lunes, 31 de enero de 2011

PARTES CONSTRUCTIVAS DE LOS MOTORES



ESTATOR 
Es la parte fija del motor. Una carcasa de acero o aleación ligera rodea una corona de chapas delgadas (del orden de 0,5 mm de grosor) de acero al silicio. Las chapas están aisladas entre sí por oxidación o mediante barnices aislantes.
El laminado del circuito magnético reduce las pérdidas por histéresis y por corrientes de Foucault. Las chapas tienen unas ranuras en las que se colocan los arrollamientos estatóricos destinados a producir el campo giratorio (tres arrollamientos en caso de un motor trifásico). Cada arrollamiento está constituido por varias bobinas. La forma de conexión de estas bobinas entre sí determina el número de pares  de polos del motor, y por tanto, su velocidad de rotación.
 
CARCASA
A la carcasa se le llama a veces bastidor principal. Es el cimiento de la máquina y sostiene a todos los otros componentes. Además sirve para completar el campo magnético entre las piezas polares. Se construye con hierro fundido o acero laminado. 
YUGO DE CARCASA 
Es común que esta pieza esté fabricada de placa de acero blando laminado pero, en grandes generadores de alta demanda en donde se presentan cambios rápidos de carga, se pueden usar laminaciones. La carcasa sólida tiene una constante magnética de tiempo de 1/2 s o más, dependiendo de su grosor; la de la carcasa laminada va de 0.05 a 0.005 s.

PIEZAS POLARES
Las piezas polares están formadas por muchas capas delgadas de hierro o acero, unidas entre sí y sujetas por dentro de la carcasa. Estas piezas polares sostienen las bobinas de campo, y están diseñadas para producir un campo concentrado. La laminación de los polos se debe a que evitan las corrientes pa­rásitas. Dirigen el flujo magnético con polaridad alternativa al inducido y llevan al devanado de excitación. Intercalando las piezas polares principales con los polos van montados los auxiliares y el flujo magnético producido por la excitación de las piezas polares es constante en el tiempo.

BOBINADOS DE CAMPO 
Los bobinados de campo, cuando están montados sobre las pie­zas polares, forman electroimanes que suministran el campo magnético necesario para el funcionamiento de la dínamo. A los bobinados y piezas polares se les llama a menudo campos. Los bobinados son bobinas de alambre aislado que ha sido arrollado de manera que encaje en forma ajustada en las piezas polares. La co­rriente que circula por las bobinas produce el campo magnético. Las dinamos pue­den tener dos polos o varios pares de polos. Cualquiera que sea el número polos, los alternos siempre tendrán polaridad contraria.

POLOS DE CONMUTACIÓN
Están hechos de chapa laminada debido a las variaciones rápidas de la corriente de inducido, sirven para corregir parcialmente o completamente los problemas de la reacción de inducido y los Voltajes Auto inducidos (llamados en ocasiones golpe inducido) que se presenta en los segmentos colectores puestos en corto por las escobillas.
Polos de Conmutación: la idea básica de este nuevo enfoque es que si el voltaje de los conductores sujetos a conmutación puede igualarse a cero, entonces no habría chisporroteo en las escobillas. Para lograr esto, pequeños polos, llamados polos de conmutación se localizan directamente sobre los conductores que se van a conmutar. Con la provisión de un flujo por los polos de conmutación, puede eliminarse totalmente el voltaje de las bobinas que experimentan la conmutación. Si la eliminación es completa entonces no habrá chisporroteo en las escobillas

¿Qué polaridad debe tener el flujo en los polos de conmutación? Los polos de conmutación deben inducir un voltaje en los conductores que van a someterse a conmutación, contrario al voltaje causado por el desplazamiento del plano neutro y por los efectos de los voltajes auto inducidos. En el caso de un generador, el plano neutro se desplaza en la dirección de la rotación. Esto significa que los conductores sujetos a conmutación tienen la misma polaridad de voltaje que la de los polos que acaba de dejar. Para contrarrestar este voltaje, los polos auxiliares deben tener flujo contrario, que es el del polo que sigue. En un motor, sin embargo, el plano neutro se desplaza en dirección contraria al sentido de rotación y los conductores que van a ser objeto de conmutación tienen el mismo flujo que el polo al que se están aproximando. Con el objeto de contrarrestar este voltaje, los polos auxiliares deben tener la misma polaridad que el polo principal anterior.
Por consiguiente:
1.- En un generador, los polos auxiliares deben tener la misma polaridad que el siguiente polo principal que se acerca.
2.- En un motor, los polos auxiliares deben tener la misma polaridad que el polo principal anterior.

DEVANADOS DE COMPENSACIÓN
Como ya se menciono anteriormente el estator consta del yugo, polos principales y polos auxiliares con sus respectivos devanados, pero en las maquinas eléctricas existe un riesgo el cual consiste en la deformación del campo en este caso los devanados de compensación entran en acción para evitar dicha deformidad del campo.
El uso de devanados de compensación reduce el número de vueltas requerido en los campos de polo de conmutación, y esto materialmente reduce los flujos de fuga en el campo y, a su vez, las saturaciones del polo a corrientes elevadas. Los ampere-vueltas en el campo de conmutación se reducen en alrededor de 50% con el uso de un campo de compensación. Este nuevo devanado puede ser considerado como algunas de las vueltas eliminadas del devanado del polo de conmutación y reubicadas en ranuras de las caras del polo principal.

PORTA-ESCOBILLAS
Este componente consiste en una pieza de material aislante, sostiene las escobillas y sus conductores respectivos. Los porta escobillas vienen asegurados con grapas al casquete delantero. En algunas dínamos los porta escobillas pueden hacerse girar alrededor del árbol para su ajuste.

TAPAS O SOPORTES
Están conectadas mecánicamente con el yugo y contienen los cojinetes con los que se soporta el eje de la armadura, así como, en algunas maquinas, los porta escobillas.

ESCOBILLAS
Las escobillas rozan sobre el colector y transportan la tensión gene­rada a la carga. Las escobillas suelen estar elaboradas de grafito duro y son mantenidas en posición por el porta escobillas. La escobillas puedan subir y ba­jar dentro de los porta escobillas para seguir las irregularidades de su superfi­cie del colector. Un conductor Flexible llamado chicote conecta la escobilla con el circuito externo.

ESCOBILLA DE CARBÓN (O SIMPLEMENTE CARBONES)
Estas piezas se deslizan sobre las barras del conmutador y llevan la corriente de carga de las bobinas del rotor al circuito externo. Los porta carbones sujetan los carbones contra la superficie del conmutador mediante resortes, para mantener una presión razonablemente constante y que se deslicen de modo uniforme.

RODAMIENTOS 
Contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias de la máquina. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. En chumaceras de generadores de capacidad grande se emplea colchón de aceite a presión para reducir las pérdidas por fricción.
En máquinas de capacidad baja se utilizan frecuentemente rodamientos de bolas y rodillos prelubricados.


TABLERO O CAJA DE CONEXIONES
Por lo general, en la mayoría de los casos las máquinas eléctricas cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento externo que pudiera dañarlos.

ROTOR
También llamado armadura. Lleva las bobinas cuyo campo crea, junto al del estator, el par de fuerzas que le hace girar.

FLECHA
Es la parte del rotor que soporta los elementos de giro, en los rotores de polos salientes se maquina en forma independiente, en el rotor cilíndrico forma parte integral con los polos.

DEVANADOS DE ARMADURA
El devanado de armadura es el corazón de la maquina de c.c. ahí se origina la potencia eléctrica del generador. La corriente va y viene en el devanado de armadura atraves de las escobillas contactos móviles, es aquí por lo tanto que pueden producirse arcos y chispas que originen el funcionamiento defectuoso de la maquina. A diferencia de los devanados de excitación en derivación, en la cual la corriente continua es del orden del 2 al 10% del valore indicado de la corriente a plena carga del devanado de armadura que es comparativamente elevado y siempre de carácter alternado, además como la armadura general gira con velocidad relativamente elevada, debe estar cuidadosamente equilibrada para que el funcionamiento sea suave y sin vibraciones.

INDUCIDO
Prácticamente en todas las dínamos de C.C. el inducido gira entre los polos del estator. El inducido está  formado por el eje, núcleo, bobinas y colector. El núcleo del inducido es laminado y tiene unas ranuras para alojar las bobinas. El colector esta hecho con trozos de cobre aislado entre sí y con respecto al eje estos trozos de cobre, llamados delgas, están asegurados con anillos de retención para impedir que patinen debido a la fuerza centrífuga, en los extremos de la delgas hay unas pequeñas ranuras a las cuales se sueldan las bobinas del inducido. El árbol o eje sostiene el conjunto del inducido y gira apoyado en los cojinetes de los casquetes
Entre el inducido y Ias piezas polares existe un pequeño espacio llamado entrehierro para evitar el rozamiento entre esas partes durante la rotación el entrehierro siempre es pequeño, para que la fuerza del campo sea máxima.

NÚCLEO DE ARMADURA
Conjunto de laminaciones de acero al silicio de0.25 a 0.40 mm. Las laminaciones se someten a procesos químicos para impregnar en ellas un aislamiento para minimizar las corrientes de eddy. Por sus dimensiones se construye por paquetes de segmentos de laminaciones.  Contiene ranura Las cuales pueden ser rectas ó sesgadas. Las ranuras sesgadas reducen el efecto de pulsación del flujo magnético y de las armónicas en el voltaje inducido. Sirve para la Permeabilidad y pérdidas por histéresis bajas. El núcleo de armadura se fija a la carcasa, por las salientes de la laminación en  forma de cola de paloma.

DELGAS
Son los sectores circulares, aislados entre sí, que tocan con las escobillas y a su vez están soldados a los extremos de los conductores que conforman las bobinas del rotor.

CONMUTADOR
El colector está formado por delgas de cobre apiladas en todo su perímetro y aislados entre sí.  Este tiene la misión, junto a. las escobillas que frotan sobre él, de rectificar la tensión alterna inducida en el devanado de inducido en su movimiento rot6rico y aplicar de tal modo la corriente del mismo que bajo el punto de vista del estator la distribución de corriente sea independiente de la posición variable del rotor. Por consiguiente, debajo de los polos principales de la misma polaridad circulan en cada caso corrientes de conductor de igual sentido. La corriente es aplicada al colector por escobillas de carbón o grafito.

SISTEMA DE VENTILACIÓN
Como se sabe la energía que se pierde en las maquinas eléctricas, es decir aquella que no se utiliza para los fines que se emplea una maquina, se transforma en calor. La mayor parte de este calor se desarrolla en los conductores y en el entre hierro del circuito magnético. La producción de calor hace aumentar la temperatura de la maquina con respecto a la del medio ambiente, tal sobre elevación de temperatura determina la trasmisión de calor de la maquina hacia el medio ambiente por irradiación y parte por convección. “La maquina alcanza su temperatura de régimen cuando la potencia que se pierde en el interior es igual a la potencia térmica que se transmite al exterior.”
Con relación al sistema de enfriamiento se pueden clasificar:
Maquinas con ventilación natural: son aquellas en las cuales no se tiene ningún dispositivo particular para aumentar la ventilación producida por los órganos en movimiento de la maquina misma o de la circulación del aire externo.

MÁQUINAS AUTOVENTILADAS
Son aquella en cuyos rotores se encuentran dispuestos órganos capaces de activar el movimiento del aire proveniente de la misma maquina o del exterior a través de conductores dispuestos.

MÁQUINAS CON VENTILACIÓN FORZADA
El aire de ventilación se lleva al interior del medio que contiene a la maquina por medio de ventiladores externos.

MÁQUINAS CON ENFRIAMIENTO MIXTO
Estas por lo general los turboalternadores de gran potencial en los cuales uno de los dos devanados es enfriado por medio de circulación de líquido (por lo general el devanado es inducido) y el otro es enfriado por gas circulante (por lo general hidrogeno).
El sistema de enfriamiento de una maquina se selecciona por lo general en base a la potencia de la maquina, pero, desde luego que no hay limites bien definidos de potencia que sean inductivos del uso de un sistema de terminado; existen campos de potencias para los cuales los sistemas de enfriamiento convenientes pueden ser mas de uno, y la selección se efectúa según la preferencia y las particularidades técnicas constructivas de cada fabricante.





sábado, 8 de enero de 2011

Que esperar en este blog.

La intención de este blog es dar información y apoyo al estudiante de ingeniería para lograr una mayor formación académica al navegar por este blog que irá creciendo poco a poco.
Dentro de lo que se va a hablar serán temas de interés dentro de la ingeniería y ayuda sobre las materias principales que lleva el estudio de la ingeniería como son:
  • Calculo diferencial e integral.
  • Álgebra y geometría.
  • Física. 
  • Mecánica de sólidos.
  • Estática, cinemática y dinámica.
  • Fluidos.
  • Química general.
  • Mecánica de materiales.
  • Electricidad, magnetismo.
  • Seguridad industrial.
  • Termodinámica.
  • Máquinas eléctricas.
  • Subestaciones eléctricas y redes de distribución.
  • Contabilidad de costos.
  • Administración de personal.
  • PLC's y control industrial.
  • Y algunas más.

Espero que la información que publique en este blog les sea de apoyo por que eso es lo que espero al dedicarle un poco de tiempo.

Cualquier duda, aclaración o sugerencia de algún tema en particular favor de dejar su comentario para su análisis.

viernes, 7 de enero de 2011

Que es la INGENIERIA???


La ingeniería se encuentra dentro de las ciencias exactas, reúne los conocimientos y técnicas científicas, para la innovación, invención y perfeccionamiento de los métodos aplicados en la industria, así se logra la optimización de los sistemas para resolver los problemas cotidianos.
La ingeniería se caracteriza por el dominio de las matemáticas, física y química para lograr los resultados esperados de la misma, para utilizar nuestro entorno como mejora del mismo y de nosotros como sociedad.
La ingeniería nace con la revolución industrial, periodo histórico comprendido entre la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX, comenzado en Inglaterra, y extendido a Europa continental, sufren el mayor conjunto de transformaciones socioeconómicas, tecnológicas y culturales de la Historia de la humanidad, desde el Neolítico. La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la industria y la manufactura. La Revolución comenzó con la mecanización de las industrias textiles y el desarrollo de los procesos del hierro. Es decir que la ingeniería se preocupa por aprovechar los conocimientos científicos y aplicarlos en los procesos industriales para una mayor producción con un costo menor.

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