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“Reporte del generador eléctrico” Materia:

“Montaje y operación de plantas eléctricas de emergencia” Alumno:

Jonathan Misael Montes Juárez Profesor:

Ing. Efraín Ignacio Zayago Pineda Grupo:

3106 Especialidad:

Electricidad Industrial

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Objetivo: Al terminar del proyectó del generador, o mas bien de la planta eléctrica de emergencia, el alumno tendrá las habilidades, conocimientos, ingenio y las estrategias adecuadas para llevar a cabo una construcción física, un mantenimiento y uso correcto para la planta eléctrica de emergencia.

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Índice Portada………………………………………………………….1 Objetivo………………………………………………………….2 Índice…………………………………………………………….3 Introducción teórica…………………………………………….4 Procedimiento…………………………………………………..9 Desarrollo………………………………………………………..14 Conclusiones, observaciones y Biografía………………………………………………………….12

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Introducción Teórica Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una fuerza electromotriz (F.E.M.). Se clasifican en dos tipos fundamentales: primarios y secundarios. Son generadores primarios los que convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, mientras que los secundarios entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente. Se agruparán los dispositivos concretos conforme al proceso físico que les sirve de fundamento. Generador elemental de corriente alterna El funcionamiento del generador de corriente alterna, se basa en el principio general de inducción de voltaje en un conductor en movimiento cuando atraviesa un campo magnético. Este generador consta de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo.

Figura 1.- Disposición de elementos en un generador simple Así, en el generador mostrado en la Figura 1, el inductor está constituido por el rotor R, dotado de cuatro piezas magnéticas, las que para simplificar son imanes permanentes, cuya polaridad se indica, y el inducido o estator con bobinas de alambre arrolladas en las zapatas polares . Las cuatro bobinas a-b, c-d, e-f y g-h, arrolladas sobre piezas de una aleación ferromagnética (zapatas polares) se magnetizan bajo la acción de los imanes 4

del inductor. Dado que el inductor está girando, el campo magnético que actúa sobre las cuatro zapatas cambia de sentido cuando el rotor gira 90º (se cambia de polo N a polo S), y su intensidad pasa de un máximo, cuando están las piezas enfrentadas como en la figura, a un mínimo cuando los polos N y S están equidistantes de las piezas de hierro. Son estas variaciones de sentido y de intensidad del campo magnético las que inducirán en las cuatro bobinas una diferencia de potencial (voltaje) que cambia de valor y de polaridad siguiendo el ritmo del campo. La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales A-B se obtiene multiplicando el número de vueltas por segundo del inductor por el número de pares de polos del inducido ( en nuestro caso 2), y el voltaje generado dependerá de la fuerza de los imanes (intensidad del campo), la cantidad de vueltas de alambre de las bobinas y de la velocidad de rotación. Libro practico de generadores eléctricos Los generadores cambian la energía mecánica en energía eléctrica, en tanto los motores cambian la energía eléctrica a energía mecánica, los generadores y los motores eléctricos son muy parecidos, de hecho están construidos de la misma forma general y ambos, dependen de los mismos principios electromagnéticos para su operación. Al primer principio se le llama ACCION DEL GENERADOR y se le conoce también como de INDUCCION. El voltaje se puede inducir en un conductor que se encuentra dentro de un campo magnético, esto sucede cuando el flujo magnético se corta por el conductor. En algunos casos, se mueve el alambre en otros se mueve en campo y en otros, ambos se mueven pero a distintas velocidades. Este principio toma de energía mecánica para producir el movimiento, este produce la electricidad por ser generada. El segundo principio, es el llamado LA ACCION DEL MOTOR, este es simplemente las fuerzas mecánicas entre imanes. Cuando dos imanes (o electroimanes) se aproximan uno al otro, uno es atraído o repelido con respecto al otro, algunos motores usan un imán permanente y un electroimán, otros usan dos electroimanes, de cualquier minera, la energía eléctrica crea al menos uno de los dos campos magnéticos entonces, las fuerzas entran entre los dos campos magnéticos produciendo el movimiento. Devanados y campos del generador En la siguiente figura, se muestran los cuatro tipos de generadores. Para generar electricidad se debe empezar con un campo magnético principal, entonces, este campo se debe cortar por un conductor, el campo principal se puede producir por un imán permanente que puede ser parte del estator, como se muestra en la figura A, o bien, pude ser el rotor como se muestra en la figura B. El campo principal puede ser un campo electromagnético en lugar de un

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imán permanente, la bobina que lo produce se le llama el devanado del campo, o simplemente el campo. El campo se puede devanar sobre el estator, como se muéstrale la figura C, o sobre el rotor como se muestra el la figura D. Los conductores en los que inducen la electricidad forman en devanado de la armadura. En los generadores de corriente directa, el devanado de la armadura esta sobre el rotor sin embargo, en los generadores de corriente alterna para ciertas aplicaciones, el devanado de la armadura esta el la parte estacionaria.

La forma en que trabajan los generadores Para poder estudiar la forma en como convertir los generadores la energía mecánica en la energía eléctrica, se puede usar la siguiente figura, que representa un generador elemental, en donde el campo magnético principal viene de un par de imanes permanentes. Obsérvese que la cara del polo norte se encuentra en frente del polo sur, la forma curvada de los polos producen el campo mas intenso. La bonina de la armadura esta devanada sobre el rotor, cada extremo de esta bobina esta fijo a su primera banda metálica, estas bandas se le llaman anillos rozantes y es donde produce el voltaje generado.

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En los generadores de corriente alterna el voltaje se genera en la armadura Para colectar el voltaje generado, se debe tener una trayectoria eléctrica de los anillos rozantes a las terminas del generador, esto se hacen con pequeñas piezas metálicas o de carbón llamado escobillas, que se encuentra fuertemente fijas a los anillos rozantes por medio de resortes, en la medida en que la bobina gira, los conductores cortan el campo magnético, esto produce el voltaje inducido en la bobina. Los generadores eléctricos en aplicaciones industriales y de emergencia Para las plantas de emergencia, depende de su tamaño los generadores de corriente alterna, se pueden construir monofásicos y trifásicos, accionados por motores a gasolina (hasta 100 KW), motores de diesel (hasta 2000 KW) o turbia de gas (para potencias mayores de 500 KW); dependiendo de su potencia o tamaño, puede generar los siguientes niveles de voltaje: (1)

600 volts o menos Monofásicos 120 120/240 240

volts, tres conductores volts, tres fases volts, tres conductores

Trifásicos 240 volts, tres conductores 120/208 volts, cuatro conductores 120/204 volts, cuatro conductores 480 volts, tres fases 600 volts, tres fases

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(2) Mayores de 600 volts Tres fases 2 400 volts 4 160 volts 12 470 volts 13 800 volts

Conexiones de voltaje mas usados en los generadores de plantas de emergencia

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Procedimiento Partes del generador

Sistema de admisión El sistema de admisión consta de filtro de aire, colector de admisión, cuerpo de mariposa/inyector (si quieres ver un despiece del cuerpo mariposa/inyector y los tubos de admisión conectados a cada cilindro. El sistema de admisión tiene por misión hacer llegar a cada cilindro del motor la cantidad de mezcla aire/combustible necesaria a cada carrera de explosión del pistón.

Los tres elementos fundamentales que forman el esquema de un sistema de inyección monopunto son el inyector que sustituye a los inyectores en el caso de una inyección multipunto. Como en el caso del carburador este inyector se encuentra colocado antes de la mariposa de gases, esta es otra diferencia importante con los sistemas de inyección multipunto donde los inyectores están después de la mariposa. La dosificación de combustible que proporciona el inyector viene determinada por la ECU la cual, como en los sistemas de inyección multipunto recibe información de diferentes sensores. En primer lugar necesita información de la cantidad de aire que penetra en el colector de admisión para ello hace uso de un caudalimetro, también necesita otras medidas como la temperatura del motor, el régimen de giro del mismo, la posición que ocupa la mariposa de gases, y la composición de la mezcla por medio de la sonda Lambda. Con estos datos la ECU elabora un tiempo de abertura del inyector para que proporcione la cantidad justa de combustible. El regulador de presión es del tipo mecánico a membrana, formando parte del cuerpo de inyección donde esta alojado el inyector. El regulador de presión esta compuesto de una carcasa contenedora, un dispositivo móvil constituido por un cuerpo metálico y una membrana accionada por un muelle calibrado. Cuando la presión del carburante sobrepasa el valor determinado, el dispositivo móvil se desplaza y permite la apertura de la válvula que deja salir el excedente de carburante, retornando al depósito por un tubo. 9

Un orificio calibrado, previsto en el cuerpo de mariposa pone en comunicación la cámara de regulación con el tubo de retorno, permitiendo así disminuir la carga hidrostática sobre la membrana cuando el motor esta parado. La presión de funcionamiento es de 0,8 bar.

El motor paso a paso o también llamado posicionador de mariposa de marcha lenta, sirve para la regulación del motor a régimen de ralentí. Al ralentí, el motor paso a paso actúa sobre un caudal de aire en paralelo con la mariposa, realizando un desplazamiento horizontal graduando la cantidad de aire que va directamente a los conductos de admisión sin pasar por la válvula de mariposa. En otros casos el motor paso a paso actúa directamente sobre la mariposa de gases abriendola un cierto ángulo en ralentí cuando teóricamente tendría que estar cerrada. El motor paso a paso recibe unos impulsos eléctricos de la unidad de control ECU que le permiten realizar un control del movimiento del obturador con una gran precisión. El motor paso a paso se desplaza en un sentido o en otro en función de que sea necesario incrementar o disminuir el régimen de ralentí. Este mecanismo ejecuta también la función de regulador de la puesta en funcionamiento del sistema de climatización, cuando la unidad de control recibe la información de que se ha puesto en marcha el sistema de climatización da orden al motor paso a paso para incrementar el régimen de ralentí en 100 rpm.

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Sistema de admisión El sistema de admisión consta de filtro de aire, colector de admisión, cuerpo de mariposa/inyector (si quieres ver un despiece del cuerpo mariposa/inyector y los tubos de admisión conectados a cada cilindro. El sistema de admisión tiene por misión hacer llegar a cada cilindro del motor la cantidad de mezcla aire/combustible necesaria a cada carrera de explosión del pistón.

Sistema de alimentación El sistema de alimentación suministra a baja presión la cantidad de combustible necesaria para el motor en cada estado de funcionamiento. Consta de depósito de combustible, bomba de combustible, filtro de combustible, un solo inyector y el regulador de presión. La bomba se halla situada en el depósito de la gasolina y conduce bajo presión el combustible, a través de un filtro, hasta el regulador de la presión y el inyector. El regulador de la presión mantiene la presión constante a 0,8-1,2 bar, el combustible sobrante es devuelto al depósito. El inyector único se encuentra en el cuerpo de la mariposa y tiene una boquilla o tobera especial, con seis agujeros dispuestos radialmente, que pulveriza la gasolina en forma de cono en el espacio comprendido entre la mariposa y la pared del venturi. El inyector dispone de una circulación constante de la gasolina a través de sus mecanismos internos para conseguir con ello su mejor refrigeración y el mejor rendimiento durante el arranque en caliente. El combustible pasa del filtro al inyector y de aquí al regulador de presión.

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Ventilador del motor

Sistema a tierra

Filtro de aire

Batería del generador

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Escape del generador

Preguntas a realizar del generador: 1. ¿Qué voltaje genera? 2. ¿A que temperatura se eleva? 3. ¿Cuántas revoluciones por minuto genera el motor? 4. ¿Qué combustible utiliza? 5. ¿Cuánto tiempo puede estar generando electricidad? 6. ¿Circuitos a utilizar?

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Desarrollo Preguntas y respuestas sobre el generador: 1. ¿Qué voltaje genera? 220 a 440 volts 2. ¿A que temperatura se eleva? 100 a 150 grados centígrados 3. ¿Cuántas revoluciones por minuto genera el motor? 1800 r.p.m. 4. ¿Qué combustible utiliza? Diesel 5. ¿Cuánto tiempo puede estar generando electricidad? Puede ser posible que todo el día y noche. Se dejo trabajando durante una semana entera. 6. ¿Circuitos a utilizar? Circuitos automáticos.

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Conclusiones Al término del proyecto de la construcción física de una planta eléctrica de emergencia, tender las habilidades, conocimientos, el ingenio para poder construir y colocar una planta de emergencia en óptimas condiciones para su operación. Al igual que su mantenimiento para que la planta eléctrica de emergencia aga su operación correcta a plena generación de electricidad.

Observaciones Al llevar a cabo la construcción del generador, se paso a tener teoría para poder estar familiarizados con las partes del generador, para no tener ninguna dificultad en el desarme y el armado del generador. Con la finalidad de no expropiar nada de las piezas, ya que resultaría no funcionar el generador o poder ocasionar otras averías en su funcionamiento.

Bibliografía www.aquadynegroup.com/fotos/GP-950F%20(Partes.. Libro: Practico de generadores eléctricos. Autor: Enrique Harper

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