caractnomycalent

CARGAS Y SELECCIÓN DE MOTORES

Caracteristicas nominales y calentamiento

Uno de los puntos mas importantes que se presentan en la aplicación práctica de máquinas, transformadores y en otros equipos eléctricos es: ¿cuál es la potencia máxima que se puede obtener? Naturalmente la respuesta depende de varios factores; en las máquinas en general viene fijada por el tiempo de servicio que se les atribuya. Es condición indispensable que la vida de la máquinas no resulte mermada a causa de sobrecalentamientos.

La vida que se puede esperar de una máquina esta íntimamente relacionada con la temperatura de servicio, debido a que la degradación del aislamiento es función de ambos factores: temperatura y tiempo.

CALENTAMIENTO

El calentamiento admisible estándar de la maquinaria eléctrica que se construye corrientemente es de 40 °C por encima de la temperatura ambiente. De esta forma, si la temperatura ambiente es de 21 °C ó 70 °F, un aumento de la temperatura de 40 °C implica que la temperatura del motor llega a ser de 61 °C ó 142 °F. Se sobreentiende, sin embargo, que esta cuestión del calentamiento «admisible» no puede extralimitarse. Un motor situado en una zona reducida cerca de un dispositivo de temperatura elevada, tal como una caldera o un calentador, puede tener una temperatura ambiente» * de 60 °C ó 140 °F. Una elevación de 40 °C sobre dicha temperatura «ambiente» lleva la temperatura del motor a 100 °C, el punto de ebullición del agua. Además, aun cuando el motor no esté en servicio, la temperatura «ambiente» de 60 °C (140 °F) de dicho motor puede ser mayor que su temperatura máxima admisible basándose en el tipo de aislamiento empleado. Si bien una máquina eléctrica rotativa funcionará satisfactoriamente durante algún tiempo a excesivas temperaturas, no obstante se acorta su duración debido precisamente a la misma razón que si estuviera eléctricamente sobrecargada.

Estudios empíricos indican que para cada 10 °C de elevación en la temperatura de funcionamiento del motor, sobre la temperatura límite máxima del punto más caliente recomendada, la duración de los devanados se reduce a la mitad. Recíprocamente, para cada reducción de 10 °C en la temperatura de funcionamiento del motor por debajo del límite nominal, la duración de los devanados se duplica.

* La norma núm. I, junio 1947, del AIEE define la temperatura ambiente como «la temperatura del medio utilizado para la refrigeración, directa o indirectamente, que debe restarse de la temperatura medida en la máquina para obtener el aumento de la temperatura en las condiciones de ensayo especificadas". Para casos particulares se define en la forma que sigue:

l. Para aparatos autoventilados, la temperatura ambiente es la temperatura media del aire en las inmediaciones del aparato.

2. Para máquinas enfriadas por ventilación forzada, por aire o gas, o con refrigeración secundaria por agua, se toma como temperatura ambiente la de entrada del aire o gas de refrigeración.

3. En los aparatos cuyas partes calientes van sumergidas en baño de aceite o de otro líquido, refrigerado por agua, se toma como temperatura ambiente la de entrada del agua de refrigeración.

Normalmente, 40 °C es la máxima temperatura ambiente admisible para el gas o aire de refrigeración.

La temperatura del punto más caliente permitida en una dínamo determinada, utilizando una clase específica de aislamiento, puede ser difícil de determinar, puesto que dicho punto puede estar oculto en los devanados estatóricos o de inducido o puede no ser accesible por alguna otra razón. Termómetros tipo termopar o de columna líquida (mercurio o alcohol) tienen que estar situados en las partes más accesibles o exteriores de la dínamo, y dicho valor de la temperatura depende del gradiente de temperatura termodinámica creado por la característica física de la máquina. Se acostumbra a añadir una corrección de 15 °C a la temperatura superficial para determinar la temperatura del punto más caliente. Un valor superior y más seguro de la temperatura máxima interna se obtiene generalmente mediante medidas de la resistencia en frío y en caliente del estator de cobre o de los devanados rotóricos antes e inmediatamente después de la operación, teniendo en cuenta el coeficiente de temperatura del cobre. Generalmente, se añade una corrección «local» de 10 °C a las temperaturas evaluadas mediante las mediciones por resistencia.

Quizá el mejor método de obtener la temperatura del punto más caliente sea mediante varios detectores de temperatura embutidos. Éstos son tanto termopares como material resistivo sensible a la temperatura, los cuales están incorporados permanentemente en la máquina y cuyos cables se sacan fuera para fines de control de la temperatura. Generalmente, los detectores bien instalados rinden mayores valores de temperatura que los procedimientos de resistencia de arrollamiento o termómetro de contacto.

Además del valor nominal de la temperatura, se designan a las dínamos otros factores nominales, tales como tensión, ciclo de trabajo y velocidad.

Ref.[7] y [1]

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