Maquinas rotativas electricas

Las maquinas rotativas eléctricas

las maquinas rotativas electricas son el resultado de aplicar los principios electromagnéticos y mas que todo de la ley de inducción de Faraday.
Cuando hablamos de maquinas eléctricas nos estamos refiriendo a unos equipos, que realizan una conversión de energía de una forma a otra donde una de ellas por lo menos es eléctrica.
las maquinas eléctricas pueden ser de dos tipos estáticas y rotativas, hoy nos referiremos a las rotativas mas adelante hablaremos de las estáticas y en concreto del transformador.

Dentro de las rotativas encontramos los motores que transforman la energía eléctrica en mecánica y los generadores que transforman la energía mecánica en eléctrica.

Los generadores y motores tienen una parte que gira llamada rotor o armadura a diferencia de los transformadores que están compuestos exclusivamente por partes estáticas.

Las maquinas rotativas están formadas principalmente por dos parte:

Estator que es la parte fija

Rotor que es la parte móvil, parte giratoria.

Otra parte también muy importante es el entrehierro que es el espacio que hay entre el estator y el rotor y que permite que la maquina gire.
Si pasamos de un sistema eléctrico a través de una maquina rotativa eléctrica a un sistema mecánico se trata de un motor, y si es a la inversa osea de un sistema mecánico a uno eléctrico se trata de un generador.

En los motores nos encontramos que el estator es la parte fija y es el inductor que debido al fenómeno de la autoinduccion almacena energía en forma de campo magnético, y el rotor que es la parte rotativa se llama el inducido que mediante la inducción del estator convierte la energía eléctrica en mecánica, en cuanto a los generadores es al revés sera el rotor el que induce al estator y este mediante la inducción transforme la energía mecánica en energía eléctrica.

Por hacer una pequeña clasificación:
Distinguiremos principalmente entre las maquinas que generan energía eléctrica a través de la energía mecánica (generadores) y las maquinas que producen energía mecánica a través de la energía eléctrica (motores).
Tanto los generadores como los motores podrán ser alimentados por corriente alterna y por corriente continua, distinguiendo la dinamo como generador en continua y el alternador en corriente alterna.
Dentro de los motores de alterna distinguimos los monofasicos y los trifasicos. En los motores de corriente continua podremos distinguir motor en serie motor compound, motor eléctrico sin escobillas, motor shunt, tanto los motores de alterna y de continua tendrá su entrada explicandolos mas detenidamente.

El movimiento y el magnetismo producen electricidad en el generador, mientras que la electricidad y el magnetismo producen el movimiento en el motor.

El contactor eléctrico

El contactor eléctrico.

El contactor es un mecanismo electromecánico, similar a un relé electromagnético convencional, pero con la diferencia de que es utilizado para tensiones e intensidades mas elevadas. el contactor esta formado por una bobina que actúa de electroiman y que conecta y desconecta una serie de contactos, estos contactos pueden soportar grandes intensidades, podemos encontrar contactores que se alimentan tanto de corriente continua como de corriente alterna.

El contactor esta formado por electroiman (bobina) de mando y de control, una serie de contactos principales llamados de fuerza o de potencia, normalmente son de tipo NO (normalmente abiertos), aunque aveces también los encontramos del tipo NC (normalmente cerrados), el contactor también tiene unos contactos auxiliares o de mando que pueden ser del tipo NO o NC.
la diferencia principal entre los contactos principales o de fuerza y los contactos auxiliares o de mando es que los contactos de fuerza pueden soportar corrientes mas elevadas, los contactos de fuerza soportan las corrientes del circuito de potencia y los contactos de mando soportan las corrientes del circuito de mando.
Su representación gráfica seria:

 

A continuación vemos unos ejemplos del circuitos de potencia y de mando, de un contactor, en este caso se trata del arranque de un motor trifásico a través de un contactor, mediante enclavamiento o realimentacion del pulsador de marcha S01 con el contacto NO 13/14, una vez pulsado el pulsador de marcha este quedara realimentado por el contacto auxiliar del contactor.

Circuito de potencia.

Circuito de mando.

Los automatismos cableados

Los automatismos cableados.

Los automatismos también llamados circuitos de maniobra, son los que permiten el mando y la regulación de las maquinas eléctricas.
En función de la tecnología empleada para la implementación de un sistema de control podemos distinguir entre automatismos cableados ( lógica cableada ) y automatismos programados ( lógica programada ). Los automatismos cableados son aquellos que se realizan por medio de uniones física entre los elementos que forman el sistema de control, y los automatismos programados son los que se realizan a través de un microplc, que los veremos mas adelante.

El circuito de maniobra.

El circuito de maniobra o automatismo esta formado por un conjunto de aparatos, componentes y elementos que nos permiten la conexión, desconexión o regulación de la energía eléctrica procedente de la red eléctrica hacia los receptores ( motores, lamparas, batería de condensador, etc. ).
en el circuito de maniobra podemos distinguir entre circuito de potencia y circuito de control:
El circuito de potencia es el encargado de conectar o desconectar un receptor a partir de la acción realizada por el circuito de mando. el elemento fundamental en cualquier circuito de potencia es el contactor, pronto dedicare una entrada a los contactores.
El circuito de mando o circuito de control es el encargado de realizar las acciones de activación y desactivacion a distancia del circuito de potencia, ademas de temporizar o retardar dichas acciones, los elementos básicos de de cualquier circuito de mando son: los reles de mando, los temporizadores, los auxiliares de mando y los autómatas programables que como ya he dicho anteriormente los veremos mas adelante.

Dispositivos de mando básicos.

Estos elementos nos permiten ordenar la ejecución  de operaciones diversas, como ele arranque, la parada, el cambio de velocidad, etc, de diferentes maquinas eléctricas, como por ejemplo los motores.
distinguimos dos grandes grupos de dispositivos de mando:
elementos de mando manuales y sensores.

Elementos de mando manuales.

Son aquellos que el operario acciona para conectar, y desconectar y , en general, gobernar, las instalaciones eléctricas.
los mas importantes son pulsadores, interruptores, conmutadores y selectores.

Detectores automáticos y sensores.

Permiten la conexión, desconexion, y mando en general de instalaciones eléctricas sin intervención directa de un operario.
Destacamos los finales de carrera o interruptores de posición, detectores de temperatura, detectores fotoeléctricos, detectores de presencia, etc.

Los dispositivos de regulación y los actuadores.

Los reguladores o controladores también conocidos como controladores, son elementos que permiten que la magnitud física que se desea controlar ( velocidad, temperatura, presión, etc. ) permanezca siempre entre ciertos valores admisibles sin intervención directa de un operador humano, un ejemplo claro y significativo es el termostato domestico para el control de la temperatura.
El controlador electrónico, es un dispositivo ya sea analógico o digital que calcula la acción de control necesaria a partir de una cierta ley de control determinada previamente. Para ello utiliza las señales de entrada y el valor de la variable de salida.

Actuadores.

Las acciones de control que debe suministrar el controlador a la planta o proceso para obtener el valor adecuado de la variable de salida deben ser de una potencia considerable especialmente en industria, lo que hace que estos controladores que en esencia es un circuito electrónica de baja potencia, no pueda proporcionar esos niveles tan grandes de tensión o corriente. por lo tanto en la mayoría de las aplicaciones entre el controlador y la planta suele existir lo que conocemos como actuador.
en definitiva un actuador es un dispositivo que permite transformar un magnitud eléctrica en otra no eléctrica o bien permite la amplificación de un mismo tipo de energía

Representacion de circuitos electricos

Circuitos Eléctricos Básicos.

Uno de los circuitos eléctricos mas simples que podemos encontrar en una vivienda es el formado por una lampara que podemos encender y a pagar por medio de un interruptor. Su esquema de principio o funcional se muestra en la siguiente figura.

Se procura que sean sencillos y esquematizados para una fácil compresión.


Esquema circuital o Multifilar.

Si lo que representamos son todos los elementos, todos los conductores y su recorrido y ademas se realiza el conexionado y la situación de los elementos de forma parecida a la situacion real de estos nos encontraremos con los esquemas multifilares.
Cruzaremos por medio "de una fina raya oblicua " todos los conductores que van dentro del mismo tubo.

La ventaja del esquema multifilar es que refleja a que circuito pertenece cada elemento.
Otro ejemplo de circuito multifilar.

Esquema unifilar.

Este esquema puede simplificarse representando con una sola linea todos los conductores alojados dentro de un tubo. De esa manera se obtiene el esquema unifilar de la instalación. Por medio de pequeños trazos oblicuos representaremos el numero de conductores alojados en cada tramo de tubo. Si llevan mas de tres cables, se pondrá un solo trazo y un numero indicando el numero de estos.

Tanto en los esquemas multifilares como en los unifilar, para darles uniformidad representaremos sus componentes en tres niveles:
 a) superior caja o caja de derivacion
 b) medio caja o cajas de mecanismos ( pulsadores, interruptores etc )
 c) inferior cajas de tomas de corrientes, bombillas.

Magnitudes eléctricas.

Magnitudes eléctricas.

Intensidad eléctrica.

Es la cantidad de electrones que circulan por un material en un segundo. La unidad que utilizamos para medirla es el Amperio ( A ). Realizando un símil hidráulico la intensidad eléctrica es la cantidad de agua que circula por un punto de una tubería por un segundo.
Se denomina da forma común por la corriente eléctrica, ten en cuenta que para identificarla plenamente, una cierta intensidad eléctrica se debe conocer su magnitud y su sentido de circulación, es decir su valor y su signo.

La tensión eléctrica.

Para que circule una corriente eléctrica a través de un material es necesario que exista una diferencia de potencial eléctrico entre sus extremos. Esto es semejante al desnivel que se debe producir en una tubería para que por su interior discurra una determinada corriente de agua.
La diferencia de potencial ( Tensión ) es conocida como tensión eléctrica, voltaje. La unidad de tensión es el voltio ( V ).
Cuando el valor y el signo de una tensión permanece invariable en el tiempo hablamos de una tensión continua, mientras si su magnitud y polaridad cambian con una frecuencia determinada hablamos de una corriente alterna.

La resistencia eléctrica.

Es la mayor o menor oposición que presenta un material al paso de una corriente eléctrica, la unidad de resistencia es el ohmio ( 𝝮 ).
En 1827 George Simón Ohm definió la resistencia eléctrica y propuso la ley que la relacionaba con la tensión y la intensidad.
Esta relación conocida como ley de Ohm expresa que la intensidad eléctrica que fluye por un conductor es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia.