COLEGIO NACIONAL DE EDUCACION PROFECIONAL TECNICA MANTENIMIENTO DE PLANTAS ELECTRICAS DE EMERGENCIA ENSAYO, MANTENIMIENTO PREVENTIVO & CORRECTIVO A LOS COMPONENTES DE UNA P.E.E (M.C.I & GENERADOR) PROF.TOMAS CRUZ PUENTES ALUM. Jesús Enríquez Cárdenas ELECTROMECANICA 5202 NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 INTRODUCCION La invención se puede remontar a dos italianos: el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapio, y Felice Matteucci, ingeniero hidráulico y mecánico, que ya en 1853 detallaron documentos de operación y construcción y patentes pendientes en varios países europeos como Gran Bretaña, Francia, Italia y Alemania.1 Los primeros prototipos carecían de la fase de compresión; es decir, la fase de succión terminaba prematuramente con el cierre de la válvula de admisión antes de que el pistón llegase a la mitad, lo que provocaba que la chispa que generaba la combustión que empuja la carrera del pistón fuese débil. Como consecuencia el funcionamiento de estos primeros motores era deficiente. Fue la fase de compresión la que dio una eficiencia significativa al motor de combustión interna, que lograría el reemplazo definitivo de los motores a vapor e impulsaría el desarrollo de los automóviles, ya que lograba desarrollar una potencia igual o mayor en dimensiones considerablemente mucho más reducidas. Las primeras aplicaciones prácticas de los motores de combustión interna fueron los motores fuera de borda. Esto fue debido a que el principal impedimento para la aplicación práctica del motor de combustión interna en vehículos terrestres era el hecho de que, a diferencia de la máquina de vapor, no podía comenzar desde parado. Los motores marinos no sufren este problema, ya que las hélices son libres de un significativo momento de inercia. El motor tal como lo conocemos hoy fue desarrollado por el alemán Nikolaus Otto, quien en 1886 patentó el diseño de un motor de combustión interna a cuatro tiempos, basado en los estudios del inventor francés Alphonse Beau de Rochas de 1862, que a su vez se basó en el modelo de combustión interna de Barsanti y Matteucci.[cita requerida] NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 DESARROLLO Generador Los generadores eléctricos son aparatos que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica, a su vez, se produce a partir de la energía química o nuclear con varios tipos de combustible, o se obtiene a partir de fuentes renovables como el viento o los saltos de agua. Las turbinas de vapor, los motores de combustión interna, las turbinas de combustión de gas, los motores eléctricos, las turbinas de agua y de viento son los métodos comunes que proporcionan energía mecánica para este tipo de dispositivos. Hay generadores eléctricos de todo tipo de tamaños, desde muy pequeños de unos pocos vatios de potencia de salida hasta centrales eléctricas de gran potencia que proporcionan gigavatios de potencia. Esta imagen de un generador eléctrico pone de manifiesto un ejemplo de cómo produce energía un generador eléctrico. Las dos flechas negras indican la dirección de rotación de la bobina. Las líneas azules representan el campo magnético orientado del polo norte al polo sur. Las flechas rojas indican la dirección instantánea de la corriente CA (corriente alterna) inducida. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 El voltaje de salida del excitador lo rectifica un puente de diodos y normalmente se incluye en el regulador de voltaje. Cuando se genera la corriente CA de salida, una porción de ella fluye en la bobina de campo para generar el campo magnético. El campo magnético inicial, de antes de encender el generador electrico lo produce el magnetismo residual en núcleos de electroimanes o lo crea una corriente eléctrica que se transfiere durante el acoplamiento del motor desde una batería. Los campos magnéticos de cualquier fuente o la no utilización del generador electricos durante un largo periodo de tiempo pueden perder o debilitar el magnetismo residual del núcleo excitador. Algunos modelos de generadores eléctricos proporcionan excitación inicial del campo automática. Por el contrario, si el núcleo electromagnético perdiera su magnetismo residual, el rotor giraría, pero no se produciría voltaje de salida de CA. En este caso, para encender el aparato sería necesario hacer lo denominado excitación inicial del campo del generador eléctrico. El procedimiento típico de excitación inicial del campo consiste en parar el motor, desconectar los cables eléctricos del campo excitador desde el regulador de voltaje (vigilar la polaridad de los cables eléctricos) y apagar el interruptor. Después se tendría que aplicar voltaje desde una batería externa o desde otra fuente de CC en series de 10-20 Ohm 25 W de resistencia restrictiva o una bombilla hacia la bobina del campo controlando la polaridad. Una vez hecho esto, se debería permitir que el campo se excite durante unos 10 segundos, después eliminar la fuente de voltaje externa, y finalmente volver a conectar la bobina excitadora. Para los modelos particulares es mejor consultar el propio manual de funcionamiento, ya que incluye recomendaciones. A simple vista la carcasa del generador estaba en un mal estado, se notaba a simple vista el desgaste de este. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 Para una mejor presentación lo más adecuado fue realizarle un mantenimiento correctivo a lo que es toda la carcasa. (Limpiando & pintando). Después de esto seguimos con lo que es la observación del funcionamiento del generador. Cuando proseguimos a conectar el generador eléctrico se observó que el devanado de este, estaba demasiado desprendido. Lo que se izó en esta acción fue aplicar un mantenimiento Correctivo al embobinado para poder realizar lo mejor posible las pruebas de funcionamiento rotatorio. Proseguimos al siguiente paso. Entre las observaciones estuvo que el eje estaba demasiado oxidado. Lo que se izó en este caso fue prácticamente darle un mantenimiento correctivo al eje de este, porque por su mal mantenimiento no giraba adecuadamente. Un cojinete estaba Quebrado. Después de esta observación lo indicado era cambiarle ese cojinete por uno nuevo pero a falta de presupuesto se le hizo un mantenimiento digamos que preventivo ya que lo que se izó fue ponerle un cojinete usado pero en buen estado & con un periodo de duración determinado en lo que se le conseguía uno nuevo. La turbina del Generador estaba muy sucia En esta observación lo que se izó fue, extraer la turbina del generador para darle un mantenimiento preventivo & esta tuviera un mejor funcionamiento & duración. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 Motor a Combustión Interna Tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. Se utilizan motores de combustión interna de cuatro tipos: el motor cíclico Otto, el motor diésel, el motor rotatorio y la turbina de combustión. Las diferentes variantes de los dos ciclos, tanto en diesel como en gasolina, tienen cada uno su ámbito de aplicación. 2T gasolina: tuvo gran aplicación en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminación. Además de en las cilindradas mínimas de ciclomotores y scooter (50 cc), sólo motores muy pequeños como moto sierras y pequeños grupos electrógenos siguen llevándolo. 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda. 2T diésel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV hoy día, y tracción ferroviaria. En su momento de auge se usó en aviación con cierto éxito. 4T diésel: domina en el transporte terrestre, automóviles y aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviación deportiva. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 Cámara de combustión La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al cilindro. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros, el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación. Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor alternativo puede tener de 1 a 28 cilindros. El primer muelle neumático para válvulas patentado por Renault. En el esquema podemos ver la leva que contacta con un empujador de vaso invertido corto (1), de vaso invertido por la forma que veis en el esquema. También vemos que debajo encontramos un pistón delgado con anillo de obturación (2), el anillo es para evitar el escape del gas que proviene del conducto de entrada (3). Mantenemos un muelle mecánico débil para que la válvula ajuste perfectamente con la leva cuando el motor está parado, ya que no genera presión de gas ninguna. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 Empezamos con el mantenimiento preventivo & correctivo del M.C.I. Para empezar el motor tenía una presentación física no muy presentable. Para solucionar esto se le dio un mantenimiento preventivo limpiando la carcasa & lo que se pudiera con ayuda de un trapo. Falta de chispa en el funcionamiento del motor a combustión interna En este caso lo que se izó fue checar la entrada de las bujías ya que unas estaban flojas, lo que hicimos fue aplicar un pequeño mantenimiento preventivo para evitar posibles fallas futuras como estas. Las bujías no producían la chispa. Para solucionar este inconveniente lo que se izó fue realizar un mantenimiento correctivo para calibrar las bujías & cambiar las que ya estaban en mal estado. El contenedor de gasolina estaba en mal estado. El contenedor de gasolina tenia pequeñas perforación & aunque eran muy pequeñas había gasolina que se desperdiciaba así que hubo que aplicar un mantenimiento correctivo cambiando el contenedor por uno en mejor estado. El arranque del motor estaba a destiempo. Esto se solucionó realizando un mantenimiento predictivo, consultando el manual de operación del motor a combustión interna o checando que el motor tuviera alguna indicación para poder poner el arranque a buen tiempo para un mejor funcionamiento. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013 CONCLUSIONES En cuanto al motor pues solo queda hacer una observación, los procesos de combustión liberan energía, casi siempre de calor, la forma más común de aprovechar esta energía es el motor a combustión. En este manteamiento parece ser que ninguno de los dos componentes de una planta eléctrica de emergencia estaban en una muye buena presentación pero al final se izó lo posible por mejorar tanto su presentación como su funcionamiento, ya que este es el objetivo de cada mantenimiento. Se puede observar que es una realidad que los motores de combustión interna son máquinas viejas que fueron evolucionando con nuevas mejoras que dieron paso a motores más modernos con un mejor funcionamiento y rendimiento dentro del campo automotriz. Esto ayuda a generar nuevas tecnologías en el campo para producir energía mediante recursos renovables & no contaminantes para el medio ambiente. En cuanto al generador solo queda decir que es un elemento sencillo que con un poco de atención su funcionamiento puedes llegar a entenderse perfectamente. El generador de energía es un elemento muy útil tanto en la vida automotriz como en la industria & podría decirse que también en la agricultura & un ejemplo son los aerogeneradores. NVO. LAREDO, TAMAULIPAS. 29/NOVIEMBRE/2013