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INSTALACIONES DE FUERZA MOTRIZ 1. INTRODUCCION Pueden definirse los circuitos de fuerza motriz como los que realizan la transmisión de energía para el accionamiento de motores de capacidades relativamente altas, generalmente del tipo trifásico. En edificios comprende por ejemplo la alimentación de ascensores, bombas de agua, aire acondicionado, calefacción, ventilación, etc. El Reglamento exige que los conductores de fuerza motriz sean independientes de los de alumbrado, independizando cajas de paso y de distribución además de estar protegidos con sus respectivos protectores o interruptores automáticos. Estas instalaciones de fuerza motriz se diferencian de las de alumbrado o de tomacorrientes por lo siguiente: 1. Las caídas de tensión que se aceptan a nivel de la norma son diferentes; las caídas de tensión máximas admisibles para instalaciones de alumbrado es de 3 %, debido a una posible reducción del rendimiento lumínico de la instalación, mientras que para fuerza motriz se admite hasta un 5 %, sin que varíen las condiciones de trabajo de los motores. Se exige además que en el arranque la caída de tensión no debe superar el 15 %. 2. La distribución para estas instalaciones son diferentes; cuando se trata de alimentación de motores de potencia elevada, no es aconsejable la utilización de ​corriente alterna monofásica, en virtud a que se exige mayor sección de conductores, sino que la distribución de energía eléctrica a este tipo de instalaciones se efectúa mediante la ​corriente alterna trifásica​. 3. El tipo de conexión es diferente; la vinculación de los elementos a los circuitos de fuerza motriz debe efectuarse mediante conexión fija, no utilizándose los tomacorrientes comunes. 4. Diferente consideración del factor de potencia; en los casos de alimentación de motores debe tenerse en cuenta el factor de potencia o cos ​φ​, que es la relación entre la potencia eléctrica activa o real que consumen los motores y la potencia aparente o máxima que están diseñados para tomar. El factor de potencia ideal es igual a 1. Si se sobredimensionan los motores baja el valor del cos ​φ, dado que la potencia activa es menor que la aparente y ello afecta la capacidad de distribución de energía eléctrica de la red. Para corregir este problema se emplean capacitores o condensadores estáticos. 5. Corriente de arranque: la corriente de arranque que absorben los motores en el arranque de los mismos, pueden ser muy elevadas y de valor mucho mayor que la corriente en funcionamiento normal o nominal de marcha; produciendo perturbaciones en la red a la que esta conectado el motor y cuya magnitud va a depender básicamente de la potencia del motor.

2. MOTORES ELECTRICOS Cuando la corriente eléctrica circula por un conductor se origina a su alrededor un campo magnético, cuya intensidad depende de la cantidad de corriente que se desplaza por el conductor y además si se lo introduce dentro de un campo magnético, entonces se ejerce sobre este conductor una fuerza que tiende a desplazarlo. Este concepto constituye el principio básico de funcionamiento de los motores eléctricos.

Todo motor eléctrico se compone de dos partes fundamentales: 1. Estator o carcasa que constituye la parte fija 2. El rotor o inducido que constituye a parte móvil Asimismo los motores pueden ser de corriente continua o de corriente alterna, pudiendo a su vez ser estos últimos monofásicos o trifásicos según la red de suministro. Dentro de estos tipos hay una gran variedad; pudiéndose destacar y mostrar las características básicas además de sus particularidades en el siguiente cuadro: MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA: TIPO

VELOCIDAD

SERIE SHUNT

Variable con carga Constante

COMPOUND

Constante

CUPLA DE ARRANQUE la Muy alta

CORRIENTE DE ARRANQUE Alta

Baja

Baja

Alta

Media

PRINCIPALES USOS

Grúas, elevadores, tracción Generales, maquinas herramientas, bombas, etc. Grúa, elevadores, mecanismos pesados

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA TRIFASICA: TIPO

DE Constante

Baja

CORRIENTE DE ARRANQUE Alta

Constante

Alta

Baja

SINCRONICOS Constante

Baja

Alta

JAULA ARDILLA

ROTOR BOBINADO

VELOCIDAD

CUPLA DE ARRANQUE

PRINCIPALES USOS

Aplicaciones generales. Ventiladores, bombas, maquinas, herramientas. Grúas elevadores, compresores grandes, mecanismos pesados. Para grandes potencias, compresores, ventiladores

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA MONOFASICA: TIPO

FASE DIVIDIDA

VELOCIDAD

Constante

CUPLA DE ARRANQUE Baja

CORRIENTE DE ARRANQUE Alta

PRINCIPALES USOS

Ventiladores, artefactos domésticos

ARRANQUE CON CAPACITOR REPULSION

Constante

Variable carga

con

Alta

Alta

Heladeras, compresores

la Muy alta

Baja

Aparatos portátiles, maquinas herramientas

3. CONEXIONES DE MOTORES A LA RED Los elementos destinados a la conexión de un motor eléctrico a la red de suministro se puede plantear de la siguiente manera en general: R S T

Red eléctrica Motor

Existe un dispositivo de maniobra y seguridad o protección del motor, un elemento para el arranque y luego el motor. Es decir que fundamentalmente debe existir un conjunto de elementos destinados a proteger el motor, incluso los cables y el propio elemento de control y un dispositivo que tienda a arrancar, acelerar y parar el motor.

4. SISTEMAS DE ARRANQUE Los sistemas de arranque para motores se pueden clasificar en dos grandes grupos fundamentales: 4.1. Arranque a tensión nominal o en directo 4.2. Arranque a tensión reducida La elección de uno u otro sistema depende de 4 factores: a). Costo b). Tamaño del motor c). Intensidad y par de arranque del motor d). Restricciones de las compañías de suministro eléctrico Es importante tener en cuenta que en el instante inicial, el motor eléctrico absorbe una corriente mayor de la normal, produciendo perturbaciones en la red a la que está conectado; o sea que cuando el motor es pequeño los problemas no son tan grandes en el arranque, pudiéndose arrancar directamente a la tensión nominal de la red; pero cuando los motores son grandes, se soluciona el problema reduciendo la intensidad de la corriente de arranque, aplicando al motor una tensión inferior a la de la red de alimentación, llamándose entonces a esta forma sistema de arranque a tensión reducida. Por lo general se acepta que se utilice arranque directo para motores monofásicos de hasta 5 HP y para motores trifásicos de hasta 7.5 HP; para motores de mayores potencias a las especificadas se deben utilizar otro tipo de arranque de motor como el de tensión reducida, de resistencias de arranque o mediante un transformador.

5. INSTALACION ELECTRICA DE BOMBAS ELEVADORAS DE AGUA Las bombas elevadoras de agua son accionadas por motores eléctricos y son instaladas normalmente por razones de seguridad en by-pass, para funcionar una de ellas como reserva en caso de falla de la otra. Toman el agua del tanque de bombeo situado en el sótano y la impulsan al tanque elevado denominado tanque de reserva. Las necesidades de la bomba surge de los requerimientos de consumo de agua en el edificio, debiéndose establecer dos datos básicos para determinar sus características: ● Caudal de circulación (C) ● Altura manométrica o presión medida en altura que puede vencer (H) En base a estos datos se calcula la potencia en HP mediante la ecuación: C x H x ​γ P = ------------------3600 x 75 x ​η Siendo:

P: potencia en HP C: caudal de agua (litros/hora) H: altura manométrica de la bomba (metros) ​γ​ : peso específico del agua (kgr/litro). Se adopta igual a 1 ​η: rendimiento de la bomba​ ​(%), Se adopta 40 a 70 %

Calculada de esa manera la potencia eléctrica, se adopta un 10 % a 20 % mas como seguridad. La instalación se comanda por contactos eléctricos accionados por flotantes ubicados en ambos tanques, de modo que cuando se alcanza en el tanque de reserva el nivel mínimo prefijado, comienza el bombeo, hasta alcanzar el tope superior que detiene las bombas. Además, debe proveerse que si se deja de llegar agua al tanque de bombeo por una interrupción en la provisión exterior y el nivel de ese tanque descendiera del nivel establecido previamente, debe detenerse el bombeo en forma automática para evitar el accionamiento en vacío que puede deteriorar el motor de la bomba. Octubre 2017