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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL INGENIERÍA ELÉCTRICA INDUSTRIAL

ING. MIGUEL BENITES GUTIERREZ

 RODRÍGUEZ VÁSQUEZ KAREN

Universidad Nacional de Trujillo

Ingeniería Industrial

VISITA TÉCNICA: POSTES DEL NORTE S.A. Postes del Norte es una empresa dedicada a fabricar y comercializar postes y elementos de concreto. Cuenta con cinco fábricas ubicadas en diversas ciudades del país, equipadas con moderna tecnología, laboratorios propios y servicio post venta.

1. OBJETIVOS   

Observar el proceso de producción Observar y hacer un análisis de las instalaciones eléctricas. Observar la seguridad de la planta.

2. UBICACIÓN DE LA PLANTA  Jr. Dean Saavedra Mz. 58 Lt. 2 – El Milagro – Sector 3.

3. ESTRUCTURA ORGANIZATIVA

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4. PROCESO DE PRODUCCIÓNDE UN POSTE DE CONCRETO

Postes de Concreto La elaboración de postes es guiada bajo estándares y siguiendo las normas técnicas vigentes. Este tipo de postes se emplea desde electrificaciones en ferrocarriles, en líneas rurales en baja tensión y alta tensión, para alumbrado público en ciudades. Se fabrican diferentes tipos de postes de acuerdo a las necesidades que demandan los clientes. POSTES PARA BAJA TENSIÓN: de 7- 9 m de altura. Para parques o redes de baja tensión. POSTES PARA ALTA TENSIÓN: De 11 -18 m de altura. Se utilizan en las ciudades o en pueblos a distancia con uso de transformadores. Se emplea para transportar altas tensiones a grandes distancias, desde las centrales generadoras hasta las subestaciones de transformadores. Su transportación se efectúa utilizando gruesos cables que cuelgan de grandes aisladores sujetos a altas torres metálicas.

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PROCESO 1. Armado Se toman 8 varillas de fierro y se incorporan unos anillos de cemento llamados rondanas por todo el largo de cada varilla .Posteriormente se sueldan las 8 varillas de fierro alrededor de unos anillos hechos de alambrón de ¼ de pulgada. Las Rondanas incorporadas sirven como separadores de concreto que según la norma de recubrimiento es de 3cm.Luego éstas son separadas unas de otras con alambre de 3/8 de pulgada que se sujeta alrededor y por lo largo de toda la estructura en forma de espiral. Una vez formada ésta se pasa al proceso de vaciado.

Varillas de fierro Molde para la elaboración de rondanas.

Área de Soldado

Alambre de 3/8 ``

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Depósito de Rondanas

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2. Preparación de concreto (Mezclado): En la mezcladora se prepara el concreto, cuya proporción es aproximadamente es:  6 latas de piedra  2 ½ lata de arena  1 bolsa de cemento

Mezcladora

3. Vaciado: Se realiza el llenado de concreto y cobertura para ello se deposita la estructura en un molde de fierro, el cual es rociado con petróleo para evitar deformaciones al momento de retirarlo.

Molde de fierro

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4. Centrifugación: En proceso es hecho a 2 velocidades. Se agrega cemento en la parte central del poste por ambos extremos. Para ello el motor de la centrifugadora contiene un vareador de velocidad de 60HP.Luego se transporta la estructura mediante puentes grúa hacia la etapa se secado.

5. Secado:

Mediante vapor suministrado por una caldera. La caldera a vapor está constituida por tanque al cual se suministra agua continúa; esta caldera tiene un ventilador interior que se utiliza para encender carbón que permitirá el calentamiento del agua hasta el grado de evaporación. El vapor formado es transportado por unas mangueras hasta la zona donde se encuentran los postes y se conectan a éstos. Hay un banco válvulas para el paso de vapor por unas mangueras que se conectan los postes, esto permite secar varios postes al mismo tiempo.

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6. Prueba de resistencia: Aquí se coloca el poste en posición horizontal fijado a una sección de empotramiento que tiene una longitud adecuada y se somete a una torsión de peso 600kg .Cuando está mal fabricado éste se rompe.

5. CARACTERISTICAS TECNICAS DE LAS INSTALACIONES Y DEL PERSONAL EN LA PLANTA

LUMINARIAS Para la iluminación en ambientes como: Áreas de producción Baños Almacenes habitación del vigilante Habitación del caldero

Se utilizan:

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ILUMINACION DE LA PLANTA CANTIDAD TOTAL EN LA PLANTA

DIMENSIONES LUMINARIA

TIPO

VOLTAJE LARGO

DIÁMETR O

POTENCI A

FLUJO LUMIN.

BASE DEL CASQUI LLO

ÁREA

 -Áreas de producción -Baños -Almacenes

72

FLUORESCENTE

PHILIPS SUPER 80 TLD36W/865

103 v

1.20 m

26 mm

36W

3050 Lm

G13

2

FLUORESCENTE

PHILIPS TL RS 40W/54-765 1SL

101 v

1.20 m

40.5 mm

40W

2500 Lm

G13

-Oficina principal

9

FOCOS AHORRADORES

PHILIPS Twister 27W WWE27 1BC

220240V

140 mm

E27

-Habitación del vigilante -Nuevas oficinas

TOTAL

 m

27W

1850 Lm

83 luminarias (focos y fluorescentes)

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EQUIPOS FUERZA MOTOR CENTRIFUGA CARACTERISTICAS DEL MOTOR DE CENTRIFUGACIÓN MARCA

WEG

TIPO

AO79

POTENCIA

60 HP

VELOCIDAD ASINCRÓNICA

1200 RPM

TENSIÓN DE TRABAJO

220/380/440 VAC 60Hz

AISLAMIENTO

CLASE F

PROTECCION

IP54

DIAMETRO DEL EJE

65mm

PESO

428 KG

RODAMIENTOS

SKF

CARCASA DE

FIERRO FUNDIDO

PRECIO

S/. 4,370.00

MOTORES DE 40 HP CARACTERISTICAS DEL MOTOR MARCA

WEG

POTENCIA

40 HP

VELOCIDAD ASINCRÓNICA

1175RPM

PRECIO

S/. 2227.75

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TABLERO VARIADOR DE ARRANQUE Y CONTROL DE MOTOR El Variador o Convertidor de Frecuencia es un equipo destinado al control de velocidad del motor de centrifugado WEG de 60HP de inducción trifásico.

CARACTERISTICAS DEL TABLERO VARIADOR

DELTA ELECTRONICS,INC MODELO

VFD450F43A

ENTRADA

3FH 380-480V 50/60 Hz 95A

SALIDA

3FH 0-480V 91A 69.3KVA 60HP

RANGO DE FRECUENCIA

0.1-120 Hz

PRECIO

S/.5740.0

Las principales funciones del Variador de Frecuencia (VF) son:      

Arranque y ajuste de velocidad. Frenado dinámico. Ahorro energético. Protección del motor y del variador. Preselección de velocidades. Limitación automática del tiempo de marcha a pequeñas velocidades.

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TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION TRIFÁSICO CARACTERISTICAS DEL MOTOR MARCA

I8T Electric

TIPO

T3DI

POTENCIA

100KVA

RELACION

10/0 . 398-0.23kv

SERIE

58394 PRECIO

S/. 4,588.10

PUENTE GRUA: TECLE ELECTRICO DE CADENA CON CARRO

CARACTERISTICAS MARCA

KITO

PROCEDENCIA

JAPON

CAPACIDAD

5 TONELADAS

ALTURA DE IZAJE

6 m de cadena

SERIE

58394 PRECIO

S/. 6900

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MÁQUINA DE SOLDAR RN-400 DC

MÁQUINA DE SOLDAR R-440 DC

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6. SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE DE LAS INSTALACIONES Y DEL PERSONAL EN LA PLANTA UNIFORME DE SEGURIDAD DEL PERSONAL  CASCO DE SEGURIDAD - Los obreros y el vigilante utilizan casco de seguridad de marca Masthers, color azul claro.

- El jefe de cuadrilla usa un casco de la misma marca pero de color amarillo.

CASCO MASTHER INFORMACIÓN Casco tipo jockey con estabilizador UV de 4 puntas de apoyo, fabricado bajo especificaciones técnicas nacionales e internacionales Marca ” MASTHERS” COLORES: PESO MODELO

Blanco, Amarillo, Naranja, Rojo, Azul, Verde y Marrón 275 grs MASTHER LONG

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- Los ingenieros o practicantes estudiantes de ingeniería usan un casco de marca North, color blanco.

CASCO NORTH

 GUANTES DE SEGURIDAD - Los guantes utilizados en la empresa son de la marca Ansell Edmont, color azul.

GUANTES ANSELL EDMONT GNB 27-602

TIPO DESCRIPCIÓN

USO COLORES TALLAS LARGO EMBALAJE NORMATIVA

Guante totalmente recubierto de nitrilo con soporte tipo jersey. Puño elástico. Materiales de construcción. Madera bruta. Paneles y madera contrachapada. Fundición de hierro/ moldes/ barras de acero/ chapas/ cables gruesos, ect. Azul 7 - 8 - 9 -10 25-26 - 27 - 28 cm 144 prs./12 prs.

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 RESPIRADOR MASCARILLA - Se usa la mascarilla 3M 8210 N95

MASCARILLA 3M 8210 N95

DESCRIPCIÓN

APLICACIONES

Cintas Elásticas Clip metálico Espuma interna Elemento filtrante Peso aprox. Color

El respirador libre de mantenimiento 3M 8210 brinda una efectiva, confortable e higiénica protección respiratoria contra partículas sólidas y líquidas sin aceite. Es fabricado con un Medio Filtrante Electrostático Avanzado, novedoso sistema de retención de partículas que permite mayor eficiencia del filtro con menor caída de presión Procesos industriales como:  Triturado  Lijado, aserrado, carpintería  Esmerilado  Cemento  construcción  Trituración y procesamiento de minerales y otros materiales  Agroquímicos y minería. Elastómero color amarillo Aluminio. Poliuretano. Tela no tejida de polipropileno y poliéster 10gms. Blanco.

 CALZADO DE SEGURIDAD Se emplean zapatos de seguridad marca Delta Plus, modelo Proton S1P (son zapatos antiestáticos, protección contra impactos de 200 J, resistencia al aplastamiento de 15 000 N).

 PROTECTOR DE OÍDOS Protector de oídos EP 706 C

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SEGURIDAD EN LA PLANTA  PUESTA A TIERRA: Es usado como una medida de seguridad en la planta. Tierra: se define como suelo terrestre con una referencia de potencial de 0V y cuya continuidad eléctrica conduce corrientes eléctricas. Funciones:  Repartir las descargas atmosféricas  Mediante unión equipotencial garantiza la seguridad de las personas.  Hacer circular las corrientes de fuga entre la toma de tierra de la red y la de la instalación. Elementos:  Líneas de tierra  Electrodos de puesta a tierra

7. DATOS RESALTANTES TIPOS DE SUMINISTRO ELÉCTRICO A LA PLANTA:  

380V: Para motores, caldero y equipos que tienen una mayor potencia. 220V: Para oficinas y alumbrado de instalaciones.

¿CÓMO LLEGA LA ENERGÍA ELÉCTRICA A LA PLANTA? Llega con alta tensión 10K V, por ello el uso del trasformador de distribución

 TRASFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN

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TIPOS DE CONDUCTORES USAN PARA LA INSTALACIÓN DE MOTORES  Conductor INDECO NYY 25mm: Para motor centrifuga 60hp.  Conductor NYY 35mm  Conductor 12 Vulcanizado TIPOS DE INSTALACIÓN: En la presenta encontramos:  Trifásica: para motores , máquinas de soldar  Monofásica: para herramientas como taladros y oficinas. DEMANDA MÁXIMA DE ENERGÍA - TARIFA La demanda es de aproximadamente 85 HP, Costo entre a 850 y 1600 soles. PROVEEDORES    

Repalsa INCAFIERROS Arenera JAEN Agregados:CHAIN

8. CONCLUSIONES Ae ligri

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9. ANEXOS FUNDAMENTO TEORICO CONCEPTOS BÁSICOS Energía y Potencia Eléctrica Aunque la energía sea una sola cosa, la misma puede presentarse de formas diferentes. Se conectamos una resistencia a una red eléctrica con tensión, pasará una corriente eléctrica que calentará la resistencia. La resistencia absorbe energía eléctrica y la transforma en calor, que también es una forma de energía. Un motor eléctrico absorbe energía eléctrica de la red y la transforma en energía mecánica disponible en la punta del eje.  Circuitos de corriente continua La “potencia eléctrica”, en circuitos de corriente continua, puede ser obtenida a través de la relación de la tensión ( U ), corriente ( I ) y resistencia ( R ) implicadas en el circuito, o sea:

 Circuitos de corriente alterna a) Resistencia En el caso de las “resistencias”, cuanto mayor sea la tensión de la red, mayor será la corriente y más deprisa la resistencia se calentará. Esto quiere decir que la potencia eléctrica será mayor. La potencia eléctrica absorbida de la red, en el caso de la resistencia, es calculada multiplicándose la tensión de la red por la corriente, si la resistencia (carga), es monofásica.

En el sistema trifásico, la potencia en cada fase de la carga será Pf = Uf x If, como si fuese un sistema monofásico independiente. La potencia total será la suma de las potencias de las tres fases, o sea:

Recordando que el sistema trifásico está conectado en estrella o triángulo, tenemos las siguientes relaciones

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 Conexión estrella: U = √3 . Uf y I = If  Conexión triángulo: U = Uf y I = √3 . If De esta forma, la potencia total, para ambas conexiones, será: P=√3 U.I

b) Cargas reactivas Para las “cargas reactivas”, o sea, donde existe desfasaje entre el ángulo de la tensión y de la corriente, como es el caso de los motores de inducción, este desfasaje tiene que ser considerado y la expresión queda: P=√3 U.I cos ϕ

Donde: U = Tensión de línea I = Corriente de línea cos ϕ = Ángulo de desfasaje entre la tensión y la corriente de fase. La unidad de medida usual para potencia eléctrica y el Watt ( W ), correspondiente a 1 Volt x 1 Amper, o su múltiple, el kilowatt = 1.000 Watts. Esta unidad también es usada para medida de potencia mecánica. La unidad de medida usual para energía eléctrica es el kilo-watt-hora ( kWh ) correspondiente a la energía suministrada por una potencia de 1 kW funcionando durante una hora - es la unidad que aparece para cobranza en las cuentas de luz.

Potencias aparente, activa y reactiva  Potencia aparente ( S ) Es el resultado de la multiplicación de la tensión por la corriente ( S = U . I para sistemas monofásicos y S = 3 . U . I, parasistemas trifásicos). Corresponde a la potencia que existiría si no hubiese desfasaje de la corriente, o sea, si la carga fuese formada por resistencias. Entonces:

Evidentemente, para las cargas resistivas, cos ϕ = 1 y la potencia activa se confunde con la potencia aparente. La unidad de medida para potencia aparente es el Volt-Amper ( VA ) o su múltiplo, el kilo-VoltAmper ( kVA ).  Potencia activa ( P )

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Es la cantidad de potencia aparente que realiza trabajo, o sea, que es transformada en energía.

 Potencia reactiva ( Q ) Es la cantidad de potencia aparente que “no” realiza trabajo. Solamente es transferida y almacenada en los elementos pasivos ( condensadores e inductores ) del circuito.

Sistemas de corriente alterna trifásica El sistema trifásico está formado por la asociación de tres sistemas monofásicos de tensiones U1, U2 y U3 tales que el desfasaje entre las mismas sea de 120°, o sea, los “atrasos” de U2 en relación a U1, de U3 en relación a U2 y de U1 en relación a U3 sean iguales a 120° ( considerando un ciclo completo = 360° ). El sistema es equilibrado si las tres tensiones tienen el mismo valor eficaz U1 = U2 = U3 conforme

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Conectando entre sí los tres sistemas monofásicos y eliminando los alambres innecesarios, tendremos un sistema trifásico equilibrado: tres tensiones U1, U2 y U3 equilibradas, desfasadas entre sí de 120° y aplicadas entre los tres alambres del sistema. La conexión puede ser hecha de dos maneras, representadas en los esquemas a seguir. En estos esquemas, se suele representar las tensiones con flechas inclinadas o vectores giratorios, manteniendo entre sí el ángulo correspondiente al desfasaje ( 120° ),  Conexión Triángulo Si conectamos los tres sistemas monofásicos entre sí, como indican las figuras podemos eliminar tres alambres, dejando apenas uno en cada punto de conexión, el sistema trifásico quedará reducido a tres alambres L1, L2 y L3.

 Conexión Estrella Conectando uno de los alambres de cada sistema monofásico a un punto común a los tres, los tres alambres restantes forman un sistema trifásico en estrella ( figura 1.8a ). A veces, el sistema trifásico en estrella es “a cuatro alambres” o “con neutro”. El cuarto alambre es conectado al punto común de las tres fases.

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MOTORES ELÉCTRICOS Un motor eléctrico absorbe energía eléctrica de la red y la transforma en energía mecánica disponible en la punta del eje. Los motores se diferencian entre ellos por la naturaleza de la tensión de utilización. a) Motores de corriente continúa Son motores de costo más elevado y, además de eso, precisan una fuente de corriente continua, o un dispositivo que convierta la corriente alterna común en continua. Pueden funcionar con velocidad ajustable, entre amplios límites y se prestan a controles de gran flexibilidad y precisión. Por eso, su uso es restricto a casos especiales en que estas exigencias compensan el costo mucho más alto de la instalación y del mantenimiento b) Motores de corriente alterna Son los más utilizados, porque la distribución de energía eléctrica es hecha normalmente en corriente alterna. Para corriente alterna se subdividen dependiendo del número de fases de alimentación.

Asincrónico Trifásico

C.A

Trifásico como uso monofásico

Sincrónico

Monofásico

En la planta se utilizan motores trifásicos. Los principales tipos son:  Motor síncrono: Funciona con velocidad fija, o sea, sin interferencia del deslizamiento; utilizado normalmente para grandes potencias (debido a su alto costo en tamaños menores).  Motor de inducción(asíncrono): Funciona normalmente con una velocidad constante, que varía ligeramente con la carga mecánica aplicada al eje. Debido a su gran simplicidad, robustez y bajo costo, es el motor más utilizado de todos, siendo adecuado para casi todos los tipos de máquinas accionadas, encontradas en la práctica. Actualmente es

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posible el control de la velocidad de los motores de inducción con el auxilio de convertidores de frecuencia.

MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO El motor de inducción trifásico está compuesto fundamentalmente por dos partes: estator y rotor. Estator Carcasa (1) - es la estructura soporte del conjunto deconstrucción robusta en hierro fundido, acero o aluminio inyectado, resistente a corrosión y normalmente con aletas Núcleo de chapas (2) - las chapas son de acero magnético Devanado trifásico (8) - tres conjuntos iguales de bobinas, una para cada fase, formando un sistema trifásico equilibrado ligado a red trifásica de alimentación Rotor Eje ( 7 ) - transmite la potencia mecánica desarrollada por el motor Núcleo de chapas ( 3 ) - las chapas poseen las mismas características de las chapas del estator Barras y anillos de cortocircuito ( 12 ) - son de aluminio inyectado sobre presión en una única patasza Otras partes del motor de inducción trifásico: Tapa ( 4 ) Ventilador ( 5 ) Tapa deflectora ( 6 ) Caja de conexión (9 ) Terminales ( 10 ) Rodamientos (11 )

 PRINCIPIO DE SU FUNCIONAMIENTO - CAMPO GIRANTE Cuando una bobina es recorrida por una corriente eléctrica, es creado un campo magnético, orientado conforme el eje de la bobina, siendo de valor proporcional a la corriente.

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a ) en la primera imagen es indicado un “devanado monofásico” atravesado por una corriente I y el campo H creado por la misma. El devanado está constituido por un par de polos ( un polo “norte” y un polo “sur” ), cuyos efectos se suman para establecer el campo H. El flujo magnético atraviesa el rotor entre los dos polos y se cierra a través del núcleo del estator. Si la corriente I es alterna, el campo H también lo es, y su valor a cada instante será representando por el mismo gráfico de la figura, inclusive invirtiendo el sentido en cada medio ciclo. El campo H es “pulsante”, ya que su intensidad “varía” proporcionalmente a la corriente, siempre en la “misma” dirección norte-sur

b ) En la segunda imagen es indicado un “devanado trifásico”, que está compuesto por tres monofásicos espaciados entre sí a 120°. Si este devanado es alimentado por un sistema trifásico, las corrientes I1, I2 e I3 crearán, del mismo modo, sus propios campos magnéticos H1, H2 y H3. Estos campos son desplazados 120° entre sí. Además de eso, como son proporcionales a las respectivas corrientes, serán desfasados en el tiempo, también a 120° entre sí, pudiendo ser representados por un gráfico igual al de la figura anterior de sistema trifasico. El campo total H resultante, a cada instante, será igual a la suma grafica de los tres campos H1, H2 y H3 en aquel instante.

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De esta forma, cuando un devanado trifásico es alimentado por corrientes trifásicas, se crea un “campo girante”, como si hubiese un único par de polos girantes, de intensidad constante. Este campo girante, creado por el devanado trifásico del estator induce tensiones en las barras del rotor (líneas de flujo magnético cortan las barras del rotor), que por estar cortocircuitadas generan corrientes, y, consecuentemente, un campo en el rotor, de polaridad opuesta a la del campo giratorio del estator. Como campos opuestos se atraen

MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS Estos motores generan un campo magnético giratorio. Se denominan asíncronos debido a que el rotor y el campo magnético provocado por el estator son desigual. A dicha desigualdad en la velocidad se le denomina deslizamiento. El rotor está unido sobre un eje giratorio atravesado por barras de cobre.El estator forma una envolvente sobre el rotor, genera el campo magnético. Este campo magnético provoca fuerzas electromotrices en el rotor, el cual provoca a su vez corrientes eléctricas. Entre la fuerza electromotriz y las corrientes eléctricas se genera una fuerza denominada magneto motriz derivada de la fuerza electromotriz y las corrientes del rotor se denominan par motor. En el momento del arranque, las corrientes del rotor son muy levadas y disminuyen a medida que su velocidad aumenta. Es decir, los motores trifásicos asíncronos puede n manejar cargas con un par de arranque elevado.

CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN EL SISTEMA Generalmente, el sistema de alimentación puede ser monofásico o trifásico. El sistema monofásico es utilizado en servicios domésticos, comerciales y rurales, mientras que el sistema trifásico se utiliza en aplicaciones industriales, ambos con frecuencia de red en 50 o 60 Hz.  Trifásico Las tensiones trifásicas más usadas en las redes industriales son: Baja tensión: 220 V, 380 V y 440 V Alta tensión: 2.300 V, 4.160 V y 6.600 V El sistema trifásico estrella de baja tensión, consiste en tres conductores de fase ( L1, L2, L3 ) y el conductor neutro (N), siendo éste, conectado al punto estrella del generador o al devanado secundario de los transformadores conforme muestra la figura:

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CONDUCTORES UTILIZADOS PARA MOTORES:

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Banco de condensadores: PROVEEDORES: CALDERO:

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