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OPERACIN DE MOTORESTABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIN __________________________________________________ 1Propsitos del Mdulo _____________________________________________ 2
SECCIN NO.1 - PRINCIPIOS FUNDAMENTALES
Introduccin _______________________________________________________ 3Magnetismo y Polos Magnticos _______________________________________ 4Generacin de Energa Mecnica Mediante el uso de Campos Magnticos_______ 7Electromagnetismo y Campos Magnticos________________________________ 8Corriente Alterna (CA) Monofsica y Trifsica ____________________________ 10Induccin _________________________________________________________ 11Repaso 1 __________________________________________________________ 13
SECCIN NO.2 - COMPONENTES DE LOS MOTORES ELCTRICOSY OPERACIONES
Introduccin _____________________________________________________ 17Estator__________________________________________________________ 18Rotor ___________________________________________________________ 19Rodamientos_____________________________________________________ 21Carcazas ________________________________________________________ 21Operacin del Motor_______________________________________________ 22Motores Induccin de Trifsicos _____________________________________ 24Repaso 2 ________________________________________________________ 25
SECCIN NO.3 - CONSIDERACIONES DE OPERACINIntroduccin _____________________________________________________ 27Alarmas_________________________________________________________ 28Detectores de Temperatura y Resistencia (RTDs)________________________ 28Causas Comunes para Condiciones de Alarma __________________________ 30Arranque de un Motor Elctrico en la Lnea Principal_____________________ 31Parada de un Motor________________________________________________ 32Velocidad de Operacin ____________________________________________ 32Potencia ________________________________________________________ 32Repaso 3 ________________________________________________________ 33
RESUMEN_________________________________________________________ 35
GLOSARIO _______________________________________________________ 37
RESPUESTAS_______________________________________________________ 40
APNDICE A - REPASO ELCTRICO ________________________________ 41
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OPERACIN DE MOTORESEquipos para Oleoductos
1996 IPL Servicios de Tecnologa y Consultora
Reproduccin Prohibida (Febrero 1996)
IPL TECHNOLOGY & CONSULTING SERVICES INC.7th Floor IPL Tower10201 Jasper AvenueEdmonton, AlbertaCanada T5J 3N7
Telephone +1 - 403-420-8489Fax +1 - 403-420-8411
Referencia: 2.6 Motor Op Nov, 1997
ATENCIONEl personal de operaciones usa tecnologa para alcanzar metasespecficas. Un objetivo clave del programa de entrenamiento es
promover la comprensin de la tecnologa que el personal operativo,
usa en su trabajo diario. Este programa de entrenamiento refuerza la
relacion trabajo-habilidades mediante el suministro de informacin
adecuada de tal manera que los empleados de oleoductos la puedan
aplicar inmediatamente.
La informacin contenida en los mdulos es terica. El fundamento de
la informacin bsica facilita el entendimiento de la tecnologa y sus
aplicaciones en el contexto de un sistema de oleoducto. Todos los
esfuerzos se han encaminado para que reflejen los principios cientficos
puros en el programa de entrenamiento.
Sin embargo en algunos casos la teora rie con la realidad de la
operacin diaria. La utilidad para los operadores de oleoductoses nuestra prioridad mas importante durante el desarrollo de los
temas en el Programa de Entrenamiento para el Funcionamiento
de Oleoductos.
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HABILIDADES DE ESTUDIOPara que el aprendizaje de los mdulos sea ms efectivo, se sugieretener en cuenta las siguientes recomendaciones.
1. Trate de que cada periodo de estudio sea corto pero productivo (de
10 a 45 minutos). Si usted ha establecido que estudiar durante los
cinco dias de la semana un total de dos horas por da, separe los
tiempos de estudio con periodos de descanso de dos a cinco
minutos entre cada sesion. Recuerde que generalmente una
semana de auto estudio reemplaza 10 de horas de asistencia aclases. Por ejemplo si usted tiene un periodo de tres semanas de
autoestudio, deber contabilizar treinta horas de estudio si quiere
mantener el ritmo de la mayora de los programas de aprendizaje.
2. Cuando usted est estudiando establezca conexiones entre
captulos y tareas. Entre ms relaciones logre hacer le ser ms
fcil recordar la informacin.
3. Hay cuestionarios de autoevaluacin al final de cada seccin
del mdulo. Habitualmente el responder a estos cuestionarios
incrementar su habilidad para recordar la informacin.
4. Cuando est leyendo una seccin o un mdulo, primero de un
vistazo rpido a toda el material antes de comenzar la lectura
detallada. Lea la introduccin, conclusiones y preguntas al final de
cada seccin. A continuacin como una tarea separada estudie los
encabezados, grficos, figuras y ttulos. Despues de esta excelente
tcnica de revision previa, usted estar familiarizado con la forma
como est organizado el contenido. Despus de la lectura rpida
continue con la lectura detallada. Su lectura detallada, refuerza lo
que ya usted ha estudiado y adems le clarifica el tema. Mientras
usted este realizando esta lectura detngase al final de cada
sub-seccin y pregntese Que es lo que he acabado de leer?
5. Otra tcnica de estudio til es escribir sus propias preguntas
basadas en sus notas de estudio y/o en los titulos y subtitulos de
los mdulos.
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6. Cuando est tomando notas en el saln de clases considere lasiguiente tcnica. Si usa un cuaderno de de argollas escriba solo
en las pgina de la derecha. Reserve las pgina de la izquierda
para sus propias observaciones, ideas o reas en las que necesite
aclaraciones. Importante: escriba las preguntas que su instructor
hace, es posible que usted las encuentre en el custrionario final.
7. Revise. Revise. Revise, El revisar el material aumentar
enormemente su capacidad de recordar.
8. El uso de tarjetas para notas, le ayudar a identificar rpidamente
reas en las cuales usted necesita repasar antes de un exmen.
Comience por ordenar a conciencia las tarjetas despus de cadasesin de lectura. Cuando aparezca una nueva palabra, escrbala
en una cara de la tarjeta y en el reverso escriba la definicin. Esto
es aplicable para todos los mdulos. Por ejemplo, simbolos
qumicos/que representan; estacin terminal/defincin; una
sigla(acronismo)/que significa. Una vez haya compilado sus
tarjetas y se este preaparando para una prueba, ordnelas con el
lado que contiene las palabras hacia arriba; pase una tras otra para
verificar si usted sabe que hay en el reverso. Se ha preguntado
usted por qu gastar tiempo innecesario en significados o
conceptos? Porque las tarjetas que no pudo identificar, le indican
las reas en las cuales necesita reforzar su estudio.
9. Adicionalmente estos mdulos tienen identificados mtodos de
enseanza especfica para ayudar a la comprensin del tema y su
revisin. Los trminos (palabras, definiciones), que aparecen en
negrilla estn en el glosario. Para relacionar la informacin de
los trminos y su significado, los nmeros de las pginas aparecen
en las definiciones del glosario con el objeto de identificar donde
apareci el trmino por primera vez en el txto. Las definiciones
que en el glosario no tienen ningn nmero de pgina es impor-
tante de igual manera entenderlas, pero estn completamente
explicadas en otro mdulo.
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OPERACIN DE MOTORES
Las unidades de bombeo son mecanismos claves en un sistema deoleoducto. Al arrancar o parar las unidades de bombeo, los oper-
adores controlan el movimiento de lquidos en un oleoducto. A su
vez aseguran que el lquido sea transportado en condiciones seguras y
a la tasa de flujo apropiada. Desde el centro de control, los oper-
adores pueden operar unidades de bombeo localizadas en posiciones
remotas ordenando comandos como ARRANQUE o PARADA de la
unidad. Las bombas y motores son equipos complejos de alto costo,
que pueden daarse si son utilizados incorrectamente. Los oper-
adores necesitan conocer a fondo como operan los motores y las
bombas para poder transportar lquidos en condiciones seguras a
travs de un sistema de oleoducto, mantener la programacin y
minimizar el mantenimiento y los costos de reemplazo.
En la industria constructora de oleoductos, existen muchas clases de
motores y bombas. Algunas bombas funcionan con motores diesel y
otras con turbinas.
Figura 1
Bomba y Motor en la Lnea Principal.En casi todas las localizaciones, los oleoductos utilizan motores elc-tricos para accionar bombas centrfugas. La capacidad de losmotores de las bombas en la lnea principal es tpicamente entre 900y 5000 hp.
1
INTRODUCCIN
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
2
Este mdulo describe los principios operacionales de un motorelctrico y demuestra como funcionan estos principios. En la ltima
seccin se describen los motores utilizados para impulsar las bombas
de una lnea principal.
Tener un conocimiento bsico de los principios de electricidad es
extremadamente til cuando analizamos motores elctricos. Para
analizar y revisar los conceptos mencionados a continuacin, ver el
Apndice A que est al final de este mdulo. Los conceptos
incluidos en el Apndice A incluyen:
electrones
capas orbitales
capa de valencia
electrn valencia
iones
electrones libres
corriente
corriente alterna
amperios
fuerzas electromotrices
voltios
resistencia
circuitos abiertos y cerrados
corto circuito.
Este mdulo presenta informacin sobre los siguientes objetivos:
Describe los principios fundamentales y los componentes de un
motor elctrico.
Presenta detalles sobre la teora y operacin de un motor de
induccin de corriente alterna (CA).
Describe los motores de induccin usados para impulsar las
bombas de una lnea principal.
Programa de Capacitacin. Introduccin al comportamiento de
fluidos.
PROPOSITOS DELMDULO
PRE-REQUISITOS
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OPERACIN DE MOTORES
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Los motores elctricos utilizan la fuerza de atraccin y repulsin que
ocurre entre dos campos magnticos para hacer rotar un eje
conectado a una bomba. El eje rotatorio provee la energa mecnica
que la bomba luego convierte en carga. La carga creada por la
bomba le imprime velocidad al lquido aguas abajo en el oleoducto.
Para entender cmo funciona un motor elctrico, se debe tener
conocimiento sobre campos magnticos y lo que sucede cuando estos
campos interactan. La Seccin No 1 de este Mdulo explica los
principios fundamentales de magnetismo incluyendo:
polos magnticos
campos magnticos
electromagnetismo y
campos electromagnticos
Adems, esta seccin explica la corriente alterna trifsica y como la
corriente puede ser inducida en un conductor mediante su exposicina un campo magntico.
Despus de esta seccin usted ser capaz de comprender los
siguientes propsitos:
Reconocer la definicin de magnetismo.
Reconocer el trmino induccin.
Relacionar los principios de magnetismo con la produccin de
energa mecnica.
Diferenciar un campo electromagntico de un campo magntico
natural Diferenciar corriente monofsica de corriente trifsica.
INTRODUCCIN
OBJETIVOS
SECCIN NO 1PRINCIPIOS FUNDAMENTALES
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
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El trminomagnetismo se refiere a la atraccin y a la repulsin quepuede existir entre los materiales ferromagnticos, en el cual uno
de los materiales se magnetiza. Entre los principales materiales
ferromagnticos tenemos:
hierro
acero
cobalto y
nquel.
Otros elementos como el silicn y el aluminio, pueden formar
aleaciones con los materiales anteriores, formando luego materiales
extremadamente fuertes.
La fuerzas de atraccin y repulsin, son causadas por partculas
diminutas denominadas unidades magnticas. Las unidades
magnticas descritas en la Seccin No.1 de este mdulo son en
realidad tomos que poseen una caracterstica nica conocida como
rotacin neta del electrn. Los electrones rotan o giran a medida que
se mueven en forma de rbitas alrededor del ncleo del tomo. La
rotacin de los electrones produce un campo magntico alrededor del
tomo. Generalmente estos tomos estn ordenados al azar y los
campos magnticos se cancelan entre s. En los materiales
magnticos, los tomos se alinean de manera tal que los campos
magnticos alrededor de los tomos se combinan para formar un gran
campo magntico nico. En una barra de hierro las unidadesmagnticas se dispersan al azar a travs de todo el metal. Cada una
de las unidades magnticas posee dos mitades distintas o polos, como
se indica en la Figura 2. Una mitad de cada unidad magntica se
denomina polo sur y la otra mitad se denomina polo norte. Los
nombres Norte y Sur se utilizan debido a que el planeta Tierra por si
mismo es un gran imn. Con un polo magntico hacia la parte norte
del hemisferio y el otro polo magntico hacia la parte sur del hemis-
ferio. Los trminos buscando el norte y buscando el sur, o norte y
sur, se utilizan comnmente para ayudar a distinguir entre las dos
mitades. La interaccin de los polos magnticos es un concepto muy
importante en la operacin de un motor elctrico.
Figura 2Unidades Magnticas.Las unidadesmagnticas sedispersan al azar atravs de todos losmetales ferrosos comoel hierro. Cada unidadmagntica posee unpolo sur y un polo norte.
NS
N
S
N S
N SN
S
N
S
N
SN
S
N S
N S
N
S
NS
N
S
S
N
S
N
NS
N
N S
S
N
N SN
S
NS
NS
N
S
N
S
NS
N
S
S
N S
N S
NS
SN
N
S
NS
N S
N
SN
S
SN
N
SSN
MAGNETISMO YPOLOS
MAGNTICOS
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OPERACIN DE MOTORES
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Los extremos o polos de una unidad magntica se llamanpolosmagnticos. Existen dos reacciones predecibles entre los polos
magnticos.
Las unidades magnticas no tienen que tocarse entre si para que una
fuerza sea ejercida entre ellos, tan solo deben estar lo suficientemente
cerca entre si para que sus fuerzas magnticas puedan interactuar,
como se indica en la Figura 3.
Figura 3Atraccin y Repulsin de Polos MagnticosLos polos ejercen fuerzas de atraccin y de repulsin entre si, sin estar
en contacto. Las fuerzas de atraccin y repulsin se extienden msall de la superficie de cada partcula.
A S N
Fuerza de Atraccin Fuerza de Atraccin
Fuerza de Repulsin Fuerza de Atraccin
B
N S
N S N S
S SN N
S N
Fuerza de Repulsin Fuerza de Repulsin
Fuerza de Atraccin Fuerza de Atraccin
S N
POLOS MAGNTICOS
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
6
Las fuerzas de atraccin y repulsin entre las unidades magnticasson dbiles. Sin embargo, las unidades magnticas pueden ser
colocadas de tal manera que las fuerzas entre ellas se conviertan en
fuerzas muy poderosas. Una fuerza magntica exterior que acta
sobre una barra de hierro puede ocasionar que todas las unidades
magnticas en el hierro se alinien en la misma direccin. Todos los
polos nortes de las unidades magnticas apuntan en una direccin y
todos los polos sur apuntan en otra direccin.
Figura 4Unidades Magnticas Alineadas Extremo con Extremo.Cuando las unidades magnticas en una barra de hierro se alineancon sus polos apuntando en una misma direccin, forman una unidadmagntica nica denominada imn. Un imn acta como una gran
unidad magntica nica.
Cuando las unidades magnticas en una barra de hierro se alinean
con sus polos apuntando en una misma direccin, la barra completa
de hierro se comporta como una unidad magntica nica o imn. El
imn tiene un polo norte y un polo sur. Los polos opuestos de los
imanes se atraen y los polos iguales se repelen.
La gran fuerza de atraccin y repulsin entre dos imanes es utilizada
por un motor elctrico para producir energa mecnica.
Se debe recordar que no es necesario que exista contacto entre los
imanes y las unidades magnticas para repelerse entre s. Las
fuerzas magnticas no se limitan al imn, sino que se extienden ms
all de la superficie del mismo. Los imanes solo deben estar lo
suficientemente cerca uno del otro para que las fuerzas magnticas
interacten. Uncampo magntico es el rea alrededor del imn
donde existe una fuerza magntica (Ver Figura 5).
N S
N S
N S N S N S N S N S
N SN SN SN SN SN S
N S N S
N S
N S
N S
N S N S
N S N S
N S
N S
N S
N S N S N S N S
N S N S N S
N S N S
N S
N SN SN SN SN SN S
IMANES
CAMPOS MAGNTICOS
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Figura 5Campos Magnticos de una Barra y el imn de una herradura.Imanes de distintas formas producen campos magnticos de difer-entes formas.
Podemos generar energa mecnica mediante el aprovechamiento de
las fuerzas de atraccin y de repulsin que ocurren entre los campos
magnticos. Por ejemplo, la Figura 6 muestra un imn de barra (Imn
A) con un eje giratorio colocado en el centro. Cuando se desplaza el
polo norte de un segundo imn (Imn B) hacia el polo norte del imn
A, se crea una fuerza repulsiva entre los dos imanes. El polo norte
del imn A, se aleja del polo norte del imn B, causando la rotacin
del imn A y la del eje. La rotacin del eje es la energa mecnica
producida por la interaccin de las fuerzas magnticas.
La Figura 6, muestra el mtodo bsico de operacin de cada motorelctrico. En vez de utilizar campos magnticos naturales, un motor
utiliza la corriente elctrica para generar campos magnticos denomi-
nados campos electromagnticos.
Figura 6Generacin de Energa MecnicaMediante el Uso de CamposMagnticos.a) El imn A se coloca sobre un eje delibre rotacin.. Cuando el polo norte delimn B se acerca al polo norte del imnA, la fuerza magntica de repulsin entrelos dos polos norte, hace alejar al polonorte del imn A. Entonces el imn A gira.
b) La fuerza de atraccin entre el polonorte del imn B y el polo sur del imn A,causa que el imn A contine girandohasta que el polo sur del imn A est loms cerca posible del polo norte del imnB. La rotacin del imn A es la energamecnica producida por la interaccinde las fuerzas magnticas entre el imn Ay el imn B.
OPERACIN DE MOTORES
NS NS
SS
Lneas de fuerza magntica
NN
SS
N
N
a)
b)
S
N
NS
Fuerza de Atraccin
Fuerza de Repulsin
Imn A
Imn A
ImnB
ImnB
S
S
GENERACINDE ENERGAMECNICAMEDIANTE ELUSO DE CAMPOSMAGNTICOS
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El electromagnetismo es la creacin de un campo magntico medianteel flujo de la corriente elctrica a travs de un conductor elctrico. Loscampos magnticos como aquellos que ocurren naturalmente en losmetales ferrosos tambin pueden ser generados mediante el uso de laelectricidad. Los campos magnticos producidos mediante el flujo dela corriente elctrica a travs de un conductor elctrico se denominan
campos electromagnticos. Los motores elctricos utilizan electronesen vez de imanes naturales debido a: Los electroimanes pueden producir fuerzas de atraccin y repulsin
mil veces ms fuerte que las fuerzas producidas por los imanes
naturales y
Los electroimanes pueden ser desconectados y conectados,
mientras que los imanes naturales poseen un campo magntico
permanente.
Un campo electromagntico se comporta de la misma manera que un
campo magntico natural. Ambos campos poseen polo norte y polo
sur. Los polos opuestos de los campos electromagnticos se atraen
entre s y los polos semejantes se repelen entre s, de la misma manera
que ocurre en el ejemplo del imn de barra.
Figura 7Campo Electromagntico Generado por el Flujo de laCorriente a Travs de un Cable.La corriente que fluye a travs de un conductor como un cable decobre genera un campo electromagntico alrededor del cable. Se
debe recordar que el trmino flujo de corriente se refiere al flujoconvencional de la electricidad desde el terminal positivo hasta elterminal negativo. Esto es lo opuesto al flujo de electrones.
Cuando la corriente fluye, la direccin del campo electromagntico
alrededor del cable depende de la direccin de la corriente que fluye a
travs del conductor. Cuando la corriente a travs del cable cambia
de direccin, la direccin del campo magntico tambin cambia.
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Direccin de la
Corriente Elctrica
Cable Conductor
Campo Magntico
B
A
ELECTROMAGNETISMOY CAMPOS
ELECTROMAGNTICOS
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OPERACIN DE MOTORES
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Figura 8Inversin del Campo Magntico Ocasionado por la Inversindel Flujo de la CorrienteCuando la corriente fluye desde el punto A hasta el punto B, el campo
magntico funciona en sentido de las manecillas del reloj alrededordel cable cuando se ve desde el punto A. Sin embargo, cuando se vedesde el punto B, el campo electromagntico funciona en sentidocontrario a las manecillas del reloj alrededor del cable.
El trminoarrollado se refiere a una bobina de cable a travs del
cualpuede fluir una corriente elctrica. Se debe recordar que elcampo electromagntico se envuelve alrededor de un cable por el cualfluye la corriente elctrica. Cuando el cable se enrolla apretadamenteen forma de espiral, la corriente fluye a travs del cable, el campoelectromagntico alrededor del cable se combina para formar un
campoelectromagntico nico, el cual es similar en forma al campomagntico generado por un imn debarra.
Cuando el cable se enrolla alrededor
de un ncleo de hierro, el campo
electromagntico producido es
varias veces la resistencia del
arrollado sin el ncleo. Los
arrollados con ncleos de hierro
producen campos electromagnticos
usados en los motores elctricos.
Figura 9Campo ElectromagnticoGenerado por un Arrollado.El campo electromagnticogenerado por un arrollado en lafigura 9A, es similar en la forma ycomportamiento al campomagntico del imn de barra indicado en la figura 9B.
Direccin de la
corriente Elctrica
Campo MagnticoCable
ConductorA
B
Direccin del
Campo Magntico
NS
A
B
NS
Direccin del
Campo Magntico
ARROLLADOS
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Lacorriente alterna es una corriente que cambia regularmente sudireccin de flujo a travs de un conductor. En una corriente alternamonofsica, la corriente fluye en una direccin, se detiene y luego fluyeen la direccin opuesta. El ciclo de la direccin de la corriente y elvoltaje se mide en grados elctricos. En un ciclo completo, la corrientecomienza fluyendo en una direccin, alcanza su mximo voltaje,despus disminuye y cambia de direccin, alcanza su mximo voltaje yluego disminuye de nuevo hasta que se detiene, se tiene 360 gradoselctricos (360). La Figura 10, grafica el flujo de la corriente elctricapara una corriente alterna monofsica.
Figura 10Comiente Alterna MonofsicaEsta grfica muestra la direccin y voltaje de la corriente alternamonofsica con respecto al tiempo. El eje de las X representa eltiempo; el eje de las Y representa direccin y voltaje de la corrienteelctrica. La corriente fluye en una direccin, alcanza su mximovoltaje, disminuye, cambia de direccin, y otra vez alcanza su mximo
voltaje. La distancia en la grfica de un mximo en una direccin almximo en la direccin opuesta es 180 grados eltricos.
La corriente trifsica consta de tres voltajes alternos de valores
iguales espaciados 120 grados elctricos. Como lo indica la Figura
11. El voltaje en un circuito trifsico alcanza el mximo en cada una
de las direcciones tres veces en cada ciclo.
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
120 180 240 300 360
30 90
120
210 27030 90 150 210 270 330
60
150
180 240
330
36030060
-
Voltios
+
120 120 120
360 Un Ciclo
CORRIENTEALTERNA
MONOFSICA YTRIFSICA
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OPERACIN DE MOTORES
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Figura 11Corriente TrifsicaEsta grfica muestra la direccin y el voltaje de la corriente trifsicacon respecto al tiempo. El eje de las X representa al tiempo y el ejede las Y representa la direccin y el voltaje. Cada fase de la corrientetrifsica esta separada 120 grados elctricos de las otras dos; porlo tanto la corriente alcanza el mximo voltaje en cada una de lasdirecciones tres veces cada ciclo de 360 grados.
El trmino induccin se refiere a la generacin de una corriente
mediante la colocacin de un conductor a travs de un campo
magntico. Cuando un conductor, por ejemplo un cable de cobre se
coloca a travs de un campo magntico, el mismo ejerce una fuerza
electromotriz en los electrones del cable. Lafuerza electromotriz
(EMF) es medida en voltios y siempre acta en direccin perpendic-
ular tanto a las lneas magnticas de la fuerza como al paso del cable
que se desplaza a travs de las lneas de las fuerzas. La fuerza elec-
tromotriz impulsa a los electrones en direccin perpendicular a laslneas de las fuerzas magnticas y al paso del cable en movimiento,
como se indica en la Figura 12.
Figura 12Corriente Elctrica Inducida
Desplazar un cable de cobre atravs de un campo magnticocausa que una fuerza electromotrizempuje a los electrones en el cableen direccin perpendicular al
movimiento del conductor y a unalnea a travs de los polosmagnticos norte y sur. Estacorriente se denomina, corrienteinducida debido a que es inducidapor un campo magntico.
120 120 120
360 Un Ciclo
Fase 1 Fase 2 Fase 3
120 180 240 300 360
30 90
120
210 27030 90 150 210 270 330
60
150
180 240
330
36030060
-
Voltios
+
S
Corriente
Elctrica Inducida
N
INDUCCIN
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El voltaje (EMF) de la corriente inducida en el conductor depende dela resistencia del campo magntico a travs del cual pasa el conductor
y de la rapidez y direccin del conductor desplazndose a travs del
campo magntico:
a mayor resistencia del campo magntico a travs del cual pasa el
conductor, mayor ser el voltaje inducido en el conductor y
a mayor rapidez del conductor a travs del campo magntico,
mayor ser el voltaje inducido en el conductor.
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
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1. Un motor elctrico es un instrumento mecnico que ______.a) convierte energa mecnica a corriente elctricab) convierte corriente elctrica a energa mecnica
c) convierte corriente elctrica a carga
d) convierte carga a energa mecnica
2. El trmino magnetismo se refiere _______.
a) a la fuerza de atraccin y repulsin que existe entre los
metales ferrosos
b) solamente a la fuerza de atraccin existente entre los metales
ferrosos
c) solamente a la fuerza de repulsin que existe entre los metales
ferrosos
d) la carencia de cualquier fuerza entre metales ferrosos
3.- Las reacciones predecibles entre polos magnticos son ____.
a) polos iguales se atraen y polos opuestos se repelen
b) todos los polos atraen a todos los otros polos
c) todos los polos repelen a todos los otros polos
d) los polos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen
4. El rea alrededor de un imn donde existen fuerzasmagnticas se llama _________ magntico.
a) radio
b) diferencia
c) campo
d) posicin
5. Un campo electromagntico es causado por ______.
a) la corriente que no puede fluir a travs de un conductor
b) la corriente que fluye a travs de un conductor
c) la repulsin que existe entre dos polos magnticos naturalesd) la atraccin entre dos polos magnticos naturales
OPERACIN DE MOTORES
REPASO 1
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6. Para que dos imanes se repelen entre s, ellos deben ______.a) estar en contacto entre s
b) estar orientados de forma tal que el polo sur de uno est
alineado con el polo norte del otro
c) estar lo suficientemente cerca para que sus campos
magnticos interacten
d) estar en posicin perpendiculares el uno del otro
7. La diferencia entre la corriente alterna monofsica y lacorriente trifsica es que la corriente trifsica ______.
a) alcanza direccin mxima y voltaje mximo cada tercer ciclo
b) es una tercera parte del voltaje de la corriente monofsica
c) es tres veces el voltaje de la corriente monofsica
d) alcanza su mximo en voltaje y direccin tres veces cada ciclo
8. En la mayora de los sistemas de oleoductos, el motor de lalnea principal utiliza ______.
a) potencia alterna monofsica
b) potencia alterna bifsica
c) potencia alterna trifsica
d) potencia alterna de cuatro fases
9. El trmino induccin se refiere a ______.
a) un campo electromagntico que utiliza la reaccin qumica
dentro de una celda seca
b) un campo electromagntico por corriente que fluye a travs de
un conductor
c) una corriente elctrica generada al pasar un conductor a travs
de un campo magntico
d) energa mecnica utilizando energa elctrica
10. A medida que incrementa la velocidad de un conductorque se desplaza a travs de un campo magntico, elvoltaje inducido por el conductor _______.
a) aumenta
b) decrece
c) permanece constante
d) desaparece
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
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15
11. La corriente trifsica alcanza su mximo en voltaje cada ______.a) 360b) 180
c) 120
d) 240
Las respuestas estn al final de este Mdulo.
OPERACIN DE MOTORES
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OPERACIN DE MOTORES
17
La Seccin No.2 describe los componentes de un motor elctrico y
como los campos electromagnticos convierten la energa elctrica a
energa mecnica.
Despus de sta Seccin usted ser capaz de comprender los
siguientes objetivos.
Identificar y explicar el objetivo de los siguientes componentes de
un motor elctrico:
- estator
- armazn estatrico
- ncleo estatrico
- arrollado estatrico
- escudos terminales
- rotor
- ncleo rotrico- arrollado rotrico
- anillos terminales rotricos
- eje del rotor
- rodamientos y
- carcaza.
Reconocer la operacin de un motor elctrico
Reconocer la operacin con corriente trifsica de un motor de la
lnea principal.
OBJETIVOS
SECCIN 2COMPONENTES DE MOTORESELCTRICOS Y OPERACIONES
INTRODUCCIN
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18
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Figura 13Motor ElctricoUn motor elctrico consiste de un rotor colocado dentro del estator ysujetado mediante rodamientos.
Un estator es un conjunto cilndrico de arrollados que generan un
campo magntico. El estator consiste de: el armazn
el ncleo
los arrollados y
los escudos terminales.
El armazn estatrico es la mayor fuente de fortaleza mecnica para
todo el motor. El mismo soporta al ncleo del estator, provee soporte
para el rotor y el eje es el punto principal de fijacin entre el motor y
su base.
El ncleo estatrico est compuesto de un gran nmero de lminas de
acero delgadas que envuelven a los arrollados estatricos.Las
lminas son una capa delgada de acero laminado. El ncleo
estatrico refuerza el campo electromagntico generado por los arrol-
lados del mismo.
EstatricoEstatorRotor de acero
laminadoArrollados
Estatricos Ncleo
Ventilador Exterior
Armazn de
Hierro ColadoEscudo terminal
Eje
Rodamientos
Carcaza
ESTATOR
ARMAZN
NCLEO ESTATRICO
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OPERACIN DE MOTORES
19
Figura 14
Estator TpicoEl estator es de formacilindrica, lo cual permitela colocacin del rotordentro del mismo.
Los arrollados estatricos son bobinas de cable aislado a travs del
cual puede fluir la corriente. Los arrollados estatricos crean los
campos rotativos electromagnticos a los cuales responde el rotor.
Las bobinas estn enrolladas y conformadas para cumplir las
dimensiones especficas del estator y sus polos respectivos.
Los escudos terminales son placas de metal en cada extremo
del motor. Los rodamientos del eje estn dentro de los escudosterminales. Estos escudos soportan el rotor en su posicin correcta
dentro del estator.
Elrotor es un conjunto de arrollados que rotan dentro del estator.
El rotor consiste de las siguientes partes: el ncleo
los arrollados
los anillos terminales y
el eje.
Figura 15RotorTpicoEsta figuramuestra unrotor tpicocon susprincipalescompo-nentes:ncleo, arrollados, anillos terminales y eje.
ROTOR
ESCUDOS TERMINALES
ARROLLADOSESTATRICOS
Armazn
Arrollados
Seccin del ncleoestatrico
Ranuradel arrollado
Cara
del poloNcleo estatrico
Rodamiento
Rodamientos
Ncleo Arrollado embutido
(jaula de ardilla)
Bearing
Ranura para laBarra conductora
Laminaciones
Eje
Ventilacin de EnfriamientoEje del rotor
Anillo Terminal
Anillo terminal de Aluminio
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El ncleo rotrico fortalece al campo electromagntico generado porlos arrollados del rotor. El ncleo rotrico consiste de capas (lamina-
ciones) de acero laminado encajados en el eje del rotor. Las
laminaciones son ranuradas para permitir que los arrollados rotricos
encajen firmemente alrededor del ncleo.
Los arrollados rotricos son barras slidas generalmente de cobre o
aluminio fabricados mediante el vaciado de aluminio lquido dentro
de las ranuras del ncleo rotrico, como indicado en la figura 15.
Cuando la corriente elctrica fluye a travs de los arrollados del rotor,
se genera un campo electromagntico. Este campo interacta con el
campo electromagntico generado por los arrollados estatricos paraproducir la energa mecnica.
Los anillos terminales rotricos son anillos uniformes que actan
como terminales elctricos. Estos anillos se localizan en cada
extremo de los conductores del rotor y se fabrican del mismo material
que los conductores del motor a los cuales se conectan. Las barras
del rotor se fijan a los anillos terminales para formar un circuito
elctrico cerrado. La corriente elctrica que fluye a travs del circuito
cerrado genera el campo electromagntico del rotor.
El eje del rotor est ubicado en el centro del rotor y se extiende ms
all del ncleo rotrico hacia el armazn estatrico, donde lo soportan
los rodamientos de los escudos terminales. El eje se conecta a la
bomba mediante el acoplamiento.
El ventilador de enfriamiento se fija a un extremo del rotor como se
indica en la figura 15. A medida que gira el rotor, el ventilador de
enfriamiento circula el aire sobre los arrollados del rotor y el estator
para mantenerlos frescos.
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
20
NCLEO ROTRICO
ARROLLADOSROTRICOS
ANILLOS TERMINALESROTRICOS
EJE DEL ROTOR
VENTILADOR DEENFRIAMIENTO
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OPERACIN DE MOTORES
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Elrodamiento es una pieza colocada sobre una abrazadera fija quesoporta a un eje permitindole que gire. Los rodamientos evitan los
movimientos axiales (de extremo a extremo) o los movimientos
radiales (laterales), permitiendo que el eje rote en una posicin fija.
Lacarcaza es la cubierta que cubre al motor. La carcaza protege al
motor de las condiciones climticas y de objetos extraos, tambin
garantiza que objetos extraos no se traben en las partes mviles del
motor. La carcaza encierra adems el sistema de ventilacin para
enfriar al motor durante su operacin. Existen tres tipos principales
de carcazas:
carcazas con proteccin contra la intemperie NEMA II carcazas con ventilacin forzada en la base y
carcazas con ventilacin forzada en la parte superior.
Carcazas a prueba de intemperie NEMA II: estas carcazas se utilizan
en gran cantidad de motores nuevos. Las carcazas NEMA II no
permiten la formacin interna de vapores peligrosos. Este tipo de
carcazas no requieren ser purgadas con aire limpio antes de arrancar
el motor, lo que significa que los motores con este tipo de carcazas
pueden ser arrancados inmediatamente despus de haber recibido el
comando ARRANQUE de la unidad.
Carcazas con ventilacin forzada en la base: estas carcazas poseen
aperturas para permitir la entrada de aire a travs de la parte inferior
de ambos extremos del motor, y una salida de aire simple en el centro
del fondo del motor. Esta carcaza permite que el motor opere ms
silenciosamente, que tenga menor mantenimiento y adems ocupan
menos espacio que las carcazas NEMA II. Sin embargo, estas
carcazas requieren ser purgadas con aire antes de arrancar el motor, lo
que implica un retardo entre la recepcin del comando ARRANQUE
de la unidad y el arranque del motor.
Carcazas con ventilacin forzada en la parte superior: estas carcazasson raramente utilizadas y han sido reemplazadas por las carcazas
NEMA II. Estas carcazas poseen aperturas para la entrada de aire en
la parte superior de ambos extremos del motor y una entrada de aire
simple en el centro de la parte superior del motor. Las carcazas con
ventilacin forzada en la parte superior tambin deben ser purgadas
antes de arrancar el motor.
PRUEBA DEINTEMPERIE NEMA II
RODAMIENTOS
CARCAZAS
VENTILACIONFORZADA EN LA BASE
VENTILACIONFORZADA EN LA PARTESUPERIOR
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Cuando la corriente elctrica fluye a travs de un cable en el estator,produce un campo electromagntico. El rotor tambin posee corrienteelctrica fluyendo a travs de l, produciendo un campoelectromagntico.
Los campos magnticos generados por el estator y el rotor tienen un polonorte y un polo sur cada uno. Los polos norte de cada campo se repelenentre s, al igual que los polos sur. El polo norte del estator se atrae conel polo sur del rotor, y el polo sur del estator se atrae con el polo norte delrotor. La combinacin de estas fuerzas de atraccin y repulsinocasionan que el rotor gire, por lo tanto, el polo norte del campo electro-magntico del rotor est lo ms cerca posible al polo sur del campo
electromagntico del estator; y el polo sur del campo electromagnticodel rotor est lo ms cerca posible al polo norte del campo electromag-ntico del estator. A este movimiento de rotacin se le denomina laprimera mitad del ciclo de revolucin de un motor elctrico.
Cuando la direccin de la corriente elctrica que fluye a travs delestator se revierte, el campo electromagntico del estator tambin serevierte y los polos norte y sur del campo cambian de posicin. Tanpronto como esto ocurre, la fuerza de atraccin entre el polo norte delrotor y el polo sur del estator se convierten en fuerza de repulsin,debido a que el polo sur del estator se ha convertido en polo norte. Lomismo ocurre con el polo sur del rotor y el polo norte del estator. Elrotor gira de nuevo para que los polos norte y sur del estator y del rotorestn lo ms cerca posible de sus lados opuestos.
En este punto, el rotor ha concluido una revolucin completa. Lapolaridad cambia de nuevo en el motor y el rotor gira nuevamente lamitad de un giro. Este proceso de giro del motor es la energa mecnicagenerada por un motor. El eje se fija a la bomba, la cual usa la energamecnica del estator para hacer girar el impulsor de la misma. Elimpulsor de la bomba transfiere la energa mecnica al lquido que seest bombeando en forma de velocidad (energa cintica) y carga(energa potencial).
Debido a que las fuentes de energa CA, causan que los polos del estator
se alternen entre las polaridades Norte y Sur, el rotor una vez que searranque, continuar girando cerca de la velocidad sincrnica (3600 rpmpara fuentes de energa de 60Hz). Un arrollado de arranque siempre seagrega a los motores monofsicos para asegurar la rotacin de arranquecorrecta. Un rotor estacionario podra permanecer estacionario y calen-tarse rpidamente sino tiene el arrollado extra.
En la figura 16, el polo del estator de la parte superior se ha convertidoen un polo sur debido a la direccin instantnea del flujo de la corriente.A medida que las barras del rotor atraviesan el campo magntico, se les
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
OPERACIN DELMOTOR
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OPERACIN DE MOTORES
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induce una corriente elctrica. Esto a su vez ocasiona que aparezcanpolos magnticos en el rotor, cerca del polo del estator pero desplazadodebido a la rotacin. A medida que la corriente cambia de direccin enlos arrollados del estator, la formacin de estos polos es de tal manera quesiempre estn siguiendo el campo del estator. Los polos norte y sur seatraen entre s y mantienen la rotacin. A mayor carga en el rotor, mayores el desplazamiento del polo inducido y mayor el torque producido por elcampo. Esto tambin resulta en un consumo mayor de corriente por elestator a medida que este ltimo trata de re-establecer su posicin original.
Los polos del estator revierten su polaridad 120 veces por segundo en unafuente de energa de 60 Hz, el rotor ejecutar medio giro cada 1/120segundos o a una revolucin de 1/60 segundos. Esto resulta en unavelocidad del motor ligeramente menor a 3600 rpm, permitiendo ciertodeslizamiento, el cual es necesario para desarrollar el torque til del motor.
Figura 16
Motor de induccin monofsico de dos polosDebido a que la fuente de energa ocasiona que se alternen los polosdel estator entre la polaridad Norte y Sur, el rotor una vez arrancado,continuar girando cerca de la velocidad sincrnica (3600 rpm parauna fuente de energa de 60 Hz).
Figura 17Motor de Induccin monofsico de cuatro polosLos polos indicados en el rotor mediante el flujo de la electricidad enlos arrollados del estator son atrados por los polos opuestos del estator,ocasionando que el rotor contine rotando en direccin horaria. Elmomento del rotor mantiene la rotacin durante la inversin de lapolaridad del suministro. Debido a que este motor tiene cuatro polos,cada inversin de la direccin de la corriente en el estator resultasolamente en un cuarto de giro del rotor. La velocidad de este motores la mitad del motor de dos polos, o aproximadamente 1750 rpmpara fuentes de suministro de 60 Hz.
S
SN
N
N
N
S SEje
Estator dedos polos
Armazn del estator
Arrollados del estator
Fuente deEnerga CA
Direccin instantnea del flujo de corriente
Barrasdel rotor
N
S
S
N
N
N
S
S
Direccin instantnea del flujo de corriente
Estator dedos polos
Armazn del estator
Arrollados del estator
Eje
Barrasdel rotor
Fuente deEnerga CA
S
N
S
N
Estator de pos polos
Barras del rotorcon terminalesconectados
Parte de un polo
Direccin instantnea del flujo de corriente
Fuente deEnerga CA
N
S
Direccin instantnea del flujo de corriente
S
N
Estator de pos polos
Barras del rotorcon terminalesconectados
Parte de un polo
Fuente deEnerga
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Elmotor trifsico es un motor elctrico que utiliza corriente alternatrifsica para girar el campo magntico del estator.
Estos motores poseen tres conjuntos de arrollados espaciados a igual
distancia en el estator.
Figura 18Estator de corriente trifsicaExisten tres conjuntos de arrolla-dos en un estator de corrientetrifsica, distanciados a igualdistancia entre si. Los arrolladosen esta figura se simplifican para
dar una idea bsica de comooperar el estator.
La primera fase de una corriente trifsica entra al primer conjunto de
arrollados para crear un campo electromagntico. Esto causa que el
rotor gire como se indica a continuacin.
A medida que el voltaje
disminuye en la primera fase, el
mismo aumenta en la segunda
fase. Este voltaje crea un campoelectromagntico en el segundo
conjunto de arrollados. El estator
gira 60 grados adicionales.
A medida que el voltaje disminuyeen la segunda, el mismo aumenta enla tercera fase creando un campoelectromagntico en el tercerconjunto de arrollados. El estator
gira 60 grados adicionales. Amedida que el voltaje disminuye enla tercera fase, el mismo aumenta denuevo en la primera fase. Lacorriente alterna revierte la polaridaddel campo magntico ocasionandoque contine el ciclo rotativo.
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2
1
3
3
2
S
N
1
N
S1
2
1
3
3
2
S
N
1
N
S
2
2
1
3
3
2
S
N
1
N
S
3
MOTORES DEINDUCCINTRIFSICOS
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OPERACIN DE MOTORES
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1. El conjunto estacionario de los arrollados en un motor queproduce un _____.
a) estator
b) rotor
c) escudo terminal
d) eje
2. El componente que provee la resistencia estructural para elmotor completo es el _______.
a) arrollado rotrico
b) ncleo estatrico
c) armazn estatrico
d) ncleo rotrico
3. El componente que refuerza el campo magnticogenerado por los arrollados del estator es _________.
a) el ncleo estatrico
b) armazn estatrico
c) rodamiento estatrico
d) escudo terminal estatrico
4. El conjunto estacionario de los arrollados que produce uncampo rotativo electromagntico son _________.
a) los arrollados rotricos
b) anillos terminales rotricos
c) arrollados estatricos
d) escudos terminales estatricos
5. El componente que encierra a los rodamientos del eje ysujeta al rotor en la posicin correcta es _________.
a) el arrollado estatrico
b) el arrollado rotricoc) el armazn estatrico
d) el escudo terminal
REPASO NO. 2
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6. El conjunto rotativo de arrollados que produce un campoelectromagntico se denomina _________.
a) estator
b) rotor
c) armazn
d) carcaza
7. Los componentes que proveen un circuito cerrado paraque la corriente pueda fluir a travs de los arrolladosrotricos son _________.
a) los rodamientos
b) anillos terminalesc) escudos terminales
d) arrollados estatricos
8. El componente que une al motor con la bomba es _______.
a) la carcaza
b) el armazn estatrico
c) el rodamiento
d) el acople del eje
9. Los componentes que mantienen al eje rotando en unaposicin fija son _________.
a) los rodamientos
b) arrollados
c) anillos terminales
d) carcazas
10.- El componente que asegura que nada se trabe en laspartes mviles del motor es _________.
a) el armazn estatrico
b) el anillo terminalc) la carcaza
d) el eje
Las respuestas estn al final del mdulo.
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
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27
OPERACIN DE MOTORES
Esta seccin describe situaciones que surgen diariamente durante el
uso de los motores de la lnea principal, tambin describe especifica-
ciones generales de operacin incluyendo:
alarmas
condiciones para que se active una alarma
arranque de un motor elctrico
re-arranque de emergencia
parada de un motor elctrico
velocidad de operacin
potencia.
Despus de esta seccin usted ser capaz de comprender los
propsitos siguientes.
Reconocer y monitorear la temperatura, la vibracin y la corriente
en un motor elctrico. Conocer la velocidad preferida de operacin de los motores de la
lnea principal.
Identificar la potencia nominal utilizada comnmente por los
motores de la lnea principal.
Reconocer las causas y efectos de las sobrecargas en motores, as
como tambin los motores trabados.
Aplicar las secuencias de arranque, parada y re-arranque de emer-
gencia en el orden correcto.
OBJETIVOS
SECCIN NO. 3CONSIDERACIONES DE OPERACIN
INTRODUCCIN
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Existen distintos sistemas de equipos para monitorear los siguientesparmetros:
temperatura de los componentes de los motores
- los detectores de temperatura y resistencia RTDs estn
embutidos en el motor
vibracin del motor
- se utilizan detectores externos
flujo de la corriente en el motor.
Un equipo externo como el Multiln monitorea todos los parmetros
anteriores entre otros.
Cuando la temperatura, la vibracin o la corriente exceden el lmitemximo, se acciona una alarma y el motor se detiene automtica-
mente. Como medida de seguridad, el motor no se puede re-arrancar
inmediatamente desde el centro de control. En su lugar, un tcnico
de campo reposicionar manualmente la alarma despus de asegurar
que el motor est listo para re-arrancarlo. Solamente as, el operador
del centro de control puede re-arrancar remotamente el motor.
Detectores de temperatura y resistencia (RTDs).Estos detectores
monitorean el motor para detectar incrementos en temperatura que
excedan los lmites normales de operacin. Las altas temperaturas
provocan el deterioro del aislamiento alrededor de los arrolladosestatricos y rotricos, ocasionando cortocircuito en los arrollados.
Cuando las temperaturas exceden los lmites de operacin de los
rodamientos, stos se inflan o agrietan, provocando vibracin severa
en el eje y prdida de lubricacin. Cuando un RTD (ver figura 19)
detecta temperaturas que no estn en conformidad con los lmites, el
motor se detiene automticamente. Un tcnico de campo deber
reposicionar manualmente la alarma.
Los RTDs se posicionan de la siguiente manera:
seis en el estator (algunos tienen solamente cuatro en la estacin, el
Multiln contiene la mayora) y
uno en cada caja de rodamiento.
Los RTDs del estator accionan una alarma cuando la temperatura del
estator alcanza 266F (lmite de parada sugeridos por el fabricante).
La alarma detiene el motor automticamente.
Los RTDs en la caja de rodamientos accionan una alarma cuando latemperatura de los rodamientos alcanza 176F (lmites de paradasugerido por el fabricante), la alarma detiene automticamente el motor.
ALARMAS
DETECTORES DE
TEMPERATURA YRESISTENCIA(RTDS)
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OPERACIN DE MOTORES
Figura 19Detector de temperatura y resistencia
Los RTDs protegen a los motores de altas temperaturas, las cualespueden daar seriamente a los arrollados y a los rodamientos.
Estos detectores se instalan en cada caja de rodamientos. Su funcin esdetectar movimientos radiales y axiales excesivos en el eje. Si lavibracin excede el lmite mximo de operacin permitido, se accionaruna alarma y el motor se detendr automticamente. Un tcnico decampo debe reposicionar manualmente la alarma.
Losdetectores de corriente reaccionan para aumentar o disminuir la
corriente consumida por el motor. Si la corriente consumida por elmotor es muy alta (sobrecorriente) o demasiado baja (corrientes bajas),el motor se parar automticamente. Un tcnico de campo debe reposi-cionar inmediatamente la alarma.
Una alarma de sobrecorriente se accionar, cuando se requiere que unabomba realice ms trabajo de lo que el motor puede suministrar. Porejemplo, un incremento abrupto en la densidad del lquido durante uncambio de bache de produccin, ocasionar que la bomba realice unmayor esfuerzo para poder desplazar el lquido. La bomba entoncesrequerir ms potencia que el motor. La carga extra en el motor causarque el motor consuma mayor corriente y al mismo tiempo el motortratar de mantener un nmero constante de revoluciones por segundo.La corriente extra consumida por el motor provocar que la temperatura
de los arrollados estatricos y rotricos incremente rpidamente,daando posiblemente los arrollados.
La alarma por corriente muy baja se acciona cuando existe rotura en elacoplamiento que une el eje del motor con el eje de la bomba. Cuandoeste acoplamiento se rompe, el motor se desprende de la bomba,quedando sin carga. La carencia de la carga significa que el motorconsume una cantidad significativamente menor de corriente que lanormal. Cuando la corriente consumida baja a 40% de la corrienteconsumida a plena carga, la alarma por corriente baja se activar.
DETECTORES DEVIBRACIN
DETECTORES DECORRIENTE
Termopozos (Thermowell)
(podran no ser requeridos en todaslas instalaciones de motores)
Unidad Electrnica
seal de salida
4-20 mA
Conducto 2
conductores
el par est
protegido y retorcido
Caja de hierro colado aprueba de explosin
2,3 4 cables hacia RTD
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Existen varias situaciones que pueden accionar una alarma durante laoperacin diaria de una bomba de la lnea principal, tales como
sobrecarga y motores trabados. Otras fallas elctricas tambin se
monitorean con el Multiln.
Una sobrecarga se origina cuando el motor es forzado por la bomba
para que produzca un torque moderadamente mayor a su capacidad.
Por ejemplo, un incremento en la densidad de los lquidos
bombeados, puede accionar la alarma de sobrecarga de un motor. Un
aumento en la demanda de un motor siempre est acompaado de
una disminucin en la velocidad del mismo. La sobrecarga ocasiona
que el motor consuma grandes cantidades de corriente, la cual eleva
la temperatura en los arrollados a niveles peligrosos. Si persiste la
condicin, el material elctrico aislante del motor se rompe y se
desarrolla un corto circuito. Si la sobrecarga es demasiado alta, el
aislante se quema y los arrollados y el ncleo pueden sufrir daos
severos. Los RTDs detectan el calentamiento excesivo. Los PLC
exploran los RTD y si se requiere, paran el motor basndose en las
lecturas de los RTDs.
Cuando el eje de un motor elctrico deja de rotar completamente,aunque el motor an consume corriente e intenta rotar el eje, se dice
que el motor est trabado atascado. Un motor trabado genera rpi-
damente grandes cantidades de calor en el estator y especialmente en
el rotor debido a la enorme corriente consumida durante la parada.
Ejemplos de daos severos incluyen la quema del material elctrico
aislante y la fundicin del material de los arrollados y del ncleo. Los
motores trabados provocan que los RTDs y los detectores de
sobrecorriente detengan el motor. El tiempo crtico permitido antes de
detener el motor depende de si el mismo estaba fro o caliente antes de
trabarse. Los motores generalmente permanecen trabados durante 8 a
17 segundos antes de daarse. Cada fabricante de motor suministra
los tiempos crticos permitidos.
SOBRECARGA
CAUSAS COMUNESPARA CONDICIONES
DE ALARMA
MOTORES TRABADOS
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OPERACIN DE MOTORES
Cuando el comando ARRANQUE DE UNIDAD se emite en el centrode control, este comando es enviado a travs de una serie de
computadores, denominados Sistema de Control del Oleoducto
(PCS), hacia el controlador de lgica programable (PLC). El
SCADA es el acronismo en ingls de Supervisin de Control y
Adquisicin de Datos.
El Controlador de Lgica Programable (PLC) es un computador
programable en sitio mediante la lgica de escalera, utilizado para
monitorear y controlar las operaciones en las estaciones de bombeo.
El PLC se encuentra al final de este sistema.
Cuando se arranca un motor elctrico de la lnea principal, el PLC noverifica la validez del comando de arranque emitido por el operador
del centro de control. El PLC controla, monitorea y protege los
equipos de la estacin. Existen dos esquemas adicionales de control
en uso, el primero utiliza la secuencia del controlador PLC y el
segundo utiliza rels ms antiguos para controlar las estaciones. Las
estaciones controladas por rels estn lentamente desapareciendo
bajo el programa de equipos elctricos de distribucin y maniobras.
Cuando el centro de control emite el comando ARRANQUE DE
UNIDAD, el PLC ejecuta la siguiente secuencia.
1. El PLC recibe el comando ARRANQUE DEL SCADA y verifica
que no se active ninguna condicin de alarma, ni disparos de
equipos
2. El PLC asegura que la vlvula de la succin est abierta y que la
vlvula de la descarga ha comenzado a abrirse.
3. Si aplica, los motores con carcazas de ventilacin forzada son
purgados con aire.
4. El PLC cierra el contactor, permitiendo el flujo de la corriente a
travs de los arrollados estatricos. Si alguna de estas condiciones
no se ha cumplido, el PLC ignorar el comando ARRANQUE DE
LA UNIDAD. Esta es la forma ms simple de la lgica
ARRANQUE DE LA UNIDAD. Otros tipos de lgica estn en
uso en aplicaciones especficas del oleoducto.
ARRANQUE DEUN MOTORELCTRICO EN LALNEA PRINCIPAL
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Cuando se emite el comando PARO DE UNIDAD, el PLC simplementedetiene el flujo de corriente del estator y el motor deja de girar.Dependiendo de la unidad y del servicio que presta, el estado de otrosequipos cambiar cuando se pare el motor. Por ejemplo la posicin dela vlvula de control de presin de la estacin puede cambiar, o lasvlvulas de aislamiento en ambos extremos de la bomba puedencerrarse.
Parar un motor implica adems, considerar el efecto que tendr estaparada en otros motores. Los motores que quedan funcionando debenrealizar un mayor esfuerzo y consumir mayor cantidad de corrienteelctrica para que sus bombas puedan producir la carga requerida. El
incremento en la carga y en el consumo de la corriente puede sobreca-lentar los otros motores, provocando que se paren automticamente.
Antes de parar un motor se debe asegurar que el mismo no serre-arrancado inmediatamente. Cada vez que se arranca un motor sereduce su vida til. Se debe evitar arrancar un motor innecesariamente.Si un motor va a ser requerido en un corto tiempo, se recomienda dejarel motor operando si las condiciones del oleoducto lo permiten.
La velocidad de operacin preferida para los motores es de 1800 rpm.
La velocidad de operacin para cada motor debe ser suministrada por
el centro de control a travs del sistema SCADA.
Los motores de la lnea principal proveen desde 900 hasta 5000 Hp
(desde 670 hasta 3730 kW). Los tamaos ms comunes de motores
son los de 1500 0 2500 Hp (1120 1865 kW). La potencia de cada
motor debe ser suministrada por el centro de control a travs del
sistema SCADA.
Los motores de la lnea principal son protegidos de daos por sobre-
calentamiento con equipos de proteccin de motores. Se puede
obtener un mejor entendimiento sobre estos equipos mediante la
revisin de los mdulos Fundamentos de Electricidad Industrial y
Sistemas de Potencia Elctrica Industrial.
PARADA DE UNMOTOR
VELOCIDAD DE
OPERACIN
PROTECCIN DE
MOTORES
POTENCIA
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33
OPERACIN DE MOTORES
1. El arranque de un motor que ha sido parado por la alarmade un RTD requiere ________.
a) enviar inmediatamente un comando de ARRANQUE DE LA
UNIDAD desde el centro de control.
b) esperar que se enfre el motor y luego enviar un comando de
ARRANQUE DE LA UNIDAD.
c) esperar que se enfre el motor y luego el motor re-arrancar
por si mismo
d) que un tcnico de campo re-posicione manualmente la alarma.
2. Un acoplamiento de eje roto se detecta mediante _______.
a) una alarma de muy baja corriente
b) un detector de vibracin
c) un detector de ruido
d) solamente una inspeccin visual del motor
3. La velocidad deseada de un motor de la lnea principal, queayudar a crear un fuerte engranaje en el motor es _______.
a) 350 rpm
b) 1800 rpm
c) 5000 rpm
d) 8000 rpm
4. Una sobrecarga puede ocurrir _______.
a) mediante el incremento moderado y legtimo en la potencia
requerida por una bomba.
b) cuando el motor se traba completamente.
c) solamente cuando existe un malfuncionamiento severo en la
bomba
d) cuando se rompe el acoplamiento
5. La sacudida sbita y severa sobre el eje del motor, pero queno es suficiente para trabar el motor, se denomina _______.
a) sobrecorriente
b) sobrecarga
c) corriente muy baja
d) atascamiento de la carga
REPASO NO. 3
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
6. Un motor no se daar si permanece trabado _______.a) mientras se abre el motor
b) 25 minutos mximo
c) varios segundos mximo
d) 10 a 20 minutos dependiendo de la temperatura ambiente
7. Los motores de la lnea principal pueden ser arrancados_______.
a) tan frecuentemente como sea necesario
b) cuando el PLC no detecta condiciones de alarmas
c) no ms de una vez cada sesenta minutos
d) no ms de una vez por da
8. Antes de parar un motor, es importante asegurar que elmismo no se tendr que re-arrancar inmediatamente y________.
a) los motores que quedan funcionando pueden manejar correc-
tamente la carga requerida para desplazar el producto.
b) el motor ha estado en operacin por lo menos 30 minutos
c) la secuencia correcta de parada del motor ha sido iniciada
d) el motor no se calentar debido a la parada
Las respuestas estn al final del mdulo.
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OPERACIN DE MOTORES
SECCIN NO. 1 - PRINCIPIOS FUNDAMENTALES El magnetismo es la habilidad para atraer o repeler metales
ferrosos.
Los metales ferrosos poseen unidades magnticas dispersadas al
azar, cada una con dos metales distintos denominados polo norte y
polo sur. Cuando las unidades magnticas se alinean con los
polos norte apuntando en la misma direccin, la pieza completa de
metal acta como una unidad magntica nica.
Los polos magnticos opuestos se atraen y los polos magnticos
iguales se repelen.
El campo magntico es el rea alrededor del imn, donde existe lafuerza magntica.
La corriente elctrica que fluye a travs de un conductor crea un
campo electromagntico alrededor del conductor.
Cuando se revierte la direccin del flujo de la corriente elctrica
en un conductor, el campo magntico alrededor del conductor
tambin se revierte. El polo norte del campo ahora se convierte
en polo sur y viceversa.
Los arrollados son bobinas de cable a travs de las cuales la
corriente elctrica puede fluir. El campo electromagntico
alrededor de un arrollado toma la forma y acta como el campo
magntico alrededor de un imn de barra.
La corriente alterna CA es la corriente que revierte regularmente
la direccin de su flujo a travs de un conductor. La corriente
alterna que fluye a travs de un conductor genera un campo
electromagntico que cambia regularmente de polaridad.
El trmino induccin se refiere a la generacin de una corriente
elctrica mediante la colocacin de un conductor a travs de un
campo magntico.
La fuerza electromotriz que induce la corriente elctrica en un
conductor que pasa a travs de un campo magntico, siempre
acta perpendicular a las lneas de fuerza a travs de las cualespasa el conductor y perpendicular al movimiento del conductor.
RESUMEN
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
SECCIN NO. 2 - COMPONENTES DE UN MOTORELCTRICO Y OPERACIN Los componentes fundamentales de un motor elctrico son el
estator y el rotor. El estator es un conjunto cilndrico de arrol-
lados que producen campos electromagnticos. El rotor es un
conjunto de arrollados o barras conductoras alrededor del eje, que
pueden rotar libremente dentro del estator.
La corriente se induce dentro de los arrollados rotricos a
medida que el rotor atraviesa el campo electromagntico
generado por el estator. Esta corriente inducida produce el
campo electromagntico del rotor.
En la corriente alterna monofsica, la corriente elctrica fluye enuna direccin, se detiene y luego fluye en la direccin opuesta.
La corriente trifsica consta de tres voltajes alternos de valores
iguales espaciados a 120 grados elctricos. Los motores trifsicos
utilizan la corriente elctrica trifsica en los arrollados del estator
para generar un campo electromagntico rotativo uniforme.
SECCIN NO. 3 - CONSIDERACIONES DE OPERACIN Los detectores de resistencia y temperatura (RTDs) monitorean el
motor para detectar incrementos de temperatura que excedan loslmites normales de operacin.
Un detector de vibracin se instala sobre la caja del rodamiento en laterminal de accionamiento para detectar movimientos axiales yradiales excesivos en el eje.
Los detectores de corriente monitorean los incrementos y las dismi-nuciones de cantidad de corriente consumida por el motor. Unaalarma de sobrecorriente se acciona cuando una bomba requiere untorque mayor a la capacidad nominal del motor. Una alarma decorriente muy baja se acciona cuando se rompe el acoplamiento queune el eje de la bomba con el eje del motor.
Las alarmas de temperatura, vibracin y corriente paran el motorautomticamente.
La velocidad de operacin preferida para un motor es de 1800 rpm. El tamao ms comn para un motor es de 1500 Hp 2500 Hp(1120 1865 kW)
Cuando un motor se traba por pocos segundos, el calor generado enel estator puede daar severamente los arrollados.
Antes de parar un motor, se debe asegurar que el motor no se tendrque re-arrancar inmediatamente y que los motores que permanecenfuncionando sean capaces de suministrar la potencia requerida. Serecomienda dejar un motor operando si el mismo se va a requerir encorto tiempo y si las condiciones del oleoducto lo permiten.
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OPERACIN DE MOTORES
supervisin de control y adquisicin de datos (SCADA)Sistema complejo de computadores incluyendo hardware y software,
medios de comunicacin, equipos e instrumentos los cuales colec-
cionan y analizan informacin de operacin y retransmiten reportes al
centro de control. Adicionalmente, el sistema SCADA lleva a cabo
comandos emitidos por el operador en el centro de control. (p. 31)
amperio ( amps )
unidad de medida de la tasa de flujo de carga. (p. 44)
arrollado
bobina de alambre a travs de la cual fluye una corriente elctrica.
(p. 9)
campo electromagntico
es el campo magntico producido por una corriente elctrica que fluye
a travs de un conductor elctrico. (p. 8)
campo magntico
rea alrededor de un imn donde existen fuerzas magnticas. (p. 6)
capa de valencia
es la capa orbital donde se encuentran los electrones ms alejados de
un tomo. (p. 42)
carcaza
es la caja donde est encerrado el motor. (p. 21)
controlador de lgica programable (PLC)
equipo de computacin designado para controlar automticamente
ciertos equipos con el propsito de mantener las operaciones de la
tubera. (p. 31)
corriente alterna ( CA )
es el flujo de carga en un conductor que invierte el orden de direccin
en intervalos regulares. (p. 44)
corriente Directa (CD)
flujo de carga a travs de un conductor el cual contina en una misma
direccin. (p. 44)
corriente elctrica
flujo de electrones libres a travs de conductor. (p. 43)
detectores de corriente
reaccionan a los incrementos y disminuciones de la cantidad de
corriente elctrica consumida por el motor. (p. 29)
GLOSARIO
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
detectores de temperatura y de resistencia ( RTD )tipo de instrumento utilizado para medir temperatura mediante el
monitoreo de la resistencia elctrica. (p. 28)
electromagnetismo
es la creacin de un campo magntico por una corriente elctrica que
fluye a travs de un conductor elctrico. (p. 8)
electrn
partcula sub-atmica consistente de una carga singular de electricidad
negativa. (p. 42)
electrn valencia
electrn en la capa de valencia. Su atraccin al ncleo es confrecuencia dbil. (p. 42)
electrones libres
son electrones capaces de moverse de un tomo a otro. (p. 43)
estator
es el conjunto de arrollados cilndricos los cuales producen un campo
electromagntico Es el principal componente estacionario de un motor
elctrico y consiste de armazn, ncleo, arrollados y escudos termi-
nales. (p. 18)
frecuencia
es el nmero de ciclos por segundo, o nmero de Hertz (Hz). (p. 44)
fuerza electromotriz (EMF)
tambin llamada voltaje. (p. 44)
induccin
es la produccin de una fuerza electromotriz en un conductor mientras
se mueve a travs de un campo magntico. (p. 11)
lminas
es una capa delgada fabricada de acero laminado. (p. 24)
magnetismo
se refiere a la atraccin y repulsin que puede existir entre dos piezas
de material ferromagntico. (p. 4)
motor de induccin
motor que utiliza corriente inducida en el rotor por un campo electro-
magntico del estator. (p. 24)
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OPERACIN DE MOTORES
motor trifsicomotor elctrico que utiliza corriente trifsica para hacer girar el campo
magntico del estator. (p. 24)
neutrn
partcula sub-atmica sin carga, la cual est presente en el ncleo
atmico. (p. 42)
ohm
medida que indica la cantidad de corriente impedida. (p. 45)
polos Magnticos
son los extremos o polos de una unidad magntica. (p. 5)
protones
partcula sub-tomica de carga positiva, la cual constituye junto con
los neutrones el ncleo atmico. (p. 42)
resistencia
oposicin al flujo de electrones o friccin elctrica. (p. 44)
rodamientos
es una abrazadera de soporte fijo que permite la rotacin de un eje
instalado. (p. 21)
rotor
parte rotativa de un motor elctrico, consiste de ncleo, arrollados,
anillos terminales y eje. (p. 19)
sistema de control de oleoducto
conjunto de computadores que reciben comandos desde el centro de
control. (p. 31)
unidades Magnticas
las unidades magnticas se encuentran dispersas al azar en todos los
materiales ferrosos como por ejemplo el hierro. Cada unidad
magntica posee un polo norte y un polo sur. (p. 4)
vatio
es equivalente a un voltio accionando un amperio de corriente.voltio
unidad de medida de la fuerza que origina el desplazamiento de los
electrones en un circuito. (p. 44)
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
REPASO 1 REPASO 2 REPASO 31. b 1. a 1. d
2. a 2. c 2. a
3. d 3. a 3. b
4. c 4. c 4. a
5. b 5. d 5. d
6. c 6. b 6. c
7. d 7. b 7. b
8. c 8. d 8. a
9. c 9. a
10. a 10. c
11. c
RESPUESTAS
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OPERACIN DE MOTORES
Los motores descritos en este mdulo utilizan electricidad para
producir energa mecnica. La mayor parte de la Seccin No.1
describe los campos electromagnticos y como estos campos son
generados por la electricidad. Para comprender como estos campos
son generados es necesario entender qu es la electricidad y como
ocurre la corriente elctrica. Este apndice provee los conceptos
bsicos con respecto a la electricidad y a la corriente elctrica,
incluyendo:
electrones
capas de rbitas
capas de valencia
electrones valencia
iones
electrones libres
corriente
corriente directa
corriente alterna
amperios
fuerza electromotriz
voltios
resistencia
circuitos abiertos y cerrados, y
cortocircuitos.
APNDICE AREPASO ELCTRICO
INTRODUCCIN
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Toda la materia est formada por tomos. Los tomos son losbloques de formacin bsica del universo. Los tomos estn
formados por partculas denominadas electrones, protones y
neutrones. Losprotonesy losneutronesforman el centro o ncleo
de un tomo. Los electrones giran en forma de rbita alrededor del
ncleo, como indicado en la figura A-1.
Figura A-1Ilustracin de un tomo
Los electrones giran en forma de rbita o capa alrededor del ncleo,Cada capa puede contener solamente un cierto nmero de electrones.La capa ms cerca del ncleo contiene un mximo de dos electrones.
La segunda capa puede contener un mximo de ocho electrones. Lascapas ms alejadas del ncleo contienen an ms electrones.La capamas alejada del ncleo se denominacapa valencia. Los electrones que
giran en forma de rbita alrededor de la capa valencia se denominan
electrones valencia.
Cada electrn en un tomo posee carga negativa, cada protn poseecarga positiva, mientras que los neutrones no poseen carga. El nmeroy orden de cargas negativas y positivas de cada tomo puede originarque dos ms tomos se unan o se enlacen para formar molculas.Generalmente, el nmero de electrones de un tomo es igual al numerode protones. La carga elctrica negativa de los electrones y la carga
elctrica positiva de los protones se eliminan entre s. Una fuerza puedeocasionar que el nmero de electrones de un tomo cambie, de formatal que las cargas positivas y negativas no se cancelen la una con la otra,por lo tanto el tomo ya no es elctricamente neutro. Un tomo que noes elctricamente neutro se denomina in.
TOMOS Y CARGAELCTRICA
Electrn
Protn
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OPERACIN DE MOTORES
Figura A-2Ilustracin de un InUn electrn sale del tomo, disminuyendo la carga elctrica negativatotal del tomo. El tomo ahora posee una carga positiva neta y seconvierte en un in.
Un electrn en la capa valencia, denominado electrn valencia,
puede salir de su rbita alrededor del ncleo y desplazarse como un
electrn libre o girar en forma orbital alrededor de un ncleo
diferente. Cuando un tomo pierde un electrn, el resto de los elec-
trones no posee suficiente carga combinada negativa para eliminar la
carga combinada positiva de los protones en el ncleo. El tomoahora posee una carga positiva neta, este tomo se denomina in
positivo. Si el electrn que sali del ncleo comienza a girar en
forma de rbita alrededor de otro tomo neutro, la carga negativa
del electrn extra no estar balanceada con las cargas positivas
combinadas de los protones. Este tomo ahora posee una carga
negativa neta y se denomina in negativo.
Es el flujo de electrones libres en una direccin a travs de un
conductor elctrico. Los electrones libres se mueven al azar en
diferentes direcciones a travs de todo el conductor. Sin embargo,
los electrones pueden ser forzados a moverse en la misma direccina travs de un conductor; de la misma manera que partculas lquidas
pueden ser forzadas por una bomba a desplazarse en la misma
direccin a travs de un oleoducto. La corriente convencional fluye
a travs de un circuito externo desde la terminal positiva de una
batera hasta su terminal negativo.
Electrn libre
CORRIENTE ELECTRICA
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
El flujo de corriente elctrica se mide en electrones por segundos oamperios. Un amperio de corriente elctrica significa que 6 280 000
000 000 000 000 (6.28 1018) 1 coulomb de electrones se desplaza
hasta cierto punto en un segundo.
Lafuerza electromotriz (EMF) es la fuerza que provoca el flujo de
los electrones libres a travs de un conductor. La fuerza electro-
motriz se mide en voltios (v). No importa cuntos electrones libres
existen en un conductor, estos electrones no fluirn a menos que una
fuerza los obligue. Los electrones libres en un conductor se
comportan de la misma manera que el lquido en reposo dentro del
oleoducto. A menos que el lquido reciba una fuerza, el mismo
permanecer en reposo. Se puede pensar que la fuerza electromotrizes como la presin elctrica que origina el flujo de los electrones.
En un proceso denominado induccin, la fuerza electromotriz se
utiliza para generar uno de los campos electromagnticos en un motor
elctrico.
Corriente directa (CD) es la corriente que fluye a travs de un
circuito elctrico sin cambiar o revertir la direccin.
Corriente alterna (CA) es una corriente elctrica que cambia de
direccin en un ciclo regular. Esto implica que, primero la corrientefluye en una direccin, luego disminuye hasta pararse, despus fluye
en direccin contraria, disminuye hasta pararse, luego cambia de
nuevo en la otra direccin, y as sucesivamente. El movimiento recip-
rocante de la corriente alterna ocurre rpidamente. La corriente
alterna utilizada en Norte Amrica es de 60 ciclos por segundo o 120
inversiones de direcciones por segundo. El movimiento reciprocante
de la corriente alternafrecuencia se mide en ciclos por segundo o
hertz (Hz). La corriente alterna usada por los motores de la lnea
principal es una corriente alterna de 60 Hz.
Laresistencia (R) es la oposicin al flujo de la corriente, la misma se
mide en ohms. Distintos materiales poseen diferentes nmeros deelectrones valencia. Los materiales con escasos electrones valencia,
tales como el cobre poseen abundancia en electrones libres que
pueden fluir en una corriente elctrica. Los materiales que poseen
abundancia en electrones valencia, como por ejemplo el vidrio,
poseen escasos electrones libres que pueden fluir en una corriente
elctrica. Un material con escasos electrones libres es muy resistente
al flujo de la corriente y se denomina aislador elctrico.
FUERZA ELECTRO-MOTRIZ
CORRIENTE DIRECTA (CD)
CORRIENTE ALTERNA (CA)
RESISTENCIA
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OPERACIN DE MOTORES
El investigador alemn George Ohm descubri la siguiente relacinentre la corriente, la fuerza electromotriz y la resistencia, esta
relacin se conoce como laLey de Ohm:
Dado:
I = corriente ( en amperios)
V = fuerza electromotriz EMF ( en voltios)
R = resistencia (en ohms)
entonces,
I=V/R o R=V/I
La resistencia en un circuito elctrico genera energa calorfica. a
mayor resistencia, mayor ser la energa calorfica generada por una
corriente fija. Si la resistencia es demasiada alta, la energa calorfica
generada por la corriente puede destruir el conductor.
En un circuito cerrado, los electrones pueden fluir a travs de un
conductor en un ciclo o circuito continuo. Por ejemplo, si se conecta
un conductor al terminal positivo y al terminal negativo de una
batera, el conductor forma un circuito cerrado. Si se rompe el
conductor de tal manera que as terminales no estn unidas, el mismo
formar un circuito abierto. La corriente puede fluir solamente atravs de un circuito cerrado ( ver figura A-3 ). Generalmente un
circuito tiene un interruptor instalado en el conductor; por lo tanto, el
circuito puede ser abierto o cerrado cuando sea necesario. Los
motores de la lnea principal, se conectan o desconectan mediante un
interruptor, el cual abre o cierra el circuito elctrico del motor.
CIRCUITOS ABIERTOS YCERRADOS
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Figura A-3Circuitos Abiertos yCerradosLa figura A muestra un circuitoabierto. En este tipo decircuitos, el conductor noconecta los terminales de labatera en un ciclo continuo,como resultado, la corrienteno fluye a travs delconductor. La figura B indicaun circuito cerrado. En estetipo de circuitos, el conductorconecta los terminales de labatera en un ciclo continuo,permitiendo que la corrientefluya desde el terminal positivode la batera hasta el terminalnegativo de la misma.
En un conductor la corriente siempre fluye a travs del paso con lamenor resistencia. Esto significa que si el conductor forma un circuitocerrado antes que el mismo llegue hasta el equipo deseado, a travs delcual supuestamente deba fluir la corriente, entonces la corriente fluir
solamente a travs del circuito cerrado y no a travs del equipodeseado. El circuito cerrado en este caso se conoce como cortocircuito.
Figura A-4Ilustracin de un CortocircuitoEn este ejemplo, se desea que la corriente fluya a travs del bombillo. Sinembargo, el conductor elctrico forma un circuito cerrado antes dellegar al bombillo. La corriente siempre fluye a travs del paso con lamenor resistencia en un conductor; por lo tanto, la corriente fluye
+
+
A
B
CORTOCIRCUITO
+
S
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