Sistema Electrico

Distribución Eléctrica a Bordo

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Cátedra: Electricidad Aplicada al Buque

DISTRIBUCION ELECTICA A BORDO

1. Generación de Corriente Eléctrica

La generación de la corriente eléctrica se produce por que un conductor se mueve en el interior de un campo magnético.

En generadores pequeños se utilizan imanes permanentes, pero para grandes generadores el campo magnético de un imán permanente es muy pequeño y se utilizan electroimanes cuyo campo magnético es mayor.

Las máquinas eléctricas están compuestas de dos partes principales, uno es el elemento fijo o estator y otro el elemento móvil o rotor.

Por lo tanto los generadores de corriente necesitan dos bobinas, uno para producir el campo magnético (bobina de excitación) y otro donde se induce la corriente (bobina de inducción). A cada vuelta de una bobina se denomina espira.

❖ Motores Eléctricos

Los motores eléctricos son unos de los aparatos con mayor número de aplicación en todos los campos de la industria, debido a su facilidad de uso y su gran rendimiento en comparación con otros tipos de máquinas.

Los motores eléctricos a bordo tienen infinidad de aplicaciones comenzando por los motores de arranque eléctricos de los motores diesel, y como accionamientos de bombas, maquinillas, etc.

En esta unidad vamos a ver los diferentes tipos de motores que se utilizan habitualmente, tanto de corriente continua como de corriente alterna, sus

características más importantes, así como la manera de maniobrar con ellos y conectarlos.

También se verá las principales averías que se pueden presentar en los motores tanto eléctricos como mecánicos, la manera de detectarlas y corregirlas.

Son máquinas que transforman la energía eléctrica en energía mecánica. Al igual que los generadores de electricidad los motores eléctricos se basan en la relación que existe entre electricidad y el magnetismo.

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Si en vez de un conductor la corriente eléctrica circula por una espira que puede girar sobre su eje, en la espira se produce un par de fuerzas que tenderá a hacer girar la espira.

❖ Motor de corriente continúa.

Un motor de corriente continua elemental está constituido por un conjunto de espiras arrolladas en un tambor giratorio en el interior de un campo magnético, el campo magnético puede ser producido por un imán permanente o por un electroimán.

Consta de un colector por donde le llega corriente a las espiras del tambor, por medio de unas escobillas de carbón. Las espiras están conectadas de tal manera que cuando el tambor gira la dirección de la corriente a un lado de las escobillas es en un sentido y en el otro lado de sentido contrario, para mantener el par siempre en la misma dirección.

En los motores de corriente continua para cambiar su sentido de giro se cambia la polaridad del inducido y por lo tanto se cambia la dirección de la fuerza que ejerce el campo magnético sobre el conductor.

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Una de las aplicaciones más comunes de los motores de corriente

continua a bordo es en el motor de arranque del motor, puesta en marcha, que al estar accionado por la batería a de ser de corriente continua.

❖ Motores asíncronos trifásicos

El funcionamiento de los motores de corriente alterna también se basa en la interrelación que hay entre la corriente eléctrica y el magnetismo.

Experimentalmente se comprueba que si tenemos un tambor de hierro en el interior de un campo magnético que pueda girar sobre el mismo eje, al hacer girar el campo magnético el tambor comienza a girar en el mismo sentido que lo hace el campo. Este es el principio de funcionamiento de los motores asíncronos.

Naturalmente en los motores trifásicos asíncronos los polos del campo magnético no giran sino que el campo magnético gira por efecto de la corriente alterna trifásica como se ve en la explicación de la figura.

En la corriente trifásica la máxima intensidad en cada fase está desfasada 120º, de manera que primero la corriente es máxima en la fase R, luego le corresponde la corriente máxima a la fase S y por último es la fase T la que tiene intensidad máxima.

Como la intensidad del campo magnético es proporcional a la corriente eléctrica. Este se hace máximo alternativamente de una fase a otra, produciendo el mismo efecto que si el campo estuviera girando. Arrastrando en su giro al rotor.

❖ Baterías

Como generadores de electricidad, también veremos las baterías parte esencial del funcionamiento del buque.

A bordo de los barcos, y en otros muchos sitios, podemos encontrar dos tipos de generadores de energía eléctrica: las

baterías y los alternadores. Las baterías en los buques tienen tres cometidos principalmente, por un lado las baterías de arranque, que son las encargadas suministrar la energía para accionar el motor de arranque. También puede haber grupos de baterías encargadas de suministrar corriente a distintos servicios del barco cuando el motor principal está parado y por lo tanto el alternador también lo está. Esto ocurre en barcos pequeños.

Por último las encontramos como fuente de energía de emergencia cuando falla la corriente principal, como vimos en la unidad anterior.

Las baterías o acumuladores que vamos a ver son las de plomo que son las más utilizadas a bordo. Este tipo de aparatos tienen una gran importancia en buques de pequeña potencia, ya que a partir de la energía eléctrica en ellas almacenada se ponen en funcionamiento la instalación del buque. Por ejemplo, con la batería se alimenta el motor de arranque, que pone en marcha al motor principal y este acciona al alternador, que comienza producir la energía para todo el buque y también para cargar las baterías. En el caso que la fuente de energía sea un motor auxiliar, este también se arranca por las baterías de arranque.

Es posible combinar dos o más baterías para formar un banco de baterías.

• Conexión en serie

En este caso la tensión es la suma de las baterías siendo la capacidad la misma que cada una por separado.

En este caso se une el polo positivo de una batería al negativo de la otra, quedando los dos polos libres para conectar al exterior.

• Conexión en paralelo

En este

caso la tensión es la misma y pero la capacidad es la suma de las capacidades de cada una de las baterías.

En este caso se une positivo con positivo y negativo con negativo.

Las baterías, que son unos generadores de electricidad, pero por su limitada capacidad y potencia no es adecuado para el suministro de corriente en instalaciones de cierta importancia. Además las baterías nos suministra la corriente mientras el motor principal o auxiliar está parado, luego son los alternadores los que toman el control de suministro de corriente. Para comprender como genera la electricidad los alternadores primero vamos a ver en qué consisten los campos magnéticos, ya que hay una clara relación entre magnetismo y electricidad.

Hoy en día los alternadores son las principales máquinas de generación de electricidad, desde los más grandes situados en centrales térmicas o nucleares hasta los que tenemos acoplados en el motor del barco más pequeño.

A pesar de la diferencia de tamaño los principios por los que se rigen son iguales para unos y otros, la única diferencia es su tamaño.

2. Averías y mantenimiento

Las averías de los motores eléctricos pueden ser de dos tipos: eléctricas o mecánicas.

❖ Averías eléctricas

Este tipo de averías se detectan comprobando el estado de las bobinas en la caja de bornes. Para realizar las comprobaciones en primer lugar hay que desconectar los bornes y quitar las chapitas si las tuviera puesta. Las mediciones que hay que hacer son las siguientes: Se comprueba

que hay continuidad entre los extremos de cada bobina, recordando la disposición de los terminales de la bobina en la caja.

Luego se comprueba que no hay continuidad entre dos bobinas, lo que indica que no existe cortocircuito entre bobinas También se comprueba que no hay continuidad entre cada una de las bobinas y masa. Lo que indica que el motor no está quemado.

❖ Averías mecánicas

Las averías mecánicas se producen por cojinetes desgastados que hacen que el motor funcione sobrecargado. Esto se nota cuando la protección contra sobrecarga actúa frecuentemente, aunque también actúa la protección contra sobrecarga cuando el motor se acopla a algún mecanismo que demanda más potencia de la que suministra

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