Fundamentos de Electrónica PDF

CURSO: FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA ESPECIALIDAD: MANTENIMIENTO DE EQUIPO PESADO – ThinkBIG CICLO: 2 INSTRUCTOR: Gustavo Livisi NORMAS DE CLASE Durante la sesión debes permanecer en un lugar privado y libre de distracciones....

CURSO: FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA ESPECIALIDAD: MANTENIMIENTO DE EQUIPO PESADO – ThinkBIG CICLO: 2 INSTRUCTOR: Gustavo Livisi NORMAS DE CLASE Durante la sesión debes permanecer en un lugar privado y libre de distracciones. Recuerda mantener tu micrófono desactivado. Usa el chat en cualquier momento de la sesión si tienes alguna pregunta y/o aporte. Para participar haciendo uso de audio debes levantar primero la mano y luego que el instructor te permita la participación debes activar tu micrófono y cámara web. 2 UNIDAD 04 MOTORES ELECTRICOS PROPOSITO CAPACIDAD TERMINAL: Este curso esta diseñado para que al completar todas sus unidades seas capaz de identificar componentes, describir el funcionamiento y realizar evaluaciones de los sistemas eléctricos de potencia usados en equipos CAT COMPETENCIA ESPECIFICA: Al finalizar esta unidad serás capaz de: Identificar los componentes Describir el funcionamiento Interpretar datos técnicos Describir el mantenimiento Describir evaluaciones 4 IMPORTANCIA La era electrónica y como viene reemplazando a los componentes mecánicos 5 ESTANDAR DE COMPETENCIA ▪ Evaluación online ▪ Sin apuntes ▪ 5 preguntas ▪ 80% mínimo 6 RESULTADOS DE APRENDIZAJE – (TEMAS) DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE MOTORES PARTES DEL MOTOR ELECTRICO CAMPO MAGNETICO GIRATORIO FUNCIONAMIENTO TIPOS DE CONEXIONES CORRIENTE Y VOLTAJE EN LAS CONEXIONES ESTRELLA Y TRIANGULO CURVA PAR – VELOCIDAD MANTENIMIENTO EVALUACIONES 7 MOTOR ELECTRICO Es una maquina que convierte energía eléctrica en energía mecánica por medio de acción de campos magnéticos. Principio 1: Inducción Electromagnética Al mover un imán (campo magnético) a través de un circuito cerrado, se genera una Generador: corriente eléctrica en el conductor Fuente de energía eléctrica Ley de Faraday-Lenz: “La tensión inducida en un circuito cerrado, es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo, el flujo magnético que atraviesa la superficie interna que forma dicho circuito cerrado” Energía Mecánica Principio 2: Fuerza Magnética Basado en la ley de Lorentz: “Si un conductor por el que circula corriente Motor eléctrica se encuentra dentro de un campo magnético, se generará una fuerza Eléctrico sobre el conductor que hará que se desplace perpendicularmente al campo Motor magnético” Eléctrico CLASIFIACIÓN MOTORES ELECTRICOS CORRIENTE CONTINUA CORRIENTE ALTERNA ASINCRONOS SINCRONOS DE ROTOR BOBINADO O EXITACIÓN EXITACIÓN EN SERIE EXITACIÓN EN PARALELO EXITACIÓN COMPUESTA (MONOFASICOS O EN CORTO CIRCUITO INDEPENDIENTE TRIFASICOS (MONOFASICOS O TRIFASICOS) PARTES DEL MOTOR ELECTRICO TIPOS DE MOTOR ELECTRICO CAMPO MAGNETICO GIRATORIO El campo magnético giratorio es responsable de la rotación del rotor en el motor eléctrico. CORRIENTE CONTINUA CORRIENTE ALTERNA Campo Corriente Magnético Campo Magnético Polo norte y sur no cambian y el campo siempre tiene la misma intensidad SISTEMA TRIFASICO Es un sistema formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia, periodo y amplitud desfasadas entre ellas 120° R S T SISTEMA TRIFASICO Que sucede si en cada bobina, conectamos una de las fases del sistema trifásico Obtenemos un campo magnético giratorio de intensidad constante en el estator del motor VELOCIDAD SINCRONICA La velocidad sincrónica es la velocidad de rotación del campo giratorio y depende de la cantidad de polos del motor y de la frecuencia (f) de la red Se mide en revoluciones por minuto (rpm). Se puede calcular de la siguiente forma: EJEMPLO 01: ¿Cual es la velocidad sincrónica de un motor de 6 polos, Motor con dos Polos por Fase conectado a una red trifásica de 50Hz? (N y S) o 1 Par de Polos Respuesta: El campo magnético rotante gira a 1000rpm EJEMPLO 02: Donde: Calcula las velocidades sincrónicas ns: Velocidad sincrónica (rmp) Número de Velocidad Sincrónica f: Frecuencia (Hz) Polos p: Pares de polos 60Hz 50Hz 2 4 Donde: 2p: número de polos 6 DESLIZAMIENTO Un motor que esta conectado a una red trifásica con frecuencia 50Hz y es de 2 polos. Tendrá una velocidad sincrónica de 3000rpm y para un motor de 4 polos, la velocidad sincrónica será de 1500rpm. Sin embargo la velocidad del motor (rotor), es inferior a la velocidad sincrónica. Frecuencia: 50Hz Frecuencia: 60Hz Polos: 4 Polos: 2 Velocidad Sincrónica: 1500rpm Velocidad Sincrónica: 3600rpm Velocidad nominal del motor: 1475rpm Velocidad nominal del motor: 3530rpm DESLIZAMIENTO RECORDEMOS: Inducción Electromagnética: Si hay variación del campo magnético a través de un circuito cerrado, se genera una corriente eléctrica en el conductor y su amplitud es proporcional a la velocidad de variación). Fuerza Magnética: Si un conductor por el que circula una corriente eléctrica, se encuentra dentro de un campo magnético, se generará una fuerza sobre el conductor que hará que se desplace perpendicularmente al campo magnético DESLIZAMIENTO Cuando el motor esta conectado la red trifásica, tenemos un campo magnético giratorio. Como el rotor esta parado y el campo magnético girando, se produce una variación del campo magnético en el circuito de la jaula de ardilla y por el principio de Faraday se producen corrientes inducidas en el rotor, que circulan por la jaula de ardilla. Finalmente, tendríamos el conductor (jaula de ardilla) por el que circula una corriente eléctrica y que se encuentra dentro del campo magnético. Estas condiciones producen una fuerza magnética que harán girar el rotor. DESLIZAMIENTO Si el rotor alcanza la velocidad sincrónica, es decir la velocidad de rotación del campo, dejaría de haber variación del flujo en la jaula de ardilla y por lo tanto no habrían fuerzas magnéticas que lo hagan girar. Es por esto que es necesario que exista un deslizamiento entre la velocidad del campo y la del rotor. DESLIZAMIENTO Cuanto mayor sea la carga en el eje del motor, mayor tendrá que se el par generado para moverlo. Para lograrlo la diferencia de velocidad entre el rotor y el campo (deslizamiento) debe ser mayor. De esta forma , las corrientes inducidas serán mayores como así también las fuerzas. (A medida que la carga aumenta, la velocidad del motor baja) Cuando la carga es nula (motor en vacío), el rotor gira prácticamente a la velocidad sincrónica La velocidad indicada en la placa de especificaciones , es la velocidad del motor cuando tiene en su eje, la carga nominal para la que fue diseñado La diferencia entre la velocidad del motor (n) y la velocidad sincrónica (ns), se llama deslizamiento y puede expresarse en: rpm, % o factor de velocidad. DESLIZAMIENTO Deslizamiento en rpm: EJEMPLO: ¿Qué deslizamiento en rpm y en porcentaje tiene un motor de 4 polos a 50Hz, si su velocidad es de 1440rpm? Respuesta: 60 rpm y 4% Deslizamiento en fracción: EJEMPLO: Deslizamiento en porcentaje Deslizamiento en porcentaje: CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS Los motores trifásicos se componen de tres bobinas iguales, cada una con dos extremos, lo que nos permite identificar 6 extremos a los que podemos acceder desde la caja de conexiones. Cada punta de bobina tiene un nombre (U1-U2, V1-V2, W1-W2) ó (U-X, V-Y, W-Z) CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS Las bobinas del motor pueden conectarse de dos formas entre si (estrella y Triangulo) CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS Las bobinas de los motores vienen diseñadas para una tensión nominal. Si aplicamos una tensión mayor a esta, la bobina se quemará. La tensión máxima y la conexión de las bobinas se indican en la placa de especificaciones CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS CONEXIONES DE MOTORES ELECTRICOS CORRIENTE EN LAS CONEXIONES ESTRELLA Y TRIANGULO CORRIENTE EN LAS CONEXIONES ESTRELLA Y TRIANGULO CURVA PAR – VELOCIDAD DE MOTORES TRIFASICOS Par Máximo A la velocidad sincrónica, el par es cero debido a que no hay variación de flujo en el rotor, por lo Par de Arranque tanto no hay fuerza. Par Nominal o de plena carga: Par desarrollado a potencia nominal, bajo tensión y frecuencia nominales Par con rotor bloqueado o par de arranque: Par que desarrolla el motor en el momento que esta Par Nominal detenido y se le da tensión para comenzar a rotar Par máximo o par Pico: Es el mayor par desarrollado por el motor, bajo tensión y Velocidad frecuencia nominal, sin perder sus condiciones de Sincrónica diseño. Es decir sin disminuir bruscamente su Velocidad Nominal velocidad y sin consumir mas corriente. ARRANQUE DE MOTOR ELECTRICO TRIFASICO Curva Corriente – Velocidad del motor eléctrico. La corriente de arranque es 6 veces la corriente nominal. Ejemplo: Motor de 30A puede usar 180A Curva de Par resistente. En función de la carga ARRANQUE DE MOTOR ELECTRICO TRIFASICO La intensidad de arranque en mas alta que la intensidad nominal ARRANQUE DE MOTOR ELECTRICO TRIFASICO AISLAMIENTOS Calentamiento del Devanado La potencia útil suministrada por el motor en su eje de salida es menor que la potencia que el motor absorbe de la red eléctrica (Rendimiento menor al 100%). La diferencia entre estas dos potencias representa las perdidas (Calor) Disipación de Calor: A través de la carcaza. Depende del sistema de ventilación, el área total de disipación de la carcasa y la diferencia de temperatura entre la superficie externa de la carcasa y el aire ambiente. AISLAMIENTOS AISLAMIENTOS La Vida útil del Motor, ddepende en gran medida del sistema de aislamiento y de los devanados. Estos pueden ser afectado por humedad, vibraciones, corrosión, temperatura de trabajo, etc. Un aumento de 8 a 10 grados por encima del límite de clase térmica puede reducir la vida útil del motor a la mitad. Debido a que el aislamiento del devanado se reseca y produce corto circuito. A temperatura adecuada la duración es prácticamente ilimitada. Los sensores de temperatura permiten monitorear al componente. CLASES DE AISLAMIENTOS GRADOS DE PROTECCIÓN El grado de protección IP es según la norma IEC 34-5 ó EN 60529 Indica grado de protección para evitar que las personas entren en contacto con parte móviles, para evitar la entrada de objetos extraños y daño producido por entrada de agua El primer número indica: Grado de protección contra penetración de cuerpos sólidos y contacto accidental El segundo número indica: grado de protección contra ingreso de agua FACTOR DE SERVICIO Se llama factor de servicio (FS) al factor que, aplicado a la potencia nominal, indica la carga permisible que puede ser aplicada continuamente al motor, bajo condiciones especificas. (Capacidad de sobre carga continua) FACTOR DE ALTURA Y TEMPERATURA AMBIENTE Según la norma IEC 60034-I las condiciones de servicio son: Altura: no superior a 1000 msnm Temperatura ambiente: no superior a 40°C En estas condiciones el motor debe proveer sin calentamiento su potencia nominal (todos los valores en la placa de especificaciones se deben cumplir) A mayor altura la densidad del aire disminuye por lo que baja la capacidad de intercambio térmico y por consiguiente reducción de potencia del motor POTENCIA DEL MOTOR EN CONDICIONES DE ALTURA RODAMIENTOS Mantienen un eje de rotación uniforme y evitan contacto entre componentes. Se seleccionan dependiendo del tipo de montaje, velocidad nominal, forma de carcasa, etc. Rodamientos del motor con montaje B3 (horizontal) El rodamiento a utilizar es diferente en cada caso Rodamientos del motor con montaje V3 (vertical) RODAMIENTOS LUBICACIÓN LUBICACIÓN FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS FALLAS EN MOTORES ELECTRICOS EVALUACIONES RESISTENCIA DE LAS BOBINAS - EVALUAR EVALUACIONES RESISTENCIA ENTRE BOBINA Y CARCASA - EVALUAR EVALUACIONES CORTO CIRCUITO ENTRE BOBINAS EVALUACIONES MEDICIÓN DE AISLAMIENTO MEDICIÓN DE AISLAMIENTO MEDICIÓN DE AISLAMIENTO MEDICIÓN DE AISLAMIENTO MEDICIÓN DE AISLAMIENTO MEDICIÓN DE AISLAMIENTO MEDICIÓN DE AISLAMIENTO ESTANDAR DE COMPETENCIA ▪ Evaluación online ▪ Sin apuntes ▪ 5 preguntas ▪ 80% mínimo 67 PROPOSITO CAPACIDAD TERMINAL: Este curso esta diseñado para que al completar todas sus unidades seas capaz de identificar componentes, describir el funcionamiento y realizar evaluaciones de los sistemas eléctricos de potencia usados en equipos CAT COMPETENCIA ESPECIFICA: Al finalizar esta unidad serás capaz de: Identificar los componentes Describir el funcionamiento Interpretar datos técnicos Describir el mantenimiento Describir evaluaciones 68 IMPORTANCIA La era electrónica y como viene reemplazando a los componentes mecánicos 69 RESUMEN DE LA SESIÓN DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE MOTORES PARTES DEL MOTOR EVALUACIONES ELECTRICO CAMPO MAGNETICO MANTENIMIENTO GIRATORIO MOTORES AC CURVA PAR – FUNCIONAMIENTO VELOCIDAD CORRIENTE Y VOLTAJE EN LAS TIPOS DE CONEXIONES CONEXIONES ESTRELLA Y TRIANGULO SIGUIENTE SESIÓN Próxima semana: Martes 9:40am Aula: R6 Tema: TREN DE PROPULSION ELECTRICO Información previa: PPT - publicado en la plataforma del curso  CURSO: FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA ESPECIALIDAD: MANTENIMIENTO DE EQUIPO PESADO – ThinkBIG CICLO: 2 GRACIAS POR LA ATENCIÓN PRESTADA