexión de bornes.
En la caja de bornes del motor disponemos de unas bornas numeradas alfabéticamente,
que corresponden con los diferentes conexionados que podemos hacer en el motor.
Para el inducido serán la A-B.
Para el devanado de excitación en shunt o derivación serán C-D.
Para el devanado de excitación en serie serán E-F.
Para el devanado de excitación independiente serán J-K.
Para el devanado de compensación y de conmutación serán G-H.