Corriente alterna

Teoría de Máquinas. Ingeniería. Corriente eléctrica. Motores. Generadores. Voltaje. Conexiones. Sistemas trifásicos

  • Enviado por: Tigger
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 12 páginas

publicidad

INTRODUCCION

GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA (ALTERNADORES)

un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia de sentido a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí. Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para lograr con más facilidad la frecuencia deseada. Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de polos por el número de revoluciones por segundo de la armadura.

A veces, es preferible generar un voltaje tan alto como sea posible. Las armaduras rotatorias no son prácticas en este tipo de aplicaciones, debido a que pueden producirse chispas entre las escobillas y los anillos colectores, y a que pueden producirse fallos mecánicos que podrían causar cortocircuitos. Por tanto, los alternadores se construyen con una armadura fija en la que gira un rotor compuesto de un número de imanes de campo. El principio de funcionamiento es el mismo que el del generador de corriente alterna, excepto en que el campo magnético (en lugar de los conductores de la armadura) está en movimiento.

La corriente que se genera mediante los alternadores aumenta hasta un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofásica. Sin embargo, si la armadura la componen dos bobinas, montadas a 90º una de otra, y con conexiones externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales estará en su máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica.

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Se diseñan dos tipos básicos de motores para funcionar con corriente alterna polifásica: los motores síncronos y los motores de inducción. El motor síncrono es en esencia un alternador trifásico que funciona a la inversa. Los imanes del campo se montan sobre un rotor y se excitan mediante corriente continua, y las bobinas de la armadura están divididas en tres partes y alimentadas con corriente alterna trifásica. La variación de las tres ondas de corriente en la armadura provoca una reacción magnética variable con los polos de los imanes del campo, y hace que el campo gire a una velocidad constante, que se determina por la frecuencia de la corriente en la línea de potencia de corriente alterna.

La velocidad constante de un motor síncrono es ventajosa en ciertos aparatos. Sin embargo, no puede utilizarse este tipo de motores en aplicaciones en las que la carga mecánica sobre el motor llega a ser muy grande, ya que si el motor reduce su velocidad cuando está bajo carga puede quedar fuera de fase con la frecuencia de la corriente y llegar a pararse. Los motores síncronos pueden funcionar con una fuente de potencia monofásica mediante la inclusión de los elementos de circuito adecuados para conseguir un campo magnético rotatorio.

El más simple de todos los tipos de motores eléctricos es el motor de inducción de caja de ardilla que se usa con alimentación trifásica. La armadura de este tipo de motor consiste en tres bobinas fijas y es similar a la del motor síncrono. El elemento rotatorio consiste en un núcleo, en el que se incluye una serie de conductores de gran capacidad colocados en círculo alrededor del árbol y paralelos a él. Cuando no tienen núcleo, los conductores del rotor se parecen en su forma a las jaulas cilíndricas que se usaban para las ardillas. El flujo de la corriente trifásica dentro de las bobinas de la armadura fija genera un campo magnético rotatorio, y éste induce una corriente en los conductores de la jaula. La reacción magnética entre el campo rotatorio y los conductores del rotor que transportan la corriente hace que éste gire. Si el rotor da vueltas exactamente a la misma velocidad que el campo magnético, no habrá en él corrientes inducidas, y, por tanto, el rotor no debería girar a una velocidad síncrona. En funcionamiento, la velocidad de rotación del rotor y la del campo difieren entre sí de un 2 a un 5%. Esta diferencia de velocidad se conoce como caída.

Los motores con rotores del tipo jaula de ardilla se pueden usar con corriente alterna monofásica utilizando varios dispositivos de inductancia y capacitancia, que alteren las características del voltaje monofásico y lo hagan parecido al bifásico. Estos motores se denominan motores multifásicos o motores de condensador (o de capacidad), según los dispositivos que usen. Los motores de jaula de ardilla monofásicos no tienen un par de arranque grande, y se utilizan motores de repulsión-inducción para las aplicaciones en las que se requiere el par. Este tipo de motores pueden ser multifásicos o de condensador, pero disponen de un interruptor manual o automático que permite que fluya la corriente entre las escobillas del conmutador cuando se arranca el motor, y los circuitos cortos de todos los segmentos del conmutador, después de que el motor alcance una velocidad crítica. Los motores de repulsión-inducción se denominan así debido a que su par de arranque depende de la repulsión entre el rotor y el estátor, y su par, mientras está en funcionamiento, depende de la inducción. Los motores de baterías en serie con conmutadores, que funcionan tanto con corriente continua como con corriente alterna, se denominan motores universales. Éstos se fabrican en tamaños pequeños y se utilizan en aparatos domésticos.

Corriente alterna

OBJETIVO

  • QUE EL ALUMNO CONOZCA TODAS LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN TRIFÁSICO Y SU FORMA DE ALIMENTACIÓN.

  • QUE QL ALUMNO COMPRUEBE POR MEDIO DE MEDICIONES LAS RELACIONES DE MAGNITUD Y FASE ENTRE VOLTAJES Y CORRIENTE.

  • LISTA DE MATERIALES

    UN VOLMETRO

    UN OSILOSCOPIO

    DOS SONDAS PARA OSILOSCOPIO

    UN CABLE DE ALIMENTACIÓN PARA OSILOSCOPIO

    UN MOTOR TRIFÁSICO

    UN AMPERMETRO

    NUEVE CABLES PARA CONEXIONES

    DOS CABLES BANANA - CAIMAN

    CALCULOS Y MEDICIONES

    Corriente alterna
    DIAGRAMA FISICO BOTONES DE LA MESA

    VOLTAJES DE LINEA

    VOLTS

    VAB

    VBC

    VCA

    220

    219

    219

    VOLTAJES DE FASE

    VOLTS

    VAN

    VBN

    VCN

    127

    126

    125

    Corriente alterna

    VOLTAJES DE

    LINEA

    VALOR P-P

    VOLTS

    T

    PERIODO

    F

    HERTZ

    DESFASAMIENTO

    REPRESENTACION

    GRAFICA

    AB

    0.018

    55.55

    120°

    BC

    0.018

    55.55

    CA

    0.018

    55.55

    -120°

    Corriente alterna
    CONEXIÓN EN ESTRELLA

    TENIENDO CONECTADOS A , B , C EN SU LUGAR CORRESPONDIENTE

    EMPEZO A GIRAR A 140V W

    CUANDO SE INTERCAMBIA :

    A y B W

    B y C W

    A y C W

    VOLTAJES DE LINEA VOLTAJES DE FASE CORRIENTE DE LINEA CORRIENTE

    VOLTS VOLTS AMPERES EN N

    VAB

    VBC

    VCA

    VAN

    VBN

    VCN

    IA

    IB

    IC

    IN

    220

    220

    219

    126

    126

    126

    0.165

    0.175

    0.175

    0.013

    MEDICIONES EN UN MOTOR TRIFASICO CONECTADO EN ESTRELLA

    CONEXION EN DELTA

    Corriente alterna
    CUANDO SE TENIA CONECTADO A, B, C, N EN SU RESPECTIVO LUGAR

    EMPEZO A GIRAR A 90V W

    CUANDO SE INTERCAMBIO:

    INTERCAMBIO

    VOLTAJE

    GIRO

    A x B

    220

    A x C

    216

    B x C

    214

    A x N

    126

    B x N

    123

    C x N

    124

    VOLTAJES DE LINE CORRIENTE DE LINE CORRIENTE DE FASES

    VOLTS AMPERES AMPERES

    VAB

    VBC

    VCA

    IA

    IB

    IC

    IAB

    IBC

    ICA

    220

    220

    219

    126

    126

    126

    0.165

    0.175

    0.175

    MEDICIONES EN MOTOR TRIFÁSICO CONECTADO EN ESTRELLA

    QUE ES LA INGENIERIA?

    Ingeniería, término aplicado a la profesión en la que el conocimiento de las matemáticas y la física, alcanzado con estudio, experiencia y práctica, se aplica a la utilización eficaz de los materiales y las fuerzas de la naturaleza. El término ingeniero alude a la persona que ha recibido preparación profesional en ciencias puras y aplicadas; sin embargo, otras personas como técnicos, inspectores o proyectistas también aplican técnicas científicas y de ingeniería para solventar problemas técnicos.

    Antes de mediados del siglo XVIII los trabajos de construcción a gran escala se ponían en manos de los ingenieros militares. La ingeniería militar englobaba tareas tales como la preparación de mapas topográficos, la ubicación, diseño y construcción de carreteras y puentes, y la construcción de fuertes y muelles. Sin embargo, en el siglo XVIII se empezó a utilizar el término ingeniería civil o de caminos para designar a los trabajos de ingeniería efectuados con propósitos no militares. Debido al aumento de la utilización de maquinaria en el siglo XIX como consecuencia de la Revolución Industrial, la ingeniería mecánica se consolidó como rama independiente de la ingeniería; posteriormente ocurrió lo mismo con la ingeniería de minas.

    Los avances técnicos del siglo XIX ampliaron en gran medida el campo de la ingeniería e introdujeron un gran número de especializaciones. Las incesantes demandas del entorno socioeconómico del siglo XX han incrementado aún más su campo de acción; y se ha producido una gran diferenciación de disciplinas, con distinción de múltiples ramas en ámbitos tales como la aeronáutica, la química, la construcción naval, de caminos, canales y puertos, las telecomunicaciones, la electrónica, la ingeniería industrial, naval, militar, de minas y geología e informática. Además en los últimos tiempos se han incorporado campos del conocimiento que antes eran ajenos a la ingeniería como la investigación genética y nuclear.

    El ingeniero que desarrolla su actividad en una de las ramas o especialización de la ingeniería ha de tener conocimientos básicos de otras áreas afines, ya que muchos problemas que se presentan en ingeniería son complejos y están interrelacionados. Por ejemplo, un ingeniero químico que tiene que diseñar una planta para el refinamiento electrolítico de minerales metálicos debe enfrentarse al diseño de estructuras, maquinaria, dispositivos eléctricos, además de los problemas estrictamente químicos.

    PERFIL PROFESIONAL DEL INGENIERO INDUSTRIAL

    El Ingeniero Industrial es el profesional encargado de la planificación, programación, instrumentación, desarrollo, ejecución, funcionamiento y control de sistemas complejos en las esferas de producción de bienes y/o servicios; sistemas integrados por recursos humanos, materiales y financieros.

    CUMPLE LAS SIGUIENTES ACTIVIDADES:

    Asimilar, adaptar, crear y desarrollar la Ciencia, Tecnología y Técnica.

    Aplicar la ciencia y técnica modernas en los subsectores más avanzados de la industria.

    Difundir los logros nacionales en Ciencia Tecnología y Técnica.

    Participar en la formulación y ejecución de planes, programas y proyectos de desarrollo económico social.

    Preparar y evaluar proyectos de preinversión para las esferas de producción y/o servicio.

    Supervisar, dirigir y/o participar en la ingeniería de detalle de los proyectos.

    Redactar los términos de referencia, pliegos de especificaciones y convocatorias para la supervisión de maquinaria y equipo, ejecución de obras.

    Calificación adjudicación y firma de contratos.

    Supervisar y/o dirigir la formulación de programas para la construcción, montaje, instalación, prueba y puesta en marcha de las unidades productivas y/o servicios.

    Participar en la dirección técnica , administrativa y financiera de empresas con el fin de lograr los índices máximos de eficiencia económica y/o industrial mediante el control técnico, económico y/o administrativo de la producción y servicios industriales.

    Utilizar el enfoque de Ingenieria para la investigación de los sistemas complejos; definición de componentes, de la estructura, de las funciones y de la integración de aquellos.

    Lograr innovación tecnológica, técnica y administrativa en la producción y servicio mediante la investigación aplicada.

    CUESTIONARIO

    1 QUE ES UN SISTEMA POLIFÁSICO? EXPLIQUE

    es un sistema de alimentación que consiste de 3 o mas señales de voltaje simultaneas, de la misma formas de onda, misma frecuencia, pero desfasadas entre si por un angulo de 120°.

    2 POR QUE SE EMPLEA EL SISTEMA TRIFÁSICO EN LA GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGIA ELECTRICA

    por que en Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí. Y por que:

    Son mas eficientes

    Son mas pequeños en tamaño

    Requieren de menores cantidades de cobre para sus debanados

    Estan sujetos a una menor vibración mecanica, ya que el valor instantáneo de la potencia de salida es prácticamente constante en vez de pulsante.

    3 EXPLIQUE DETALLADAMENTE POR MEDIO DE DIBUJOS Y GRAFICAS EL FUNCIONAMIENTO DE UN GENERADOR TRIFÁSICO.

    Corriente alterna

    4 A QUE SE LE LLAMA CONEXIÓN EN ESTRELLA O Y

    es que en que cada terminal de cada debanado queda libre y las tres y las tres restantes se unen a un punto comun conocido como neutro del sistema.

    5 CUAL ES LA RELACION DE TENCIONES EN UNA CONEXIÓN EN ESTRELLA

    6 CUAL ES LA RELACION DE CORRIENTES EN UNA CONEXIÓN EN ESTRELLA

    Corriente alterna
    Corriente alterna
    Corriente alterna
    estas preguntas se pueden responder mediante es tos diagramas

    7 A QUE SE LA LLAMA CONEXIÓN EN DELTA O 

    a aquel generador en el que sus debanados se conectan uno a continuación del otro.

    8 CUAL ES LA RELACION DE TENCIONES EN UNA CONEXIÓN DELTA

    9 CUAL ES LA RELACION DE CORRIENTES EN UNA CONEXIÓN DELTA

    Corriente alterna
    Corriente alterna
    estas preguntas se puden responder mediante estos diagramas

    Corriente alterna

    10 A QUE SE LE LLAMA SECUENCIA DE FASES POSITIVA

    es el orden en que se generan los voltajes del sistema, en este caso si hablamos de un orden positivo podriamos decir que es un orden alfabéticamente creciente esto quiere decir que es un orden (a, b, c).

    11 A QUE SE LE LLAMA SECUENCIA DE FASES NEGATIVA

    es el orden en que se generan los voltajes del sistema, en este caso si hablamos de un orden negativo podriamos decir que es un orden alfabéticamente decreciente esto quiere decir que es un orden (c, b, a).

    12 COMO PUEDE CAMBIAR SENTIDO DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

    el cambio de secuencia es util para cambiar el sentido de giro de los motores tr5ifasicos cuando algun mecanismo exige un giro o avance derterminado.

    el cambio de sentido de giro es util para cuando se requiere un manejo de, ventiladores, bombas para liquidos, gruas, elevadores, etc.

    C O N C L U S I O N E S

    EN ESTA PRACTICA OBSERVAMOS EL COMPORTAMIENTO QUE TIENE UN SISTEMA TRIFÁSICO Y LAS APLICACIONES QUE CON ESTE SE PUEDEN REALIZAR, TANTO PARA FINES INDUSTRIALES COMO PARA FINES BENÉFICOS EN LO QUE A TECNOLOGÍA SE REFIERE.

    OBSERVAMOS TAMBIEN EL ORDEN EN QUE SE GENERAN LOS VOLTAJES DEL SISTEMA Y QUE PUDE SER UN ORDEN ALFABETICAMEN CRECIENTE Y/O EN SU DEFECTO UN ORDEN DECRECIENTE.

    POR LO TANTO CREO QUE SI CUMPLIERON LOS OBJETIVOS QUE ESTA PRACTICA NOS SEÑALABA AL PRINCIPIO.

    BIBLIOGRAFÍA:

    • Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2002. © 1993-2001 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

    • DICCIONARIO ENCICLOPÉDICO DE ELECTRÓNICA

    AUTOR: STAN GIBILISCO

    NEIL SCLATER

    ED: Mc GRAW HILL