Los Armónicos y sus Efectos

LOS ARMÓNICOS Y SUS EFECTOS. http://patricioconcha.ubb.cl/410113/accionamientos/efectos.htm#arriba

Hace tiempo que se conoce la existencia teórica de los armónicos, pero no sus efectos. Es ahora con el uso masivo de la electrónica moderna cuando se están dejando sentir sus efectos e inconvenientes. Antaño el fenómeno no se daba porque que los equipos eléctricos habituales eran de consumos lineales, dicho de otra forma, absorbían la energía que proporcionaba la corriente alterna en todo el espectro de su onda sinusoidal de igual forma, sin desequilibrios. Sin embargo, numerosos equipos electrónicos actuales consumen la energía alterna en impulsos bruscos y potentes, o sea, de forma no lineal, aprovechando sólo la energía que se encuentra en la cresta de la onda sinusoidal, donde el impulso eléctrico es mas potente, despreciando el resto de la onda que se convierte en múltiples ondas de corrientes armónicas (distorsiones). Estas ondas o distorsiones armónicas no son sino corrientes que se suman en el conductor a la onda fundamental en número infinito, con frecuencias que son múltiplos enteros de ésta. O sea, que si la onda fundamental tiene una frecuencia de 50 hercios, el segundo armónico tendrá 100 Hz, el tercero 150 Hz, el cuarto 200 Hz, y así sucesivamente. Cada equipo electrónico tiene su peculiar forma de consumir la energía y de producir corrientes armónicas que varían en el tiempo y en la magnitud, propiciando infinitas combinaciones entre ellos que hacen cada situación distinta a cualquier otra, por lo que ocasionan problemas de distinta índole, que aparentemente no parecen tener relación entre si. Tabla Nº 6. Frecuencia y secuencia de armónicos de distinto orden. Nº armónico

Fund. 1º

2º

3º

4º

5º

6º

7º

8º

9º

Frecuencia

50 Hz

Secuencia

+

100 Hz 150 Hz 200 Hz 250 Hz 300 Hz 350 Hz 400 Hz 450 Hz -

0

+

-

0

+

-

0

Así pues, la carga que soporta una línea con armónicos es la de la fundamental más la suma de todas las demás corrientes, cada una con su intensidad a la frecuencia que corresponda en cada caso. La cuestión se agrava porque los armónicos de altas frecuencias circulan por el exterior del cable quemando fácilmente el aislante que lo preserva.

No todos los armónicos son de la misma naturaleza. Según su secuencia de giro de fasor, los armónicos se dividen en tres grupos con comportamientos y efectos distintos. Tabla Nº 7. Efectos de los armónicos según su secuencia. Efectos según la secuencia Secuencia

Rotación

Corrientes parásitas, efecto Skin

Positiva

Directa

Sobrecalentamiento

Negativa

Inversa

Sobrecalentamiento, menor rendimiento y factor de potencia

Cero

Nula

En sistemas trifásicos se suman algebraicamente en el neutro

SINTOMAS: Si al medir el voltaje entre el neutro y el cable de tierra hay más de 2 voltios es síntoma de la presencia de armónicos. También suelen haber zumbidos y vibraciones en cuadros eléctricos (ver efectos).

EFECTOS DE LOS ARMONICOS

Debido a sus altas frecuencias y sentido distinto de avance refluyen a cualquier parte de la instalación e incluso al exterior. 

Sobrecalentamientos aunque el consumo suministrado sea muy inferior al máximo admisible por la instalación.



Sobrecalentamiento y averías en transformadores, enormes inducciones y parásitos.



Sobrecalentamiento en conductores neutros. En las instalaciones trifásicas muchos armónicos se suman en el neutro con la intensidad de las tres fases.



Fallos en ordenadores y equipos electrónico.



Interferencias y problemas técnicos de diversa índole sin causa aparente.



Problemas en condensadores de corrección de factor de potencia pudiendo estos mismos entrar en resonancia,disminuyendo la impedancia equivalente del circuito provocando golpes altos de corriente y tensión,que pueden quemar los equipos o los fusibles.



Problemas e incluso quemado de los bobbinados de los motores de inducción al aumentar los parásitos y el calentamiento del rotor y devanados.



Fusibles y magnetotérmicos quemados sin que lleguen al consumo máximo nominal.



Vibraciones, zumbidos, ruidos, resonancias en paneles y cuadros eléctricos y de control.



Sobrecargas en barras colectoras, empalmes, conexiones, etc.



Inducción en cables y sistemas de telecomunicaciones por los armónicos de alta frecuencia.



Los grupos electrógenos de emergencia son especialmente vulnerables a los armónicos: por efectos eléctricos perturban e inestabilizan los controles del mismo, llegando a quemarse el alternador fácilmente.



Los convertidores de D/C a A/C también son victimas fáciles de los armónicos que produzcan los equipos electrónicos conectados a ellos.



Inutilidad de automáticos electrónicos detectores de picos.

Ref.

subiendo... CAUSAS Y EFECTOS DE LOS ARM�NICOS

los generadores de arm�nicos En general, los arm�nicos son producidos por cargas no lineales que a pesar de ser alimentadas con una tensi�n senoidal absorben un intensidad no senoidal. Para simplificar se considera que las cargas no lineales se comportan como fuentes de intensidad que inyectan arm�nicos en la red. Las cargas arm�nicas no lineales m�s comunes son las que se encuentran en los receptores alimentados por electr�nica de potencia tales como variadores de velocidad, rectificadores, convertidores, etc. Otro tipo de cargas tales como reactancias saturables, equipos de soldadura, hornos de arco, etc., tambi�n inyectan arm�nicos. El resto de cargas tienen un comportamiento lineal y no generan arm�nicos: inductancias, resistencias y condensadores.

fig. 32: las cargas lineales tales como inductancias, condensadores y resistencias, no generan arm�nicos.

fig. 33: las cargas no lineales son las que generan arm�nicos.

ejemplos de generadores de arm�nicos En la fig. 34 se citan, a t�tulo orientativo, distintos receptores con unas indicaciones sobre el espectro arm�nico en intensidad inyectado. tipos de carga

arm�nicos generados

comentarios

transformador

orden par e impar

componente en CC

motor asincrono

orden impar

inter y subarm�nicos

l�mpara descarga

3� + impares

puede llegar al 30% de l1

soldadura arco

3�

hornos arco CA

espectro variable inestable

no lineal-asim�trico

rectificadores con filtro inductivo

h=KxP�1 Ih = l1/h

SAI-variadores V

rectificadores con filtro capacitivo

h=KxP�1 Ih = l1/h

equipos electr�nicos

cicloconvertidores

variables

variadores V

alimentaci�n

reguladores PWM

variables

SAI-convertidor CC-CA

fig. 34: indicaciones sobre el espectro arm�nico inyectado por diferentes cargas.

efectos de los arm�nicos

sobre los conductores

sobre el conductor de neutro

causas

consecuencias

las intensidades arm�nicas provocan el aumento de la IRMS, El efecto pelicular (efecto "skin") reduce la secci�n efectiva de los conductores a medida que aumenta la frecuencia.

Disparos intempestivos de las protecciones, Sobrecalentamiento de los conductores.

Cuando existe una carga trif�sica + neutro equilibrada que genera arm�nicos

Cierre de los arm�nicos homopolares sobre el neutro que provoca calentamientos y sobreintensidades.

impares m�ltiplos de 3.

sobre los transformadores

Aumento de la IRMS Las p�rdidas por Faucault son proporcionales al cuadrado de la frecuencia, las perdidas por hist�resis con proporcionales a la frecuencias.

sobre los motores

An�logas a las de los transformadores y generaci�n de un campo adicional al principal

sobre los condensadores

Disminuci�n de la impedancia del condensador con el aumento de la frecuencia.

Aumento de los calentamientos por efecto Joule en los devanados, Aumento de las p�rdidas en el hierro. An�logas a las de los transformadores m�s p�rdidas de rendimiento.

Envejecimiento prematuro, amplificaci�n de los arm�nicos existentes.

   

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Inicio » Optimización Costes Energía » Los armónicos: causas, consecuencias y soluciones http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/EMC/trabajos_02_03/interf_red_y_ctos_elec/cem/pa ginas/causas_y_efectos_de_los_armonico.htm

Los armónicos: causas, consecuencias y soluciones Escrito por Epifanio Canabal en Martes, 29 octubre, 2013 en Optimización Costes Energía

Hoy en día es inconcebible el mundo sin la electrónica de potencia. Fuentes de alimentación, Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI), variadores de velocidad de motores, reactancias de arranque de alumbrado fluorescente, convertidores de potencia…, campan a sus anchas por nuestras viviendas y empresas. Su utilidad y la comodidad que nos han supuesto son innegables. No obstante, nos han acarreado un grave problema para la distribución y consumo de electricidad: los armónicos de corriente eléctrica. Podemos aproximar el concepto de distorsión armónica a una “malformación” de la corriente eléctrica que llega a nuestros hogares y empresas. Esta “malformación” está originada por los equipos electrónicos que consumen energía eléctrica de una forma “no lineal”, es decir, de una forma no continua en el tiempo. Esta forma de consumir electricidad, provoca que la forma de onda senoidal de la corriente eléctrica se distorsione. Esta distorsión se puede descomponer en diferentes componentes, conocidas como armónicos. La mayor o menor presencia de armónicos se mide con una magnitud conocida como Tasa de Distorsión Armónica (THD). La presencia de armónicos en una instalación, o red de distribución eléctrica puede acarrear innumerables problemas, tales como:   

   

Sobrecalentamientos en los conductores especialmente en el neutro de las instalaciones, debido al efecto pelicular. Disparos intempestivos de Interruptores Automáticos y Diferenciales. Disminución del factor de potencia de una instalación y envejecimiento e incluso destrucción de las baterías de condensadores utilizadas para su corrección debido a fenómenos de resonancia y amplificación. Vibraciones en cuadros eléctricos y acoplamientos en redes de telefonía y de datos. Deterioro de la forma de onda de la tensión, y consiguiente malfuncionamiento de los aparatos eléctricos. Calentamientos, degradaciones en los aislamientos, embalamientos y frenados en motores asíncronos. Degradaciones del aislamiento de los transformadores, pérdida de capacidad de suministro de potencia en los mismos.

Todos estos efectos acarrean pérdidas económicas importantes debido a:   

Necesidad de sobredimensionamiento de los conductores y de las potencias contratadas en una instalación. Necesidad de sustitución con mayor frecuencia de los aparatos y máquinas dañados por los armónicos. Paradas de producción debidas a los disparos intempestivos de los elementos de protección y mando.

Ahora bien, ¿cómo podemos detectar la presencia de armónicos en nuestra instalación? Además de la propia observación de los efectos causados y la experiencia de los técnicos de mantenimiento, podemos recurrir a instrumentos tales como osciloscopios, multímetros y pinzas de verdadero valor eficaz (TMRS), multímetros medidores de armónicos y analizadores de redes eléctricas, además de la existencia de especialistas y profesionales que nos pueden hacer un diagnóstico de los problemas de armónicos de nuestra instalación. Conocidos lo que son, los efectos que producen y cómo se pueden detectar, veamos ahora algunas de las múltiples soluciones que existen:   

  

Sobredimensionamiento de conductores y pletinas. Utilización de un neutro para cada fase. Utilización de transformadores de aislamiento de estrella-triángulo, con secundario en zigzag o con doble secundario. Filtros pasivos como las impedancias antiarmónicas o los llamados “shunt resonantes”, formados por elementos pasivos como inductancias y condensadores. Filtros activos y convertidores “limpios”. Utilización de diferenciales “superinmunizados” calibrados para soportar altas tasas de THD. Separación de los elementos no lineales de las “cargas limpias” en una instalación eléctrica. Impedancias de alisado, conectadas a las cargas no lineales. Filtros en cargadores y alimentadores.

Alertados de la presencia de los armónicos e informados de sus características, puntos fuertes y debilidades, podemos armarnos y defendernos de ellos. Para quien desee profundizar en el tema, existen numerosos tratados, publicaciones y cuadernos técnicos disponibles. Aquí he pretendido una aproximación al problema que representan para los consumidores, de una forma sencilla, concisa y fácilmente entendible.

Epifanio Canabal, ingeniero, Departamento de Operaciones de Gesternova

http://blog.gesternova.com/los-armonicos-causas-consecuencias-y-soluciones/

Programa analítico

PARTE I: ELECTROTECNIA Unidad didáctica Nº 1 EJE CONCEPTUAL: Elementos de los circuitos. Métodos de resolución. OBJETIVO: Analizar circuitos lineales mediante métodos sistemáticos y teoremas de circuitos. TEMAS: Parámetros. Fuentes. Señales. Circuitos. Intercambios energéticos. Parámetros eléctricos: resistencia, inductancia, inductancia mutua, capacitancia. Dipolos pasivos. Fuentes de tensión. Fuentes de corriente. Construcción del modelo circuital ideal para un circuito real. Modelos circuitales. Ciclo, frecuencia, período, pulsación. Valores instantáneos, de pico, medios y eficaces idealizados de los dipolos pasivos y activos. Señales eléctricas; constantes, variables, periódicas y periódicas. Funciones rectangular, triangular y senoidal. Pulsos. Introducción a la serie de Fourier para descomponer señales periódicas no armónicas. Ley de Ohm. Leyes de Kirchhoff. Distribución del potencial a lo largo del circuito. Resolución de circuitos excitados con corriente continua en régimen permanente. Cálculo de circuitos ramificados. Circuitos equivalentes. Transformación estrella-triangulo. Método de los potenciales de nudos. Método de las corrientes de mallas. Principio de superposición. Teoremas de Thevenin y de Norton. Máxima transferencia de potencia. Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 2 EJE CONCEPTUAL: Circuitos en régimen transitorio. OBJETIVO: Comprender los fenómenos que se producen en los circuitos ante conexiones y desconexiones en las ramas activas y pasivas. TEMAS: La respuesta natural de un sistema físico. Circuitos RL, RC, RLC. Principio de D’Alambert. Conjunto resorte, masa, rozamiento viscoso. Entrada en escalón y entrada senoidal aplicada a circuitos RL, RC, RLC. . Analogía mecánica. Respuesta a un impulso. Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 3 EJE CONCEPTUAL: Circuito de C.A. en régimen permanente OBJETIVO: Estudiar circuitos excitados con fuentes de variación armónica utilizando el método simbólico. TEMAS: Corrientes periódicas. Periódica alternante. Senoidal. Valores característicos, valor Eficaz, valor medio, factor de forma, factor de cresta. Representación fasorial de la corriente alterna senoidal en régimen permanente, tensión y corriente compleja. Impedancia compleja. Reactancias inductiva y capacitiva. Admitancia compleja. Susceptancias inductiva y capacitiva, representación gráfica, diagramas fasoriales. Potencias en R, L, C. y en cualquier circuito pasivo, potencia activa, aparente, reactiva, compleja, factor de potencia. Nociones sobre corrección del factor de potencia. Máxima transmisión de potencia en una línea. Problemas de Aplicación.

Unidad didáctica Nº 4 EJE CONCEPTUAL: Resonancia y Diagramas circulares OBJETIVO: Analizar distintos casos de resonancia y resolución de circuitos mediante el empleo de métodos gráficos. TEMAS: Resonancia serie y paralelo. Condición de resonancia. Sobre tensiones y Sobre intensidades. Factor de mérito. Curva

universal de resonancia. Resonancia combinada serie, paralelo. Gráficas en función de la frecuencia. Diagramas fasoriales. Resolución de circuitos con parámetros variables. Diagramas circulares. Problemas de Aplicación.

Unidad didáctica Nº 5 EJE CONCEPTUAL: Sistemas y Circuitos Trifásicos OBJETIVO: Desarrollar métodos de cálculo que basados en la simetría que presentan estos circuitos facilitan los mismos. TEMAS: Nociones sobre sistemas polifásicos. Sistema trifásico simétrico. Conexión estrella y triángulo de fuentes y cargas. Tensiones y corrientes de fase y línea. Cálculo de circuitos simétricos. Sistemas trifásicos equilibrados y desequilibrados. Cálculo de sistemas asimétricos: nodos y mallas. Potencia y factor de potencia en sistemas trifásicos. Nociones de medición de potencia. Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 6 EJE CONCEPTUAL: Circuitos Magnéticos – Circuitos Acoplados OBJETIVO: Solución de circuitos magnéticos en corriente continua y alterna. Conocimiento de los circuitos acoplados inductivamente. TEMAS: Introducción a los circuitos alineales. Recapitulación sobre magnitudes y unidades magnéticas Curva de magnetización de materiales ferromagnéticos. Leyes del circuito magnético .Cálculo de circuitos magnéticos en corriente continua y alterna. Pérdidas en el núcleo. Deformación de la corriente. Circuito equivalente. Imanes permanentes. Curva de desmagnetización. Inducción residual. Campo coercitivo. Energía. Cálculo de circuitos magnéticos con imanes. Perdidas en el hierro. Campo magnético giratorio. Problemas de Aplicación. Coeficiente de inducción mutua. Coeficiente de acoplamiento. Inductancia de dispersión. Bornes homólogos. Tensión inducida. Sentido de las tensiones inducidas según bornes homólogos. Inducción mutua en corriente alterna. Establecimiento de las ecuaciones según leyes de Kirchhoff. Conexión serie aditiva y substractiva. Conexión paralelo. Sustitución equivalente de circuitos con inducción mutua. Diagramas fasoriales. Transformador en aire. Transformador ideal

Unidad didáctica Nº 7 EJE CONCEPTUAL: Instrumentos y mediciones eléctricas OBJETIVO: Comprender el funcionamiento, aplicación y medición de los parámetros básicos TEMAS: Medidas y aparatos de medición. Métodos de medición. Errores de medición y clase de los instrumentos. Elementos comunes de los aparatos eléctricos de medida. Principio de funcionamiento: magnetoeléctrico, electromagnético, electrodinámico, de inducción. Aplicaciones en la medición de tensiones, intensidades de corriente, de potencia y de energía eléctrica. Ohmetro. Meghómetro. Ampliación de los alcances. Uso de los transformadores de medida. Tableros de medición. Instrumentos de medida electrónicos. Problemas de aplicación

PARTE II: MAQUINAS ELECTRICAS

Unidad didáctica Nº 8 EJE CONCEPTUAL: Máquinas de Corriente continua OBJETIVO: Conocer el funcionamiento de las distintas maquinas, sus características y aplicaciones. Conocimiento de ensayos básicos de recepción y Resolución de problemas TEMAS: Generalidades. Construcción del inducido. El colector. Los polos y el circuito magnético. Fuerza electromotriz de la máquina de corriente continua. Tensión de los bornes. Reacción del inducido. Desplazamiento de las escobillas. Polos de conmutación. Arrollamientos de compensación. Excitación del campo magnético. Máquinas de corriente continua con excitación independiente y con excitación propia y auto excitadas. Generadores de corriente continua. Generadores con excitación independiente. Generador serie. Generador derivación. Generador serie paralelo o compound. Curvas características. Funcionamiento en paralelo de generadores de corriente continua. Motores de corriente continua. Motor en derivación. Arranque. Características de un motor derivación. Regulación de la velocidad en un motor derivación. Motor serie. Características de un motor serie. Regulación de la velocidad en un motor serie. Motor en serie paralelo o compound. Inversión de la marcha o frenado eléctrico. Características de velocidad de un motor serie, paralelo o derivación y serie paralelo o compound. Comparación de las curvas de corriente en función del momento de carga en el motor serie, paralelo y compound. Criterios de elección de motores de corriente continua. Ensayos de recepción. Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 9 EJE CONCEPTUAL: Transformadores OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de los Transformadores, sus características y aplicaciones. Conocimiento de ensayos básicos de recepción y Resolución de problemas TEMAS: Generalidades - El transformador estático - Utilización del transformador en un sistema de generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica - Ventajas de la transmisión de la energía eléctrica en alta tensión - Niveles de tensión según normas - Nociones sobre sistemas interconectados – El transformador - Principio de funcionamiento - El transformador ideal - Transformador ideal en vacío – Transformador ideal con carga óhmica, inductiva y capacitiva Transformador real en vacío - Transformador real con carga óhmica, inductiva y capacitiva - Valores reducidos del transformador -Reducción de valores del secundario al primario – Diagrama fasorial del transformador real con carga dinámica, inductiva y capacitiva con valores reducidos del primario al secundario.- Diagrama fasorial del transformador real con carga óhmica, inductiva y capacitiva con valores reducidos del secundario al primario.- El circuito eléctrico equivalente - Circuito eléctrico equivalente completo y simplificado - Triángulo de Kapp. - Diagrama de Kapp - Cálculo de la variación de tensión - Coeficiente de regulación.- Ensayos de un transformador monofásico - Interpretación de los datos de placa - Verificación de la relación de transformación - Medición de las resistencias de los arrollamientos primario y secundario - Ensayo en vacío - Ensayo en cortocircuito - Tensión de cortocircuito reducida uk% - Importancia del valor de uk% en función de la verdadera corriente de cortocircuito en los transformadores de potencia. Rendimiento del transformador - Curvas características - Determinación de la corriente de carga para obtener el rendimiento máximo.- Paralelo de transformadores. Condiciones de óptimo funcionamiento - Diagrama fasorial de dos transformadores funcionando en paralelo.- Transformadores trifásicos -Transformadores con núcleo tipo acorazado - El campo magnético en los núcleos tipo acorazados - Conexión en V - Transformador zig zag.- Grupos de conexión Paralelo de transformadores trifásicos - Ensayos de transformadores trifásicos.- Transformadores de medida – Transformadores de intensidad TI - Transformadores de tensión TV - Utilización de los transformadores de medida en baja tensión y en media tensión - Autotransformadores. Detalles constructivos de transformadores trifásicos - Núcleos de hierro - Devanados - El aceite del transformador - Aisladores pasatapas - La cuba - Accesorios.- Elección del transformador para una determinada instalación y como efectuar un pedido. Ensayos de recepción. Problemas de aplicación

Unidad didáctica Nº 10 EJES CONCEPTUALES: Máquina Asincrónica o de Inducción OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de las distintas maquinas, sus características y aplicaciones. Conocimiento de ensayos básicos de recepción y Resolución de problemas TEMAS: Principio esencial de funcionamiento - Resbalamiento - Campos que se presentan en el estudio de las máquinas eléctricas

rotativas de corriente alterna - Campo sinusoidal fijo – Campo sinusoidal alternado - Campo giratorio – Obtención práctica del campo giratorio - Campo giratorio de Ferrari.- Estudio teórico de la máquina asincrónica Ecuaciones - Corriente en el motor - Diagrama fasorial de la máquina asincrónica - El circuito eléctrico equivalente de la máquina asincrónica.- Diagrama circular de Heyland - Potencias en el diagrama circular - Potencia absorbida de la máquina asincrónica funcionando como motor – Potencia perdida en el hierro mas mecánicas - Potencia perdida en el cobre del estator - Potencia perdida en el cobre del rotor - Potencia mecánica útil - Cálculo de la potencia mecánica útil.Momento en el diagrama circular - Rendimiento en el diagrama circular - Resbalamiento en el diagrama circular - Factor de potencia en el diagrama circular.- Lugar geométrico de las corrientes en la máquina asincrónica funcionando como motor.- Máquinas asincrónicas con rotor en cortocircuito o jaula de ardilla- Máquinas asincrónicas con rotor bobinado.- Ensayos de la máquina asincrónica - Ensayo en vacío - Ensayo en corto circuito o a rotor bloqueado - Medición de relación de transformación - Medición de resistencia en los devanados el estator y rotor para máquinas con rotor jaula de ardilla y rotor bobinado .- Trazado del diagrama circular de Heyland en base a datos obtenidos en ensayos – Curvas características - Corriente en función del resbalamiento o número de revoluciones del rotor - Momento en función del resbalamiento o número de revoluciones del motor - Corriente estatórica en función de la potencia mecánica útil - Factor de potencia en función de la potencia mecánica útil - Momento en función de la potencia mecánica útil - Rendimiento en función de la potencia mecánica útil - Resbalamiento en función de la potencia mecánica útil -Número de revoluciones del rotor en función de la potencia mecánica útil .- Arranque del motor asincrónico Arranque a tensión reducida - Arranque estrella triángulo- Arranque por auto transformador - Arranque aumentando resistencias en serie con el rotor - Criterios de selección del sistema de arranque adecuado - Criterios de selección de motores según el par resistente a vencer -Motores con rotor doble jaula - Nociones sobre arrancadores inteligentes de estado sólido – Nociones sobre variadores de velocidad de estado sólido.- Protección de motores - Fusibles - Relevadores térmicos -Sondas PTC - Curvas características - Ejemplos de protección de motores - Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 11 EJE CONCEPTUAL: Máquinas Sincrónicas OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de las distintas maquinas, sus características y aplicaciones. Conocimiento de ensayos básicos de recepción y Resolución de problemas TEMAS: El alternador sincrónico - Máquina sincrónica de polos salientes - Máquina sincrónica de rotor liso o turbo rotor - Utilización de distintos tipos de máquinas sincrónicas en centrales hidráulicas y centrales térmicas - Distintos tipos de centrales eléctricas.- Valores característicos de la máquinas sincrónicas - Método de Behn Eschembourg para la determinación de la impedancia sincrónica - Ensayo en vacío - Ensayo en cortocircuito - Determinación de la impedancia sincrónica - Curvas características de tensión, corriente de carga e impedancia sincrónica en función de la corriente de excitación.- Diagrama de Behn Eschembourg -Características externas (Tensión en función de la corriente de carga para distintos valores del factor de potencia de la carga) - Reacción del inducido - Ensayo de Potier - Diagrama de Potier Diagrama fasorial de la máquina sincrónica con carga - Características de regulación (Tensión en función de la corriente de excitación para distintos valores del factor de potencia de la carga).- La máquina sincrónica como motor - Diagrama de Blondel - Curvas V - Potencias efectivas y reactivas -Diagrama de Blondel para generador sincrónico.- Paralelo de alternadores - Condiciones para la puesta en paralelo - Repartición de las cargas.- Excitación de la máquina sincrónica o alternador.- Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 12 EJE CONCEPTUAL: Maquinas Eléctricas Especiales OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento de las distintas maquinas, sus características y aplicaciones. Conocimiento de ensayos básicos de recepción y Resolución de problemas TEMAS: Motor monofásico de inducción. Funcionamiento. Métodos de arranque. Motores de potencia fraccionaria. Motor de reluctancia. Motor de histéresis. Motor paso a paso. Teoría de funcionamiento. Casos de aplicación.

Unidad didáctica Nº 13 EJE CONCEPTUAL: Selección de máquinas eléctricas. OBJETIVOS: Conocer la importancia económica que tiene el accionamiento de mecanismos por medio de electromotores. TEMAS: Criterios de selección; técnicos, estadísticos, económicos .Característica par motor- velocidad de cargas mecánicas y de electromotores. Punto de funcionamiento y estabilidad. Cálculo del tiempo de aceleración. Momento de inercia. Cadena cinemática. Categoría de motores de inducción. Inercias normalizadas. Funcionamiento del accionamiento en los cuatro cuadrantes. Potencia, calentamiento y refrigeración de las máquinas eléctricas. Regímenes normalizados. El medio ambiente. Grados de protección mecánica. El sistema aislante. Clases de aislamiento y clasificación térmica. La

vida útil. Variación combinada de la temperatura y la altitud. Fallas y deterioro del aislamiento. Instalación de los motores. Dimensiones de montaje. Parámetros mecánicos. Transmisiones. Vibraciones. Problemas de aplicación.

Unidad didáctica Nº 14 EJE CONCEPTUAL: Circuitos y aparatos de comando. Protecciones OBJETIVOS: Conocer los circuitos de comando y de protección. TEMAS: Seccionadores bajo carga. Conmutadores. Contactores. Pulsadores. Combinadores. Relevadores. Relevadores temporizados. Interruptores finales de carrera. Interruptores de pedal. Termostatos. Frenos y acoplamientos de corrientes parásitas. Simbología de los aparatos de maniobra y de máquinas eléctricas. Circuitos de comando de: arranques, inversión sentido de giro, y frenado de los motores de corriente alterna. Protección de los motores eléctricos: sobrecargas, sobre intensidad, imagen térmica. Circuitos de protección. Circuitos de aplicación. Arrancadores y variadores de velocidad electrónicos. Accionamientos interrelacionados. Centro de control de motores. Introducción al control lógico programable (PLC). Circuitos de aplicación.

Unidad didáctica Nº 15 EJE CONCEPTUAL: Introducción al cálculo de Iluminación Industrial OBJETIVOS: Conocer Las unidades luminotécnicas y los métodos de cálculo de iluminación de oficinas y talleres de una industria. TEMAS: Conceptos generales sobre la luz, frecuencia, longitud de onda, campo visible. Unidades y definiciones luminotécnicas. Lámparas y luminarias. Tipos y conexiones. Métodos de cálculo de iluminación interior. Utilización de tablas de fabricantes. Problemas de aplicación.

Nota: Esta unidad didáctica se coordina con la asignatura “Instalaciones Industriales”

Enviado el Miercoles 24 October 2012 09:02:49, de a las

Compensación de ondas armónicas Descripción del problema: para las redes de suministro eléctricas se aplican directivas exactas en cuanto a la carga de oscilaciones armónicas admisible. Esto no solo es importante para la empresa de suministro, sino también para el usuario de la energía. Los fabricantes de aparatos eléctricos diseñan su resistencia a interferencias de forma que estos funcionen dentro de los niveles de compatibilidad admisibles. En caso de que se excedan los niveles de compatibilidad en el punto de conexión, no podrá seguir garantizándose un funcionamiento sin fallos de los aparatos eléctricos. Además, las corrientes de oscilaciones armónicas en redes de suministro eléctrico provocan más pérdidas y el envejecimiento prematuro de las instalaciones eléctricas.

¿Qué son las oscilaciones armónicas?

Toda señal puede descomponerse mediante un análisis de Fourier en una suma de oscilaciones sinusoidales. Junto con la frecuencia básica (en alemán EVN 50 Hz), la suma se forma a partir del múltiplo entero (Abb. 4).

Los efectos típicos que provocan oscilaciones armónicas se hallan en la electrónica de potencia en procesos de conmutación y controles por corte de onda, efectos de saturación en transformadores y para descargas gaseosas características de lámparas de ahorro energético. La expresión de las oscilaciones armónicas, con referencia a la oscilación básica, puede representarse con un espectro de frecuencia (histograma) (Abb. 5).

El contenido de oscilaciones armónicas indica el alcance de las distorsiones de una señal debidas a oscilaciones armónicas. Este representa una relación entre el valor efectivo de las oscilaciones armónicas y el valor efectivo total de las tensiones.

(7)

El contenido de oscilaciones armónicas se calcula a partir de

con n para la asignación de la oscilación armónica.

En las normas, se hace especial hincapié en los armónicos 5º, 7º, 11º, 13º, 17º, 19º, 23º y 25º. Debido a la amplia expansión de las conexiones de 6 pulsos (electrónica de potencia con tiristores p=6), se lleva a cabo esta figura numérica característica. Universalmente, los armónicos característicos pueden determinarse según la siguiente ecuación

Solución: las instalaciones de compensación de potencia reactiva dotadas de bobinas de reactancia así como los filtros de oscilaciones armónicas pasivos y activos de PQM contrarrestan las oscilaciones armónicas y protegen sus instalaciones de forma fiable frente a sobrecarga y daños. Mediante la eliminación de las oscilaciones armónicas en la red aumenta la vida útil de la instalación y mejora la calidad de producción. Productos accesorios

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Systems >1kV 

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Power grid analysis/simulation

Systems