Manuales Practicos Refrigeracion 2

Manuales prcticos de refrigeracin 11

Francesc Buqu

CORRIENTE ELECTRICA

[ PRINCIPIOS DE ELECTRICIDAD I 21.1. NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD

OBJETO DE ESTUDIO: Introduccin a diferentes conocimientos bsicos sobre electricidad.

CAMPO DE APLICACIN: Entender el funcionamiento de los componentes elctricos y sus diferentes instalaciones.

Entre todas las ideas que existen sobre la electricidad y su comportamiento, existe una teora que nos ayudar mucho a comprender el funcionamiento de todos los componentes elctricos de un circuito.

Para explicar esta teora empezaremos por considerar la molcula. Como ya es sabido una molcula es la partcula ms pequea de cualquier sustancia. Por ejemplo, una molcula de sal es la partcula ms pequea que puede existir sin dejar de ser sal. Si llevamos la divisin ms all, no tendremos ya sal, sino, un tomo del elemento sodio y otro de cloro.

Hay noventa y dos elementos en total, estando entre ellos el sodio y el cloro juntamente con otros tan familiares como el hierro, y otros tan raros como el protoactinio. Estos elementos al combinarse entre si, forman todas las sustancias conocidas. El agua se compone de dos tomos del elemento hidrgeno y un tomo del elemento oxgeno.

Se cree que cada tomo est formado por un ncleo central, y uno o varios electrones alrededor de este ncleo central. El ncleo central del tomo permanece fijo en su posicin, pero en determinadas circunstancias pueden separarse de los tomos algunos electrones y vagar sueltos o asociarse con otros tomos .

. ---~ / ___ o

. ' \ \ (~(i) JJ _____ o

'---_./

Se supone que los electrones son partculas de electricidad propiamente dicha. Cuando los electrones se mueven a travs del cuerpo de una sustancia, corno por ejemplo, a travs del alambre de cobre tenemos electricidad en movimiento, o sea, una corriente elctrica.

La aplicacin de una fuerza elctrica suficiente har que los electrones abandonen la sustancia y se desplacen a travs del espacio que la rodea. Esto es lo que sucede en los tubos de televisin, en los tubos de rayos X y en las lamparas fluorescentes.

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21. Corriente elctrica. principios de electricidad

Aunque ms importante an que saber lo que es realmente la electricidad, es saber como se puede controlar, como seleccionar, instalar y conservar la maquinaria elctrica, y que se debe hacer cuando algo no marcha bien.

Es importante conocer suficientemente las reglas y las leyes que rigen el comportamiento de la electricidad con el fin de poder discurrir uno mismo, para resolver cualquier emergencia. Esto no quiere decir que sea necesario para ello estudiar ingeniera elctrica, que comprende las matemticas elevadas y otras ciencias, pero si quiere decir que hay que estar minuciosamente familiarizado con la electricidad prctica o aplicada.

Antes de seguir adelante con nuestra clasificacin de los aparatos y dispositivos elctricos, hay dos cosas que deben entenderse bien, en lo que respecta a la electricidad.

Por de pronto, la energa como ya sabemos puede existir en muchas formas diferentes: mecnica, qumica, elctrica, calorfica, luminosa, fsica, etc. Segn una ley fundamental, esos diferentes tipos de energa no pueden crearse ni tampoco destruirse, sin embargo, pueden transformarse fcilmente los unos en los otros.

Primero: el noventa y nueve por ciento, por lo menos, de todas las aplicaciones tiles de la electricidad, exigen que sta est en movimiento. La electricidad esttica no es ms til, en lo que respecta a realizar trabajo, que una correa inmvil de transmisin entre una mquina y la mquina que ha de accionar. La electricidad en movimiento recibe el nombre de corriente elctrica.

Segundo: la electricidad en movimiento, o sea la corriente elctrica, proporciona el medio ms eficaz para transportar la energa de un lugar a otro, y para cambiar una forma de energa en otra. El movimiento mecnico, el calor, la luz, la energa qumica, el sonido y la radiacin pueden producir todos una corriente elctrica.

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21.2. TOMO OBJETO DE ESTUDIO: Introduccin a diferentes conocimientos bsicos sobre electricidad.


Un tomo est constituido por:

- una parte central y fija que es llamada ncleo. - una parte exterior donde existen unas partculas que giran a gran velocidad alrededor de la

parte fija. Las partculas que giran alrededor del ncleo 10 hacen en distintas capas u rbitas, y al conjunto

de todas las capas de un tomo se le llama envoltura.

En el ncleo existen varios tipos de partculas, siendo una de estas partculas el protn, que tiene carga elctrica positiva. En la envoltura existe un solo tipo de partcula, que es el electrn, con carga elctrica negativa.

A los electrones de la ltima capa del tomo (la ms alejada del ncleo), los llamamos electrones libres, ya los electrones del resto de las capas los llamamos electrones fijos.

Tendremos en cuenta que los electrones fijos no pueden desplazarse de unos tomos a otros, sin embargo los electrones libres s.

Generalmente los tomos tienen igual nmero de protones en su ncleo que de electrones en su envoltura, en este caso reciben el nombre de neutros, as pues, si un tomo tiene siete protones en el ncleo, para que sea un tomo neutro tendr que tener siete electrones en su envoltura.

tomo neutro

e

.!f)() .. e .. e

e~ tomo con carga elctrica negativa.

7

21. Corriente elctrica. Principios de electricidad

Debido a la facilidad de desplazamiento de los electrones libres, un tomo puede ceder o ganar electrones. De esta forma, el tomo deja de ser neutro, pasando a ser excitado o que tiene carga elctrica.

Si el nmero de electrones de la envoltura de un tomo es mayor que el de protones de su ncleo, el tomo tiene carga elctrica negativa, aunque un tomo tambin puede perder electrones, en este caso el nmero de protones del ncleo es mayor que el de electrones de la envoltura, y en este caso diremos que el tomo tiene entonces carga elctrica positiva.

Es decir, la carga elctrica positiva o negativa no es ms que un defecto o exceso de electrones en un cuerpo.

. ...--...... -_.--..,

Los electrones ltbres se mueven de ~"....?'< ) un lugar con exceso de electrones a f'--~, \) .,if otro con defecto. ~>.: . .-._-~_ ~---:::: .. .-.....

(,.~\.') /~/ ~-~ !,.... . ..-..... (),

~.-. ~ "-' O-~'

La corriente elctrica es el desplazamiento de electrones libres.

El movimiento de los electrones libres lo podemos comparar al movimiento que se produce cuando en una fila hecha con fichas de domin, empujamos la primera de ellas y ese impulso se transmite a travs de todas hasta llegar a derribar la ltima.

".

-"',,\

,

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11

,

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"

Para que esto suceda es necesario que haya fichas intermedias que transmitan el movimiento, del mismo modo, para que los electrones libres se puedan desplazar, es necesario que encuentren en su camino otros tomos con nuevos electrones libres.

A los cuerpos capaces de transmitir o conducir la corriente elctrica se les llama conductores, aunque hay cuerpos que en sus tomos no tienen electrones libres, yen tal caso reciben el nombre de aislantes.

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21.3. CIRCUITO ELECTRICO



En todo circuito elctrico podemos distinguir los tres elementos fundamentales que son:

GENERADOR, CONDUCTORES Y RECEPTOR.

CONDUCTOR

GENERADOR

o:: o f- =' o 2 O

El generador sirve para crear la fuerza electromotriz, que es la causa del establecimiento de la tensin y de la circulacin de corriente en el circuito, el camino que recorre la corriente elctrica desde donde se produce ( generador), hasta donde va a ser utilizada (receptor), es a travs de los conductores.

El receptor es un aparato que transforma la energa elctrica que recibe, en otro tipo de energa.

Interruptor

En todo circuito se prev la posibilidad de interrumpir o establecer la circulacin de corriente a travs de un interruptor.

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21. corriente elctrica. Principios de electricidad

21.4. INTENSIDAD DE CORRIENTE.



La magnitud que nos indica la cantidad de electrones que ha circulado se llama cantidad de electricidad, pero como el electrn es muy pequeo, en la prctica para medir la cantidad de electricidad se utiliza como unidad el culombio.

Veamos un ejemplo comparativo que ayude a comprender esta magnitud.

Si decimos que por una carretera han pasado 30 coches, no nos damos idea de la importancia de la circulacin o de la intensidad de trfico, sin embargo, si decimos que los 30 coches han pasado en 5 segundos, vemos que la intensidad de trfico es de 6 coches por segundo.

Si por un conductor circula una cantidad de electricidad de 30 culombios, no nos damos idea de la importancia de dicha circulacin de corriente, en cambio, si decimos que los 30 culombios han pasado en 5 segundos, si que podemos indicar que la circulacin de corriente es de 6 culombios por segundo.

1 .1

La cantidad de electricidad que circula en la unidad de tiempo se llama intensidad de corriente, y se representa por la letra ( 1 ). La unidad de intensidad de corriente se llama amperio.

por tanto: 1 amperio = 1 columbia: 1 segundo.

Para medir la intensidad de corriente se utiliza un ampermetro, o bien una pinza amperimtrica.

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21.5. FUERZA ELECTROMOTRIZ



La causa que origina el movimiento de los electrones libres de unos tomos a otros es la fuerza electromotriz. Esta fuerza electromotriz origina entre dos puntos cualquiera de un conductor un desnivel elctrico.

+

Placa de Placa de cobre .5inc

~ -'- :r. 7'

11~~~i1 ! -----------....:-_-----...:-_~---=--

A este desnivel elctrico lo llamamos tensin o diferencia de potencial ( d.d.p. ), teniendo como unidad de medida el voltio.

Para medir la tensin entre dos puntos usaremos el voltmetro.

21.6. RESISTENCIA



Un material conductor ofrece poca resistencia al paso de la corriente elctrica. Por tanto, de aqu se desprende que una de las caractersticas esenciales de un conductor es su resistencia, y se representa con la letra ( R ).

La resistencia de un conductor depende de su longitud, de su seccin y de 10 conductor que sea el material con el que est fabricado ( resistividad ). La resistividad de un conductor se representa con la letra griega (p) que se lee "ro"

Para expresar la resistencia de un conductor se utiliza como unidad de medida el ohmio (O ).

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21.7. CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA



En un circuito alimentado por una corriente continua, la tensin e intensidad no cambian de valor y la corriente no cambia de sentido.

Intensidad Intensidad

+~A ____ ~c=.c~.~ ____ _ I ~ +

Tiempo Tiempo

La corriente alterna, es una corriente que cambia de valor gradualmente e invierte su sentido de circulacin en periodos regulares de tiempo.

La curva que nos representa una corriente alterna se denomina senoide.

Una onda o senoide tiene una parte con valores positivos y otra parte con valores negativos, y a cada una de las partes de una senoide se la llama alternancia.

La corriente alterna en cada instante tiene un determinado valor, y la unin de todos los valores positivos no interrumpidos forman una alternancia positiva, y de la misma forma con los valores negativos.

En toda representacin grfica de una senoide, a una alternancia positiva le sigue una alternancia negativa, y al conjunto de dos alternancias seguidas o sea de una onda completa se le denomina ciclo.

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- Una corriente alterna monofsica se representa por una senoide.

- Una corriente alterna bifsica est formada por dos alternancias monofsicas.

- Una corriente alterna trifsica est formada por tres alternancias monofsicas.

MONOFASICA BIFSICA TRIFASICA

Al tiempo que tarda en completarse un ciclo le llamamos periodo. Al nmero de perodos por segundo se le llama frecuencia, y a un perodo por segundo se le llama hertzio, que abreviadamente se representa Hz.

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21. corriente elctrica. principios de electricidad

21.8. CARACTERISTICAS DEL SISTEMA ELCTRICO



Las caractersticas principales de todo sistema elctrico son el nmero de fases, la tensin de servicio y la frecuencia de red.

Respecto al nmero de fases, los sistemas ms utilizados son los trifsicos, mientras que los monofsicos se emplean solo para instalaciones de baja tensin.

Las tensiones de servicio normalizadas, tanto para el subsistema de transporte como para el de distribucin, son los representados en esta figura, estas tensiones constituyen la caracterstica de mayor importancia a la hora de disear una red de distribucin.

Central hidrulica

Central trmica

Alternador

Centrales generadoras (subsistema

de produccin)

400 kV

Lneas de transporte (subs,stema

de transporte)

Abonado media tensin

132/20 kV

380 V

Abonado baja tensin

Redes de distribucin (subsistema

de distribucin)

El valor de la frecuencia de servicio para toda Europa y para gran parte del mundo, a excepcin de Amrica, esta normalizado en 50 ciclos o hertzios ( Hz ) por segundo.

El centro de transformacin est destinado principalmente a reducir las tensiones de servicio de la red de distribucin ( 11, 15,20,35,45 Kv) a los valores de tensin de consumo en baja tensin ( 380 / 220 220 / 127 V).

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21.9. REDES SECUNDARIAS DE DISTRIBUCION



Segn sea su naturaleza, las redes de distribucin se dividen en: redes de distribucin por corriente continua y redes de distribucin por corriente alterna.

El estudio de las primeras no es preciso, al ser un sistema de distribucin que prcticamente ha desaparecido por razones econmicas y tcnicas.

Las redes de distribucin por corriente alterna generalmente se realizan a travs de sistemas monofsicos de dos conductores ( fase y neutro ) y sistemas trifsicos a tres cuatro conductores.

En el caso de instalaciones elctricas de baja tensin, las tensiones nominales se normaliza en los valores siguientes:

Corriente alterna trifsica

127 V entre fase y neutro. 220 V entre fase y neutro 220 V entre fases 380 V entre fases 440 V entre fases

220 In R

s

T

, o No

220 220

BIFSICO

380m I I I I I

I 1 I I I I I

220 125 220 220 220

MONOF. MONOFSICO

De entre estas tensiones nominales normalizadas se califican como preferentes las de 380 V entre fases y 220 V entre fase y neutro.

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21.10. TOMA DE TIERRA



En todas las instalaciones de baja tensin, hay que garantizar la seguridad de sus usuarios, dotndolas de los mecanismos de proteccin necesarios.

La defensa contra los contactos indirectos es fundamental cuando se trata de instalaciones a las que se conectan una extensa gama de aparatos elctricos, que son susceptibles de deterioro desde el punto de vista elctrico.

Este sistema de proteccin se basa principalmente en no permitir tensiones o diferencias de tensin superiores a los 24 voltios, mediante una instalacin conductora paralela a la instalacin de enlace del edificio, capaz de enviar a tierra cualquier corriente de fuga, de derivacin, etc., as como las descargas de origen atmosfrico.

o O

Instalacin de

tierra

Lnea de

I Antenas 1---_ .. _-- Ascensores

--~ Montacargas

Pararrayos ~! Conducto'"' ._ f de proteccin ->

Lne8 , -- secundaria

(j(~ tierra

lnea principal de tiene ---1--""

.. - Servicios

Punto de puesta a tierra

el'l!ace con .......... !---------llo~:as

tierra

~~---1~~~~~~--~~_~

ElectlOdos

Esquema de la puesta a tierra de un edificio de viviendas

El color del cable de toma de tierra en cualquier instalacin elctrica siempre se distingue por las franjas longitudinales con los colores amarillo - verde, y debe tener una seccin igual al conductor de fase.

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21.11. INSTRUMENTAL DE MEDICION


CAMPO DE APLICACIN: Comprobar el funcionamiento de los componentes elctricos y sus diferentes instalaciones.

El instrumental necesario para realizar las diferentes comprobaciones elctricas comprende: un tester equipado con voltmetro para la medicin en corriente alterna y continua , un ohmetro que permita la medicin de pequeos valores de resistencia, ya que los bobinados del compresor tienen estas caractersticas, y para la medicin de intensidades de corriente es conveniente utilizar una pinza amperimtrica por la rapidez de conexin con respecto al tester.

En el mercado existe un gran surtido de pinzas amperimtricas digitales, que tambin incluyen voltmetro y ohmetro.

Los testers convencionales no acostumbran a incorporar escalas de medicin para intensidades en corriente alterna ACA ( amperios corriente alterna ), aunque en caso de llevarla para realizar la medicin tendramos que instalar el instrumento en serie con una de las lneas de alimentacin elctrica al aparato, sin tener en cuenta la instalacin de las puntas de medicin.

Aunque los testers si acostumbran a llevar escala de medicin para intensidades en corriente continua DCA ( amperios corriente directa ), aunque normalmente se usan en esta escala los submltiplos del amperio, normalmente el miliamprio ( mA).

ACV rv pcv. = 600 V OFF 600 V

20

mADO

200 V

-o

013M.o.

AOV rv pov. = 600 V OHl 600 V

20

IDA PO -o

olRldD

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El instrumento tambin lo instalaremos en serie como en el caso anterior, pero acordndonos cuando se vaya a instalar las puntas de prueba, que la corriente continua tiene polaridad.

En cuanto a la medicin de intensidades en corriente alterna a travs de la pinza amperimtrica solo tendremos que colocar el selector en una escala que cubra el valor de la medicin, abrir la boca de la pinza y colocar dentro de su dimetro interior el conductor al que se le quiera comprobar la intensidad de la corriente en circulacin.

Para la medicin de voltaje en corriente alterna, las puntas del tester las instalaremos en paralelo con el componente y por supuesto con la mquina conectada a la red elctrica y en marcha, sin tener importancia los colores de las puntas en su instalacin a los puntos de control, ya que este tipo de corriente vara su polaridad 50 veces por segundo.

Segn el modelo de tester, la zona destinada a esta medicin vendr sealizada con las letras ACV (voltaje corriente alterna) o bien con V y la senoide de la corriente alterna.

1M 1K +0

-o ACA ollMD

[1 11

Las escalas que encontraremos en esta zona, corresponden al mximo voltaje que podemos medir segn sea la posicin del selector. Por supuesto ante la duda de la tensin que podamos encontrar en la medicin, situaremos el selector en la escala ms alta.

La zona destinada a la medicin de voltaje en corriente continua vendr sealizada con las letras DCV ( voltaje corriente directa continua) o bien con V y dos lneas, la superior continua y la inferior discontinua.

En sta comprobacin se tendr que respetar los colores de las puntas de medicin, instalando la punta roja en el terminal positivo y la punta negra en el terminal negativo, ya que este tipo de corriente tiene polaridad.

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Tendremos que recordar que segn el tester, si es analgico o digital, la salida positiva del instrumento puede estar preparada para instalarse en el polo positivo de la instalacin o bien en el negativo, aunque realizando una simple medicin en una pila nos sacar de dudas.

La zona destinada a la medicin de resistencias, la encontraremos sealizada con la letra griega omega ( n ), o bien con la palabra Ohm.

Si el tester es digital la escala donde se site el selector nos indica la mxima resistencia que podemos medir en esta posicin.

Si el tester es analgico usaremos la escala de ohmios de la pantalla y segn la posicin del selector multiplicaremos la lectura obtenida por 1, por 10, por 1000 (1K), por 10.000 (10 K ).

Para la medicin de resistencia tendremos que desconectar la instalacin de la red elctrica, as como desalojar los terminales elctricos del componente para evitar la posibilidad de descarga de los condensadores permanentes o de marcha que podran daar al instrumento.

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21.12. LEY DE OHM (relacin entre magnitudes)


CAMPO DE APLICACIN: Comprender el funcionamiento de los componentes elctricos y sus diferentes instalaciones.

Hemos visto hasta aqu las magnitudes fundamentales que intervienen en el estudio de la corriente elctrica, que son la intensidad, tensin y resistencia. Estas tres magnitudes que son las que intervienen en un circuito elctrico, se relacionan mediante la LEY DE OHM.

Manteniendo constante la resistencia:

Si la tensin aumenta, la intensidad aumenta en la misma proporcin. Por el contrario, si la tensin disminuye, la intensidad disminuye en la misma proporcin.

v 1=---

R

Manteniendo constante la tensin del circuito:

Si la resistencia aumenta, la intensidad disminuye en la misma proporcin. Por el contrario, si la resistencia disminuye, la intensidad aumenta en la misma proporcin.

A travs de este circulo donde se representan las tres magnitudes, nos ser muy fcil poner en practica la Ley de Ohm, ya que solo tenemos que tapar la magnitud que queremos hallar, quedando al descubierto la formula a utilizar.

V v V=R x 1 R = -------- 1=

1 R

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21.13. POTENCIA ELCTRICA



Los datos de las magnitudes elctricas que aparecen en la placa de caractersticas de los receptores, son el "carnet de identidad" elctrico de ellos, indicndonos aspectos de los receptores que debemos de considerar en el momento de conectarlos a la red.

La tensin ( 220 V - 125 V - 380 V, etc. ) nos indica que el receptor hemos de conectarlo necesariamente a esa tensin para su perfecto funcionamiento, la potencia (1500 W, 500 W, 200 W, etc) nos indica que el receptor a pleno rendimiento, absorbe de la red una potencia igual a la marcada en su placa de caractersticas.

Veamos ahora de que magnitudes elctricas depende la potencia de un circuito o de un receptor.

Debemos recordar que cuando en un circuito elctrico se cierra el interruptor circula una corriente, esta corriente que circula es capaz de realizar un trabajo, y para un mismo receptor, el trabajo realizado es tanto mayor cuanto mayor es la intensidad de la corriente.

Por lo que el trabajo elctrico depende de la intensidad de corriente.

EL trabajo realizado en la unidad de tiempo, es decir en 1 segundo, se denomina potencia. Otra magnitud que interviene en la potencia desarrollada en un circuito es la tensin.

La unidad utilizada para medir la potencia es el WATIO, y utilizando el circulo con las tres magnitudes de la misma forma que en el caso anterior nos encontramos que:

W=VxI V=WII I=W/V

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Combinando todas las posibilidades entre los dos circuitos, para hallar una magnitud se obtiene este resultado:

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v ~ R

RxP

V X 1 \V W I V

Vi V

1

R

V 1

Para una misma intensidad en un circuito elctrico:

Al aumentar la tensin la potencia aumenta. Al disminuir la tensin la potencia disminuye.

Para una misma potencia:

Al aumentar el voltaje la intensidad disminuye. Al disminuir el voltaje la intensidad aumenta.

y para una misma tensin:

Al aumentar la intensidad la potencia aumenta. Al disminuir la intensidad la potencia disminuye.

V R

V 7-. '-'- .

W

1


21.14. APLICACINES DE LA CORRIENTE ALTERNA (magnetismo e induccin)



El magnetismo es un fenmeno que se da en los imanes naturales como consecuencia de su estructura molecular y se caracteriza porque alrededor del cuerpo se crea un campo magntico definido por la existencia de dos polos denominados Norte y Sur, similar al campo gravitatorio terrestre, de forma que las lneas de fuerza del campo van desde el Sur al Norte.

Estos imanes naturales no precisan energa exterior y su campo de aplicacin en la industria es muy amplio.

Si enrollamos alrededor de un ncleo de hierro un cable elctrico, y hacemos circular por l una corriente elctrica, el ncleo de hierro se convierte en un imn temporal, denominado electroimn, y cuya intensidad de campo magntico es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula.

Su campo de utilizacin es muy amplio, siendo en refrigeracin la base de funcionamiento de las bobinas de los contactores, vlvulas solenoides, rels de arranque por intensidad, rels de tensin o potencial etc.

Asimismo, los campos magnticos se usan en las conversiones de energa mecnica en elctrica y viceversa, en los generadores y motores respectivamente.

La induccin electromagntica.

La inversin constante y rpida del sentido de la corriente alterna, provoca fenmenos de autoinduccin. Esta propiedad es muy importante, pues es la base de numerosas aplicaciones prcticas ( motores alternos, solenoides, transformadores, etc. )

Oersted, sabio dans demostr en 1820 que una corriente elctrica es capaz de desplazar la aguja imantada de una brjula.

Faraday, sabio ingles, demostr en 1832 que, reciprocamente, al desplazar un imn ante un circuito cerrado, se produca una corriente elctrica.

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Para realizar fcilmente la experiencia de Faraday necesitaremos una bobina, un imn y un miliampermetro.

Imn

Mi liampermetro

Bobna

Si se introduce el imn en la bobina, el ampermetro se desva durante todo el movimiento, indicando el paso de una corriente en la bobina.

Si se detiene el imn dentro de la bobina, el miliampermetro vuelve a cero.

Si se saca el imn de la bobina, el miliampermetro se desva en sentido contrario, durante todo el movimiento.

Si se mantiene el imn alejado de la bobina, el mili ampermetro vuelve a cero.

Las corrientes obtenidas durante los desplazamientos del imn se llaman corrientes inducidas.

La bobina se llama bobina inducida inducido. El imn es el inductor.

Con esta sencilla experiencia queda demostrada la ley de Faraday que dice :

Cuando se modifica el flujo magntko que atraviesa un circuito cerrado, se produce en ste una corriente inducida que tiene la misma duracin que la variacin del flujo.

Tambin se ha comprobado que el sentido de la corriente inducida vara segn el sentido de deslazamiento del imn.

La ley de Lenz dice :

El sentido de la corriente inducida es tal, que el flujo que produce, se opone a la variacin del flujo inductor que la ha producido.

De este modo el campo magntico producido por la corriente inducida en una bobina se opondr siempre a la variacin del campo magntico inductor.

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Consideremos ahora un anillo de hierro dulce destinado a concentrar las lneas de fuerza y sobre el que est enrollada una espira. El anillo puede girar sobre si mismo entre los dos polos de un electroimn. La espira esta conectada a dos anillos aislados uno del otro y que giran con el inducido. En estos anillos frotan dos escobillas, conectadas a un miliampermetro.

Para claridad del croquis, los dos anillos se han dibujado con dimetros diferentes, en realidad son iguales. Cuando el anillo da una vuelta completa, la espira barre todas las lneas de fuerza.

El flujo en esta espira vara y, por consiguiente, se crea una corriente inducida.

Intensidad de la corriente inducida:

Como no podemos estudiar el fenmeno en cada posicin de la espira, pues son muy numerosas, vamos a estudiar las ocho posiciones indicadas en la figura.

Naturalmente, se trata de la misma espira, representada en las ocho posiciones numeradas de 1 al 8, que ocupa sucesivamente.

Anillos

Flui o in du etor

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En el curso de la rotacin, la intensidad de la corriente inducida no ser siempre la misma, ya que depender del nmero de lneas de fuerza cortadas por la espira en un tiempo dado. Ahora bien, en las proximidades de las posiciones 3 y 7 el nmero de lneas de fuerza cortadas es mucho mayor para un mismo espacio recorrido ( por consiguiente, durante el mismo tiempo, puesto que la velocidad del inducido se supone constante) que en las proximidades de las posiciones 1 y 5.

Se sigue de ello que la intensidad de la corriente inducida ser :

- mxima en las posiciones 3 y 7. - mnima en las posiciones 1 y 5 ( en stas ser incluso nula).

Es fcil representar por una lnea curva los diferentes valores de la corriente inducida en una espira durante una vuelta completa del inducido.

Para ello, trazaremos dos ejes que se corten en ngulo recto. En el eje horizontal, indicaremos las posiciones sucesivas de la espira, espaciadas regularmente

y numeradas 1-2-3-4-5-6-7-8-1.

+ I max

En el eje vertical, llevaremos los distintos valores de la corriente inducida, leidos en el miliampermetro, en cada posicin de la espira los puntos estarn situados :

. por encima del eje horizontal, cuando el sentido de la corriente sea el que corresponde a las posiciones 1-2-3-4-5-de la espira .

. por debajo del eje horizontal, cuando el sentido de la corriente sea el que corresponde a las posiciones 5-6-7 -8-1-de la espira.

Llevando para cada posicin de la espira las intensidades correspondientes, obtenemos un cierto nmero de puntos que, unidos los unos a los otros forman una curva.

Se puede observar en esta curva que la intensidad de la corriente inducida :

- es nula en las posiciones 1 y 5. - es mxima en las posiciones 3 y 7 ( + 1 max - 1 max.) Sabemos que el fenmeno se reproduce en cada vuelta del inducido, y al cabo de dos vueltas y

media obtendremos la curva de la figura.

Esta curva se llama sinusoide. El sonido, la luz, las ondas de radio estn representadas grficamente por curvas anlogas.

Esta curva podra continuarse ms lejos, repitiendo la misma forma. El tiempo necesario a la corriente para volver a tomar un mismo valor en el mismo sentido como ya sabemos se llama periodo.

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La denominacin Hertzio para el periodo por segundo, a sido fijada por las reglas generales de normalizacin de casi todos los paises.

El nmero de periodos durante un segundo o Hertzios es la frecuencia de la corriente. La corriente alterna industrial es en general como se ha indicado anteriormente, de una frecuencia de 50 Hertzios, y acostumbra a ir indicada en la placa de caractersticas de los motores.

Perodo Perodo

Algunas corrientes utilizadas en radio tienen una frecuencia que puede alzanzar 200.000 Hertzios ( corrientes de alta frecuencia).

27


21.15. TRANSFORMADORES Y AUTOTRANSFORMADORES



Los transformadores son mquinas estticas que tienen la misin de transferir, mediante un campo electromagntico alterno, la energa desde un sistema con una determinada tensin a otro sistema con la tensin deseada.

Consta de dos arrollamientos aislados entre s que van montados sobre un ncleo comn de hierro. El arrollamiento primario se conecta a la red de alimentacin, y al circular corriente a travs de l, crea en el ncleo de hierro un campo magntico que se transfiere al arrollamiento secundario.

\ \ I , . \ \ I I I \ 1 \ \ \ , , \ I \ t I I \ \ 1 1 \ 1 , I l' 1 ~ P I I I " I I I , 1 , I I I I I f 1 I I 1 I , I ,

f I I I I : I 1 / I 1 I , I I I \ I I f I I I , I / \ I I / \ .,- I

\ / .. -_.-' '--

El diferente numero de espiras de ambos arrollamientos, dar el valor requerido de tensin, y el estado en cuanto a continuidad de cada arrollamiento se puede comprobar a travs del ohmetro.

Un transformador trifsico esta formado por la asociacin de tres monofsicos, a los que se conecta cada una de las fases. Tanto el primario como el secundario pueden estar conectados en estrella o en tringulo.

Los autotransformadores se emplean cuando las tensiones entre s no difieren mucho ( aproximadamente del 25 al 30% ), y se utilizan porque se ahorra material al no estar separados elctricamente los circuitos primario y secundario.

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En su comprobacin con el ohmetro, debemos encontrar cierta resistencia elctrica entre todos sus terminales, ya que estn conexionados en serie, siendo el de mximo valor el correspondiente a los extremos del arrollamiento, y distintos valores entre las salidas intermedias y cualquiera de los extremos.

Ejemplo:

UM


21.16. PROPIEDADES DE LA CORRIENTE ALTERNA (desfases entre tensin e intensidad)


CAMPO DE APLICACIN: Entender el funcionamiento de los componentes elctricos, cometido de los sistemas de

arranque en los motores y sus diferentes instalaciones.

Intensidad eficaz de la corriente alterna :

En el curso de un ciclo, la intensidad de la corriente alterna vara cada instante, siendo dos veces nula y dos veces mxima ( pero de sentido opuesto + 1 max y - 1 max ).

+1 max

-1 max

Perodo

La intensidad eficaz de una corriente alterna es igual a la de la corriente continua que en iguales condiciones produce los mismos efectos calorficos. Todos los ampermetros utilizados para medir la intensidad de las corrientes alternas estn graduados para indicar la intensidad eficaz.

Diferencia de potencial eficaz de la corriente alterna :

La diferencia de potencial de una corriente alterna vara a cada instante. Como para la intensidad, se mide en corriente alterna la diferencia de potencial eficaz.

Si se designa por E max. la diferencia de potencial mxima aplicada a un circuito de resistencia R, recorrida por una corriente de intensidad mxima 1 max., se puede escribir segn la ley de 01un:

+ E max

-E max

Perodo

Emax=R X Imax

Emax = R x Imax

Todos los voltmetros utilizados para medir la diferencia de potencial de las corrientes alternas estn graduados para indicar la diferencia de potencial eficaz.

30


El calefactor elctrico ( resistencias) en corriente alterna :

Los fenmenos observados en un calefactor elctrico, son semejantes a los del circuito alimentado con corriente continua. El valor de la intensidad y la tensin ledos en el ampermetro y voltmetro son valores eficaces. La ley de ohm permite escribir :

Tensin eficaz en voltios Intensidad eficaz en amperios = ----------------

Resistencia del calefactor en ohmios

Podemos deducir de ello que, para una tensin dada, la intensidad eficaz de una corriente alterna que recorre un circuito exclusivamente resistente es la misma que la intensidad de la corriente continua que recorre el mismo circuito.

Por esto la potencia a desarrollar es tambin idntica.

Potencia en watios = Tensin eficaz en voltios x Intensidad eficaz en amperios

Representacin grfica de la tensin y la intensidad:

La tensin y la intensidad de una corriente alterna pueden ser representados por curvas sinusoidales.

Cuando el valor de la tensin U aumenta, el de I aumenta tambin, si la tensin U pasa de O a +U max, la intensidad 1, pasa de O a +1 max.

-+- Umax ---

-+- I max o U

1 -I max

-Umax

Cuando el valor de U disminuye, el valor de I disminuye tambin, si la tensin U pasa de + U max a O, la intensidad I pasa de + I max a O.

Las dos curvas alcanzan pues sus valores mximos y sus valores nulos en el mismo instante, se dice que estn en fase.

En lugar de representar la tensin y la intensidad por curvas, podemos indicar sus valores por dos flechas o vectores, que parten de un punto comn O. La longitud de estos vectores debe ser proporcional a los valores de la tensin y de la intensidad.

En el caso actual de un circuito exclusivamente resistente, estos dos vectores tienen la misma direccin y el mismo sentido. Indican que la tensin y la intensidad estn en fase.

31


La bobina en corriente alterna:

Las variaciones de intensidad de la corriente alterna crean en la bobina una corriente de autoinduccin que, segn la ley de Lenz, tiende a oponerse al paso de la principal.

Esta oposicin, que es evidentemente proporcional a la importancia del nmero de espiras de la bobina y al nmero de variaciones de la corriente por segundo ( frecuencia ), se llama reactancia del circuito. Se parece a una resistencia y se evala en ohmios.

Representacin grfica de la tensin y la intensidad :

En realidad, la corriente inducida de auto induccin no impide que la corriente principal atraviesa la bobina, sino que la dificulta y la retarda.

+ Umax

+ Imax o u

o

-tmax 1

-Umax

de periodo

Se sigue de ello que la corriente se desfasa sobre la tensin y que las dos curvas que representan la tensin y la intensidad no estn ya en fase.

Cuando la tensin U es nula, la intensidad es 1 max.

Cuando la tensin es + U max, la intensidad es nula.

Cuando la tensin es nula de nuevo, la intensidad es +1 max, etc.

La curva que representa la intensidad ( 1 ) toma entonces sus valores nulo y mximo, un cuarto de periodo ms tarde que la curva que representa la tensin.

Se dice que la intensidad est desfasada en retraso respecto a la tensin en un cuarto de ciclo o 90 grados.

La tensin y la intensidad pueden ser representadas por vectores que formen entre s un ngulo recto, encontrndose la intensidad retrasada con respecto a la tensin.

32


El condensador en corriente alterna:

Contrariamente a la bobina, el condensador no se opone al paso de la corriente alterna, sino que lo facilita.

Esta facilidad es tanto mayor cuanto ms elevada sea la capacidad del condensador y ms importante la frecuencia de la corriente. Se llama capacitancia y se expresa en ohmios.

Representacin grfica de la tensin y la intensidad :

El condensador por sus descargas repetidas, dos por periodo, desplaza la intensidad en avance con respecto a la tensin.

+Umax 1

+Imox

o u

- J mo>c

-Umox

1/4 de perodo

Las curvas representativas de la tensin y de la intensidad no estn ya en fase.

Cuando la tensin U es nula, la intensidad es +1 max.

Cuando la tensin es + U max, la intensidad es nula.

Cuando la tensin es nula de nuevo, la intensidad es - 1 max, etc.

La curva que representa la intensidad toma entonces sus valores nulos y mximos antes que la curva que representa la tensin.

Se dice que la intensidad est desfasada en adelanto respecto a la tensin un cuarto de ciclo 90 grados.

33


Importancia prctica del coseno de phi (


El vector 1, que representa la corriente total que recorre el circuito, se obtiene por un trazado geomtrico sencillo. Es suficiente construir la diagonal del rectngulo cuyos lados son iguales a i 1 e i 2.

Se comprueba que la corriente 1 est desfasada, en retraso con respecto a la tensin U, en un cierto ngulo


Circuitos compuestos de resistencias, inductancias y capacidades en corriente alterna :

Despus de lo expuesto anteriormente sabemos que :

. la resistencia del circuito utilizar una parte de i 1 de la corriente total 1 que estar en fase con la tensin U .

. la inductancia utilizar una parte de i 2 de la corriente total 1 que estar desfasada, en retraso con respecto a la tensin U, en un cuarto de periodo .

.la capacidad utilizar una parte i 3 de la corriente total 1, que estar desfasada, en avance con respecto a la tensin U, en un cuarto de periodo.

Segn los valores de i 1, i 2 e i 3, la corriente total 1 que recorre el circuito estar desfasada en atraso o en adelanto con respecto a la tensin, y podr incluso, cuando i 2 sea igual a i 3, estar en fase con ella.

U En un circuito tal, el valor de la corriente 1 = -----

z

La impedancia Z del circuito tiene un valor que es funcin de la resistencia R del circuito, de su reactancia L ro y de su capacitancia 1 I C ro

Representacin grfica de la tensin y la intensidad:

Como en los casos anteriores, se pueden representar la tensin y la intensidad por vectores :

- U el vector que representa la tensin. - i 1 el vector que representa la intensi.dad en la resistencia, en fase con la tensin U. - i 2 el vector que representa la intensidad en la inductancia, desfasado un cuarto de periodo

en retraso con respecto a la tensin. - i 3 el vector que representa la intensidad de la capacidad, desfasada en un cuarto de periodo

en avance con respecto a la tensin.

Las intensidades i 1 e i 2 dan una primera resultante 1 1, que es la diagonal del rectngulo que tiene i 1 e i 2 como lados.

La resultante 1 se obtiene construyendo la diagonal del paralelogramo que tenga 1 1 e i 3 como lados.

36

21.17. CONDENSADORES ELCTRICOS OBJETO DE ESTUDIO:


Introduccin a diferentes conocimientos bsicos sobre electricidad.


Los condensadores estn formados por dos placas conductoras o armaduras A y B, separadas por un material aislante D llamado dielctrico. Segn la teora de la constitucin de la materia, en el dielctrico se encuentran una multitud de electrones en estado de equilibrio.

Si aplicamos a las dos armaduras A y B una diferencia de tensin o potencial elctrico, se romper el equilibrio de los electrones en el dielctrico D orientndose en la direccin de la diferencia de potencial elctrico, y siendo negativa la carga de electrones, stos sern atrados por el polo positivo, movindose hacia la armadura A y mantenindose en ella mientras no haya variacin en la tensin o diferencia de potencial entre las dos armaduras, suponiendo siempre que la diferencia de potencial sea lo suficientemente fuerte para romper las lneas de atraccin que unen los electrones a los tomos del dielctrico y perforarlo.

D (dielctrico)

Armadura A ~ ArmaduraB ---

.. // U C()Hlcnte de carga Electrones

\ \ ~> Al retirar el voltaje aplicado a las armaduras, los electrones quedaran en la misma posicin y

el condensador queda cargado, lo que quiere decir que los electrones no estn en posicin de equilibrio neutro, sino que estn ms apiados hacia la armadura A que ha sido positiva, existiendo una diferencia de potencial entre las dos armaduras A y B del condensador.

En estas condiciones si unimos mediante un conductor, las dos armaduras del condensador, se establecer un flujo instantneo de corriente para anular la diferencia de potencial, volviendo los electrones por elasticidad a su posicin primitiva de equilibrio neutro. Si en vez de unir las dos armaduras por medio de un conductor las conectamos a un generador de corriente continua a travs de un interruptor, irn adquiriendo carga elctrica, de acuerdo al terminal que estn conectadas.

El proceso continuar hasta que la diferencia de potencial entre ambas placas sea igual a la del generador, momento en que se interrumpir la circulacin de corriente. As pues, el condensador tiene la propiedad de almacenar energa elctrica.

Cuando el voltaje es mximo ( est cargado ), la corriente es nula, y la intensidad y el voltaje estn desfasados 90 . Si el condensador est instalado en un circuito de corriente alterna, se cargar y descargar a la misma frecuencia de red.

La unidad de capacidad es el Faradio, utilizndose los submltiplos, nano (nF ), pico (pF ) Y microfaradio ( p,F ), y el tipo de condensador que ms se utiliza en refrigeracin es el electroltico sin polaridad y capacidades expresadas en ( p,F ) .

37


21.18. CONEXIONADO DE CONDENSADORES EN SERIE Y EN PARALELO



Si conectamos dos condensadores en serie, la capacidad total ser de un valor ms pequeo que el de menor capacidad:

Como ejemplo instalaremos dos condensadores ,Cl de 10 y C2 de 20 microfaradios de capacidad.

38

+u L..-__ ~ 0-----'

10 x 20 200 Capacidad total = ------ 6,6 Microfaradios.

10 + 20 30

Conexionado de condensadores en paralelo

Si conectamos dos condensadores en paralelo, la capacidad total ser la suma de sus capacidades.

Capacidad total = C 1 + C2

C,

Cz +u -

'-----o jo- 0----'

10 + 20 = 30 Microfaradios.


21.19. COMPROBACIN DE LOS CONDENSADORES



Para la comprobacin del estado de un condensador a travs de un tester analgico, actuaremos de la siguiente forma:

+ +

En primer lugar le desconectaremos del circuito elctrico y puentearemos sus dos terminales para descargarlo, a continuacin situaremos el selector del tester en la posicin de ohmios y en la escala ms alta que dispongamos.

Seguidamente instalaremos las puntas del tester en los terminales del condensador, y tendremos que ver que la aguja se desplaza hasta cierto valor y vuelve a su posicin inicial o sea a infinito, quedando cargado a travs de la pila del instrumento.

Seguidamente y sin descargarlo invertiremos las puntas del tester en los terminales, y de estar bien la aguja se tendr que desplazar ms all que la vez anterior.

Si la aguja se desplaza hasta el mismo valor anterior, el condensador es defectuoso.

En el caso de que al instalar las puntas del tester la aguja no se moviera, sera seal que el condensador esta abierto.

Si al instalar las puntas del tester la aguja se desplaza a cero y no retrocede el condensador esta cruzado.

Si la aguja se desplaza y no vuelve totalmente a infinito el condensador esta falto de capacidad.

y por ltimo si entre uno de los terminales y la carcasa metlica exterior existe continuidad, el condensador esta comunicado.

39


21.20. CONDENSADORES DE ARRANQUE, Y PERMANENTES O DE MARCHA



El condensador de arranque aumenta la potencia inicial de los devanados de arranque de un motor de induccin (obtenindose pares de arranque del orden de 2,5 a 3 veces el normal ), y siempre suele ir instalado a travs de un rel de intensidad de tensin que lo desconectar del circuito una vez arrancado el motor.

Sus capacidades ms normalizadas son:

47 - 56 Microfaradios ( tF ) 64 - 77 " 72 - 88 "

Condensadores permanentes de marcha

El condensador de marcha incrementa la potencia del motor y el devanado de arranque no se desconecta cuando el motor alcanza su velocidad de rgimen, pero junto con el condensador de marcha constituyen un devanado auxiliar.

Los condensadores permanentes se usan para el accionamiento de ventiladores centrfugos o axiales y en algunos tipos de compresores cuando van acoplados directamente al rbol del motor.

Sus capacidades ms normalizadas son;

1,5 - 2 - 2,5 - 4 - 5 - 6 - 8 - 10- 11 - 12 - 14 - 16 - 18 - 24 - 30 - 40 Microfaradios (tF).

40


21.21. CLCULO DE LA SECCIN DE LOS CONDUCTORES OBJETO DE ESTUDIO: Introduccin a diferentes conocimientos bsicos sobre electricidad.


El clculo elctrico de la seccin de los conductores empleados en las instalaciones elctricas de baja tensin se puede efectuar de dos formas diferentes: por el mtodo de la capacidad trmica, tambin denominado de la densidad de corriente, y tambin por el mtodo de la cada de tensin.

En este apartado solamente calcularemos secciones por el mtodo de la capacidad trmica.

El clculo basado en la capacidad trmica consiste en elegir una seccin que admita la intensidad que pasa a travs del conductor, sin producir un excesivo calentamiento que pudiera deteriorar el aislante.

Este mtodo se emplea en lneas o conductores que tienen poca longitud, donde la cada de tensin es despreciable, como en lneas interiores de viviendas, fbricas, acometidas, etc.

Para realizar el clculo de la seccin de los conductores de una lnea, por el mtodo de la capacidad trmica, se efecta tal como se indica a continuacin:

, Al aire o directamente empotrados -----r-- Bajo tub~-;'--::~~ducto (4) --'---1 _._ .. ~--.... -:--_ .. ~ .. __ ................ _ .. _ .. 1 .... ........ .. .......... ~ ....... : ........................... ,........ ..................... ....!

?~5f1~ ~-1 .. -~r 50;0 ct~""-l-' _"I-i~iO: cab/~._1-t--l~~;~o~p~:_I+_ .. 2~~r~l~ caiJle: .......11

! Unipolar Bipolar Tripa/ar (1) Unipolares: Un/polares (3)..j..~njPOlar (2) i Bipo/ar 1 Tripo/ar (liuniPolar~.; Unip~l~es (3)..j

7,5 0,5 i 0,75; 10 1

1 1,5 I \ 2,5

13 17 23 31 40

1 " I I 5,5 5 i 6 5,5 i 7 5 4,5 I 5,5 5 I 8 6,5 8,5 7 9 7 P 7,5 6,5 I

10,5. 9,5 12 9 12 8,5: 7,5 9,5 8,5 I ~: ~~ ~~ ~~ ~~~: I ~~ ~~ ~~ ,1 25 23 28 23 28 22 19 23 20 I 32 29 36 29 34 28 24 29 26 I l:

16 25 35

:; .. : ~ :: ~ :::; r: ~ :: I 1

120 . 145

97 88 110 87 110 83 72 88 78 I I 50 70 95

120 150

1185

l 225

260 300

: 115 140 166

105 130 120 165 145 200

235 270

110 140 180 210

130 160 200 230

98 85 110 95 ;118 140

100 I 135 120 1I 165 190

120 145 170

265 . 220 195 240 __ L........_~ __ ~ __ -..-l __ .. __ .... _-.....J

(11 1..05 mismos valores se aplican a los cables de 4 conductores, constituidos por tres fases y neutro, o tres fases y proteccin, y a los de 5 conductores, constituidos por tres fases, neutro y proteccin.

(2) Slo aplicable para corriente continua en cualquier clase de tubo o para corriente alterna en tubos de material no ferromagntico. (3) 1..05 mismos valores se aplican al agrupamiento de 4 5 conductores para suministros trifsicos con neutro ylo proteccin. (4) Ver apartado 2.1.4 Factores de correccin. (5) No todas las secciones nominales son de fabricacin normal para todas las composiciones de cables en ambos tipos de aislamiento.

Vanse las normas UNE 21 02.7 1,' R. Y 21 031.

41


1 Se calcula la intensidad nominal que pasara por el conductor.

2Se consulta la tabla del Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin ( RBT ), referente al tipo de lnea, a la clase de conductor ( cobre o aluminio) y a la tensin nominal de aislamiento del conductor. Tambin es til consultar las tablas de los catlogos de conductores elctricos.

3 Mediante la consulta de estas tablas se halla el valor de la seccin, teniendo en cuenta el tipo de canalizacin, el nmero de conductores y la clase de aislante.

Debido al objetivo de este libro, solamente hallaremos la seCClOn de los conductores en instalaciones interiores, cuya tensin nominal de aislamiento sea igualo inferior a 750 V.

por ello nicamente utilizaremos las tablas de la Instruccin Complementaria MIE BT 017 del reglamento citado, sin emplear coeficientes correctores.

EJEMPLO:

Calcular la seccin de un cable bipolar flexible de corta longitud que alimenta a un aparato de aire acondicionado de 3K w de potencia elctrica y de 220 V de tensin nominal.

Primero se calcula la intensidad nominal mediante la formula conocida:

w 3000w I 13,6 Amperios.

V 220 v

Consultando la tabla observaremos que debemos elegir una seccin mnima de 1,5 mlm 2 , pues la intensidad nominal del aparato es de 13,6 A, valor comprendido entre 13,5 y 16 A. Por lo tanto el cable tendr una seccin de :

S == 2 x 1,5 mlm 2

42


21.22. SIMBOLOS GRFICOS PARA ESQUEMAS ELCTRICOS -

Smbolos Designacin

o Corriente continua -~---

ru Corriente alterna ~ Corriente ondulada (o rectificada) ---

Conductor elctrico

Ilti TII/ o I { n conductores (representacin unifilar)

+ Conductor neutro -fe- Conductor de proteccin

I Conductor a tierra -

mk Conductor unido a la masa O

Borne. Conexin de conductores

+ Cruce de dos conductores sin conexin elctrica

43

,:,. ,:,.

Smbolos

\;----~----

I

il 9 -O-

~ ~

~1 ? ~ ~

o U 11 9 o ~

Designacin

Mando por palanca (accionamiento rectilneo)

Mando por palanca (accionamiento circular)

Flotador

Mando electromecnico (smbolo general)

Dispositivo trmico que acta sobre una unin mecnica

a) de calentamiento elctrico directo

b) de calentamiento elctrico indirecto

Dispositivo magntico

Dispositivo magneto trmico

Vlvula magntica

Transformador monofsico con dos bobinas separadas

Autotransformador monofsico

Smbolos

+ I ~

-c::::J- o SU1JLr

-1~ -1J~ ->:

-----. o

~ ---'\1---

es o

Designacin

Cruce de dos conductores con conexin elctrica

Derivacin

Bobinado de una mquina o aparato

Resistencia no reactiva

Condensador

Condensador electroltico no polarizado

Par termoelctrico, termopar

Conexin mecnica

Dispositivo de enganche (rearme manual)

Cierre entre aparatos por medios mecnicos

Excntrica, leva

Excntrica con indicacin de los ngulos de accionamiento

I\J -"

n O ., ., (j)' ::J @'

~ co, n ..... .,

~. "'C :::::!. ::J Q. 'O o' '" a co co ro g. :::::!. n c: III a

,::. U1

Smbolos )-1 ~I U b f 6 cp ~ \ (. \ ~ ~ W

Designacin

Contacto de apertura retardado en el cierre

Contacto de dos direcciones (apertura antes del cierre) I

Contacto con dos cierres

Interruptor de dos direcciones con posicin media de apertura

rgano de mando con una bobina

rgano de mando con dos bobinas

Seccionador

Seccionador con fusible incorporado

Contactor

Discontactor

Disyuntor

Fusible

Smbolos

~ , ~ i

~ ~ ( E~ )-~ E1

Designacin

Motor monofsico asncrono con rotor en cortocircuto

Motor trifsico asncrono con rotor en cortocircuito (representacin unifilar)

(representacin multifilar)

Motor trifsico asncrono con rotor bobinado anular

Motor monofsico sncrono

Interruptor

Contacto de cierre

Contacto de apertura

Contacto de cierre con retardo en el cierre

Contacto de cierre con retardo en la apertura

Contacto de apertura retardado

I'-l -"

() O .., ..,

ro' :;j .-t' ro ro (ji-

~ ..,

~' "O ::l, :;j n -O' O' Vl o. ro ro ro

~ ..,

B: o.

~ o.

~ en

Smbolos

~ r;::::;,. '0

o ~

~ M'2F]-'EI

o ~

r '-'-'-'l , rt~v. ~J -\1 , I i,-y\ \ I L._._._.J ,0-_~1 --r o

Designacin

Ventilador accionado por motor trifsico asncrono

Lmpara incandescente

Visor luminoso

Avisador sonoro

Timbre

Pletina de conexiones

Reloj, Smbolo general

Reloj con dispositivo de marcha por motor elctrico

Interruptor tripolar cerrado de 18 a 23 horas con reloj de mando accionado por motor elctrico

Auxiliar automtico de mando conectado a la magnitud fsica "x"

Smbolos

m ~

I E-~ E( -....

1 2 3

\ 1/ ~i

, o o

Designacin

Interruptor tripolar

Discontactor tripolar con rels magnetotrrnicos

Botn pulsador con cierre y retomo automticos

Botn pulsador con apertura y retomo automticos

Conmutador rotativo eje dos posiciones (*)

Conmutador rotativo de cuatro posiciones (*)

Conmutador rotativo de tres etapas y cuatros posiciones con diagrama de posicin (*)

--'----------... ---

IV -"

() o .., ..,

C' :::J ar ro ro; g. ..,

~' 'U :::, :::J (') -O' o' V'l c. ro ro 10 g. ..,

:;' o: !Il C.


Designacin

rgano de mando de un rel con apertura (puesta en reposo) retardada

rgano de mando de un rel de cierre (puesta en marcha) retardado

rgano de mando de UD rel con apertura (puesta en reposo) y cierre (puesta en marcha) retardados

Dispositivo accionado por la temperatura

Dispositivo accionado por la presin

Dispositivo accionado por el nivel de nn fluido

Dispositivo accionado por una serie de factores (o mandado por contador)

Dispositivo accionado por la presencia de UD caudal

Dispositivo accionado por un caudal gaseoso

Dispositivo accionado por la humedad relativa

47

COMPONENTES ELECTRICOS

I MOTORES, SISTEMAS DE ARRANQUE Y PROTECCIN I 22.1. MOTORES ELCTRICOS, PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

En este apartado trataremos los motores de corriente alterna por ser stos los que se utilizan casi exclusivamente en las instalaciones de refrigeracin y climatizacin.

Supongamos una espira de un material conductor dentro del campo magntico creado por un par de polos (N - S ), como se muestra en la figura. Si estos giran con una velocidad angular (Lp.m. revoluciones por minuto ), inducirn en la espira una fuerza electromotriz ( tensin) que har circular una corriente elctrica ( 1 ) por ella.

ESPIRA

El efecto de esta corriente ( 1 ) dentro del campo magntico es la aparicin de una fuerza ( F ) sobre la espira, haciendo que sta gire siguiendo el movimiento de los polos magnticos. Este tipo de motor se denomina de induccin.

En un motor existen dos partes, el rotor o parte que gira y el estator que permanece fijo y estar unido a la carcasa, mediante un sistema de sujeccin.

En el estator se crea el campo magntico giratorio mediante unos bobinados tambin llamados devanados o arrollamientos, fabricados con hilos de cobre aislados elctricamente ente s, que estarn alimentados con una tensin alterna.

El rotor puede ser de dos tipos :

- bobinado, si est formado por unas bobinas similares a las del estatoL

- jaula de ardilla, en las que unas barras desnudas de cobre, bronce o aluminio estn conectadas en cortocircuito en sus dos extremos, como se indica en la figura, este tipo de rotor es el ms utilizado por su simplicidad y economa.

49

22. Componentes elctricos. Motores. Sistemas de arranque y proteccin

En este tipo de motores, el rotor nunca puede girar a la misma velocidad que el campo magntico, dado que si lo hiciese, en la espira no habra variacin del campo magntico que la atraviesa yen consecuencia no se inducira ninguna fuerza electromotriz ( tensin) que haga circular la corriente ( 1 ) que origina la fuerza ( F ).

Por este motivo estos motores reciben el nombre de asncronos, ( porque no giran a la misma velocidad que el campo magntico rotativo de sus estatores), llamndose deslizamiento a la diferencia de velocidad entre el campo magntico y el rotor (espira), segn el sistema de la tensin de alimentacin, existen motores monofsicos y trifsicos, aunque a partir de aproximadamente una potencia de 1 K w, todos los motores acostumbran a ser trifsicos porque resultan ms compactos, econmicos y con mejor rendimiento.

El deslizamiento de un motor variar segn la carga. Aumentando la carga se reduce algo la velocidad del rotor y esto hace que el campo magntico corte a los conductores del rotor ms rpidamente y que, por consiguiente, se produzca en el rotor la corriente inducida ms intensa necesaria para mantener el par motor qut: ha de aumentar con la carga mayor.

El deslizamiento de los diferentes motores de induccin, suele variar entre el 2 y el 8 %, segn el tamao y el tipo de motor, y segn la carga conectada a l. Los motores grandes tienen menos deslizamiento que los pequeos.

El trmino par motor se refiere al esfuerzo giratorio desarrollado por un motor. El par motor se expresa y se mide en metros-kilogramo, o sea, un par de veinte metros-kilogramo es igual a un esfuerzo de traccin de 20 Kg. aplicado a un radio de un metro, o un esfuerzo de 10 Kg. aplicado a un radio de 2 metros etc.

Tambin hay que saber que los periodos importantes del par motor que hay que tener en cuenta al elegir los motores de caractersticas apropiadas son: el par de arranque, el par de plena carga y el par de agarrotamiento.

50

22. Componentes elctricos. Motores. Sistemas de arranque V proteccin

El par de plena carga de un motor se toma como base, y el par de arranque y el de agarrotamiento se comparan con l y se expresan en forma de un cierto porcentaje del par de plena carga. Por ejemplo, si un motor tiene un par de plena carga de 2 m/Kg. y un par de arranque de 4 m/Kg. el par de arranque es dos veces el par de plena carga, o sea, el 200 %.

Los compresores utilizados en refrigeracin normalmente siempre arrancan con carga, por lo tanto es necesario que los motores elctricos que los accionan puedan vencer en el arranque la inercia de la mquina por un lado, y por otra parte, la presin existente en el circuito de alta de la instalacin, debido a la igualacin correcta de las presiones que se debe efectuar en los paros por termostato, ya que de encontrar el motor en el momento del arranque una presin de alta demasiado alta dificultara la puesta en marcha del motor.

El valor del par de arranque debe ser como mnimo de 1,8 a 2, y algunas veces de 2,5 a 3 en los motores pequeos.

51


22. 2. MOTORES ASINCRONOS MONOFASICOS

Son aquellos que funcionan con una tensin monofsica y tienen dos devanados en el estator, uno auxiliar para el arranque y desplazado 90 geomtricos respecto al devanado principal, ya que ste solo por si mismo no puede crear un campo magntico giratorio, que es como hemos visto el principio de funcionamiento de los motores de induccin.

Tecnolgicamente se basa en el mismo principio que el motor trifsico, la diferencia estriba en que aqu se obtiene el tercer conductor mediante un condensador.

Para que la corriente que recorre el devanado auxiliar o de arranque S ( Start ) est desfasada respecto a la que recorre el bobinado principal o de marcha R ( Run), se alimenta al primero a travs de un rel de intensidad, o bien, con la combinacin de un rel de intensidad y un condensador, que como hemos visto anteriormente este ltimo desfasa la corriente que 10 recorre 90 en el tiempo respecto a la tensin que se le aplica. Lo ideal sera lograr un desfase de 120 como en los trifsicos.

MARCHA lo--~---?O---:------;:::::l ROTOR RELE

ARRANQUE . ___ _

ESTATOR ----~ N~ ____ ~~C--------~

~ .. COMUN

Aunque en el devanado secundario o de arranque no se produce un desfase de 90 exactos, debido a la inductancia del mismo, ste es suficiente como para producir un campo magntico giratorio que permita el arranque del motor. Una vez alcanzada una cierta velocidad de giro el condensador puede desconectarse normalmente a travs de un rel y el motor seguir girando.

En otro tipo de motores es normal dejar conectado el condensador ( permanente o de marcha) con lo que el rgimen es ms estable y se mejora el factor de potencia.

En los terminales del motor o bien en los componentes de arranque la denominacin habitual para sus bornes de conexin son: C para e:l comn, S para el secundario, auxiliar o arranque y R para el principal, marcha o rotor.

Por su sencillez y amplio desarrollo tecnolgico en su fabricacin, estos motores no requieren mantenimiento, siempre que se mantengan sus condiciones propias de funcionamiento ( tempera-tura, humedad, u otras sustancias, etc.) Se utilizan para potencias pequeas hasta 1 Kwaproxima-damente.

52


22.3. DISTRIBUCION DE BOBINADOS

Para verificar la situacin de las bobinas de arranque y trabajo en un motor monofsico, empezaremos por nUmerar los terminales del motor y efectuar la medicin de resistencia con todas las combinaciones posibles entre ellos, as mediremos entre:

1

1 y2 = 13 Ohms. o ly3=7 " 2 Y 3 = 20

o o

2 3

Despus de las mediciones podemos asegurar que entre los terminales 1 y 3 se encuentra la bobina de trabajo, ya que es resultado ms pequeo de las tres mediciones efectuadas.

Entre los terminales 1 y 2 se encuentra la bobina de arranque por ser el valor intermedio, y que el tercer resultado de 20 Ohms. que hemos medido entre los terminales 2 y 3 corresponde a la suma de los dos valores anteriormente citados, ya que en este caso medimos a las dos resistencias de los dos bobinados en serie.

1

130hms. 7 Ohms.

2 3

Para determinar cual de los tres terminales es el comn a las dos bobinas solo bastar comprobar que terminal se repite entre las dos mediciones con valores ms pequeos, y comprobaremos que en este caso es el terminal 1.

Otra forma de localizar el terminal comn del motor, sera comprobando entre que terminales se ha encontrado la medicin ms alta de resistencia correspondiente a la suma de valores de las dos bobinas, en nuestro caso es entre los terminales 2 y 3, pues el terminal que no figura es el comn del motor.

53


22.4. COMPROBACIONES ANTE A VERlAS

Si al realizar las mediciones de los bobinados de un compresor, solo encontramos resistencia en una de las combinaciones, deberamos reemplazar el compresor ya que tenemos una bobina cortada.

Pero si realizamos las tres mediciones y la que corresponde a la suma de las dos bobinas tiene su valor alterado, debemos desconfiar del motor ya que lo ms probable es que las bobinas estn comunicadas en algn punto.

1

130hms. 7 Ohms.

2 3

Una vez comprobados los bobinados del motor, su alimentacin de la red elctrica se efectuar a travs de diferentes sistemas de proteccin y arranque.

54


22.5. MOTORES DE VENTILACIN

El tipo de motor normalmente empleado para la ventilacin en instalaciones de refrigeracin son los de induccin, bien sean monofsicos con condensador permanente bien trifsicos.

La diferencia de fase en los motores monofsicos tambin se consigue con dos devanados, ambos incorporados en el estator, empleando muchas espiras de hilo delgado en el devanado de arranque para obtener una elevada resistencia y el devanado de trabajo que est compuesto por menos espiras de hilo ms grueso que ofrecen menor resistencia.

OFF FAN COOUNG ,@ @

BLUE GRAY

-

BLUE

/\ MA1HSWITCH

OFlANGE

YEU.OW BLUE YELLOW1GREEN

BLACK

:c I:! 1 ,,~ zen

~~ , !!: ..

22. Componentes elctricos. Motores. sistemas de arranque y proteccin

Ventilador de tipo helecoidaI

La hlice es de tipo convencional formada normalmente por tres o cuatro palas, que soplan en el sentido del eje del motor, por lo que reciben el nombre de axial y que a su vez pueden ser de plstico o de aluminio.

Con las hlices de plstico se consiguen niveles sonoros ms bajos que con las de metal, ya que el plstico recupera siempre su forma primitiva en caso de deformacin por golpe o uso indebido (transporte, almacenamiento, etc. )

Este tipo de ventilador lo encontraremos en unidades condensadoras montadas al aire libre exterior ( sin conductos ).

Ventilador centrfugo

Llamado tambin radial, esta formado por paletas rectangulares y alargadas, dispuestas paralelamente entre s, formando entre ellas un cilindro.

En este caso el ventilador sopla en el sentido de los radios del cilindro ( perpendicularmente al eje del motor ), por lo que recibe el nombre de radial o centrfugo. Normalmente se construyen los rodetes en chapa de acero galvanizado, por estampacin.

El ventilador centrfugo en general tiene ms presin disponible que el axial, y gira a un numero de revoluciones mayor

Su aplicacin es la de colocarle en conductos para canalizar la entrada y salida del aire. El motor en ambos casos es del tipo de induccin.

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22.6. MOTORES ASINCRONOS TRIF ASICOS

Estos motores instalan tres devanados en el estator, desplazados en 120 geomtricos entre s, que al series aplicado un sistema trifsico de tensiones (con un desplazamiento de 120 elctricos) crean un campo magntico (CM) constante y giratorio que arrastra el motor.

E NlREH1ERRO

Z \ F1=Lx

ROIOR

v

57

22. componentes elctricos. Motores. Sistemas de arranque y proteccin

Prcticamente estn constituidos por:

- Una corona estatrica de chapas magnticas aisladas entre s, ranuradas, prensadas y sujetas a una carcasa de hierro.

- Un devanado trifsico alojado en las ranuras del estator.

- Una corona rotrica de chapas apiladas, directamente sobre el eje en muchos casos.

- Un devanado polifsico en las ranuras del rotor que ha de estar cerrado en cortocircuito.

Paquetes de chapas del estator

Corona estatrica de chapas magnticas lJ .l~JJl Ranuras estatricas

eje

chavetero - ____ "...v

Rotor

Bobinado trifsico del estator

58


Para la formacin de un campo rotatorio puro ( un circulo ) se requieren bsicamente 2 condiciones :

1 En el estator debe haber regularmente distribuidos tres juegos de bobinas distanciadas entre s 120, o sea, idntica distribucin que para los alternadores trifsicos.

2 Por las tres fases debe circular corriente alterna de onda senoidal. Las tres estn desfasadas entre s 120, o sea 1 / 3 de periodo. Es decir, que se trata de corriente trifsica, como la que generan los alternadores trifsicos.

-+1 ---

-1

Creacin de un campo giratorio :

I -----h . / 1 V.lor

-+- _ Posici6n elel ampo oir.a1o"n rt...1 o1H:1l11tnr

, rN.imo

El campo giratorio se forma como suma de los campos alternos de las tres fases de una corriente alterna trifsica. El valor y el sentido instantneos de estas corrientes en los lados de las bobinas, modifican la posicin de la polaridad del campo giratorio. La induccin y el flujo permanecen constantes, por serlo la suma de las intensidades de las tres fases y su efecto magntico.

El campo gira en el sentido de las agujas del reloj, porque las corrientes evolucionan en sucesin correlativa, R, S, T, segn el orden en que se mueven las agujas del reloj.

Si se cambia sta correlacin de fases mediante la inversin de dos conductores de conexin, el campo giratorio se desplaza en el estator en sentido contrario al de las agujas del reloj. Esto permite invertir con facilidad el sentido de giro de los motores elctricos trifsicos.

En la figura se observa como el campo rotatorio de dos polos del estator da durante 1 periodo 1 vuelta al estator. Con una frecuencia de 50 Hz dar 50 rev / s 3000 rev / minuto ( r.p.m.).

Este nmero de revoluciones es el mismo que da la rueda de polos del alternador de alimentacin, o sea que la velocidad de giro del campo rotatorio es una velocidad sncrona con la frecuencia.

59


La velocidad del campo rotatorio la determinan la frecuencia y la polaridad ( nmero de pares de polos)

- 3000 r.p.m. y 1 par de polos originan en un alternador 50 Hz.

- 50 Hz y 1 par de polos originan en un motor un campo rotatorio de 3000 r.p.m.

Con una frecuencia de 50 Hz se obtienen los valores siguientes :

La velocidad mxima que se puede obtener con 50 Hz es 3000 r.p.m .. Cuando se requieren velocidades mayores debe recurrir se al empleo de frecuencias mayores ( se utilizan frecuencias de 100 a 500 Hz ).

En la siguiente tabla se relacionan los valores de intensidad media absorbida por motores trifsicos y monofsicos respectivamente, en funcin de las potencias de los mismos y las tensiones de alimentacin.

60

Motores trifsicos Motores monofsicos

Potencia del Potencia del motor Intensidad absorbida, A motor Intensidad absorbida, A

220 V 380 V 415 V 550 V 660 V 220 V kW cv 240 V 400 V 440 V 460 V 550 V 575 V 6QOV 690 V kW cv 100 V 115 V 200 V 240 V 0,25 1/3 1,4 0,88 0,76 0,58 0,59 0,58 0,56 0,09 1/8 3,3 2,8 1,65 1,4 0,37 1/2 1,8 1,03 0,99 0,84 1 0,84 0,77 0,6 0,12 1/6 3,2 1,9 1,6 0,55 3/4 2,75 1,6 1,36 1,17 1,21 1,11 1,02 0,9 0,18 114 5,6 4,6 2,8 2,3 0,75 1 3,5 2 2 1,53 1,5 1,22 1,22 1,1 0,25 1/3 5,2 3 2,6 1,1 1,5 4,4 2,6 2,5 2,14 2 1,77 1,66 1,5 0,37 1/2 7,7 7,4 3,85 3,7 1,5 2 6,1 3,5 3,5 2,88 2,6 2,3 2,22 2 0,55 3/4 9,6 10,2 6 5,1 1,8 2,5 7,5 4,3 4,2 3,1 2,6 2,3 0,75 1 14 13 7,7 6,5 2,2 3 8,7 5 5 4,14 3,8 3,32 3,16 2,8 1,1 1,5 18,4 10,8 9,2 3 4 11,5 6,6 6,5 5 4,25 3,8 1,5 2 24 24 14 12 4 5,5 14,5 8,5 8,4 6,5 5,6 4,9 1,8 2,5 17,3 15,7

4,5 6 18,9 10,8 10,5 8,6 7,2 6,4 2,2 3 34,6 18,5 17 5,5 7,5 20 11,5 11 9,7 9 7,72 7,5 6,6 3 4 45 34 28,1 24,3 7,5 10 27 15,5 14 12,6 12 10,1 9,9 8,9 3,7 5 56,3 56 28,6 28 9 12 32 18,5 17 13,9 11,6 10,6 4 5,5 35 29,6

11 15 39 22 21 19,1 18,4 15,2 14,1 14 4,5 6 66,4 40 34,7 15 20 52 30 28 25,3 23 20,2 19,3 17,3 5,2 7 40,5 39,8

18,5 25 64 37 35 31,3 28,5 25 23,5 21,3 5,5 7,5 82,3 80 41,1 40 22 30 75 44 40 36,4 33 29,2 27,2 25,4 7,5 10 109 100 54 50 25 34 85 52 47 39,4 30,9 30,3 11 15 159 79 70 30 40 103 60 55 49 45 39,2 37,1 34,6 15 20 209 105 92 33 45 113 68 60 50 41,3 39 37 50 126 72 66 60,5 55 48,4 45,4 42 45 60 150 85 80 71,5 65 57,2 54,2 49 51 70 170 98 90 75 61,4 57 55 75 182 105 100 89 80 71,2 66,2 61 59 BO 195 112 105 85 71,1 66 63 85 203 117 115 89 76,6 69 75 100 240 138 135 116 105 93,2 90,3 82

Nota: Las potencias indicadas son las de las normas IEC34-1, NFC 51-111, BS49 99, VDE 0530. Los valores~e:nt~nsldad se dan a tftulo ID-dicativQ y varan segn el tipo de motor y su fabricante. Las tablas de seleCCIn se establecen para las potencias mdlcadas.


2.7. CONEXIONADO Y CAJA DE BORNES

Un devanado consiste en un conjunto de bobinas de hilo de cobre. Los tres devanados de un motor trifsico los podemos conectar en estrella o en tringulo a travs de unas pletinas de cobre, segn sea la tensin trifsica disponible.

Los seis extremos de los devanados que forman el estator salen al exterior del motor a travs de la caja de bornes, cuya configuracin standard se muestra en la figura.

1 @ U 3 @ V 5@W

2 @Z 4 @X 6 @Y

Partiremos de la base de que una bobina no tiene principio ni final, pero el conjunto de devanados si tienen un principio y un final para realizar su conexin elctrica, y pueden estar marcados en el motor ( siguiendo el abecedario con respecto a las tres letras con las que se identifican las fases de red R-S-T ) con las letras U. V. W. que pueden corresponder a los principios o finales de los devanados, igual que X.Y.Z. para el otro extremo de los mismos.

Si unimos solamente los tres principios de los devanados, hemos hecho una conexin en estrella, igual como si unimos solamente los tres finales de los devanados.

p p p F

F F F

61


Si la tensin de red es de 380 V, es decir entre cada dos fases hay una tensin de 380 V, esta se aplica directamente a cada devanado por lo que este deber estar diseado para esa tensin.

UIR

(X

,/f Y"'1~V T ~w S

z X Y f~l

@u 3~ 50W

~\ 2 @ Z 4~ X 6 O Y

tR-tS~ Conexin a tensin mayor A 380 V

En este montaje los devanados no estn sometidos a la tensin de lnea ( entre fases) sino a una tensin menor ( tensin de fase), cuyo valor es el de la tensin de lnea dividida por la raz cuadrada de tres.

Para conectar los tres devanados en tringulo, unimos el principio de cada uno de ellos con el final del otro, formando as una cadena cerrada. La tensin de red se aplica directamente a cada devanado, y las pletinas de cobre se conectan como se muestra en la figura.

T s

Conexin a tensin menor ~ 220 V

62


En cualquiera de las conexiones, estrella o tringulo, los tres conductores de lnea o fases, se designan con las letras R, S, Y T, Y al neutro con la letra "O".

En cualquiera de estos dos tipos de conexionado del motor trifsico, si cambiamos dos cualquiera de las tensiones de alimentacin en su conexin, el sentido de giro se invierte.

La primera vez que se conecta un motor hay que verificar el sentido de giro del mismo, que deber estar marcado de forma clara en su carcasa mediante una flecha.

De forma general, alimentando a los bornes U.V.W., respectivamente a las tensiones R.S.T., el motor girar a derechas, es decir en sentido de las agujas del reloj mirando el motor desde el eje, como se muestra en la figura.

T R S

Caja de bornas

Esttor

La proteccin directa de los bobinados se realiza por medio de sondas termistoras sensibles a la temperatura que van incorporadas en el interior de las bobinas. Las sondas son conductores trmicos de conductancia fra, o sea, que son termistores cuya resistencia se eleva bruscamente ante una temperatura de referencia llamada "temperatura nominal de funcionamiento", que por lo general no debe pasar aproximadamante de los 110 oC

La proteccin del motor exige una sonda por bobinado, tres para un motor trifsico de una velocidad, y seis si es de dos velocidades. Las sondas se incorporan a cada bobinado antes de su impregnacin.

Si por haber excedido la temperatura nominal de funcionamiento se eleva la resistencia de una de las sondas, el rel entra en posicin de reposo, abrindose el contacto de cierre que conecta con la bobina del contactor de mando del motor, detenindose ste. El contacto de apertura se cierra entonces y puede accionar una alarma luminosa o sonora. La reposicin para volver a poner en servicio el motor, solo puede efectuarse manualmente.

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Ejemplo para efectuar la inversin del sentido de giro:

Al accionar K-l, el motor girar a derechas.

Al accionar K-2, el motor girar a izquierdas.

Si se conectase K-l y K-2 al mismo tiempo, se producira un cortocircuito entre dos fases.

R S T

Kl K2

--[2] -[ZJ R

T

En los compresores alternativos no influye para nada el orden de conexin de las fases, ya que an que gire el motor en un sentido o en otro, este movimiento rotativo lo traduce la biela en un movimiento alternativo (pistn) de dos fases: admisin y escape.

Sin embargo en los compresores rotativos es muy importante el sentido de giro, puesto que si giran las paletas en sentido contrario, el compresor no comprime, y por ser de excntrica se producira un agarrotamiento en la cmara de compresin. Estos compresores van normalmente protegidos por un "protector de fases" que impide el arranque si estn invertidas las fases.

64

[=~~= ~ [----- T

N

-

-

O-

O-1

::> 3 5


Lo mismo ocurre con el compresor Scroll, por lo tanto, al hacer la primera conexin de un equipo con compresor trifsico o bien con ventiladores trifsicos, debemos fijarnos en el sentido de giro de ambos.

En el caso de los ventiladores es muy sencillo pues observamos el sentido de giro del rodete, pero en el caso del compresor, se tendra que comprobar el sentido de giro a travs de un comprobador de fases ( fasmetro ), o bien ( an siendo muy arriesgado) nos deberemos fijar en el ruido producido por el compresor ( ruido extrao y ms alto que en el funcionamiento correcto).

En una lnea con tres fases y neutro, a la tensin entre cada dos fases se le llama tensin de lnea o tensin compuesta.

A la tensin entre una fase cualquiera y el neutro se le llama tensin simple.

La tensin simple medida entre una fase cualquiera y el neutro es la misma.

La tensin de lnea es igual a raz cuadrada de tres, multiplicado por la tensin simple

La intensidad que recorre cada fase, se llama intensidad de lnea.

En un sistema trifsico equilibrado en estrella, por el neutro no circula intensidad.

En el punto central de la alimentacin elctrica en un compresor trifsico conectado a 380 V ( estrella) se tiene un neutro, que conjuntamente con una cualquiera de las fases del compresor, servir para la alimentacin de los ventiladores de la unidad condensadora en el caso que estos sean monofsicos 220 V.

65

22. Componentes elctricos. Motores. sistemas de arranque V proteccin

Ejemplo de conexin de motores trifsicos a un sistema monofsico.

Conexin en tringulo

R s R

Conexin en estrella

R s R

La capacidad del condensador determina el par de arranque :

S

P'i-' --t 1-

s

Por ejemplo, con 75 p,F a la tensin de 220 V, bien 25 p,F a 380 V, se obtiene aproximadamente 1/3 del par nominal.

66


22.8. SISTEMAS DE PROTECCION y ARRANQUE PARA MOTORES MONOFASICOS

Los compresores monofsicos pueden montar diferentes sistemas de proteccin y arranque que varan segn sea su potencia y caractersticas de funcionamiento de la instalacin.

Los sistemas utilizados para el arranque de compresores monofsicos son:

RSIR, para motores de induccin con arranque por resistencia. CSIR, para motores de induccin con arranque con condensador. CSR, para motores de induccin con condensador de marcha y condensador de arranque.

Ciertos modelos de compresor permiten ser arrancados indistintamente con dos de los tres sistemas anteriormente citados.

22.9. PROTECTOR DE MOTOR" KLIXON"

Los compresores monofsicos instalan en el terminal comn de las bobinas, un protector de motor tambin denominado klixon, el cual puede estar instalado internamente sobre los devanados del motor, o bien externamente.

Est formado por una resistencia elctrica conectada en serie con dos metales que al calentarse, y tener cada uno de ellos distintos coeficientes de dilatacin, se curvan y abren un contacto elctrico.

La misin del K1ixon es proteger al motor ante un exagerado aumento de temperatura en el compresor, ya que en tal caso el bimetal actuara desconectando la alimentacin elctrica al motor, aunque tambin debe protegerlo ante un aumento del consumo elctrico que sobrepase la intensidad nominal ( In) para la que est diseado.

e

------ -------_...-

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En este caso toda la intensidad de corriente pasara a travs de la resistencia interior instalada en serie, y esta se calentara de tal forma que llegara a ponerse incandescente haciendo actuar al bimetal, abriendo el circuito de alimentacin.

Algunos tipos de compresores estn equipados con un protector de motor incorporado inte-riormente ( protector de devanado). Si el protector de devanado

Manuales Practicos Refrigeracion 2

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