Explicación de la elevación de la tensión
Es necesario elevar la tensión para que la sección de los cables por donde viaja sea lo más pequeña posible y reducir costes. Si los conductores son de poca sección, quiere decir que serán mucho menos costosos. La sección de estos depende de la intensidad que circula por ella. Si conseguimos que circule poca intensidad por los conductores tendremos líneas de transporte más baratas.
Función de un transformador
Un transformador es una máquina eléctrica estática capaz de cambiar los valores de tensiones y corrientes alternas. Está formado por un núcleo de material sensible al campo magnético, con un devanado primario (N1 espiras) conectado a un generador y un devanado secundario (N2 espiras) conectado a una carga.
Corriente en fase y circuito de corriente continua
Se puede decir que la corriente está en fase que la tensión y la intensidad alcanzan a la vez sus valores máximos, mínimos y nulos; no que estos valores sean iguales entre sí. Dependerá de la presencia o no de ciertos elementos pasivos en el circuito. Si en éste únicamente existen resistencias puras (resistencias ohmicas), entonces estará en fase. En los circuitos de corriente continua, al ser constantes la tensión y la intensidad y sus valores reales coincidentes con los teóricos no se puede aplicar este concepto.
Efecto de una resistencia óhmica en un circuito de corriente alterna
En todo circuito de corriente alterna en el que únicamente existan resistencias puras no se producen desfases en la corriente; o, dicho de otro modo, la tensión y la intensidad alcanzan simultáneamente sus valores máximos, mínimos y nulos.
Efectos de una bobina en un circuito de corriente alterna
Introduce en el circuito una nueva resistencia denominada impedancia de la bobina, que es directamente proporcional a un coeficiente característico de la bobina, denominado coeficiente de autoinducción (L), cuyo valor se mide en henrios (H), y a la pulsación angular de la corriente, por otro lado, produce un desfase de 90°, haciendo que la tensión se adelante a la intensidad 1/4 de período. Este efecto se aprecia con claridad en la ilustración que aparece al margen.
Impedancia de un circuito y factor de potencia
La impedancia del circuito representa la resistencia total que ofrece al paso de la corriente eléctrica por él. El factor potencia conviene que su valor se aproxime lo más posible a 1. Se logra cuando el ángulo de desfase sea lo más próximo a cero.
Penalización por mal factor de potencia
Esto se debe a que un bajo factor de potencia genera pérdidas en la red al producir energía reactiva que no realiza trabajo útil, lo cual requiere compensación y aumenta los costos operativos de la compañía, un factor de potencia bajo puede exigir a las compañías eléctricas expandir su capacidad de generación y transmisión, implicando inversiones adicionales. Penalizar a los consumidores motiva la corrección de esta situación, aliviando la carga en la red y mejorando la eficiencia global del sistema eléctrico.
Clasificación de motores eléctricos
Dependiendo de la corriente de alimentación los motores se pueden clasificar en motores de corriente continua y de corriente alternas, estos últimos se dividen en monofásicos y trifásicos.
Clasificación de motores de corriente alterna según velocidad de giro
Los motores de corriente alterna se clasifican en función de su velocidad de giro en:
– Asíncronos: cuando la velocidad del campo magnético generado por el estátor supera a la velocidad de giro del rotor.
– Síncronos: cuando la velocidad del campo magnético del estator es igual a la velocidad de giro del rotor, el rotor es la parte móvil del motor.
Constitución de un motor trifásico
Un motor trifásico está constituido por:
Estator: parte fija formada por una corona de chapas ferromagnéticas aisladas provistas de ranuras, donde se introducen 3 bobinas inductoras, cuyos extremos van conectados a la red. Es la parte encargada de crear el campo magnético.
Rotor: parte móvil situada en el interior del estator, formado por chapas ferromagnéticas aisladas y ranuradas exteriormente. Puede ser un rotor de jaula de ardilla o un rotor bobinado.
Factor de potencia (cos φ)
El factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. Otra forma de calcular el factor de potencia es calculando el coseno del ángulo del triángulo de potencias. El factor de potencia no tiene unidades. Su valor máximo es uno, cuando el valor de la potencia reactiva es cero.
Material del circuito magnético de motores de corriente alterna
El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor y en forma de anillo en el estátor.
Ventajas e inconvenientes de los motores de inducción
Ventajas:
– Son más pequeños, más ligeros e igualan la potencia de otros tipos de motores como los de combustión.
– El par de giro es elevado y constante. Pueden arrancar a plena carga.
– Son sencillos, robustos y requieren de muy poco mantenimiento.
– Tienen un buen rendimiento.
Inconvenientes:
La intensidad de arranque es elevada. Esta corriente elevada puede provocar caídas de tensión en la instalación eléctrica que alimenta al motor si es de gran potencia, afectando a otros aparatos conectados a ella, si tienen que arrancar de manera frecuente.
Sistemas para amortiguar la intensidad en el arranque de motores de jaula de ardilla
Los sistemas más utilizados para amortiguar la intensidad en el arranque de los motores de jaula de ardilla son:
– Arrancadores Suaves (Soft Starters)
– Variadores de Frecuencia (VFD)
– Arrancadores Estáticos
Función del interruptor centrífugo en motores monofásicos
La misión del interruptor centrífugo es desconectar el arrollamiento de arranque en cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada.
Cambio de sentido de giro en motores trifásicos
El cambio del sentido de giro puede conseguirse si variamos dos de sus fases en la placa de bornas. De este modo la rotación del campo magnético invierte su sentido y, en consecuencia, también lo hará la rotación del motor.