índice analítico

índice analítico
1. FUNDAMENTOSDE ELECTROMECANICA,1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
1.12.
1.13.
1.14.
1.15.
1.16.
1.17.
1.18.
1.19.
110.
Conversión de energía electromecánica, 2
Relación entre inducción electromagnética
y fuerza
electromagnética,
2
Ley de Faraday de la inducción electromagnética,
4
Factores que afectan la magnitud de la fem inducida, 5
Sentido de la tensión inducida. Regla de Fleming, 9
Ley de Lenz, 10
Generadores elementales, 12
Comprobación de la regla de Fleming de la mano derecha
mediante la ley de Lenz, 13
Polaridad de un generador elemental, 14
Fem senoidal generada por una bobina que gira en un ca~po
magnético a velocidad constante, 14
Rectificación con colector de anillos rozantes, 16
Devanado de anillo de Gramme, 19
Valores nominales de la tensión, corriente y potencia
de las máquinas eléctricas, 24
Fem media generada en un cuarto de revolución, 26
Fórmula fundamental de la tensión de un generador de C.c., para
la fem entre escobiHas, 27
Fuerza electromagnética,
28
Factores que afectan la magnitud de la fuerza electromagnética, 29
Dirección de la fem y regla de la mano izquierda, 30
Fuerza contraelectromotriz,
31
Comparación de la acción de motor con la de generador, 32
2. CONSTRUCCIONy DEVANADODE LAS MAOUINAS,45
2.1.
Posibilidades de las máquinas, 45
XI
XII
IndIca sns/ltlco
3.21. Comparación de la:
generador, 115
3.22. Efecto de la velod
de los generadores
22.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.
Construcción de la máquina de corriente continua (c.c.), 46
Construcción de la máquina síncrona (inductor fijo), 48
Construción de la máquina síncrona de inductor móvil, 49
Construcción de la máquina asíncroila de inducción, 50
Circuitos y campos magnéticos de la máquina de c.c., 51
Reactancia del inducido, 52
Circuitos y campos magnéticos en la máquina de c.a., 53
Cálculos de flujos magnéticos, 54
Devanados de inducido, 57
Devanados imbricado y ondulado. Analogías y diferencias, 58
Devanados. Resumen, 63
Devanados del inducido de la máquina síncrona de c.a., 64
Devanados de media bobina y de bobina completa, 65
Devanados de cuerdas o de paso fraccional, 66
Factor de distribución o de zona. Devanados distribuidos, 69
Efecto del paso fraccional y de la distribución de las bobinas sobre
la forma de la onda, 71
2.18. Fem generada en una máquina síncrona de c.a., 74
2.19. Frecuencia de la máquina síncrona de c.a.,76
4.
RELACIONESDE PAR EN MAQU
4.1. Generalidades, 125
4.2. Par, 126
4.3. Ecuación fundamen
4.4. Fuerza contraelectrc
4.5. Velocidad del moto]
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
3. RELACIONESDE LA TENSIONDE LAS MAQUINASDE C.C.
GENERADORES
DE C.C., 85
3.1. Generalidades, 85
3.2. Tipos de generador de c.c., 86
3.3. Diagrama esquemático y circuito equivalente de un generador
shunt, 86
3.4. Diagrama esquemático y circuito equivalente de un generador
serie, 88
3.5. Diagrama esquemático. y circuito equivalente de un generador
compound, 89
3.6. El generador con excitación independiente, 92
3.7. Características de la tensión en vacío de un generador de c.c., 92
3.8. Líneas de resistencia de excitación del generador autoexcitado, 96
3.9. Producción de la autoexcitación en un generador shunt, 98
3.10. Resistencia de excitación crítica, 99
3.11. Razones por las que un generador shunt autoexcitado puede
no desarrollar tensión, 99
3.12. Efecto de la carga en impedir la autoexcitación de un generador
shunt, 100
3.13. Características carga-tensión de un generador shunt, 102
3.14. Efecto de la velocidad sobre las características en vacío y en carga
de un generador shunt, 105
3.15. Regulación de la tensión en un generador, 106
3.16. Generador serie, 108
3.17. Generador compound, 109
3.18. Características del generador compound aditivo, 110
3.19. Regulación del grado de compoundaje de los generadores
compound aditivos, 112
3.20. Características del generador compound diferencial, 114
5.
y el flujo, 133
Fuerza contraelectr
por el inducido de
Relación entre el p.
Arrancadores para
Características del]
Características de v
Regulación de la Vt
Par externo, potenc
Inversión del sentid
Efecto de la reaccic
de velocidad de tod
REACCION DE INDUCIDOY CO~
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
5.9.
Generalidades, 165
Campo magnético p
Efecto del flujo de
Desplazamiento del
respecto al motor,
Compensación de la
de c.c., 171
El proceso de cono
Tensión de reactan<
ReacciÓn de inducid
Resumen de la reac
6. RELACIONESDE TENSIONEN LA
6.1.
62.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
L
Generalidades, 195
Construcción, 196
Ventajas constructi1
Motores de acciona!
Circuito equivalente
y de una polifásica,
Comparación entre
independiente y el i
independiente, 202
Indica analitlco
3.21. Comparación de las características tensión-carga de un
generador, 115
3.22. Efecto de la velocidad sobre las características tensión-carga
de los generadores compound, 116
ente continua (c.c.), 46
na (inductor fijo), 48
de inductor móvil, 49
ila de inducción, 50
t
.
la máquina de c.C., 51
la máquina
XIII
4. RELACIONES
DE PAREN MAQUINAS
DE C.C. MOTORES
DE C.C., 125
de c.a., 53
Analogías y diferencias, 58
ina síncrona de c.a., 64
bobina completa, 65
fraccional, 66
Devanados distribuidos, 69
istribución de las bobinas sobre
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
Generalidades, 125
Par, 126
Ecuación fundamental del par de una máquina de c.c., 131
Fuerza contraelectromotriz o tensión generada en un motor, 132
Velocidad del motor como función de la fuerza contraelectromotriz
4.6.
Fuerza contraelectromotriz
y potencia mecánica desarrollada
por el inducido de un motor, 135
Relación entre el par y la velocidad del motor, 137
Arrancadores para los motores de c.c., 139
Características del par electromagnético de los motores de c.c., 142
Características de velocidad de los motores de C.c., 145
Regulación de la velocidad, 152
Par externo, potencia nominal y velocidad, 153
Inversión del sentido de giro, 154
Efecto de la reacción de inducido, sobre la regulación
de velocidad de todos los motores de c.c., 155
y el flujo, 133
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
rona de c.a., 74
de c.a.,76
.8 DE C.C.
5.
"- quivalente de un generador
[quivalente de un generador
REACCION DE INDUCIDO Y CONMUTACION EN LAS MAQUINAS ELECTRICAS,165
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
[qUiValentede un generador
diente, 92
ío de un generador de C.c., 92
del generador autoexcitado, 96
~ un generador shunt, 98
~.
shunt autoexcitado puede
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
5.9.
utoexcitación de un generador
6.
generador shunt, 102
iacterísticas en vacío y en carga
Generalidades, 165
Campo magnético producido por la corriente del inducido, 166
Efecto del flujo de inducido, 167
Desplazamiento del plano neutro en el generador
respecto al motor, 170
Compensación de la reacción de inducido en las máquinas
de c.c., 171
El proceso de conmutación, 176
Tensión de reactancia, 179
ReacciÓn de inducido en la máquina de c.a., 181
Resumen de la reacción de irtducido en las máquinas, 184
RELACIONESDE TENSION EN LAS MAQUINA8 DE C.A. ALTERNADORES, 195
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
Generalidades, 195
Construcción, 196
Ventajas constructivas del inducido fijo y campo móvil, 196
Motores de accionamiento, 199
Circuito equivalente de una máquina síncrona monofásica
y de una polifásica, 201
6.6. Comparación entre el generador de C.c. con excitación
independiente y el alternador síncrono con excitación
independiente, 202
nerador, 106
,und aditivo, 110
aje de los generadores
lound diferencial, 114
.1
.
XIV
Inri/ea 8n8l1t/eo
6.7.
6.8.
6.9.
6.10.
6.11.
6.12.
7.
Relación entre la tensión generada y la tensión en borDes
en un alternador para distintos factores de potencia
de carga, 203
Regulación de tensión de un alternador síncrono de c.a.
para distintos factores de potencia, 207
Impedancia síncrona, 209
El método de la impedancia síncrona (o fem) .para la
predicción de la regulación de tensión, 210
Suposición inherentes en el método de la impedancia síncrona, 216
Corriente de cortocircuito y uso de reactancias
limitadoras de corriente, 218
FUNCIONAMIENTO EN PARALELO, 227
7.1.
72.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
7.7.
7.8.
Ventajas del funcionamiento en paralelo, 227
Relaciones de tensión y de corriente para fuentes de fem
en paralelo, 228
Funcionamiento
en paralelo de generadores con derivación, 231
Condiciones necesarias para el funcionamiento
en paralelo de los generadores en derivación, 233
Funcionamiento en paralelo de generadores compuestos, 233
Condiciones necesarias de funcionamiento en paralelo
de generadores compound, 234
Procedimiento. para la puesta en paralelo de generadores, 237
Condiciones necesarias para el funcionamiento
en paralelo
de alternadores, 238
.
7.9. Sincronización de alternadores monofásicos, 239
7.10. Efectos de la corriente sincronizante (circulatoria)
entre alternadores monofásicos, 242
7.11. Reparto de carga entre alternadores, 250
7.12. Oscilac.ión de los alternadores, 253
7.13. Sincronización de alternadores polifásicos, 255
7.14. Sincronoscopios,258 .
7.15. Indicador de orden de sucesión de fases, 259
7.16. Resumen de reglas para puesta en paralelo de alternadores
polifásicos, 260
.
8. RELACIONDE PAR EN LAS MAQUINAS DE C.A. MOTORESSINCRONOS, 271
8.1. Generalidades, 271
82. Construcción, 273
8.3. Funcionamiento de los motores síncronos, 273
8.4. Arranque de los motores síncronos, 275
8.5. Arranqe de un motor síncrono como motor
de inducción mediante sus devanados amortiguadores, 276
8.6. Arranque de un motor síncrono en carga, 278
8.7. Funcionamiento del motor síncrono, 279
8.8. Efecto del aumento de carga a excitación normal
del motor síncrono, 284
8.9. Efecto del aumento de carga en condiciones de subexcitación, 287
8.10. Efecto del aumento de
de sobreexcitación, 287
8.11. Resumen del efecto del
los efectos de la reacci
excitación constante, 28~
8.12. Efecto de la reacción d~
8.13. Ajuste del factor de po~
a carga constante, 291
8.14. Curva en V de un mot~
8.15. Cálculo del ángulo de e.
por fase para un motol
8.16. Utilización del motor sn
de potencia, 307
1
I
8.17. Par electromagnético d
síncrono, 310
8.18. Características nominali
8.19. Condensadores síncron
1
820. Límite económico de la
8.21. Cálculo de la mejora d
síncrono usando el mé~,
822.
8.23.
824.
8.25.
Uso del condensador sí!
Uso del motor síncronc
El motor supersíncron~
Tipos especiales de m
excitación de c.C.,324
826. El motor de inducció
8.27. Motor de reluctancia, 3
828. Motor de histéresis, 321
J
8.29. Motores subsíncronos,I
8.30. Alimentación de la excl
Alimentación estática,
8.31. Motores síncronos sin
9. MAQUINAS DE INDUCCION POLlF
9.1.
92.
9.3.
9.4.
9.5.
9.6.
9.7.
Generalidades, 345
Construcción, 346
Producción de un cam
de corriente alterna p
Principio del motor d~
Conductores rotóriCOS
Par máximo, 359
Características de fun
de inducción, 361
9.8. Características de fun
de inducción, 363
9.9. Efecto de la variació
9.10. Características de arr
9.11. Características de fun
al rotor, 373
]
..--
Indica analitlco
, la tensión en bornes
¡¡res de potencia
8.10. Efecto del aumento de carga en condiciones
de sobreexcitacióD, 287
8.11. Resumen del efecto del aumento de carga (despreciando
los efectos de la reacción de inducido) bajo
excitación constante, 288
8.12. Efecto de la reacción de inducido, 288
8.13. Ajuste del factor de potencia del motor síncrono
a carga constante, 291
8.14. Curva en V de un motor síncrono, 294
8.15. Cálculo del ángulo de carga y de la tensión .generada
por fase para un motor síncrono polifásico, 298
8.16. Utilización del motor síncrono como corrector del factor
de potencia, 307
8.17. Par electromagnético
desarrollado por fase en un motor
síncrono, 310
8.18. Características nominales de un motor síncrono, 314
8.19. Condensadores síncronos, 314
8.20. Límite económico de la mejora del factor de potencia, 316
8.21. Cálculo de la mejora del factor de potencia de un motor
síncrono usando el método kW-kVAr, 318
8.22. Uso del condensador síncrono como reactancia síncrona, 320
8.23. Uso del motor síncrono como cambiador de frecuencia, 322
8.24. El motor supersíncrono, 323
8.25. Tipos especiales de motores síncronos que no emplean
excitación de c.c., 324
8.26. El motor de inducción síncrono, 325
8.27. Motor de reluctancia, 326
8.28. Motor de histéresis, 327
8.29. Motores subsíncronos, 329
8.30. Alimentación de la excitación de C.c. a base de semiconductoresAlimentación estática, 329
8.31. Motores síncronos sin escobillas, 330
dor síncrono de c.a.
207
la (o fem) .para la
ón,210
.
de la impedancia síncrona, 216
reactancias
-alelo, 227
~ para fuentes de fem
eradores con derivación, 231
cionamiento
lerivación, 233
~radores compuestos, 233
niento en paralelo
ralelo de generadores, 237
cionamiento en paralelo
lOfásicos, 239
e (circulatoria)
¡,250
fásicos, 255
9.
fases, 259
paralelo de alternadores
MOTORES SINCRONOS,
cronos, 273
275
o motor
los amortiguadores,
I carga, 278
~ 279
ltación normal
271
276
I1Clicionesde sub excitación, 287
MAOUINAS DE INDUCCION POLlFASICAS(ASINCRONAS),
9.1.
9.2.
9.3.
345
Generalidades, 345
Construcción, 346
Producción de un campo magnético giratorio por aplicación
de corriente alterna polifásica de inducido estatórico,347
9.4. Principio del motor de inducción, 350
9.5. Conductores rotóricos, fem inducida y par; rotor bloqueado,
9.6. Par máximo, 359
9.7. Características
de funcionamiento
de un motor
de inducción, 361
9.8. Características de funcionamiento normales de un motor
de inducción, 363
9.9. Efecto de la variación de resistencia del rotor, 365
9.10. Características de arranque al añadir resistencia al rotor, 366
9.11. Características de funcionamiento con la adición de resistencia
al rotor, 373
xv
XVI
Indlce analitlco
11.8.
11.9.
9.12. Par del motor de inducción y potencia desarrollada en el rotor, 374
9.13. Medida del deslizamiento mediante diversos métodos, 380
9.14. Arranque del motor de inducción,383
11.10.
11.11.
11.12.
11.13.
11.14.
11.15.
11.16.
11.17.
11.18.
'
9.15. Arranque por autotransformador a tensión reducida, 384
9.16. Arranque a tensión reducida por resistencia o reactancia
en el primario, 386
9.17. Arranque estrella-triángulo, 386
9.18. Arranque con devanados divididos, 388
9.19. Arranque con rotor bobinado, 389
9.20. Motor de inducción de arranque directo con rotor
de doble jaula, 389
9.21. Clasificación de los motores de inducción, 391
9.22. Generador de inducción, 396
9.23. Convertidores de frecuencia de inducción, 397
.
10.
MOTORES MONOFASICOS,
12. RELACIONESDE POTENCIAY E
DE CARACTERISnCAS NOMINA
ELECTRICASROTATIVAS,531
411
12.1.
12.2.
12.3.
12.4.
12.5.
12.6.
10.1.
10.2.
10.3.
Generalidades, 411
Construcción del motor de inducción monofásico, 413
Par equilibrado de un motor de inducción monofásico
en reposo, 413
10.4 Par resultante de un motor de inducción monofásico como
consecuencia de la rotación del rotor, 415
10.5. Motor de inducción (de arranque por resistencia) de fase
partida, 418
10.6. Motor de arranque por condensador de fase partida, 421
10.7. Motor con condensador de fase partida permanente
(de un solo valor), 424
10.8. Motor con condensador de dos valores, 427
10.9. Motor de inducción de espiras de sombra, 429
tOJO. Motor de inducción de arranque por reluctancia, 431
10.11. Motores monofásicos de colector, 434
10.12. El principio de repulsión, 434
10.13. Motor de repulsión comercial, 438
10.14. Motor de inducción de arranque por repulsión, 441
10.15. Motor de inducción-repulsión, 442
10.16. Motor universal, 444
10.17. Motor serie de c.a., 446
10.18. Resumen de los tipos de motores monofásicos, 448
'1.
Generalidades, 461
Generador con polos de derivación magnética,
Generador con tercera escobilla, 464
Máquinas homopolares o acíclicas, 465
Dinamotores, 467
Convertidores síncronos monofásicos, 469
Convertidor rotatorio polifásico, 473
Generalidades, 531
Pérdidas en las má
Diagramas de flujo
Determinación de 1
Rendimiento de la I
Rendimiento máxin
12.7. Efecto combinado
12.8.
Rendimiento
I
de la
12.9. Ventilación de los
i
12.10. Rendimiento de la
el método del mot<
12.11. Rendimiento de la
12.12. Resistencia equival,
12.13. Rendimiento del mi
.
en vacío y en COrt
12.14. Rendimiento del m
del circuito equival
12.15. Rendimiento de los
12.16. Factores que afect~
12.17. Calentamiento, 563
12.18. Tensión nominal, S
12.19. Efecto del ciclo de
ambiente sobre la
12.20. Tipos de envoltura!
12.21. Velocidad nominal;
reversibilidad, 568
12.22. Factores que afecta
12.23. Mantenimiento, 574
MAQUINAS ESPECIALES,461
11.1.
11.2.
11.3.
11.4.
11.5.
11.6.
11.7.
Generadores en sisl
Efecto de la resiste
desequilibradas en'
Convertidores de f~
Dispositivos sincrol
Selsyns de potenci~
Servomotores de c.
Servomotores de c.
.El generador Roser
La amplidina, 50S
Excitatrices de Cal
Motores de C.c. sin
462
13.
TRANSFORMADORES, 593
13.1.
...
Definiciones funda!
Indica ana/ltlco
11.8. Generadores en sistemas trifilares, 479
11.9. Efecto de la resistencia de la línea y de las cargas
desequilibradas en las redes trifilares, 482
11.10. Convertidores de fase de inducción, 485
11.11. Dispositivos sincronizantes (selsyn), 486
11.12. Selsyns de Potencia y sistemas de enlace sincrónico, 496
11.13. Servomotores de c.c., 497
11.14. Servomotores de c.a., SOl
11.15. .El generador Rosenberg, 503
11.16. La amplidina, 505
11.17. Excitatrices de campo múltiples Rototrol y Regulex, 508
11.18. Motores de C.c. sin escobillas, 511
:otencia desarrollada en el rotor, 374
ante diversos métodos; 380
In, 383
.
Ir a tensión reducida, 384
lor resistencia o reactancia
oos' 388
89
e directo con rotor
l
. inducción, 391
-
12.
inducción, 397
RELACIONES DE POTENCIA YENERGIA: RENDIMIENTO, SELECCION
DE CARACTERISTlCAS NOMINALES y MANTENIMIENTO DE MAQUINAS
ELECTRICASROTADVAS,531
1~1.
12.2.
12.3.
1~4.
12.5.
12.6.
12.7.
12.8.
1~9.
12.10.
inducción monofásico como
rotor, 415
le por resistencia) de fase
dor de fase partida, 421
partida permanente
¡alores, 427
e sombra, 429
por reluctancia,
,434
I
431
8
~ por repulsión, 441
t monofásicos,
448
[. n
magnética, 462
164
s,465
13. TRANSFORMADORES,
593
.cos, 469
13.1.
m
I
.
Generalidades, 531
Pérdidas en las máquinas, 533
Diagramas de flujo de potencia, 536
Determinación de las pérdidas, 538
Rendimiento de la máquina de c.c., 538
Rendimiento máximo, 541
Efecto combinado del flujo y de la \lelocidad, 546
Rendiniiento de la máquina síncrona de c.a., 548
Ventilación de los altemadores, 559
Rendimiento de la máquina síncrona de c.a. mediante
el método del motor de C.c. calibrado, 351
12.11. Rendimiento de la máquina asíncrona, 553
12.12. Resistencia equivalente del motor de inducción, 554
12.13. Rendimiento del motor de inducción mediante los ensayos
. en vacío y en cortocircuito (rotor bloqueado), 555
12.14. Rendimiento del motor de inducción según el método
del circuito equivalente carga-deslizamiento de la AIEE, 559
12.15. Rendimiento de los motores monofásicos, 562
12.16. Factores que afectan las características de las máquinas, 563
12.17. Calentamiento, 563
12.18. Tensión nominal, 566
12.19. Efecto del ciclo de servicio y de la temperatura
ambiente sobre la potencia nominal, 566
1220. Tipos de envolturas, 567
1221. Velocidad nominal; clasificaciones de velocidades y
reversibilidad, 568
1222. Factores que afectan a la .selección de generadores y motores, 571
1223. Mantenimiento, 574
cción monofásico, 4}3
ie inducción monofásico
~
XVII
l.
Definiciones fundamentales, 593
XVIII
Indica anal/rico
13.2. Relaciones en un transformador ideal, 596
13.3. Impedancia reducida, transformación de impedancia
y transformadores reales, 603
13.4. Circuitos equivalentes para un transformador de potencia real, 609
13.5. Regulación de tensión de un transformador de potencia, 613
13.6. Regulación de tensión a partir del ensayo de cortocircuito, 617
13.7. Hipótesis inherentes en el ensayo de cortocircuito, 620
13.8. Rendimiento del transformador a partir de los ensayos
de vacío y de cortocircuito, 621
13.9. Rendimiento diario total, 628
13.10. Identificación de fases y polaridad de los arrollamientos
de un transformador, 630
13.11. Conexión de los arrollamientos del transformador en serie
en paralelo, 633
13.12. El autotransformaci.or, 637
13.13. Rendimiento del autotransformador, 646
13.14. Transfornlación trifásica, 648
13.15. Armónicos en los transformadores, 656
13.16. Importancia del neutro y medios para crearlo, 658
13.17. Relaciones de transformación V-V. Sistemas en
triángulo abierto, 660
13.18. Relaciones de transformación T-T, 663
13.19. Transformaciones trifásicas a bifásicas. Conexión Scott, 667
13.20. Transformaciones trifásic¡¡;a hexafásica, 670
13.21. Uso de las transformaciones polifásicas. en la conversión
de potencia, 678
Fundamentos
(
Durante varios años, la i
ocupado un lugar secundario
consecuciones más espectacula
base de semiconductores. Los
y sus alumnos han considerad
bien estéril, falto en general d!
estudios nacionales e internacil
bles fósiles (carbón, gas y. petrlI
<le energía en EE.UU., el creCi
APÉNDICE, 701
íNDICE ALFABÉTlCO, 719
aumento, permiten predecir q
bustible bastan para 230 años
mistas, los estiman en sólo 23
de energía así como el perfecj'
gía. El insaciable afán de e~
y del espacio exterior han em .
de conversión de energía (sol
que sea el método de generaci
es la única forma de la ener
y convertir a otras formas de
cipal forma de la energía utiU
de ello que éste es un campoI
Este texto está dirigido p',
energía electromecánica así c(
complicados que puedan ser 1<
. J. A. Hutcheson, «Engin
(abril 1960), págs. 602-607.
...