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Un reóstato líquido o reóstato de agua [1] o reóstato de agua salada es un tipo de resistencia variable . Esto puede usarse como carga ficticia o como resistencia de arranque para motores de anillos colectores grandes.
En su forma más simple, consiste en un tanque que contiene salmuera u otra solución electrolítica, en el que se sumergen electrodos para crear una carga eléctrica . Los electrodos pueden subirse o bajarse en el líquido para aumentar o disminuir respectivamente la resistencia eléctrica de la carga. Para estabilizar la carga, no se debe permitir que la mezcla hierva.
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable y carbonato de sodio u otras sales, y no utilizan el recipiente como electrodo único. En algunos diseños, los electrodos están fijos y el líquido sube y baja mediante un cilindro o bomba externo. Los sistemas de arranque de motor utilizados para arranques y reinicios frecuentes y rápidos, por lo tanto una alta carga de calor para los reóstatos, pueden incluir circulación de agua a intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosivos deben elegirse cuidadosamente para no cambiar la resistencia ni favorecer el crecimiento de algas o bacterias.
El reóstato de agua salada opera con un factor de potencia unitario y presenta una resistencia con inductancia en serie insignificante en comparación con un equivalente de alambre bobinado, y fue ampliamente utilizado por los ensambladores de generadores, hasta hace 20 años, [ ¿a partir de? ] como algo natural. A veces todavía se construyen in situ para la puesta en marcha de grandes generadores diésel en lugares remotos, donde los bidones de aceite y los tubos de andamios desechados pueden formar un tanque y electrodos improvisados.
Normalmente, un reóstato líquido tradicional consta de un cilindro de acero (el negativo ), de aproximadamente 5 pies (1,5 m) de tamaño, colocado sobre aisladores, en el que estaba suspendido un cilindro de acero hueco. Éste actuaba como electrodo positivo y estaba sostenido por una cuerda de acero y un aislante de una polea ajustable. La conexión de la tubería de agua incluía una sección aislada. El tanque contenía agua salada, pero no en una concentración que podría describirse como “salmuera”. Todo el recinto estaba vallado por motivos de seguridad.
El funcionamiento era muy sencillo, ya que añadiendo más sal, más agua o variando la altura del electrodo central variaría la carga. [2] La carga resultó ser bastante estable, variando sólo ligeramente a medida que se calentaba el agua, que nunca llegó a hervir. La disipación de energía fue de aproximadamente 1 megavatio , con un potencial de aproximadamente 700 voltios y una corriente de aproximadamente 1.500 amperios .
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable y carbonato de sodio u otras sales, y no utilizan el recipiente como electrodo único.
Los sistemas con arranque frecuente pueden incluir circulación de agua a intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosivos deben elegirse cuidadosamente para no cambiar la resistencia ni favorecer el crecimiento de algas o bacterias.
Una ventaja es el funcionamiento silencioso, sin el ruido del ventilador de los diseños de rejilla resistiva actuales .
Las desventajas incluyen:
Los ferrocarriles utilizaban habitualmente bancos de carga de agua salada en la década de 1950 para probar la potencia de salida de las locomotoras diésel-eléctricas . [3] Posteriormente fueron reemplazados por bancos de carga resistivos especialmente diseñados . Algunas de las primeras locomotoras eléctricas de CA trifásicas también utilizaban reóstatos líquidos para arrancar los motores y equilibrar la carga entre varias locomotoras. [4]
Los reóstatos líquidos a veces se usaban en motores de rotor bobinado grandes (miles de kilovatios/caballo de fuerza) para controlar la resistencia del circuito del rotor y, por lo tanto, la velocidad del motor. La posición del electrodo se puede ajustar con un pequeño cabrestante operado eléctricamente o con un cilindro neumático. Se proporcionaron una bomba de enfriamiento y un intercambiador de calor para permitir que la energía de deslizamiento se disipe en el agua de proceso u otro sistema de agua. [5]
Alguna vez se usaron reóstatos masivos para atenuar la iluminación teatral, pero los componentes de estado sólido han tomado su lugar en la mayoría de las aplicaciones de alto voltaje. [6]
Las redes de distribución de alto voltaje utilizan resistencias de electrolitos fijas para conectar a tierra el neutro, para proporcionar una acción limitadora de corriente, de modo que el voltaje a través del suelo durante una falla se mantenga a un nivel seguro. A diferencia de una resistencia sólida, la resistencia líquida se repara automáticamente en caso de sobrecarga. Normalmente, la resistencia se configura durante la puesta en servicio y luego se deja fija. [7]
Los arrancadores de motor modernos [8] están totalmente cerrados y el movimiento del electrodo está controlado por un servomotor. Normalmente, un tanque de 1 tonelada arrancará un motor tipo anillo colector de 1 megavatio, pero existe una variación considerable en el tiempo de arranque dependiendo de la aplicación.
El banco de carga totalmente de agua salada data de una era anterior, menos regulada y litigiosa. Para aprobar la legislación de seguridad actual se requieren diseños más cerrados.
No son más peligrosos que los calentadores de electrodos , que funcionan según el mismo principio, pero con agua corriente, o los calentadores eléctricos de inmersión, siempre que se tomen las precauciones adecuadas. Esto requiere conectar el contenedor tanto a tierra como a neutro y romper todos los polos con un disyuntor contra sobrecorriente vinculado . Si está al aire libre, se requieren barreras de seguridad .