Instalación eléctrica

Motores eléctricos

Los motores eléctricos trabajan como tales para impulsar las hélices y como generadores para cargar las baterías. Son enfriados por ventilador, encapsulado, de corriente contínua de armadura, doble, con devanados compuestos y polos de conmutación. El motor está construido a partir de dos piezas, la carcasa con devanados instalados, las cuales se atornillan. Hay también dos armaduras instalados en el mismo eje en el interior. En las partes superiores de las envolturas están las entradas de aire frío y salidas de aire caliente. Las partes de abajo hacia arriba, hasta el borde inferior del eje, son resistentes al agua y en los puntos más bajos se instalan grifos de drenaje.

Cada motor tiene doble armadura con 2 x 8 polos principales y la misma cantidad de polos de conmutación. Todos los polos están atornillados a la parte interior del yugo giratorio. El eje tiene instaladas dos armaduras y gira sobre dos cojinetes de anillo deslizante, lubricados con aceite. El rodamiento del lado motor diésel, está construido como un cojinete de empuje para la absorción de empuje indeseable.

Los rodamientos de los motores eléctricos son enfriados por agua de mar. Durante la navegación en superficie, el sistema de refrigeración se alimenta por medio de la bomba de refrigeración del motor diésel, y mientras navega sumergido, por la bomba de refrigeración.

Un ventilador está unido a la carcasa. Se aspira aire fresco desde la sala de motores eléctricos y sopla desde arriba en ambas partes del motor.

El aire caliente sale a través de escapes en las partes superiores de las carcasas de los cojinetes, y va dirigido a enfriadores de aire, que están instalados entre los motores eléctricos.

Para saber más  ver el apartado dedicado a baterías, generadores y motores eléctricos.

A la derecha podemos ver los controles de los motores eléctricos (de palanca) y en la parte inferior uno de los motores.


Uno de los motores eléctricos del U995. En la parte superior, a la derecha, podemos ver perfectamente la carcasa del ventilador.


Baterías

A bordo hay las siguientes:

  • Las correspondientes a los compartimentos de baterías nº 1 y 2.
  • 8 baterías accionan las luces de emergencia.
  • 8 baterías accionan las linternas de mano.

Para las especificaciones de la batería 1 y 2  ver el apartado dedicado a baterías, generadores y motores eléctricos.

Las luces de emergencia y baterías de lámparas portátiles se puede cargar en la consola de carga de la red de alumbrado, situada en la sala de motores eléctricos . Cada batería consta de 2 células. La tensión de la batería es de 4 V, y la capacidad de la corriente de descarga de 0,75 A es de 10,5 Ah.


Una de las salas de baterías del U573 (posteriormente G7 y S1).

Cuadros de distribución principal

Cuadros de distribución principal con interruptores de palanca

El cuadro de distribución principal de estribor, está conectado (a través del interruptor automático de circuito de la batería de popa) a la batería de popa, y el cuadro de distribución principal de babor, está conectado a través del interruptor de la batería de proa, a la batería de proa. Cada interruptor de batería automático tiene las siguientes opciones:

  • Sobrecarga de corriente de 5000 A en 6 segundos,
  • Corriente de cortocircuito de 13000 A.

Los cuadros principales se construyen sobre un bastidor de hierro, que soportan los conmutadores, equipos de control y medición necesarios para la propulsión y la carga. El orden de los interruptores en cada cuadro de distribución de izquierda a derecha para ambos motores E es la siguiente:

  • 1 Relé de arranque,
  • 2 Interruptores automáticos del motor 
  • 1 Interruptor de la batería principal con conexión de carga. 
  • 1 Conmutador selector de sentido de la marcha - parte dos.
  • 1 Conmutador  serie-paralelo para cada motor .
  • 1 Conmutador  serie-paralelo para la batería.

Por encima de los interruptores, están instalados dispositivos de medición y el interruptor del motor del ventilador. Un reóstato de doble campo para cada motor, va instalado en el lado derecho de cada cuadro de distribución.


Uno de los paneles de control para los motores eléctricos del U995. En este caso los controles son "rotativos".

El interruptor de la batería principal es de dos polos. Cuando está encendido, el interruptor automático de la batería está conectado con el cuadro de distribución principal. El interruptor es accionado por un mango aislado, que está montado sobre dos brazos. En el estado en línea, el mango está en la posición superior, cuando está apagado el mango descansa en la posición horizontal sobre soportes de goma.
Encima se encuentran los terminales de carga, accesibles a través de una abertura en la caja.

El conmutador de cambio de dirección es también de dos polos, y se utiliza para alternar la dirección de la corriente en los armazones, para cambiar de ese modo el sentido de rotación de los motores. El interruptor está construido en dos partes. Ambas partes se hacen funcionar juntas. Por medio del manguito de conexión, cada parte de interruptor puede funcionar por separado. Para la propulsión avante, el interruptor está en la posición superior, para la marcha atrás, en la posición inferior. Cuando está apagado, el interruptor está situado en la posición media.

Motor - serie-paralelo - interruptor es tripolar. El punto medio se utiliza para igualar la conexión entre las armaduras y el devanado en serie, cuando las armaduras están conectados en paralelo. En la posición superior las armaduras del motor están conectados en paralelo. En la posición inferior  las armaduras están conectados en serie.

En el segundo caso, la palanca del interruptor, mediante el cierre de los contactos de puente auxiliares de los contactos de relé, previene la activación del relé de arranque, cuando el interruptor de batería paralelo-serie está en la posición paralelo.

El conmutador de batería serie - paralelo es un interruptor basculante tripolar construido para 1500 A de corriente continua. En la posición superior las baterías están en serie, en la posición inferior se conectan en paralelo.

El interruptor automático de circuito del motor, es un contactor de un polo conectado con los devanados del inducido. El disyuntor automático de circuito  se puede activar y desactivar manualmente. Para la activación automática hay sendos contactores magnéticos, y se proporcionan dos niveles de activación  para los cortocircuitos y sobrecargas de corriente.

En primer lugar se establece a 3000 A la corriente de cortocircuito.
En segundo lugar se establece en 1100 la sobrecarga de corriente durante 4 segundos.

El arranque por relé normalmente funciona de forma completamente automática, pero en caso de daños, también puede ser activado manualmente. Este contactor limita la corriente de arranque muy alta. Inmediatamente después de encender el conmutador de arranque, el contactor se abre y en su estado desactivado conecta la resistencia de arranque en el circuito de inducido del motor eléctrico. El funcionamiento del contactor en estado latente es ajustable. Cuando los contactos del contactor se cierran (la corriente se ha reducido, la tensión es baja), el resistor de arranque se pone en cortocircuito. Los contactos auxiliares se cierran simultáneamente y se enciende la luz indicadora.

Todos los interruptores de maniobra, están conectados en el circuito de relé de control de arranque, de manera que cuando el circuito del motor principal se abre, es decir, apagando cualquier interruptor de maniobra, el relé se abrirá. Cualquier modificación en el circuito principal del motor, se realiza con ayuda de la conexión de la resistencia inicial.

Cuando se usa el interruptor serie-paralelo del motor, y el interruptor serie-paralelo de la batería, los tres rangos de velocidad corresponden con los tres rangos de voltaje a los que puede ser ajustado:

  • 1. baterías en paralelo, armaduras en serie.
  • 2. baterías en paralelo armaduras en paralelo.
  • 3. baterías en serie, armaduras en paralelo.

Dentro de estos tres intervalos, se pueden hacer nuevos ajustes cambiando la corriente en los devanados de derivación, mediante el reóstato de campo doble de motor.


Cuadros de distribución principal con interruptores giratorios

Los sumergibles Tipo VIIC  están equipados con cuadros generales, con interruptores rotativos fabricados por AEG Company, Berlín.

El cuadro de distribución principal de estribor, está conectado a través del interruptor automática de circuito de la batería de popa a la batería de popa, el cuadro de distribución principal de babor de la batería está conectado a través del interruptor automática hacia de la batería de proa a la batería de proa. Cada interruptor automático de batería  tiene las siguientes opciones:

  • sobrecarga de corriente de 6000 A durante 10 segundos.
  • corriente de cortocircuito de 12000 A.

Los cuadros principales, están construidos sobre un bastidor de hierro que soporta los conmutadores, equipos de control y medición necesarios para la conducción y la carga. El orden de los interruptores en cada cuadro de distribución, de izquierda a derecha para ambos motores eléctricos es la siguiente:

  • 1 interruptor de batería principal con conexión de carga baja.
  • 1 relé de arranque con luz indicadora.
  • 1 interruptor de campo nº 2.
  • 1 conmutador selector de sentido de giro.
  • 1 interruptor de campo nº 1  con indicador luminoso.
  • 1 conmutador serie-paralelo para el motor.
  • 1 conmutador serie-paralelo para la batería.

Por encima de los interruptores se instala el interruptor del ventilador del motor, y el interruptor de iluminación del tablero, el interruptor de corriente para la navegación silenciosa y los dispositivos de medida.
El controlador de velocidad, está instalado en el lado derecho de cada cuadro de distribución. El relé temporizado y el relé auxiliar se instalan debajo de los dispositivos de medición, y encima del interruptor de marcha.
El interruptor de la batería principal es de dos polos. Cuando está encendido, el interruptor automático de batería  está conectado con el cuadro de distribución principal. El interruptor es accionado por un volante aislado. Al girar el volante a la derecha, el interruptor se situa en posición de encendido, girando a la izquierda el interruptor pasa a situación de apagado. En la parte inferior están los terminales de carga, accesibles a través de un hueco de la carcasa.


Controles rotativos correspondientes a los motores eléctricos.

El conmutador de cambio de giro es de cinco polos, y se utiliza para cambiar la dirección de la corriente en los armazones, y de ese modo cambiar la dirección de rotación de los motores. Al girar el volante a la derecha, el motor gira hacia adelante, girando a la izquierda, el motor gira hacia atrás. El interruptor se apaga cuando el volante se sitúa en la posición central. El selector de sentido de giro, está enclavado con el interruptor de campo del motor, de modo que el motor eléctrico no puede ser activado, cuando el interruptor de campo está desactivado.

El conmutador serie-paralelo para el motor,  es un conmutador de cuatro polos de conmutación. Al girar el volante a la derecha, hace que las armaduras se conecten en serie y la línea del ecualizador quede desconectada. Cuando se gira el volante hacia la izquierda, las armaduras están conectadas en paralelo y la línea del ecualizador queda conectada. Por medio de los contactos auxiliares, los circuitos del relé temporizado e interruptor de funcionamiento de navegación silenciosa están cerrados.
El conmutador serie-paralelo para la batería, es un interruptor de palanca doble de tres polos . Al girar el volante a la derecha, hace que se active la conexión en paralelo de las baterías. Cuando el volante se gira a la izquierda, las baterías quedan conectadas en serie.  Por medio de los contactos auxiliares, los circuitos del relé temporizado e interruptor de funcionamiento de navegación silenciosa están cerrados.

El relé de arranque, es un interruptor de circuito de dos polos. Normalmente trabaja de forma totalmente automática, pero en caso de daños, también puede ser activado manualmente. Este contactor limita la corriente de arranque muy alta. Inmediatamente después de encender todos los interruptores o una vez acabado el ajuste (a 1 segundo), se abre el contactor de tiempo de espera y en su estado desactivado, conecta la resistencia de arranque y las armaduras del circuito del motor eléctrico . Cuando los contactos del contactor se cierran (la corriente se ha reducido, la tensión es baja), el resistor de arranque se pone en cortocircuito. Cuando el circuito de corriente principal se abre, es decir, al desconectar cualquiera de los interruptores de maniobra, el relé de arranque se abre y el resistor de arranque queda conectado.

Cuando el relé está dañado, la resistencia inicial puede ser cortocircuitada manualmente. En ese caso, antes de ajustar los interruptores de maniobra, el relé de salida debe estar apagado. Cuando se activa el relé de arranque, el indicador se ilumina.
Usando el conmutador serie-paralelo para el motor y el conmutador serie-paralelo para la batería, puede ser ajustado en tres rangos de velocidad de funcionamiento, correspondientes a tres rangos de voltaje.

  • 1. baterías en paralelo, armaduras en serie.
  • 2. baterías en paralelo, armaduras en paralelo.
  • 3. baterías en serie, armaduras en paralelo.

Dentro de estos tres intervalos, se puede hacer nuevos ajustes, cambiando la corriente en los devanados de derivación mediante el reóstato de motor de campo doble y el regulador de velocidad. También se puede utilizar para controlar el voltaje de salida del motor eléctrico, mientras se carga la batería. Cada reóstato está conectado solo en serie con un shunt devanado único de la doble armadura de la máquina, que están conectados en paralelo entre sí.


Cuadros auxiliares y distribución de energía

La distribución de potencia y la distribución de iluminación se realiza por medio de los cuadros de conmutadores auxiliares. El cuadro auxiliar 1 está instalado en el lado de babor de la sala de motores eléctricos, El cuadro auxiliar 2 está instalado en el lado de estribor en la sala de control.

Por transferencia mediante interruptores de los cuadros auxiliares, se puede conectar al interruptor automático de batería o al cuadro principal correspondiente. Las conexiones con el bus de la batería principal y con el bus del cuadro auxiliar principal, se encuentran protegidos con fusibles de cartucho de 430 A. Cada cuadro está dividido en una sección de alimentación principal y una sección de tensión regulada. Las principales potencias eléctricas del equipo, pueden trabajar con una tensión variable dentro del rango de 110-170 V. Los equipos que funcionan por medio de voltaje regulado, son alimentados por voltaje fijo de 110 V. Todos los circuitos están protegidos con fusibles de cartucho.

La tensión fija en la sección de tensión regulada, se mantiene por un regulador automático de tensión. En caso de avería, el regulador de voltaje puede ser accionado con la mano.

El cuadro auxiliar 1 alimenta a los siguientes circuitos:

  • sección regulada.
  • radio y centralita UT.
  • girocompás y convertidor de TDC.
  • luz de babor grupo 2.
  • sección no regulada.
  • cuadro  Auxiliar 1a.
  • sala de popa (alimentación de babor) grupo 2.
  • alimentación de babor (hacia proa)  grupo 4.
  • compresor de aire 1.
  • compresor de aire 2.
  • sala de máquinas diésel (alimentación de babor) grupo 3.

El cuadro auxiliar 2 alimenta los siguientes circuitos:

  • sección regulado.
  • luces estribor (popa) grupo 1.
  • batería e instalaciones del motor.
  • luces (estribor) hacia proa grupo 3.
  • sección no regulada.
  • alimentación de potencia estribor (popa) grupo 1.
  • bombas auxiliar de drenaje y de compensación.
  • alimentación de potencia estribor (hacia proa) grupo 5.
  • bomba de drenaje principal.
  • sala de máquinas diésel (alimentación de babor) grupo 3.

Cuadro de interruptores auxiliares situado en la central del U995.

Equipo eléctrico

Unidad de motores eléctricos y su corriente de alimentación (fuente de alimentación)

Bombas
Definición del equipo Circuito Fuente de alimentación
Bomba principal de drenaje Compuesto con devanado de arranque en serie

Cuadro auxiliar  2 (alimentación)

Bombas auxiliar de drenaje y de compensación  Compuesto

Cuadro auxiliar  2 (alimentación) alimentación en babor (proa) grupo 4

Compresor de aire 1 y 2 Compuesto con devanado de arranque en serie

Cuadro auxiliar 1 (alimentación)

Bomba auxiliar de aceite lubricante  Compuesto con devanado de arranque en serie

Sala de motores diésel (alimentación en babor) grupo 3

Bomba auxiliar de agua de refrigeración Compuesto con devanado de arranque en serie  Sala de motores diésel (alimentación en babor) grupo 3
Bomba de refrigeración  Compuesto con devanado de arranque en serie

Alimentación en estribor (popa) grupo 1

Bomba de aceite lubricante  Compuesto con devanado de arranque en serie 

Alimentación en babor (hacia proa) grupo 4 (hacia proa) grupo 5

Motor para la unidad de destilación  Maniobras

Alimentación en babor (hacia proa) o grupo 4 de la batería e instalaciones motor

Motor para la unidad planta de refrigeración Compuesto

Alimentación en babor (hacia proa) grupo 5

Sistema de purificación de aceite lubricante  Compuesto

Sala motores diésel (alimentación en babor) grupo 3



Motores planos de inmersión y timón principal
Definición del equipo Circuito Fuente de alimentación
Motor de accionamiento plano de inmersión de popa  Compuesto

Alimentación a estribor (popa) o 1 sala de popa  (alimentación a babor 2)

Motor de accionamiento plano de inmersión de proa Compuesto Grupo 4 (proa) o grupo 5 (proa)
Motor de accionamiento timón principal  Compuesto

Alimentación a estribor (popa) o sala de popa (alimentación babor 2)


Ventiladores de aire
Definición del equipo Circuito Fuente de alimentación
Motores de ventiladores de admisión y escape de aire  Compuesto

Sala de motores diésel alimentación en babor 3


Convertidores rotativos y equipos asociados

Convertidor del girocompás

  • Fabricante: Anschütz & Co., Kiel
  • Construcción: convertidor de inducido múltiple
  • Fuente de alimentación: tablero auxiliar 1 y 2
  • Modelo: T 220 A

Motor propulsor:

  • Voltaje: 110 V Corriente nominal: 19 Amperios   R.P.M.: 3330

Generador
  Gen. monofásico Gen. de media frecuencia Gen. de Corriente contínua
Voltaje 50 V

112 V

220 V
Corriente nominal       17,2 A 2,4 A 1,4 A
R.P.M.                          3330 3330 3330
Frecuencia 55,5 ciclos / seg. 0,7 ciclos / seg. ----
Factor de potencia    0,5 0,7 ----
Potencia nominal 0,86 kVA 0,5 kVA 0,3 kVA

Convertidor del transmisor

  • Fabricante: Telefunken
  • Construcción: convertidor de inducido múltiple
  • Fuente de alimentación: tablero de conmutadores de radio
  • Modelo: TFG 110/3

Motor propulsor:

  • Voltaje: 110 V 
  • Corriente nominal: 13 Amperios  
  • R.P.M.: 3000
 
Convertidor situado sobre uno de los motores eléctricos del U995.

Generador modelo TFG 412/7
Voltaje
400 a 1500 Voltios de corriente contínua 
280 Voltios corriente alterna
Corriente nominal
0,3 A
1 A
R.P.M.

3000

Frecuencia

100 ciclos / seg.

Factor de potencia

0,8

Potencia nominal
1.1 kVa
0,12/0,45 kVa

Convertidor de radio 1

  • Fabricante: Conz, Altona
  • Construcción: convertidor de dos armaduras
  • Fuente de alimentación: tablero de conmutadores de radio
  • Modelo: ENG 54/4 T

    Motor propulsor:

  • Voltaje: 110V.  Corriente nominal: 65 A  RPM: 1500

    Generador:

    • Voltaje: 225 V
    • Corriente nominal: 27 A
    • RPM 1500
    • Factor de potencia: 0,8
    • Frecuencia: 50 ciclos / segundo
    • Potencia nominal: 6 kVA

Convertidor de radio 2

  • Fabricante: Conz, Altona
  • Construcción: convertidor de dos armaduras
  • Fuente de alimentación: Tablero de conmutadores de radio
  • Modelo: ENG 34/4 T

    Motor propulsor: 

  • Voltaje: 110V. Corriente nominal: 21 A. R.P.M. 1500

Generador:

  • Voltaje: 225 V
  • Corriente nominal: 6,7 A
  • R.P.M. 1500
  • Factor de potencia: 0,8
  • Frecuencia: 50 ciclos / segundo
  • Potencia nominal: 1,5 kVA

Convertidor de radio 3

  • Fabricante: Hansa, Altona
  • Construcción: convertidor de armadura
  • Fuente de alimentación: tablero de conmutadores de radio
  • Modelo: GW 7/125 Sp

Motor propulsor:

  • Voltaje: 110 V.
  • corriente nominal: 5 A.
  • R.P.M.: 1000

Generador:

  • Voltaje: 220 V
  • Corriente nominal: 1,36 A
  • R.P.M.: 1000
  • Factor de potencia: 0,8
  • Frecuencia: 50 ciclos / segundo
  • Potencia nominal: 0,35 - 0,3  kVA

Convertidor UT (telefonía submarina)

  • Fabricante: Conz, Altona
  • Construcción: convertidor de dos armaduras
  • Fuente de alimentación: tablero de conmutadores de radio
  • Modelo: EHG 03 BT

    Motor propulsor: 

  • Voltaje: 110 V.
  • corriente nominal: 9 A. 
  • R.P.M.: 5150

    Generador:

    • Voltaje: 120 V
    • Corriente nominal: 4,2 Amperios
    • RPM: 5150
    • Factor de potencia: 0,9
    • Frecuencia: 2060 ciclos / segundo
    • Potencia nominal: 0,5  kVA

Convertidor de sónar de profundidad superficial y profunda (Echolot)

  • Fabricante: Conz, Altona
  • Construcción: convertidor de una armadura
  • Fuente de alimentación: tablero de conmutadores de radio
  • Modelo: EHG 25 T

Motor propulsor: 

  • Voltaje: 110 V.
  • corriente nominal: 1,1 A. 
  • R.P.M.: 2500

Generador:

  • Voltaje: 100 V
  • Corriente nominal: 7 Amperios
  • RPM: 2500
  • Factor de potencia: 0,9
  • Frecuencia: 1500 ciclos / segundo
  • Potencia nominal: 0,7  kVA


Convertidor TDC

  • Fabricante: S.S.W Berlín
  • Construcción: convertidor de dos armaduras
  • Fuente de alimentación: tablero auxiliar 1
  • Modelo: VG 86 A 66 b 6/VFEA

Motor propulsor: 

  • Voltaje: 110 V.
  • corriente nominal: 17 A. 
  • R.P.M.: 1500

Generador:

  • Voltaje: 55 V
  • Corriente nominal: 45,5 Amperios
  • RPM: 1500
  • Factor de potencia: 0,35
  • Frecuencia: 50 ciclos / segundo
  • Potencia nominal: 0,25  kVA
 
Convertidor situado en la sala de motores eléctricos del U995.

Nota:
Os recomendamos consultar la sección "Visita guiada" para ampliar este tema.

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