maquinas electricas y centrales

2. Índice
 Justificar la importancia actual de las Máquinas Eléctricas
 Resumen del funcionamiento y características de cada una de ellas
 Generadores
 Motores
 Trasformadores
 Convertidores Rotativos
 Apreciar la relación Máquinas Eléctricas-Electromagnetismo
 Resumen del funcionamiento y características de cada una de ellas
 Térmicas
 Hidroeléctricas
 Nucleares
 Eólicas
 Solares termoeléctricas
 Solares fotovoltaicas
 Mareomotrices

3. Qué es una maquina eléctrica?
 Una máquina eléctrica
 Es un dispositivo que transforma la energía eléctrica
en otra energía, o bien, en energía eléctrica pero con
una presentación distinta, pasando esta energía por
una etapa de almacenamiento en un campo
magnético. Se clasifican en tres grandes grupos:
generadores , motores y transformadores. Los
generadores transforman energía mecánica en
eléctrica, mientras que los motores transforman la
energía eléctrica en mecánica haciendo girar un eje.

5. Generadores
 Si faltara la energía eléctrica que producen los
generadores, el mundo actual quedaría
prácticamente paralizado. Si miramos a nuestro
alrededor nos daremos cuenta de la importancia. de
la corriente eléctrica que producen los generadores.
en nuestro mundo moderno, el sistema de
alumbrado, nuestras fábricas y toda nuestra vida
industrial está accionada por la corriente eléctrica
que producen los generadores. Los generadores son
tan importantes en la vida moderna, como el corazón
en la vida de nuestro organismo.

6. Motores
 Los motores eléctricos son de suma importancia en la
actualidad, debido a las diferentes aplicaciones
industriales a los que son sometidos, es por ellos, que se
deben tomar en cuenta todas las fallas que se presentan
para el correcto funcionamiento de los mismos. Su
importancia se basa en lo anterior ya que para
transformar esta energía no existe ningún tipo de
subproducto que contamine el ambiente como puede ser
humo, ruido(mínimo), olores, etc.
Esto los hace básico para utilizarlo en todos los equipos
domésticos como refrigeradores, lavadoras, aspiradoras
etc.
También se utilizan en la mayoría de equipos
hospitalarios y de oficina

7. Transformadores
 Los transformadores de corriente y los
transformadores de voltaje son unas herramientas de
gran importancia para la humanidad , ya que son
estas las que regulan las diferencias de potencial y las
diferencias de corrientes que existen en las diferentes
líneas de energía.
 Los transformadores son utilizados en una gran
variedad lugares , van desde la industria mas
moderna y grande , hasta la casa o el cargador de un
movil utilizado a diario en casa.

8. Clasificación de maquinas
eléctricas
 Generadores: Un generador eléctrico es todo
dispositivo capaz de mantener una diferencia de
potencial eléctrico entre dos de sus puntos
(llamados polos, terminales o bornes) transformando
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 estátor). Si mecánicamente se
produce un movimiento relativo entre los conductores y
el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.).
Este sistema está basado en la ley de Faraday.

9. Tipos de plantas generadoras de
electricidad
 1.Hidroeléctrica: la mas económica de todas; a la
larga, ya que requiere una inversión inicial muy elevada.
Es necesario que existan saltos de agua y ríos de gran
capacidad para poder construir una central de generación
de este tipo. Se selecciona un lugar donde exista una
cascada y entonces se almacena el agua en grandes lagos
por medio de una inmensa pared de concreto o represa y
progresivamente se va dejando pasar el agua hacia el otro
extremo de la represa. El agua que se va soltando se hace
chocar contra las aspas (álabes) de una inmensa
turbina, que forma parte del generador, para así moverla
(entregarle energía mecánica) y éste a su vez producir
electricidad.

11. 2.Termoeléctrica:
 produciendo electricidad a partir de la combustión de:
Gas, Petróleo o Carbón.
 En este caso se quema el combustible para calentar
grandes calderas de agua y producir vapor de agua, éste
vapor a alta presión es disparado contra las aspas
(álabes) de grandes generadores, moviéndolos y
produciendo la energía mecánica necesaria para
convertirla posteriormente en energía eléctrica.
 3.Diesel: En este caso se quema combustible
(gas, gasoil, gasolina, etc.), para hacer funcionar un
motor de combustión interna (similar al de cualquier
vehículo). Este motor se conecta a un generador para
moverlo y entregarle la energía mecánica necesaria para
que producir electricidad.

13. Nuclear
 En este caso se utiliza el
poder calorífico de la
fusión nuclear para
producir electricidad

14. Eólica
 Es el viento en
este caso quien
mueve las aspas
de una especie de
molino y estas
mueven (entregan
energía mecánica)
un generador para
producir
electricidad.

15. Solar
 Esta es
producida a
partir de la
energía del
sol, a través de
grandes
paneles solares.

16.  Motor eléctrico
Existen varios tipos de motores y continuará
proliferando nuevos tipos de motores según avance
la tecnología. Pero antes de adentrarnos en la
clasificación, vamos a definir los elementos que
componen a los motores.

17. Partes de un motor
 1. La carcasa o caja que envuelve las partes eléctricas del
motor, es la parte externa.
2. El inductor, llamado estator cuando se trata de
motores de corriente alterna, consta de un apilado de
chapas magnéticas y sobre ellas está enrollado
el bobinado estatórico, que es una parte fija y unida a
la carcasa.
3. El inducido, llamado rotor cuando se trata de
motores de corriente alterna, consta de un apilado de
chapas magnéticas y sobre ellas está enrollado
el bobinado rotórico, que constituye la parte móvil del
motor y resulta ser la salida o eje del motor.

19. Clasificación de los motores
 1. Motores de corriente alterna, se usan mucho en la
industria, sobretodo, el motor trifásico asíncrono de
jaula de ardilla.
2. Motores de corriente continua, suelen utilizarse
cuando se necesita precisión en la
velocidad, montacargas, locomoción, etc.
3. Motores universales. Son los que pueden
funcionar con corriente alterna o continua, se usan
mucho en electrodomésticos. Son los motores con
colector.

20. clasificación más amplia:
Motor de corriente alterna.
Podemos clasificarlos de varias maneras, por su
velocidad de giro, por el tipo de rotor y por el número
de fases de alimentación. Vamos a ello:

21. Corriente alterna
1. Asíncronos. Un motor se considera asíncrono
cuando la velocidad del campo magnético generado por el
estártor supera a la velocidad de giro del rotor.
2. Síncronos. Un motor se considera síncrono cuando
la velocidad del campo magnético del estártor es igual a la
velocidad de giro del rotor. Recordar que el rotor es la
parte móvil del motor. Dentro de los motores
síncronos, nos encontramos con una subclasificación:
- Motores síncronos trifásicos.
- Motores asíncronos sincronizados.
- Motores con un rotor de imán permanente.

22. 2. Por el tipo de rotor.
- Motores de anillos rozantes.
- Motores con colector.
- Motores de jaula de ardilla.

23. 3. Por su número de fases de
alimentación.
- Motores monofásicos.
- Motores bifásicos.
- Motores trifásicos.
- Motores con arranque auxiliar bobinado.
- Motores con arranque auxiliar bobinado y
con condensador.

24. Motor de corriente continua.
La clasificación de este tipo de motores se realiza en
función de los bobinados del inductor y del inducido:
- Motores de excitación en serie.
- Motores de excitación en paralelo.
- Motores de excitación compuesta.

25. Transformadores
 Tipos de
transformadores. Se
denomina con este nombre
al aparato eléctrico cuya
función es convertir la
corriente alterna de alta
tensión y débil intensidad
en otra de baja tensión y
gran intensidad, o
viceversa.

26. Tipos de transformadores
 Transformador de aislamiento: Suministra
aislamiento galvánico entre el alambre primario y el
secundario, por lo cual proporciona una
alimentación o señal "flotante". Su relación es 1:1.
 Transformador de alimentación. Estos poseen
uno o varios alambres secundarios y suministran las
tensiones necesarias para el funcionamiento del
equipo. A veces incorporan fusibles no
reemplazables, que apagan su circuito primario en
caso de una temperatura excesiva, evitando que éste
se queme.

27.  Transformador trifásico. Poseen un trío de
bobinados en su primario y un segundo trío en su
secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y) o
triángulo (?), sus mezclas pueden ser: ?-?, ?-Y, Y-? y
Y-Y. A pesar de tener una relación 1:1, al pasar de ? a
Y o viceversa, las tensiones se modifican.
 Transformador de pulsos: Esta destinado a
funcionar en régimen de pulsos debido a su rápida
respuesta.

28.  Transformador de línea o flyback: Estos son
transformadores de pulsos. Con aplicaciones especiales
como televisores con TRC (CRT) para generar la alta
tensión y la corriente para las bobinas de deflexión
horizontal. Entre otras propiedades, frecuentemente
proporciona otras tensiones para el tubo.
 Transformador con diodo dividido: Su nombre se
debe a que está constituido por varios diodos menores en
tamaño, repartidos por el bobinado y conectados en
serie, de modo que cada diodo sólo tiene que soportar
una tensión inversa relativamente baja. La salida del
transformador va directamente al ánodo del tubo, sin
diodo ni triplicador.

29.  Transformador de impedancia: Usado como
adaptador de antenas y líneas de transmisión, era
imprescindible en los amplificadores de válvulas
para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja
de los altavoces.
 Transformador Electrónico: Se caracteriza por
ser muy utilizados en la actualidad en aplicaciones
como cargadores para celulares. Utiliza un Corrector
de factor de potencia de utilización imprescindible en
los circuitos de fuente de alimentaciones conmutadas
en lugar de circuitos.

30. Según su construcción existen diversos tipos como
son:
 Transformador de grano orientado, Auto
transformador. El primario y el secundario
constituyen un bobinado único. Pesa menos y es más
barato que un transformador y por ello se emplea
habitualmente para convertir 220V a 125V y
viceversa y en otras aplicaciones equivalentes.
 Transformador toroidal. Son más
voluminosos, pero el flujo magnético se confina en el
núcleo, teniendo flujos de dispersión muy reducidos
y bajas pérdidas por corrientes de Foucault.

31. Convertidores rotativos
• Convertidor rotativo que convierte energía eléctrica de una
forma a otra
(cambiando frecuencia, convirtiendo corriente alterna en
continua etc.)
máquina muy utilizada en el pasado.
Si se clasifican por la fuente de energía que las alimenta o que
representan se tiene:
• máquinas de corriente continua
• máquinas de corriente alterna
Estas últimas por sus características constructivas y de velocidad
se clasifican en:
• Máquinas asincrónicas
• Máquinas sincrónicas

32. A partir de este capítulo nos ocuparemos de tres máquinas
rotantes en las que se
reúnen todos los conceptos principales de proyecto de cualquier
otra, y en el
siguiente orden:
• iniciaremos con el alternador como ejemplo de máquina
sincrónica,
• continuaremos con el motor asincrónico,
• y finalmente la máquina de corriente continua (generador o
motor).
Las máquinas rotantes utilizadas en los sistemas eléctricos
tienen características que
son objeto primero de especificación, luego de garantías y
finalmente de
comprobación mediante ensayos.

33. El electromagnetismo
Trata las relaciones entre
las corrientes eléctricas y
los campos magnéticos.
Entender estas relaciones nos
permite comprender cómo
funcionan las máquinas
eléctricas como
motores, generadores o
transformadores.

34. Relación Máquinas
Eléctricas-Electromagnetismo
 La inducción electromagnética es el principio
fundamental sobre el cual operan
transformadores, generadores, motores eléctricos y
la mayoría de las demás máquinas eléctricas.

35.  Térmicas
 Hidroeléctricas
 Nucleares
 Eólicas
 Solares termoeléctricas
 Solares fotovoltaicas
 Mareomotrices

36. Las centrales térmicas son instalaciones que
hacen posible una transformación de
portadores energéticos en corriente eléctrica
o en corriente y calor útil. El tipo de central
se define en función del portador energético
utilizado y la energía útil producida.

37. CLASIFICACIÓN DE CENTRALES TÉRMICAS SEGÚN LA
CLASE DE ENERGÍA PRODUCIDA
•CENTRALES DE CONDENSACIÓN con
producción exclusiva de electricidad.
• CENTRALES DE CALEFACCIÓN con
producción exclusiva de vapor o de agua caliente
para fines de calefacción privados o industriales
•CENTRALES DE CALEFACCIÓN CON
PRODUCCIÓN ADICIONAL DE CORRIENTE
ELÉCTRICA.

38.  EL PROBLEMA DE LA CONTAMINACION ES MÁXIMO EN
EL CASO DE LAS CENTRALES TERMOELÉCTRICAS
CONVENCIONALES QUE UTILIZAN COMO COMBUSTIBLE
EL CARBON . ESTO TIENE COMO CONSECUENCIA LA
EMISIÓN DE PARTÍCULAS Y ÁCIDOS DE AZUFRE.
 EN LAS DE FUELOIL LOS NIVELES DE EMISIÓN DE
ESTOS CONTAMINANTES SON MENORES, AUNQUE HA
DE TENERSE EN CUENTA LA EMISIÓN DE OXIDO DE
AZUFRE Y HOLLINES ACIDOS, PRÁCTICAMENTE NULOS
EN LAS PLANTAS DE GAS.
 TODAS , EN MAYOR O MENOR MEDIDA, EMITEN A LA
ATMÓSFERA: DIOXIDO DE CARBONO ( CO2 )

39. Central hidroeléctrica
La función de una central hidroeléctrica es utilizar
la energía potencial del agua almacenada y
convertirla, primero en energía mecánica y luego
en eléctrica.
Un sistema de captación de agua provoca un
desnivel que origina una cierta energía potencial
acumulada. El paso del agua por la turbina
desarrolla en la misma un movimiento giratorio
que acciona el alternador y produce la corriente
eléctrica.

41. Funcionamiento
 La energía hidráulica se basa en aprovechar la
caída del agua desde cierta altura. La energía
potencial, durante la caída, se convierte en cinética.
El agua pasa por las turbinas a gran
velocidad, provocando un movimiento de rotación
que finalmente, se transforma en energía eléctrica
por medio de los generadores. Es un recurso natural
disponible en las zonas que presentan suficiente
cantidad de agua, y una vez utilizada, es devuelta río
abajo. Su desarrollo requiere construir
pantanos, presas, canales de derivación, y la
instalación de grandes turbinas y equipamiento para
generar electricidad.

42. TIPO DE CENTRALES
HIDROELÉCTRICAS
 -Según su potencia:
 La potencia se rige en función del desnivel existente
entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de
las aguas debajo de la central, y del caudal máximo
que puede mover las turbinas, además de las
características de las turbinas y de los generadores
 Según la potencia instalada, las centrales
hidroeléctricas pueden ser centrales de gran potencia
(más de 10MW), minicentrales hidráulicas (entre
1MW y 10MW) y microcentrales hidráulicas (menos
de 1MW).

43. Ventajas
 No requieren combustible, sino que usan una forma
renovable de energía, constantemente repuesta por la
naturaleza de manera gratuita.
 Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
 A menudo puede combinarse con otros beneficios, como
riego, protección contra las inundaciones, suministro de
agua, caminos, navegación y aún ornamentación del
terreno y turismo.
 Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
 La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y
segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con
rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de
mantenimiento, por lo general, reducidos.

44. Desventajas
 Los costos de capital por kilovatio instalado son con
frecuencia muy altos.
 El emplazamiento, determinado por características
naturales, puede estar lejos del centro o centros de
consumo y exigir la construcción de un sistema de
transmisión de electricidad, lo que significa un aumento
de la inversión y en los costos de mantenimiento y
pérdida de energía.
 La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en
comparación con la de las centrales termoeléctricas.
 La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación
en estación y de año en año.

45. Central nucleares

46. Cómo se Genera??

57. Introducción
 La energía eólica es
la energía obtenida
del viento, es
decir, aquella que se
obtiene de la energía
cinética generada por
efecto de las
corrientes de aire y
así mismo las
vibraciones que el
aire produce.

58. Funcionamiento
 En la actualidad se
utiliza, sobre todo, para
mover aerogeneradores. En
estos la energía eólica mueve
una hélice y mediante un
sistema mecánico se hace
girar el rotor de un
generador, normalmente un
alternador, que produce
energía eléctrica. Para que su
instalación resulte
rentable, suelen agruparse en
concentraciones denominadas
parques eólicos.

59. DESVENTAJAS DE LA ENERGIA EÓLICA
 Impacto visual: su
instalación genera una alta
modificación del paisaje.
 Impacto sobre la avifauna:
principalmente por el choque
de las aves contra las
palas, efectos desconocidos
sobre la modificación de los
comportamientos habituales
de migración y anidación.
 Impacto sonoro: el roce de
las palas con el aire produce
un ruido constante, la casa
más cercana deberá estar al
menos a 200 m.

60. Central térmica solar

61. Qué es una central térmica solar
 Una central térmica solar o central termo solar es
una instalación industrial en la que, a partir del
calentamiento de un fluido mediante radiación solar
y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se
produce la potencia necesaria para mover un
alternador para generación de energía eléctrica como
en una central térmica clásica. Consiste en el
aprovechamiento térmico de la energía solar para
transferirla y almacenarla en un medio portador de
calor, generalmente agua.

62.  Constructivamente, es necesario concentrar la radiación
solar para que se puedan alcanzar temperaturas
elevadas, de 300 º C hasta 1000 º C, y obtener así un
rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no
se podría obtener con temperaturas más bajas. La
captación y concentración de los rayos solares se hacen
por medio de espejos con orientación automática que
apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o
con mecanismos más pequeños de geometría parabólica.
El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de
orientación se denomina heliostato.

65. Qué es una energía solar
fotovoltaica?
 La energía solar
fotovoltaica es una
energía que
aprovechando los
rayos solares, y gracias
a paneles
fotovoltaicos, convierte
n la luz en energía
eléctrica.

66. Como funcionan los paneles
fotovoltaicos
 Cuando el panel le da la luz del sol, pasa su energía a
los electrones y sale por un circuito exterior
produciendo la energía eléctrica. La célula
fotovoltaica es un modulo mas pequeño de material
semiconductor capaz de producir electricidad. Estas
células se combinan de determinadas maneras para
conseguir el voltaje y potencia deseados.

67. Tipo de paneles en función
de los materiales
 Cilicio puro monocristalino
 Silicio puro policristalino
 Silicio amorfo.
 Teluro de cadmio
 Arseniuro de galio
 tándem

68. Aplicaciones
 Algunas de sus aplicaciones son:
 Electrificación de pueblo es en aéreas remotas
 Corriente eléctrica para casa de campo
 Sistema de comunicaciones de emergencia
 Señalización ferroviaria
 Postes SOS
 Parquímetros
 Fuentes de energía para fuentes especiales

69. Ventajas de la energía solar
 Son sistemas limpios silenciosos y respetuosos con el
medio ambiente.
 Se ahorra ya que no hay que transportarla porque
esta cerca del punto de consumo.
 Se tarda poco en construir las placas solares
fotovoltaicas
 Se instalan en una vivienda, necesita un
mantenimiento mínimo y ofrece un gran periodo de
vida útil.
 El suministro de la energía es continuo y fiables sin
tener que depender de las energías convencionales.

70. Inconvenientes
 Las instalaciones fotovoltaicas tiene unas
limitaciones que deben llevar al usuario a la
moderación en el consumo y al empleo de aparatos
de consumo con elevados rendimientos.
 También, el precio y su gran tamaño frenan la
expansión, puesto que la tecnología disponible
actualmente requiere una gran superficie de
captación.

72. Qué es la energía mareomotriz?
 La energía es la mayor o menor capacidad de realizar
un trabajo o producir un efecto en forma de
movimiento, luz, calor, etc.
 Es la capacidad par producir transformaciones.
 Los mares y océanos cubren las tres cuartas partes de
la superficie de nuestro planeta. Constituyen un
enorme deposito de energía siempre en movimiento.
 Las mareas , es decir, el movimiento de las aguas del
mar, producen una energía que se transforma en
electricidad en las centrales mareomotrices.

73. Producción
 El sistema consiste en aprisionar el agua en el momento
de la alta marea y liberarla, obligándola a pasar por las
turbinas durante la bajamar
 Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del
agua del interior de la ría.
 Abriendo las compuertas , el agua pasa de un lado a otro
del di que , y sus movimientos hacen que también se
muevan las turbinas de unos generadores corrientes
situados junto a los conductos por los que circula el agua
 . Cuando por el contrario, la marea baja, el nivel de la
mar es inferior al de la ría, porque el movimiento del
agua es en sentido contrario que el anterior, pero también
se aprovecha para producir electricidad

74.  La energía mareomotriz tiene la cualidad de
renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no
se agota por su explotación, y limpia, ya que en la
transformación enérgica no se producen subproductos
contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos .
 La energía mareomotriz es una de las catorce fuentes
nuevas y renovables que estudian los organismos
especializados de las naciones unidas. Esta energía esta
disponible en cualquier clima y época del año

76. Ventajas
 Auto renovable
 No contaminan
 Silenciosa
 Bajo costo de materia prima
 No concentra población
 Disponible en cualquier clima y época del año

77. Desventajas
 Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero
 Localización puntual
 Dependiente de la amplitud de mareas.
 Traslado de energía muy costoso
 Efecto negativo sobre la flora y la fauna.
 Limitada

 Conclusión final
 la energía mareomotriz por el momento no es muy
efectiva porque se han hecho pocos estudios.
 Son embargo puede representar el futuro ya que es una
energía renovable y de poco coste económico.

78. Muchas gracias….