PDF (H. Los generadores y motores en la práctica)

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166 H. Los generadores y mot9res en la
practica
"
1. - Generadores
a). Instalaciones de generadores para distintos usos
La leleccion del generador es asunto de importancia. EI tipo
elegido ,depende de la c1ase de servicio que va a prestar y de la ca­
pacidad de la fuente de energla disponible. Asi en pequefias insta­
laciones son preferibles los generadores decorriente continua, pero
cuando se trata de instalaciones' grandes, siempre 'se usan alterna­
dores poderosos, por 10 general tritasicos. No es solamente esto, pues
, ._~ la c1ase de ~ervicio tam bien impone generadores de caracteristicas
especiales. Si se trata por ejemp\o de cargar acumuladores, se ne­
cesita una dinamo en derivaci6n y sl se trata de alimentar una se­
rie de arcos voltaic os se emplea un generador en serie. En cam­
bio, en instalaciones pequefias de alumbrado como por ejemplo de
2 kw se emplean generadores compuestos porque 10 que Interesa
en este caso es mantener un voltaje constante en las lampar3s
electricas.
En otros casos, la naturaleza de las instalaciones determina'la
c1ase de generador empleado.Asl,porejemplo,hayinstalaciones que
exigen corriente continua como casi todas las plantas electroqulmicas
y otras que no pueden trabajar sino con corriente alterna, como ins­
talaciones de alta frecuencia e instalaciones con transformadores.
- - En cuanto a las condiciones de trabajo se construyen hoy dla
en los distintos tiposde generadorel! tantas variedades que no pode­
mos describirlas dentro de los Umites de esta obra:Asl tenemos esti­
los de maquinas propios para trabajos rudos y en amblenteshume­
,dos como son los generadores blindados (minas, laboratorios quimi- "
cos, molinos etc.)
Entre los generadores pequeiios de empleo particular no mencio­
naremos sino tres especialmente interesantes que son; el generador
del automovil, Hamado tambien generador de tres escobillas, el
Hamado magneto y los generadores miniaturas como el empleado
para el alumbrado de las bicicletas.
EI primero o,sea el generador de tres escobillas llena Iii necesi­
dad que se presenta en el autom6vil de cargar una baterla con co­
rriente de amperaje aproximadamente constante, a pesar de que' el
motor (de gasolina) que esta directamente acoplado al generador,
tiene velocidad variable. Con este fin se instala una tercera escobilla
como muestra la' figura 219.
Es una especie de generador en paralelo, pero mientras que la
corriente que carga la bateria saledelas escobillas Bl y B2, Ia corrien­
te de excitaci6n viene de las escobillas BI y B3. Supongamos que'la
corriente generada sea muy fuerte debido a una alta velocidad del' ge­
nerador,-entonces el amperaje entregado al acumulador resulta
demasiado alto. Pero en este.caso tambien la desviacion del campo'
magnetico ,que estudiamos en la fig. 150 es muy fuerte y la zona
neutra (e.d. dondelas vueltas del rotor no cortan lineas de fuerza si­
no pasan tangencialmente por ellas), se coloca entre las escobillas
Bl y B3. Con esto el voltaje de excitaci6n baja, el campo se
debilita y el amperaje producido decrece/ A nueva velocidad :se
endereza el campo,e.d.la zona neutra retrocede en el'sentido opues­
to a'ia flechi ta dibujada, su be otra vez el amp'eraje que va a 108 acum'u­
ladores etc. etc. Resulta pues que a una cierta velocidad del carro (15 ­
18 km por hora) el acumulador reci be su amperaje de carga normal pero
este amperaJe aun a vE;locidades mas grandes no sube 0 sube muy po­
/
167 co. Los chofere~, sabiendo que el amperaje maximo de cargano debe
exceder de unos 18 a 20 amperios regulan el funcionamiento del pe­
queno generador variando la p08ici6~ de la tercera escobilla.
Fig. 219
I,
EI aparato que comunmente Sl' llama "magneto" es sencilla­
mente un generador de corriente iilterna con imanes permanentes
e.d. sin excitaci6n electrica de los inductores. EI rotor se mueve p.e.
con una manivelacuandoelaparato sirve para alimentar a un timbre
de corriente alterna (vease pag.96) y se acopla directamente al motor
del automovil cuando sirve para producir la chispa en los ciliridrQs.
EI generador miniatura como 10 vemos p.e. como maquina de
luz en las bicicletas :es tambien un generador de corriente alterna
con bobinas generadoras en la parte fija. De alli se transporta la co­
rriente al bombillo. por medio de un alambre; la parte metalica de
la bicicleta sirve de conductor de vuelta. Los inductores estan forma­
dos por tres 0 mas pequenos pares de imanes permanentes, de'n'lanera
que la maqui':la ni necesita conmutador ni anillos colectores.
Las caracteristicas de las maquinas electricas tambien tienen que
estar de acuerdo con la fuente de energia usada. Asi se tendran ma­
quinas acopladas directamente 0 por transmisiones y movidas por
turbinas de vapor, maquinas de vapor, ruedas Pelton, turbinas de
agua, motores de gas 0 de aceite etc. etc. y con ejes horizontales 0
verticales.
168
-
169­
"
:~
\
Fig. 221 J'Ylotor de corriente contiUlI:t
Fig. 222 Motor de corriente alterna con refrigeraci6n de
. perficie.
SUo
-
169­
Fig. 22l Motor de corriente contilHl:'
Fig. 222 Motoe de corriente alterna Con refrigerflcion de su­
perficie
-
170­
b). AcopJamientos ,de varios generadores.
,
EI trabajo eQonomicode las plantas eJectricas hac~ riecesario'
disponer de variall maquinas que se acoplan debidamente, cuya .ca­
pacidad total sea igual a la demanda maxima de manera. que, cuan­
do la demanda de corriente varia, se hace variar el numero de ma­
quinas en operaci6n ajustandose asi un funcionamiento economico.
Cada maquina andara con una carga cercana a la normal y> por
consiguiente trabajara con mayor eficiencia.
. ..
.
Cuando se trata,de generadores de corriente continua, el proble­
ma de acoplarlos se presenta especialmente con los generadores en
paralelo. Los generadores en serie rara vez se acoplan.
.
Si queremos Illimentar 'una' sola linea con' dos (0 mas) generado­
res en derivacion, 10 podemos hacer conectandolos entre sf, 0 en serie
o en paralelo. como 10 hemos vistocon las pilas en la primera parte (pag.
60). Por sus especialidades, la conexion en, paralelo es mas comtin. En
estecaso hay queprestar atencion a dos,factores: el voltaje en vado
y .Ia caracteristica. Ambos debenser iguales, e.d. el voltaje en
vado y el voltaj,; a plena carga de cada maquina deben tener valo­
res iguales. aunque los amperajes de plena carga rio sean los mismos
Con estas condiciones cumplidas las dos 'maquinas,se pueden unir.
En caso contrario si se unen a la misma Unea, 'la que'tiene voltaje
mas,alto en vado haria pasar por la otra una corriente y la que Hene
voltaje mas alto a plena carga, para igualar su voltaje al de la otra ma­
quina, tendria que trabajar sobrecargada.
Para i1ustrar 10 que acabamos de decir, nos'sirven los dos proble­
mas siguientes:
PROBLEMA., Supongamos que se conectan en paralelo dos gene­
radores en derivacion, uno que tenga en vado un voltaje de 125 vol­
tios ya plena carga(48 amperios) un, voltaje de 120 voltios y otro con
un voltaje en vacip de 120voltios y un voltaje de plena carga (32
amperios) de 100 voltios. Se quiere sacar de ambos generadores
una intensidad fixterior, de. 50 amperios. Que fraccion de esta
intensidad total suministra cada generador y que sucedera cuando
esta intensidad total exceda de 65 amperios'!
Para contestar la primera pregunta colocamos las dos carac­
teristicas externas de los dos generadores la una al lado de la otra tal
como 10 muestra la fig. 223. Se corta luego una fajitadepapel,que re­
presenta 50 amperios en In misma escala de las abcisas de las dos ca­
racteristicas. La fajita de papel se mueve paralelamente a las abci­
sas hasta que' sus' dos extremos' toquen las dos caracteristicas. Este
caso 10 hemos representado en la figura y se ve que la tension de am'"
bos generadores es entonces 112 voltios y.que un generador produce
11 amperios y iiI otro 39 amperios: ~
.
.
Si hacemos lamisma operacion en el caso de que se exijan 65 am­
perios en la linea exterior, resultara que el voltaje comtin es de 110
voltios, que uno de los generadores produce 15 amperios y el otro (el
de la caracteristica al lado derecho) produce 50 amperios 0 sea el ma­
ximo que puede dar sin perjuicio del embobinado. Resulta pues que,
a pesar de que los dos generadores son capaces de producir juntos
80 a 82 amperios, no se puede sacarde ellosptasque 65amperios, porque
de la misma manera como 10 hicimos pllra los 50 y 65 amperios de
carga, podemos mostrar que para una carga exterior de p.e.' 75 am­
perios, el generador de la derecha tiene que ,suministrar mas
que 50 amperios, 10 que' dll.iiari'a por 'calentamiento las bobinas
de su rotor.
Suele lIamarse ley de Kirchhoff acerca de las tensiones la si­
guiente: en un solo circuito cerrado (sin ,ramificaciones) la suma
de los voltajes es 0, dandoles a voltajes generados el signo negativo.
130
'L :
_ _ _J f---+-_
°0
~o
rr<:~
"I
I
~
B
A
60
,.1
!lO
40
130
zo
10
10 .
20
j')Q I
40
ClmperiO/ C/f'J'(1Tl'oll(;1(;to/'por. A
Fig, 223
ASI, por ejemplo, en la figu'ra 30 de la prim~ra parte, la su~a de 108
voltajes enelcircuito (cerrado) A -I - B-2 - A'es 0 y IC? mlsmo su­
cede en el circuito ABCDPQGHA de la figura32 d~ la pnmera parte.
Esto nos servira ahora {lara,estudiar las condiciones de,otro siste­
ma. de colaboracion de do's generadores, ,sistema que se encuentra
con frecuencia en las ciudade's para alimentar las·lIneas: de tranvlas.
DOODDDDD
J
000:
Ohm
Fig- 224
.
Enlafig. 224 vemos dos generadores GI Y G2 conectados en para­
lelo (A y D son polos negativos), pero el uno se ericuentra a un extre­
mo de la instalacion general y elotro ,al otro extrema y entre ellos ve­
mas dos consumidores. de corrierite (carros de tranvia),
' • '
·-171 ';
"
"
"
,
"
"
"
130
~ k:-::-
,
f-""
~V
~ t-­
I-Z
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--1-,'
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I
,
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I
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19.0_ 1-­
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•
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,
10
(1m}X'1I0J
20
;'0,
040
de.f(1l'roll<1ofu,},or
A
"
Fig',223
Asf, por ejemplo, en la figura 30 de la primera parte, la suma de los
voltajes en el circuito (cerrado) A-I _ B-2':' A·es 0 y 10 mismo su­
cede en el circuito ABCDPQGHA de la figura32 de la primera parte.
Esto nos servira ahora para',estudiar las condiciones de otro siste­
ma de colaboraci6n dedosgeneradores,. sistema 'que se encuentra
con frecuencia en las ciudades para aliinentar las:Uneas: de tran,,:fas•
. OJ.J
oh~
00000000
Fig- 224
",
En la fig. 224 vemos dos generadores Gl y Gz canectados en para­
lela (A y D son polos negativos), pero el uno se ericuentra a un extre­
mo de la instalaci6n general y elotro ,al otro extremo y entre ellos ve­
mos dos consumidores de corriente (carros de tranvla).
\
-173­
172 ­
PROBLEMA. Si los dosgimeradoresde la fig. 224 tienen la ten­
Ilion indlcada~en ella y si la resistencia de los seis tralnos de rieles
y trolley tienen los valores anotados y los dos carros consulnen 300
y 200amperios respectivalnente, que tension obra sobre cada carro? .
En primer lugar ponemos flechitas a los dis~intos tralnos de
conductores 10 que es muy facm para los tramos AB, CD, EF y KH, pe­
ro dudoso para BC, y F K. A los dos iiltlmos les ponelnos arbitra­
riamente las flechasj si en elcalculo resulta despues una intensidad
negativa, significa que en el tramo correspondiente debemos poner
una flecha en sentido contrario.
Ahora aplicamos la ley de Kirchhoff sobre las intensidades (vea­
&e prilnera parte, pag. 53) para los nudos B,C,Fy K. Hacemos
x = corriente en AB y KH, tenemo's q':le pOl' BCy KF circula la co­
rriente x-300 Y pOl' DC y FE la corriente 500-x.
Luego aplicando la ley de Kirchhoff sobre los voltajes en la for­
Ina'dada mas arriba tendrelnoll:
.
voltaje entre C y F = 555 - 0.15 (500 - x) visto del otro lado, este mismo voltaje sera: 560 - 0.30 x - 0.45 (x-300)
Entonces, eliminando x, tendremos x =239 amperiol!.
Con eBe valor conocido podemos calcular cualquiel elelnento
desconocido como por ejelnplo entre K.y B = 488. 3 voltios.
voltaje entre, C y F = 515.8 voltios., '
La corriente en CD'o FE ell igual a 261 amperiosj la corriente en
BC es ,igual a -61 amperios. E1 signo negativo significa que debemos
cambiar el sentido de la f l e c h a . '
.
,. __ ,.,~,_. Tambien losgeneradorescolnpuestos se acoplan en paralelo. Exis­
te en este trabajo el peligro de un caf11bio de polaridadque,debe evi­
tarse y que se ha conseguido por medio de una conexion que se Ba­
'.,ma igualador y que se ve en la Figura 225.
'
Este igualador no tie- '
ne influencia en el con­
juntopero como se ve en
.Ia tigura, tanto los rotores'
como las bobinas en serie
,quedan conectadasentre ,SI en paralelo. En los ro­ tores la tension, quedara ,igual y en las bobiria's en serie se hace ilnposible la inversion del sentido de la corriente. Mucho, mas diftcil 'es combinar dos gjmerado-, res de corriente alterna. En ellos rio solo debelnos aterider,' ai, voltaje , sino tambien. 'al hecho de que las dos curvas producidas esten en f ase. Seria' perfec­ tamente.posible que las' curvas de ,tension de 108 dos generadores fueran iguales y por 10 tanto igua­ leS'las lecturas de dos vol­ ,tlmetros termicos pero que
.estuvieran desfasadas en­
tre si 'por ejelnplo 1800.
'Fig, 225
En tal caso, al hacer la conexion, las dos curvall se anularian. POI'
esto se' !tace necesario, antes de conectar' en paralelo los gene­
radores .aj la li.nea, hacer el trabajo cuidadoso. y ,delicado que, se
Ilalna, slncronlzar. Para reconocer el momento de "sincronislnO"
.se usan lam paras 0 voltimetros conectados entre lall Inaquinas coInO 10 Inuestran las figs. 226 y 227.
'
h.
:
I
I~
Fig. 22(i
Fig. 227
Supongamos que ~na m'aquina se muev~ a su' yelocidad normal'
y que,la otra maquina se elnpieza a mover. La.segunda alcanzara se­
guramente a producir el mismo voltaje de la prilnera pero.las fases de
las-curvas de ambas maquinas'no concordaran.,En este caso la lam­
para esta~a encendida puesto que en el conductor de la lam para hay
una corrlente debida a la diferencia de los voltajes instantaneos de
cada miiquina. Por, medios, mecanicos retrasamosen 'su movimiento
la segunda maquina y con e8to obligamos las dos curvas a sobrepo­
ne;rse o.sea forzamos las Inaquinas a producir el voltaje maximo en el
mlsmo Instante. Cuando esto se consigue, por supuesto la lampara se
apaga y .en· este il1stante preciso podemos cerrar el interruptor de
la segunda maquina. Cualquier diferencia 0 irregularidad en la mar­
ch,!l d~ este ~omento en adelante queda compensada; si la segunda
maqulna qUI ere retardarse, la otra la impuisa y viceversa. Sucede 10
mismo que en los motores sincronicos~
'Con frecuencia en lugar de la lampara, ocombinado con la lam­
para, se usa un voldmetro. La indicacion 0 del voltilnetro indica que
ambas maquinas tienen la misma frecuencia y que las curvas estan
en fase e.d." indica el sincronismo.
'
Otro si~tema de conexi6n llalnado "defase'';'lara'' es el represen­
.
tado, en la flg-ura 227; En este caso que es selnejante al anterior se'
han cruzado los alambres de los bombillos y por supuesto su voltaje es
0, cuando la diferencia de fase es 180' y maximocuandolas curvas de
los,voltajes de los generadores estan en fase. De Inanera que en este
caso una claridad constante y maxima de la lampara indica el sincro­
nismo.
, .
' ,
Pa~a generadores trifiisicos se procede de maner~ analoga:
c) Rendimiento de los generadores
;
Por s~puesto, un g~nerador.ele'ctrico no es capaz de devolver to­
.da la energla que se Ie entrega en forma de energia mecanica. Sabemos
que.laenergia electrica maxima que se 'puede 8acar de el tiene que
ser menor, porque son lnevitables las p~rdid~s. debid,a8 al calenta­
\
173 ­
esto se' hace necesario, antes de conectar' en paralelo los gene­
radores a; la lfnea, hacer el trabajo cuidadoso y ,delicado que, se
llama sincronizar. Para reconocer el momento de "sincroniamo"
'se usan lamparaa 0 voltimetros conectados entre ,las maquinaa co­
molomuestranlasfigs. 226y 227.
r
Fig. 226
Fig. 227
Supongamos que una maquina se mueve a su' lIelocidad normal'
y que.la otra maquina se empieza a mover. La.segunda alcanzara se­
guramente a produCir el mismo voltaje de la primera pero)as Eases de
las-curvas de ambas maquinas'no concordaran.En este caso la lam­
para estara encendida puesto que en el conductor de la lampara hay
una corriente debida a la diferencia de los voltajes instantaneos de
cada maquina. Por medios mecanicos retrasamosensu movimiento
la segunda maquina y con esto obligamos las dos curvas a sobrepo- >
nerse 0 sea forzamos las maquinas a producir el voltaje maximo en el
mismo instante. Cuando esto se consigue, p~r supuesto la lampara Be
apagij. y en' este instante preciso podemos ce,rrar el interruptor de
la segunda rna quina. Cualquier diferencia 0 irre'gularidad'
la mar­
cha de este momento en adelante queda compensada; si la segunda
maquina quiere retardarse, Ia otra la impulsa y viceversa. Sucede 10
mismo que en los motores sincr6nicos~
Con frecuencia en lugar de la lampara, ocombinado con la lam­
,para, se usa un voltimetro. La indicacion 0 del voltimetro indica que
ambas maquinas tienen la misma frecuencia y que las'curvas estan
en fase e.d. indica el sincronismo.
' ':
'
,
Otro sist!!ma de conexion Ilamado "de fase clara" es el represen­
tado, en la figura 227.' En este caso que es semejante al anterior se'
han cruzado losalambres de los bombillos y por supuesto su voltaje es
0, cuando la diferencia de fase es 180 0 y maximocuandolas curvas de
10s'voltajes de los generadores eatan en fase. De manera que en ,este
caso una daridad c()nstante Y maxima de la lampara indica el sincro­
nismo.
•
Para generadores triEasicos se precede de manera analoga~
en
c) Rendimiento, de los g~neradores
;
Por supuesto, un g~nerador~lectrico no es capaz de devolver to­
da la energia que se Ie entrega en forma de energia mecanica~ Sabemos
que,la energia elecuica maxima que se 'puede sacar de el tiene que
ser menor, porque son inevitaDles'las p~rdidas, debidas al calenta­
-175 -
174 ­
miento de las chuma':z.eras y otras causas. 'Llamase rendimiento 'de
un generador el cuociente entre ,Ia energla electrica producida y la
energia mecanica entregada 'a Ia maquina' y este cuociente es
siempre menor que la unidad. Tambien se suele dar' el valor del ren­
dimiento en tanto POI' ciento, ,asl es que un generador que tenga un
rendimiento de 90%. devuelve en forma de energi'a electrica esta
fraccion de la energia mecanica que se Ie entrega.
Los dos cuadros siguientes dan una idea aproximada del ren*
dimiento y de laaperdidas en los tipos mas usados de generadoresl
, Generadores de corriente continua
l
potencia
rdmto.
Kw.
%
t
80
84
86
88
90
91.4­
92
93
5
10
20
:50
100
200
500
PERDIDAS.
%
nucleos
rozamt. ' imanes
6
5
4
3
2.6
2.3
2.2
2 '
6
4.2
3.6
3.0
2.2
2.0
1.8
1.6
4
3.2
.3.0
2~8
2.2
1.7
1.6
1.4
, Generadores de corriente alterna
PERDIDAS
,'potencia ' rdmto.
%
nu~leo
rozamt. imanes
Kw.
%
2.000
\ 5.000
10.000
20.000
30.000
96
97
97.5
98
98.2
1.50
1.20
1.00
0.80
0.70
0.70
0.45
0.35
0.25
O.lO
1.20
1.00
0.90
0.77
.0.75
rotor,
4
3:6
3.4
3.2
3.0
2.6
2.4
2.0
rotor
0.60
0.35
0.25
0.18'
0.15
Fuera de la variacion deserita de eonexiones,«d maquinista pue...
de interealar reostatos. Todo esto 10 haee por medio de un aparato
manejado con una mallivela y que l.'e eneuentra en la parte delantera
del carro. Las figuras muestran las dos conexi ones entre reostato de
arranque, motor I y motor II.
La fig.,· 231 muestra un
combinador (0 controller) corito
se usa en los tranvlas. POI' ,SCI'
muy pocoexplicativa esta·figu­
.ra, mostramos en la fig. 230
el esquema de un combinador,
pero para mayor faciIidad s610
el combinador de un solo mo­
tor en serie con su re08tato;
Para la combinaci6n re08tato­
motor I-motor II, la .instalacion
es un poco mas complicada
pero analoga.
Las laminas a sectores de
contacta que se hallan dispues:"
tas sobre el cilindro del contro­
ller, estan representadas en 'el
esquema, desarrolladas sobre
un plano.
EI cilindro pucde tamar
once distintas posiciones, de
manera que los muelles que es­
tablecen el contacto se apoyan
Fig;! 228
en cada una de elias sobre una
Fig. 229
generatriz del cilindro, desde
0, que ocupa el lugar meqio;
o
N_
Sobre dan08 etc. vease ma.$ tarde en el capitulo' "Motores".
, 2. ";',Motores
, '
a).Correlacion en:tr~ las caracteri'sticas y el empleo de
. ,';
,..
""
los motores
.. ' EI ~ipo de m~tor que debe emplearse para una instalaci6~ d~ter.;.
J
minadadepende delas condiciones en que va a trabajar. Despuesde
conocidas estas se .buscara el motor cuya caracteristica ,se aeerque
mas a elias.
.
"
,,',
.,'
ASI, por·ejemplo. en un tranvia donde se necesita par dearranque
fuertey velocidad variable, se escogera motor de,caracteristica en serie;
, en herramientas como tornos que exigen velocidades constantes se
emplearan motores en derivaci6n 0 de caracteristica semejante.
, De ano en ano crece la importancia de los tranvlas y ferrocarri­
les electricos. Para los tranvias se prefiere hasta hoy corriente conti­
nua con motores en serie. POI' 10 menoshay,en un carro dos motores
pe esta clase euya conexion entre sles variable segun las necesidades
del viaje. Al principio 'e.d. al arrancar el carro, se canectan los dos
motores en serie y cuando el carro esta viajando los dos motores tra­
bajan en paralelo (pero cada motor POI' 8i queda·en cuanto a su exci­
tacl6nun motor en:.erie). ',,'
.
'
L+-...J-,;I--I--I-l
I
i'i ,i
a
Fig. 230
12
-175 -
Fuera de la variacion descrita de conexiones, el Inaquinista pue­
de intercalar reostatos. Todo esto 10 hace por Inedio de un aparato
, Inanejado con una Inauivela y que ~e encuentra en la parte delantera
del carro. Las figuras Inuestran las dos conexiones entre reostato de
arranque, Inotor I y Inotor II.
La fig." 231 Inuestra un
cOInbinador (0 cQntroller) como
se usa en los tranvlas. Por ,ser
InUY poco explicativa esta' figu­
,ra, InostraInOS en la fig. 230
el esqueIna de un cOInbinador,
pero para Inayor facilidad solo
el cOInbinador de un solo InO­
tor en serie con su reostato.
Para la cOInbinacion reostato­
Inotor I-Inotor II, la .instalacion
es un poco InaS cOInplicada
pero analoga.
Las laIninas 0 sectores de
contacto que se hallan dispues­
tas sobre el cilindro del contro­
ller, estan representadas en' el
esqueIn8, 'desarrolladas sobre
un plano.
EI cilindro puede tomar
once distintas posiciones, de
Inanera que los rnuelles que es­
tablecen el contacto se apoyan
Fig;i 228
en cada una de elias sobre una
Fig. 229
generatriz del cilindro, desde
0, que ocupa el lugar Ineqio,
___
~~----------~-4
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Fig. 230
12
-
176­
hasta 5 por uno y otro lado. Cuando la manivela esta en la posicion 0, cl motor no recibe corriente; cuando esta en la posicion 1 (izq.) la corriente Uega al motor atravesando todas las resistencias, los imanes EF y el inducido A 13; si esta en la posicion 2 sigue el ca­ mino indicado, a excepcion de la primera resistencia; en la posi..;' cion 3 enlazara dir~ctamente con la tercera resistencia; en 4 con la cuarta, y en la 5 se establece la posicion de corto circuito. Al retro­ ceder la'manivela., se aumentara de nuevo la resisten­ cia del motor has­ ta 10grar que este se detenga. Las posiciones 1 hasta 5 de la iz­ q uierda correspon­ den y son simetri­ cas con ias posicio­ nes 1 hasta 5 de la derecha, y al ocu­ par la manivela es~ tas posiciones, la corriente excita­ triz de los electro­ troimanes cambia de sentido, y, por consigu,iente,
el sentido de giro del inducido sera con­ trario del que an­ tes, tenia. -...-, La tension de
la corriente con­
tinua usada en las
ciudades es POl' 10
general 550 voltios,
en las Uneas alre­
dedor de las ciuda­
des y en los subur­
bios se eleva has­
ta 800 voltios y al­
gunas veces hasta
1500 voltios que
es el maximo. Los
tranvlas van siem­
pre sin locomoto­
ras.
Para ferrocarriFig, 231,
les (con y sin loco­
motoras) se h«n usado motores de corriente continua, de corriente
alterna monofasica y'de corriente trifasica. La que mejor resultado
ha dado es la corriente monofasica (49% de los ferrocarriles electricos
en el mundo). Esta en una competencia fuerte con la corriente con
,tinua (40%); mientras que la corriente trifasica (11 %) no ha dado 'el
buen resultado q4e se esperaba en un principio.
La corriente continua en ferrocarriles electricos es por 10 gene­
ral de unos 3000 voltios y la corriente monoiasica de 10 000 a 20 000
-177­
voltios, transformandose en el ultimo caso Ia tension en' transforma­
do'res que por 10 generailleva el mismo tren. Todos estos ferrocarri­
les de alta tension van con locomotoras. Para muchos ferrocarriles
de corriente alterna se esta usando co'n buen resultado corriente de
baja frecutmc;ia (16.67 hertz).
Para bombas.de agua, sobre todo en minas, donde la bombaes
una de las instalaciones mas importantes, se requieren motores que
se acomoden especialmente bien a las condiciones complicadas. No
deben tener nada de partes delicadas. recomendandose por 10 tanto
en primer lugar motoresltrifasicos asincronicos, sin 0 con reostato de
arranque. Nunca deben emplearse, por ejemplo. para b6mbas en el in­
terior de las minas motores de corriente continua porque el con":
mutador es sumamente sensible a la humedad y las chispas en el
pueden facilmente producir explosiones de gas grissou. Bombas'con
embolos se accionan unicamente con motores asincronicos con reosta­
to de arranque por la imposibilidad de arranc.ar las grandes masas de
estas bombas con motoresdejaula sencillao con motores sincronicos.
Para los ascensores tanto en casas como en minas se usan moto­
res asincronicos y motores de corriente continua, prefiriendose en
los ultimos arios mas y mas los primeros.,En ellos hay una dificultad
predominante: elalto amperaje de arranque. En algunos casos se hat
trabajado tambien con motores de repulsion y con motores de colec­
tor trifasicos conectados en serie..
.
,
Para gruas se usan mucho los motores de corriente continua en
serie, pero hay tambien motores,de corriente trifasica en algunas de
ellas. Hace pocos arios valla 10 mismo para los distintos tipos de
dragas. Hoy en dia parece que un 95% de las dragas estan provistas con
motores normales asincronicos.
Para maquinas de talleres debe escogerse el motor apropiado en
cada, caso particular de acuerdo con las condiciones de trabajo de la
maquina. Siempre es preferible usar corriente altern a con tal que se
pueda, porque la corriente alterna es mas comoda y se presta masa la
distribucion. Los tornos en los talleres mecanicostienen hoy en dia,
casi todos. motores asincronicos; sin embargo tornos muy grandes
seven tambien provistos de motores de corriente continua. Vale 10
mismo para fresas y cepillos.
.
Las fabric as de tejidos usan para sus telares motores asincroni­
cos 0 motores en serie para corriente alterna. Las £i.ibricasde papel
usan con mucha frecuencia motores asincronicos, pero hay tambien
los llamados "juegos de tres motores" para corriente continua que
se usan para poder regular la velocidad entre grandes li'mites. Las ti­
pografias trabajan por 10 general con motores asincronicos.
A veces se. presenta el caso de maquinas que unicamente deben
desarrollar esfuerzos grandes ocasionalmente. Cuando esto sucede, el
motor escogido no debe sercapaz de vencer el esfuerzo maximo,la dife­
rencia se suple por medic. de volantes. porque es principio general que
un motor tiene un rendimientci maximo cuando trabaja a la plena
carga para que fue diseriado. Solamente en casos excepcionales los mo­
tores deben ser mas 'potentes de 10 que seria suficiente para la car­
ga media.
"
.
. ,Ademas' de las' consideraciones anteriores hay que poner
cuidado al ambiente de trabajo para el motor, condiciones de los lu­
gares en que se encuentra como vecindad de calderas, polvo, posibi­
lidad de explosiones, presencia de gases corrosivos 0 humedad y ,ven­
tilacion etc.
"
.
El tiempo 'de trabajo influye tambien, porque no es 10 mismo un
motor que ha de trabajar continuamente a uno que deba hacerlo
intermitentemente. Los ultimos, si trabajan constantemente pue­
den calentarse. EI limite permitido de temperatura depende de la
-
178 ­
-
construccion del motor, aislamientos, ambiente etc. y oscila por 10
general entre 40 0 y 80 0 •
Los motores llamados "motores universales" (vease pag. 161)
que se emplean para pequenas herramientas y maquinas y cuya
potencia ,varIa de 1 :10 hasta 1:5 de caballo son motores con con­
mutador ,que funcionan indiferentemente en circuitos continuos 0
alternos para poderse' titilizar en cualquier parte.
Los motoreselectricos mas grandes que hasta hoy, se han con­
truido so'n motores sincronicos de 50.000 caballos.
, b). Danos mas comunes en los motores y generadores y
sus remedios
1.-CORRIENTE CONTINUA
1. PRODUCCION DE CHISPAS.
,CAUSA 1. Colector aspero; no bien tornea­
do, sucio, etc.
REMEDIO
13. Rotura de los conductores del
inducido 0 de las conexiones en­
tre vueltas generadoras y delgas.
14. Defectos de construccion:
, a) polos auxiliares muy debiles
b) espacio insuficiente entre el ro­
tor y la parte fija.
c) enrollamiento malo, no 'sime":
trico en el inducido
d) enrollamiento malo en los polos
auxiliares.
e) voltaje demasiado alto cuando la escobilla abandona la d,elga. Pulir el (:olectorcon carborun­
dum, tornearlo 0 limpiarlo.
repararlo
Llamar al tecnico 0 mandar hi
maquina a la fabrica.
2. EL INDUCIDO SE CALlENTA DEMASIADO
Tornear, quitar la suciedad.
4. Mala posicion de las escobiIlas:
a) no estan ~n la zona exacta
b) no estfm puestas una como la
otra.
c) escobiIlas mal pulidas
Colocar 'ias escobillas en su,
verdadero lugar y pulirlas
aplidmdolas contra el con­
mutadorcuando la maquiria
gira en vaclo.
.
5. Presion insuficiente de las es­
cobillas
Apretarlas
6. Escobillas demasiado delgadas
o demasiado gruesas.
.
Escoger esc:obillas de una for­
,ma apropiada.
9). Contacto
binas. 7. Malos resortes que aprietim las
escobillas.
Apretarlos
8. Inversion de la polaridad de los
polos auxiJiarcs
Averiguar con instrumentos
apropiados el sentido', de la
corriente en los polos auxi­
lares.
9. Cortocircuito en el embobinado
de 10$ polos auxiliares.
Llamar a u,n tt1:cnico
, rarlo.
10). Carbones de escobillas' muy
Acortarlos. largos. 11) Humedad en el enrollamien­
Secar la maquina. to del inducido.
1 'l) Defectos de con'strucci6n:
Llamar al tecnico 0 mandar la
a) mala ventilaci6n para el enro­
. maquina a In fabrica.
llamiento del inducido y del
conmutador.
b) laminas muy viejas.
c) conexiones de las bobinas no
equilibradas.
d) ranuras muy grandes en eJ in­ ducido; grieta de aire entre el rotor y la parte fija demasiado pequena. 11. Velocidad muy alta y por e5to
el campo secundario en el rotor
dema5iado fuerte.
12. Sobrecarga cambiarlos.
idem
0
repa­
1).
2).
3).
,
4).
5).
6).
7l.
8).
Intensidad demasiado alta
Tension demasiado alta.
Mala' colocacion de las esco­
billas Excitadon demasiado fuerte
por velocidad muy baja. Temperatura, muy elevada en
el local. Capas aislantes deterioradas
entre laminas del inducido.
Corto drcuito entre dos delgas
Corto drcuito en una de las "
bobinas det:rotor. Limitarla a 10 debido. idem idem 3. M al aislamiento de las delgas de
bido a mala caUdad de la mica.
10. Contacto entre los p~los auxi­
Hares y el enrollamiento prin­
cipal
tor­
0
Ajustarlo
nearlo.
0
caliente,
Llainar al tti~nico
2. Colector nojo, aislamiento malo
i·
en
179 entre
varias
Aceterar la maquina.' Ventilar el local. Rehacer el inducido Llamar al tecnico 0 repararlo
Llamar al tecnico 0 reparllr
reemplaz:mdo, si es posible,
la espira deEectuosa.
bo- . Llamar ,al tecnico. Regular la velocidad.
3. CALENTAMIENTO DE LOS IMANES
Limitarla.
1. Tension muyalta, velocidad de
la m aquina muy baja.
Volver a las condiciones nor­
males de func1onamiento de
maquina.
-
179 13. Rotura de los conduetores del
inducido 0 de las eonexiones en­
tre vueltas generadoras y delgas.
Llamar al teenie_o
14. Defeetos de eonstruecion:
a) polos auxiliares muy debiles
b) espacioinsuficiente entre el ro­
tor y la parte fija.
c) enrollamiento malo, no 'sime­
trieo en el inducido
d) enrollamiento malo en los polos
auxiliares.
e) voltaje demasiado alto euando
la eseobilla abandona la qelga.
Llamar al tiknieo 0 mandar la
maquina a la fabriea.
0
repararlo
2. EL INDUCIDO SE CALIENTA DEMASIADO
Limitarla a 10 debido.
idem
idem
1). Intensidad demasiado alta
2). Tension demasiado alta.
3). Mala' colocacion de las esco­
billas
4). Excitacion demasiado fuerte
. por velocidad mUy baja.
5). Temperatura muy elevada en
el local.
6). Capas aislantes deterioradas
entre laminas del inducido.
7). Corto dreuito entre dos delgas
8). Corto circuito en una de las
bobinas deW-rotor.
9). Contacto
binas.
entre
varias
bo­
10). Carbones de eseobillas' muy
largos.
11) Humedad en el enrollamien­
to del inducido.,
.
1 'Z) Defeetos de eon'struccion:
a) mala ventilacion para el enro­
lIamiento del inducido y del
conmutador.
b) laminas muy viejas.
c) eonexiones de las bobinas no
equilibradas.
d) ranuras muy grandes en el in­
ducido; grieta de aire entre el
rotor y la parte fija demasiado
pequeiia.
Acel,erar la maquina.' Ventilar el local. Rehaeer el inducido Llamar al bknico 0 repararlo Llamar al tecnico 0 reparar
reemplazando, si es posible,
la espira defeetuosa.
' Llamar ,al ti~enico.
Aeortarlos. Secar la maquina. .
Llamar al tecnieo 0 mandar la maquina a In fabrica.
3. CALENTAMIENTO DE LOS IMANES
I., Tension muyalta, velocidad de
la maquina muy baja.
Volver a las condiciones nor­
males de func1onamiento de
maquina.
') .
tso
-
2). Corto circuito en las bobinas.
Llamaraltecnico, 0, si es cues­
tion de humedad, secar la
maquina.
, 3). Mala ventilacion de los imanes,
bobinas muy pequenas.
Llamar al ttknico 0 mandar la
maquina a la fabrica.
4. CALENTAMIENTO DE LOS POLOS DE CONMUTACION
1). Sobrecilrga de la maquina.,
2). Ventilacion mala.
3). Mala conexion de los
auxiliares entre ai.
polos
Volver a las condiciones nor- '
males de la maquina.
Llamar al U~cnico
Hacer uria< conexion correcta.
o Hamar al tt~cnico.
5. CALENTAMIENTO DEL CONMUTADOR
1). EscobiIlas sucias, mucho ro;'
zamiento.
2). EscobiJIas muy gruesas, cubren
un numero desmasiado gran­
de de delgas.
3). Conmutador danado..
4). Falta de ventiJaci6n.
bobinas del inducido 0 en la
conexi6n entre bobina y delga.
5). Interrupcion del campo de ex­
citacion.
a). En el enroJlamiento.
b). En los alambres entre los bor­
nesy las bobinas de excitacion.
c). En el reostato ·de excitaci6n.
6). Ruptura de los conductores en
los polos de conmutaci6n.
7). Inducido quemado.
8). Imanes quemadoa
9). Mala conexi6n en el enroll a­
miento de los imanes.
a). Polos invertidos
b). Mala sucesi6n de los polos..
10) Perdida del magnetismo re­
manente.
Cambiar escobillas.
. idem
Llam ar al tecnico.
Arreglar las paletas del ven­
tilador.
6. VELOCIDAD IRREGULAR EN LOS MOTORES CON
POLOS DE CONMUTACION. 0
1). Mala colocaci6n de las esco~
bilJas y porestocampo de con­
mutaci6n demasiado fuerte.
Poner las escobiJIas en sU de­
bido lugar.
2). Enrollamiento de conmutaci6n
excesivamente activo.
Poner una resistencia en pa­
ralelo con los polos de con­
mutacion.Si esto no es posi­
ble porqueproduce chispas,
hay que poner algunasvuel­
tas en serie alrededor de los
imanes principales como en
los motores compuestos.
7. LA MAQUlNA NO DA TENSION.
Apretarlas.
1). Las escobilJas tienen contacto
<malo con el conmutador.
2). Resistencia de, las escobiJIas <
grande: Limpiarlo con papel de lija
a). Conmutador sucio. Limpiarlo cuidosamente, lIe­
b).< Aislamiento malo en el con­ varlo al torno.
mutador,·
Buscar la linea neutra.~
3). Eje de <las escobillas malo.
4). Ruptura en el interior de las
181­
Llamar al
tec~ico.
Llamar al tecnico.
idem
idem idem idem idem idem Invertir los cables deconexion.
Restablecer el orden normal
Darlell a los polos un poco de
magnetismo despues de ha­
ber levantado las escobillas.
11). Cone"ion mala en los bornes
del reostato.
Estudiar el plano de conexiones
que acompafia la maquina y
'arreglar las conexiones.<
12) Corto circuito en la red exte­
<
rior.
Buscar el corto circuito y arre­
glar la linea exterior. .
8. EL GENERADOR TlENE POLARIDAD INVERTIDA
1. Polaridad invertida debida a
corto circuito.
Buscar el corto circuito
9. EL MOTOR NO ARRANCA
1.) Fusibles fundidos
2). Las escobillas tienen mal con­
tacto.
3). Mala colocaci6n de las esco­
billas.
4). Ruptura:
a). En el enrollamiento de excita­
cion.
b). En el enrollamiento de los po­
los de conmutaci6n.
c). En el re6stato de arranque
5.) Inducido quemado
6). Ima,nes quemados
7). Carga demasiado grande
8). Enrollamiento de los imanes
mal conectado.
,
9). Conexiones malas en los bor­
, nes del reostato de arranque.
Cambiar fusibles.
Limpiar y tornear.
Buscar la linea neutra.
Llamar al tecnico.
idem
idem,
idem
idem
Disminuirla
Arreglar la conexi6n.
Revisar las conexiones de a­
cuerdo con el diseno que a­
compana la maquina.
10. EL MOTOR ARRANCA AL REVES Cambiar las conexiones de los cables de la corriente de exci­
taci6n.
1.) La corriente de excitaci6n no
tiene la debida direcci6n.
-
181­
bobinas del inducido 0 en la
'conexion entre bobina y delga.
5). Interrupcion del campo de ex­
citacion.
a). En el enrollamiento.
b). En los alambres entre los bor­
nes y las bobinas de excitacion.
c). En el reostato .de excitacion.
6). Ru'ptura de 108 conductores en
los polos de conmutacion.
7). Inducido quenudo.
8). Imanl!!s quemados
9). Mala conexion en el enroll amiento de los imanes.
a). Polos invertidos
b). Mala sucesion de los polos.
10) Perdida del magnetismo ,re­
manente. L1amar al tecnico.
idem
idem
idem
idem
idem
idem
Invertir los cables deconexi6n.
Restablecer el orden normal
Darlea a los polos un poco de
magnetismo despues de ha­
ber levan.tado las escobillas.
11). Coneidon mala en los bornes
del reostato.
Estudiar el plano de conexiones
que acompafia la maquina y
arreglar las conexi ones;
12) Corto circuito en la red exterior. Buscar el corto circuito y arre­
glar la linea exterior. .
<
8. EL CENERADOR TIENE POLARIDAD INVERT IDA
1. Polaridad invertida debida-a
corto circuitO.
Buscar el corto circuito
9. EL MOTOR NO ARRANCA
1.) Fusibles fundidos
2). Las escobillas tienen mal con­
tacto.
3). Mala colocacion de las esco­
billas.
4). Ruptura:
a). En el enrollamiento de excita­
Cambiar fusibles.
Limpiar y tornear.
Buscar la I1nea neutra.
L1amar al tecnico.
cion.
b). En el enrollamiento de los polos de conmutacion.
c). En el reostato de arranque
5.) Inducido quemado
6). Imaues quemados
7). Carga demasiado grande
8). Enrollamiento de los imanes
mal conectado~
•
9). Conexiones malas en los bor­
Ones del reostato de arranque.
,! .
idem
idem,
idem
idem
Disminulrla
Arreglar la conexion.
Revisar las conexiones de a­
cuerdo con el diseno que a­
compana la maquina.
10. EL MOTOR ARRANCA AL REVES
Cambiar las conexiones de los
1.) La corriente de excitacion no
cables de Is corrientede exci­
tiene Iadebidadireccion. tacion.
. "
.. ..
-
182
-
11. EL MOTOR EN PARALELO SE VUELA .
o revisar
1). Regul.cion mala de velocidad.
la colocacion de 4111­
cobillas,o poner un reolltato
. en paralelo con los polos de
conmutacion, 0 ponerles a
, los imanes unas vueltall en
2). Sucesion mala de los polos.
Restablecer el orden normal.
serie ..
12. EL MOTOR EN SERlE SE VUELA
EI motor debe trabajar, por 10
menos con la mitad de su
carga normal.'
,I). Carga. demasiado pequena.
...-:-.
"'~-"=",..",..,
-~
183­
18. EL GENERADOR DA EN UNA FASE UNA TENSION
INSUFICIENTE Y CANTA
1). Corto circuito.,
2). Corto circuito en las bobinas
.
inductoras.
Buscar In bobina danada.
Si el numero de polos es sufi­
cientemente grande puede
quitarse la bobina danada.
19. EL MOTOR MONOFASICO'NO ARRANCA
1). Instalaciorr de arranque mala.
2). Bobina auxiliar quemada.
3). Ruptura en el reostato de a­
rranque.
Revisarla; controlar la bobina
auxiliar de arranque
Llamar al tecnico.
Buscar 411 'dano.
20. EC MOTOR TRIFASICO NO ARRANCA .
13. EL MOTOR COMPUESTO SE VUELA
1). Los enrollamientos de excita­
cion mal puestos. Arreglarloll. 14; CALENTAMIENTO DE LAS CHUMACERAS
1). El aceite estli sucio.
2). Falta de aceite.
3). 'Aceite muy delgado.
4). Chumaceras quemadas.
5). Anillos de lubricacion malos.
6). Correa muy templada.
7). Dhimetro del eje muy peque­
no, presion sobre el excesiva.
Filtrar el aceite. Echarle aceite. Cambiar 411 aceite. Pulirlas 0 reemplazarlas. Reemplazar la chumacera. , Aflojarla. ,Escoger las proporciones ade­ cuadas.
8). EI inducido'roza con una chu­
Llamar al tecnico.
Macera.
. 9). EI inducido no tiene juego su­
ficiente entre las chumaceras.
Cambiar las chumacerall•
15. LA MAQUINA HACE MUCHO RUIDO
1). Ranuras y dientes muy sepa­
rados en 411 iriducido. 2). Poco espacio entre rotor y par­
te fija. 3). Laminas sueltas en los nucleos.
4)., Chumaceras desgastadas.
Llamar al tecnico. idem idem idem II. lVlAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA '\-1ONOFASICA
Y TRIFASICA.
,
16. CHISPAS EN LOS
ANILLOS COLECTORES
1). Anillos colectores sucios.
2). Escobillas malas, sucias etc,
3). Contacto intermitente.
Limpiarlos.
,
Limpiar, apretar, acortar, etc. Limpi~r, apretar•. 17 CALENTAMIENTO DE LAS BOBINAS FIJAS
1). C orto circuito entre las bohi­
nas 0 entre las fases. Buscar el corto circuito. 1). Ruptura en el rotor.
2). Ruptura en el reostato de a­
rranque.
3). Contacto malo entre anillos
colectores y escobillas.
.
4). Una fase del estator danada.
5). Mala conexion: estrella en vez
de triangulo. ,6). Soldaduras en 411 rotor daiiadas
7). Carga muy alta.
--
~-~-'-~----:::;;;;a-.
Llamar al tecnico.
idem
Limpiar, tornear, apretar, etc.
Llamar al tecnico.
Cambiar la conexion (vease
tambien el dana descrito en
la pag. 159)
'Revisarlas.
Disminui'r la carga.
Los motores' de jaula no pue­
den arrancar sino con carga
reducida.
c) .. Calculossobre rendimiento en los motores
EI rendimiento de un motor electrico es la relaci6n entre la e­
nergi'a aprovechada en forma de trabajo mecanico y la energi'a en­
tregada al motor en forma de energ1a etectrlca (joulios). EI cuociente
de estos dos valores-como sabemos -nunca alcanza a ser igual a 1. Se
dice: 411 rendimiento siempre es menor que .100%. Tamhien se sabe
Clue para determinar tal rendimiento basta dividir la potencia litH
por la potencia consumida, puesto que 411 tiempo durante 411 cual
se desarrollan am bas potencias es el mismo.
Para determinar este rendimiento experimental mente, no hay
ninguna difi'cultad, basta determinar h.-potencia (e14ktrica)absorbida
por 411 motor, ya que cada electricista tendra a mano siempre los dos
instrumentos necesarios, 0 sea un volti'metro y un amperi'metro.
Para determinar de otro lado lapotencia mecanica, se usan los lIa­
mados frenos, que cada ingeniero conoce. como 411 freno de Prony 0 el
freno de cinta. Determinada con unodeestos aparatos la potencia
mecaniCa, p. e. en caballos de vapor, no hay sino queconvertirlos ki­
lovatiosmedidos, tambien en caballos de vapor y dividir un valor por 411
otro y se ha determinado el rendimiento. No exige expJicacion el he­
cho de que en reaJidadel motor "devuelve" completamente la ener­
gia que 1141 Ie entrega en forma de energiaelectrica, pero si hablamos de
rendimiento, entonces consideramos al lado del trabajo mecanico,
unicamente aquella energi'a que.el hombre verdaderamente puede
~
-
183­
18. EL GENERADOR DA EN UNA FASE UNA TENSION INSUFJCJENTE Y CANTA
'
1). Cor to circuito.
.2). Carto circuito en las bobinas
inductoras.
Buscar la bobina dariada.
Si elnlimero de polos es sufi­
dentemente grande puede
quitarse la bobina dariada.
19. EL MOTOR MONOFASICO'NO ARRANCA
1). InstalaciOI1 de arranque mala.
2). Bobina auxiliar quemada.
3). Ruptura en el re6stato de a­
rranque.
Revisarla; controlar la bobina
auxiliar de arranque
Llamar al tecnico.
Buscar el 'dario.
20. ECMOTOR TRIFASICO NO ARRANCA '
1). Ruptura en el rotor.
2). Ruptura en el reostato de a­
rranque.
3). Contacto malo entre aniIIos
colectores y escobillas.
.
4). Una fase del estator dafiada.
5). Mala conexion: estrella en vez
de triimgulo. 6). Soldaduras en el rotor daiiadas
7). Carga muy alta.
Llamar al tecnico.
idem
Limpiar. tornear, apretar, etc.
Llamar al tecnico. Cambiar la conexion (vease tambitm el dano descrito en
la pag. 159)
'Revisarlas. Disminutr la carga. Los motores' de jaula no pue­
den arrancar sino con carga
reducida.
c).
Ciilculos sobre rendimiento en los motores
EI rendimiento de un moto~ electrico es la relacion entre la e­
nergla aprovechada en forma de trabajo mecanico y la energla en­
tregada al motor en forma de energla electrica (joulios). EI cuociente
deestos dos valores-como sabemos-nuncaalcanza a ser iguala 1. Se
dice: el rendimientosiempre es menor que ,100%. Tambien se sabe
Que para determinar tal rendimiento basta dividir la potencia litH
por la potencia consumida, puesto que el tiempo durante el cual
se desarrollan ambas potencias es el miamo.
Para determinar este rendimiento experimentalmente, no hay
ninguna diflcultad, basta determinar la potencia (electrica)absorbida
por el motor, ya que cada electricista tendra a mano siempre los doa
instrumentos necesarios, 0 sea un voltimetro y un amperlmetro.
Para determinar de otro lado la potencia mecanica, se usan los lla­
mados frenos, quecada ingeniero conoce, como elfreno de Prony 0 el
freno de cinta. Determinada con unodeestos aparatos la potencia
mecanica, p. e. en caballos de vapor, no hay sino que convertir los ki­
lovatios medidos, tam bien en caballos de vapor y dividir un valor por el
otro y se ha determinado el rendimiento. No exige explicacion el he­
eho de que en realidadel motor "devuelve" completamente la ener­
gla que se Ie entrega en forma de energla eleetrica. pero si hablamos de
rendimiento, entonces eonsideramos allado del trabajo medinico,
unleamente aquella enerl:la queel hombre verdaderamente puede
..
-
t •
184
aprovechar para sus fines; el resto es energia que se manifiesta en
forma de calentamiento de las chumaceras, conductores etc. y que
esta comprendida bajo el nombre colectivo de perdidas.
En un motor hay perdidas por varias causas: en primer lugar,
cuando el rotor gira, las chumaceras se calientan por rozamiento; a­
demas el aire Ie ofrece al rotor cierta resistencia que hay que vencer.
Estas causas ocasionan las lIamadas perdidas mecanicas. Tambien,
por el paso de las corrientes del rotor y de las' bobinas de excitacion Sf'
calientan los respectivos conductores y obtenemos asi las lIamadas
"perdidas 12 .R", 10 que quiere decir que la potencia'perdida, origina­
da por estas causas se computa conociendo la intensidad correspon­
diente (I) y la tension correspondiente (I.R), cuyo producto es I.I.R.
Fuera de estas hay perdidas debidas a las corrientes de Foucault
que se forman en el hierro del rotor. Siendo el mismo hierro conduc­
tor de la electricidad y existiendo alrededor de el conductores con co­
rriente esclaro que en el tienen que originarsecorrientesde inducci6n
quepe;tenecen a ladase deaquellas corrientes parasitas que hemos
estudiado en la pagina 96 de la primera parte. Para reducir estas co­
rrientes parasitas a un' minimo, los nucleos de hierro de las maqui­
nas electricas se suelen construir de un gran numero de laminitas del­
gadas de hierro, bien aisladas entre sl con papel de seda 0 barniz. Por
fin ocurren perdidas que se deben al fen6meno de histeresis, estu­
diado tam bien en la primera parte (pag. 83)., Debido al hecho de
que siempre se necesita cierta energia para destrulr el magnetismo
remanente, hay' que gastar esta energia sin paderla aprovechar para
los fines exigidos del motor; estas "perdidas de histeresis" se mani­
fiestan en un calentamiento de losimanes y pueden calcularse pla­
nimetricamente conociendo el area de histeresis del hierro usado en
laconstrucci6n de los i m a n e s . ·
'
De las citadas 4 perdidas (perdidas mecanicas, perdidas 12.R.
perdidas por corrientes parasitas y perdidas de histeresis) algunas per­
manecen constantes, aunque la carga del motor varie, mientras que
otrns varian con la carga. Se encuentra muy facilmente que las per­
didas J2 • R hay que subdividirlas en dos partes: las perdidas en la
excitaci6n y las perdidas en el rotor. Estas ultimas son las perdidas
variables en un motor en derivaci6n, puesto que a medida que crece
la carga mecanica aumenta tambien la intensidad en el inducido.
Todo 10 anteriormente dicho 10 recalcamos y explicamos ahora en
un ejemplo practico:
PROBLEMA: Un motor en derivacion de 115 voltios tiene 105 conduc,·
'tores del rotor con una resistencia de 0.13 ohmios y bobinas de exci­
tacioncon una resistencia de 84 ohmios. Si el motor trabaja en vado,
el amperimetro en la linea alimentadora muestra 5,2 amperios. Si el
\ motor trabaja a plena carga el 'instrumento muestra 60 amperios.
leual es el rendimiento del motor?
'
En primer lugar determinamos la intensidad de excitacion que
es igual a 115:84
1.37 amperios. Luego, el inducido debe tomar 5.2
- 1.37 ;". 3.83 amperios cuando el motor esta Jrabajando en vacio. De
alIi se deduce que las perdidas J2 .Ren el inducido (que son las unicas
variables) son igual a 3.83 2 X 0.13 =aprox. 2 vatios. Ahora bien, cuando
el motor esta trabajando en vado, toda la energia entregada se pierde.
Alcanzan en este caso las perdidas totales a 5;2. 115
598 vatios, ob­
tenemos asi que nuestro motor tiene como perdidas constantes 598
- 2 ~ 596 vatios.
A plena carga pasan por el rotor 60 - 1.37
58.63 amperios, de
manera que las perdidas 12. R en el rotor y a plena carga son iguales a
58.63 2 X 0.13 =447 vatios. Pero, siendo las perdidas totales iguales a las
'perdidas cori~tantes mas las perdidas 12 R del rotor, nos resulta que
~.
185
las perdidas totales cuando el motor trabaja' a plena carga alcanzan
a 596
447 = 1043 vatios.
,
La potencia entregada al motor (a plena cargal es igual a 60. 115
= 6900 vatios, las perdidas'son 1043, luego la potencia uti! es igual a
6900 - 1043 = 5857 vatios. EI rendimiento de la maquina sera enton­
ces
5857
0.85
6900
•
Se dice: el rendimiento es 85%.
,
.
EI mismo resultado hubieramos obtenido determinando los 6900
vatios entregados y midiendo la potencia mecanica del motor a plena
carga con un freno de Prony.
Lo que acabamos ,de calcular vale para un motor en paralelo, y
para generadores en paralelo se procede de manera analoga. EI proble­
. rna se vuelve un poco mas complicado si se trata de d_ete~minar
los datos analogos para un motor en serie, porque en tal maqulna to­
das las perdidas son variables, ya que el '!I0tor no corre a la misma ve­
locidad con carga que sin carga (fuera del hecho de que muchas veces
se prohibe trabajar en vacio con un motor en serie.)
,
En tal caso se procede de la siguiente manera: se hace gil'ar el mo­
tor con su carga y se anotan velocidad. amperaje y voltaje entre­
gado. Despues se abre la conexi6n entre excitacion y rotor y se excitan
los imanes independientemente con la misma intensidad de antes.
Ahora el motor es un motor con excitacion independiente y se
hace trabajar (10' que puede hacerse sin peligro) en vado, en­
tregandole un voltaje al 'rotor suficientemente alto para que corra a
la misma velocidad anterior con carga. En el ultimo experimen­
to se apuntan voltaje entregado al rotor e intensidad ,en el ro­
tor y voltaje entregado a los imanes y amperaje en los imanes. Se
hacen las operaciones matematicas correspondientes y se obtie­
ne asi la potencia del motor en vacio, qUe toda es perdida. Del
valor total se resta el valor 12 R correspondiente al rotor y la diferencia
consta de perdidas mecanicas, perdidas por histeresis. perdidas por
'corrientes parasitas y perdidas 12 R en los imanes. A la suma de estas
perdidas se agrega el valor 12 R para el rotor,cuando et motortrabaja
con carga y esta ultima suma nos da las perdidas totales cuando el
motor esta trabajando.
+
1- Transformadores
Estudiaremos en este capitulo aquellas instalaciones y disposi­
tivos que sirven para convertir corriente alterna en corriente conti­
nua (10 inverso notiene aplicaci6n practical, corriente continua en
corriente continua interrumpida, corriente alterna'de cierto voltaje
en corriente alterna de otro volta.ie y corriente continua de cierto vol­
taje en corriente continua de otro voltaje.
1. - Carrete de Ruehmkorff
EI aparato conocido bajo-este n.ombre (tam bien !fe habla d,,; "in­
ductor de chispas") representa proplamente nada mas que un Juego
de dos bobinas, exactamente como las que hemos estudiado con dete­
nimiento en la primera parte pagina 88. (vease fig. 232).
Loscarretes de Ruehmkorff que se ven con frecuencia en laborato­
rios de fisica y en clinicas,constan de dos bobinas y un nucleo de hie­
rro. Alrededor del nucleo va la Ilama'da bobina primaria ~e pocas vuel­
tas de un alambre grueso y alrededor de ella va la boblna secunda­
'ria de muchas vueltas de un alambre delgado. Los alambres de las
dos bobinas estan cuidadosarnente aislados. A la bobina primaria se Ie
entrega corriente continua interrumpida (de manera que al equipo
\ '.
"
185
las perdidas totales cuando el motor trabaja a plena carga alcanzan
a 596
447 = 1043 vatios.
La potencia entregada al motor (a plena carga) es iguala 60.115
6900 vatios, las perdidasson 1043, luego la potencia uti! es igual a
6900 - 1043
5857 vatios. EI rendimiento de lamaquina sera enton­
ces
.
5857
0.85
6900
Se dice: el rendimiento es 85%.
EI mismo resultado hubieramos obtenido determin'ando los 6900
vatios entregados y midiendo la potencia mecanica del motor a plena
carga con un freno de Prony.
Lo que acabamosde calcular vale para un motor en paralelo, y
para generadores en paralelo se procede de manera analoga. EI proble­
. rna se vuelve un poco mas complicado si se trata. de determinar
los datos analogos para un motor en serie, porque en tal maquina to­
das las perdidas son variables, ya que el motor no corre a la misma ve­
locidad con carga que sin carga (fuera del hecho de que muchas veces
se prohibe trabajar en vacio con un motor en serie.)
En tal caso se procede de la siguiente manera: se hace gii'ar el mo­
tor con su carga y se anotan velocidad, amperaje y voltaje entre­
gado. Despues se abre la conexion entre excitacion y rotor y se excitan
los imanes independientemente con la misma intensidad de antes.
Ahora el motor es un motor con excitacion independiente y se
hace trabajar (10 que puede hacerse sin peligro) en vacio, en­
tregandole un voltaje al rotor suficientemente alto para que corra a
la misma velocidad anterior con carga. En el ultimo experimen­
to se apuntan voltaje entregado al rotor e intensidad ,en el ro­
tor y voltaje entregado a los imanes y amperaje en los imanes. Se
hacen las operaciones matematicas correspondientes y se obtie­
ne asi la potencia del motor en vaclo, que toda es perdida. Del
valor total se resta el valor J2 R correspondiente al rotor y la diferencia
consta de perdidas mecanicas, perdidas por histeresis, perdidas por
'corrientes parasitas y perdidas 12 R en los imanes. A la suma de estas
perdidas se agrega el valor 12 R para el rotor,cuando el motortrabaja
,con carga y esta ultima suma nos da las perdidas totales cuando el
motor
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