Resumen Tema 10 Maniobras de Máquinas Eléctricas Rotativas (C.C.)

Maniobras de las máquinas eléctricas rotativas (C.C.) {#maniobras-de-las-máquinas-eléctricas-rotativas-c.c..Sinespaciado} ===================================================== 1. Regulación y control de generadores rotativos de C.C. {#regulación-y-control-de-generadores-rotativos-de-c.c..Ttulo} ---...

Maniobras de las máquinas eléctricas rotativas (C.C.) {#maniobras-de-las-máquinas-eléctricas-rotativas-c.c..Sinespaciado} ===================================================== 1. Regulación y control de generadores rotativos de C.C. {#regulación-y-control-de-generadores-rotativos-de-c.c..Ttulo} -------------------------------------------------------- Los generadores rotativos de corriente continua (C.C.) son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales, tanto para la generación de energía eléctrica como para alimentar motores eléctricos. La regulación y el control son esenciales para su correcto funcionamiento y para satisfacer las demandas de energía. Para iniciar un generador de C.C., es necesario ajustar la velocidad y la tensión de salida según las necesidades de la carga, utilizando reguladores de voltaje y controladores de velocidad que permiten modificar la corriente de campo. Estos generadores también pueden operar como motores eléctricos, controlando así la velocidad y la dirección de rotación mediante controladores y arrancadores. Las maniobras comunes incluyen la puesta en marcha, la inversión del sentido de la tensión y la modificación de la tensión de salida. Además, es crucial analizar el comportamiento de los generadores en diferentes condiciones (vacío, en carga y exterior en carga) y considerar el acoplamiento de generadores para su aplicación en la generación de energía eléctrica. ### 1.1. Puesta en marcha {#puesta-en-marcha.Subttulo} La puesta en marcha de generadores rotativos de corriente continua (C.C.) es un proceso crucial que implica activar el generador desde un estado inactivo hasta alcanzar su velocidad nominal y estar listo para generar energía. Antes de iniciar este proceso, es esencial realizar comprobaciones previas, como verificar el funcionamiento del sistema de enfriamiento, activar el circuito de excitación y asegurar que la carga conectada sea adecuada. Un ejemplo exitoso de este proceso es el generador de C.C. en la Central Hidroeléctrica Itaipú, que demuestra un control efectivo de la regulación de tensión y flujo magnético. Una vez verificadas las condiciones necesarias, se utiliza un controlador automático para regular la velocidad y la corriente de excitación del generador. Durante la puesta en marcha, es fundamental monitorear la corriente y la tensión de salida para prevenir sobrecargas y daños. También se debe comprobar el funcionamiento del generador bajo condiciones de carga variable, ya que esto puede influir en su estabilidad y rendimiento. Si se detectan problemas, es crucial tomar medidas correctivas para evitar daños mayores. En resumen, la puesta en marcha requiere un control riguroso y el cumplimiento de las instrucciones del fabricante para asegurar un funcionamiento adecuado y duradero del generador. ### 1.2. Inversión del sentido de la tensión {#inversión-del-sentido-de-la-tensión.Subttulo} La inversión del sentido de la tensión es una maniobra que se realiza para cambiar la polaridad de la tensión de salida, necesaria en aplicaciones que requieren una polaridad específica. Para llevar a cabo esta inversión, se debe cambiar la polaridad de la corriente de excitación del generador, lo cual puede hacerse mediante un conmutador manual o un sistema automático. Es crucial verificar la polaridad de todos los dispositivos conectados al generador, como motores y dispositivos de control, antes de realizar la maniobra, ya que la inversión puede afectar su funcionamiento. Durante el proceso, es importante monitorear la corriente y la tensión de salida para evitar sobrecargas y daños en el generador, así como asegurarse de que este funcione correctamente bajo condiciones de carga variable tras la inversión. ### 1.3. Modificación de la tensión de salida {#modificación-de-la-tensión-de-salida.Subttulo} La modificación de la tensión de salida es una maniobra que consiste en ajustar la tensión generada en un equipo según una carga o condición de operación específica. Este ajuste puede realizarse de diversas maneras, dependiendo del tipo de generador y del sistema de control disponible. Es fundamental llevar a cabo esta modificación con precaución para evitar sobrecargas en el generador y asegurar su correcto funcionamiento. Además, se debe verificar que la tensión de salida ajustada sea compatible con la carga conectada y que no se excedan los límites de tensión y corriente establecidos para el generador. 2. Características y condiciones de los generadores rotativos de C.C. {#características-y-condiciones-de-los-generadores-rotativos-de-c.c..Ttulo} --------------------------------------------------------------------- Los generadores rotativos de C.C. son dispositivos electromecánicos que convierten energía mecánica en energía eléctrica de corriente continua, siendo ampliamente utilizados en aplicaciones industriales, comerciales y domésticas por su eficiencia y confiabilidad. Se describen tres estados de operación de estos generadores: 1. **Vacío**: El generador no está conectado a ninguna carga externa y actúa como un motor, consumiendo energía eléctrica de una fuente externa. 2. **Exterior en carga**: El generador está conectado a una carga externa que consume corriente. La corriente genera un campo magnético que produce electricidad en el devanado del rotor, que se transfiere al estator y se suministra a la carga. 3. **En carga**: El generador está conectado a una carga que varía constantemente. Debe mantener un voltaje constante, ajustando la corriente de excitación del campo magnético para satisfacer las demandas de la carga. En general, los generadores rotativos de C.C. tienen las siguientes características: Proporcionan una corriente eléctrica de C.C. constante. Pueden generar una potencia eléctrica de hasta varios megavatios. Tienen una eficiencia eléctrica relativamente alta. Son capaces de proporcionar una salida de voltaje variable, según la corriente de excitación. Tienen una vida útil larga y una alta fiabilidad. Son adecuados para aplicaciones que requieren una fuente de alimentación eléctrica constante y estable. Son fáciles de controlar y mantener. 3. Acoplamiento de generadores {#acoplamiento-de-generadores.Ttulo} ------------------------------ El acoplamiento de generadores implica la conexión física y eléctrica de múltiples generadores en paralelo para suministrar energía a una carga, siendo común en centrales eléctricas de gran capacidad. Este proceso busca aumentar la capacidad de generación y asegurar la fiabilidad del suministro eléctrico, cumpliendo con ciertas condiciones: 1. **Frecuencia y voltaje**: Deben ser iguales para un acoplamiento sin problemas, utilizando reguladores para mantener la estabilidad de la red. 2. **Sincronización**: Es esencial ajustar la frecuencia y fase de los generadores para que coincidan con la red antes de acoplarlos. 3. **Igualación de tensiones**: Los generadores deben tener la misma tensión de salida antes de ser acoplados. 4. **Compartición de carga**: La carga se divide proporcionalmente entre los generadores según su capacidad nominal. 5. **Protección y seguridad**: Deben contar con sistemas de protección, como interruptores automáticos y protección contra sobrecargas y cortocircuitos. 6. **Control de sincronización**: Sistemas que aseguran que los generadores permanezcan sincronizados durante su funcionamiento. El acoplamiento es crítico para la generación de energía eléctrica, requiriendo precauciones para garantizar la fiabilidad y seguridad del sistema eléctrico en todo momento. 4. Arranque y control de motores de C.C. {#arranque-y-control-de-motores-de-c.c..Ttulo} ---------------------------------------- Los motores de corriente continua (C.C.) son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones industriales, como automatización, maquinaria de producción y sistemas de tracción. Su arranque y control se realizan mediante técnicas de control de voltaje y corriente. El arranque implica aplicar un voltaje a los terminales del motor, generalmente desde una fuente de alimentación de C.C., lo que permite que la corriente fluya y genere un campo magnético que hace girar el rotor. Para controlar la velocidad, se utilizan técnicas como la modulación del ciclo de trabajo (PWM) para ajustar el voltaje y la retroalimentación de corriente para regular la cantidad de corriente que fluye a través del motor. Los motores de C.C. son controlados por controladores electrónicos de velocidad, que pueden ser analógicos o digitales, permitiendo un ajuste preciso y estable de la velocidad. Estos procesos son críticos en aplicaciones como robótica, automatización industrial y vehículos eléctricos, requiriendo un entendimiento profundo de los principios y técnicas de control para asegurar un funcionamiento seguro y eficiente en todas las condiciones. 5. Maniobras y problemas en los motores de C.C. {#maniobras-y-problemas-en-los-motores-de-c.c..Ttulo} ----------------------------------------------- El arranque y control de motores de corriente continua (C.C.) abarca varios conceptos clave: 1. **Puesta en marcha**: Se refiere a proporcionar la energía eléctrica necesaria para iniciar el giro del motor. Esto se logra mediante un circuito de arranque que suministra una corriente alta y constante, que luego se reduce a una corriente de trabajo normal una vez que el motor está en funcionamiento. 2. **Modificación de la velocidad**: La velocidad del motor se puede ajustar variando la corriente que fluye a través de él, lo que se puede hacer modificando el voltaje aplicado o la resistencia en el circuito de control. Los controladores de velocidad son herramientas comunes para este propósito. 3. **Inversión de giro**: Para cambiar la dirección de giro del motor, se invierte la polaridad de la fuente de alimentación, lo que se puede realizar mediante un interruptor de polaridad o un controlador especializado. 4. **Funcionamiento con mala conmutación**: Este problema ocurre cuando los cepillos del motor no hacen buen contacto con el conmutador, lo que puede generar chispas y ruido, además de reducir la eficiencia. Se puede solucionar reemplazando los cepillos o ajustando y limpiando el conmutador. En resumen, el control de motores de C.C. es crucial en la industria, y se deben considerar aspectos como el arranque, la modificación de velocidad, la inversión de giro y el mantenimiento para asegurar un funcionamiento eficiente y seguro. 6. Características y condiciones de los motores de C.C. {#características-y-condiciones-de-los-motores-de-c.c..Ttulo} ------------------------------------------------------- Los motores de corriente continua (C.C.) operan con electricidad que fluye en una sola dirección y presentan características clave: - **Velocidad**: Relacionada directamente con la tensión de alimentación y inversamente con la corriente de carga; a mayor carga, menor velocidad. - **Par de arranque**: Alto, permitiendo soportar grandes cargas iniciales. - **Control de velocidad**: Se logra de manera precisa mediante variadores de velocidad que ajustan la tensión de alimentación. - **Reversibilidad**: Pueden invertir su giro al cambiar la polaridad de la alimentación. - **Mantenimiento**: Requieren cuidados regulares, como lubricación de cojinetes y limpieza de escobillas, para prolongar su vida útil. - **Ruido**: Son más silenciosos que los motores de corriente alterna (C.A.), ideales para entornos que requieren bajo ruido. Condiciones importantes para su funcionamiento incluyen: - **Tensión de alimentación**: Debe respetarse la tensión nominal para un correcto funcionamiento. - **Temperatura**: La temperatura ambiente y del motor son cruciales; deben evitarse sobrecalentamientos. - **Humedad**: Puede afectar negativamente, especialmente en condiciones elevadas y prolongadas. - **Corriente de carga**: Deben operar dentro de su corriente máxima para evitar daños. En resumen, los motores de C.C. son ideales para aplicaciones específicas, pero su rendimiento y durabilidad dependen de las condiciones de operación adecuadas.