Analisis de maquinas de eléctricas
- 1. ANALISIS DE MAQUINAS DE ELÉCTRICAS Leonardo González C.
- 2. Temas a tratar Definicion Clasificacion Constitucion Partes Principios de funcionamiento Generadores Motores
- 3. Maquinas de eléctricas Definición: Se entiende por maquina eléctrica el conjunto de mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar la energía eléctrica Una máquina eléctrica es un dispositivo capaz de transformar cualquier forma de energía en energía eléctrica o a la inversa y también se incluyen en esta definición las máquinas que trasforman la electricidad en la misma forma de energía pero con una presentación distinta más conveniente a su transporte o utilización.
- 4. Maquinas de eléctricas Generadores
- 5. Maquinas de eléctricas Generadores Energía mecánica Maquina eléctrica • Generador Energía eléctrica
- 6. Maquinas de eléctricas Motores Energía eléctrica Maquina eléctrica • Motor Energía eléctrica • Energía mecánica
- 7. Maquinas de eléctricas Clasificación • DinamoGeneradores • Motores (con excitación) Motores Independiente Serie Shunt o derivación Compound Corriente continua
- 8. Maquinas de eléctricas Clasificación • AlternadorGeneradores Motores Corriente Alterna Alternadores Monofásicos Trifásicos Polos lisos Polos salientes
- 9. Maquinas de eléctricas Clasificación Generadores Motores Corriente Alterna
- 10. Maquinas de eléctricas Constitución general de maquinas eléctricas rotativas Inducido
- 11. Maquinas de eléctricas Constitución general de maquinas eléctricas rotativas Inducido o rotor
- 13. Maquinas de eléctricas Constitución general de maquinas eléctricas rotativas
- 14. Maquinas de eléctricas Constitución general de maquinas eléctricas rotativas
- 15. Maquinas de eléctricas Principios de funcionamiento de los generadores de electromagnéticos Ley de Inducción de Faraday: El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el conductor. 𝑒𝑖𝑛𝑑 = − 𝑑Φ 𝑑𝑡
- 16. Maquinas de eléctricas Principios de funcionamiento de los generadores de electromagnéticos El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el conductor. Para N espiras: 𝐸𝑖𝑛𝑑 = −𝑁 𝑑Φ 𝑑𝑡
- 17. Maquinas de eléctricas El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el conductor.
- 18. Maquinas de eléctricas El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el conductor.
- 19. Maquinas de eléctricas Ley de Inducción de Faraday: El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el conductor. Como puedo entonces entender la tensión generada en función de una espira 𝐵 = Φ 𝐴 𝑤𝑏 𝑚2
- 20. Maquinas de eléctricas Como puedo entonces entender la tensión generada en función de una espira 𝐵 = Φ 𝐴 𝑤𝑏 𝑚2
- 21. Maquinas de eléctricas Como puedo entonces entender la tensión generada en función de una espira 𝐵 = Φ 𝐴 𝑤𝑏 𝑚2
- 22. Maquinas de eléctricas Reacomodemos en función del flujo: 𝐵 = Φ 𝐴 𝑊𝑏 𝑚2 Φ = 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝛼 𝑊𝑏
- 23. Maquinas de eléctricas Reacomodemos en función del flujo: 𝐵 = Φ 𝐴 𝑊𝑏 𝑚2 Φ = 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝛼 𝑊𝑏
- 24. Maquinas de eléctricas Luego para obtener la tensión en una espina: 𝑒𝑖𝑛𝑑 = − 𝑑Φ 𝑑𝑡 𝑒𝑖𝑛𝑑 = − 𝑑( 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝛼 ) 𝑑𝑡
- 25. Maquinas de eléctricas Luego para obtener la tensión en una espina: 𝑒𝑖𝑛𝑑 = − 𝑑(𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝜔 ∗ 𝑡 ) 𝑑𝑡 Ojo: 𝛼 depende del tiempo, entonces 𝛼 = 𝜔 ∗ 𝑡 Y podremos operar
- 26. Maquinas de eléctricas 𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ 𝜔 ∗ sen 𝜔 ∗ 𝑡 𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝑒0 sen 𝜔 ∗ 𝑡
- 27. Maquinas de eléctricas 𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝑒0 sen 𝜔 ∗ 𝑡 + 𝜃
- 32. Polos y excitación de las maquinas de corriente continua Bobina excitadora Corriente de excitación: Independiente, Autoestimada
- 33. Polos y excitación de las maquinas de corriente continua
- 34. Polos y excitación de las maquinas de corriente continua
- 35. Polos y excitación de las maquinas de corriente continua Corriente de excitación: 𝐼𝑒 = 𝑈 𝑏 𝑅 𝑒𝑝 Determine para los 3 casos la corriente de excitación:
- 36. Polos y excitación de las maquinas de corriente continua
- 37. Línea neutra en vacío y en carga
- 38. El COLECTOR Conectando los extremos de la espira a unos semianillos conductores aislados entre sí, conseguiremos que cada escobilla esté siempre en contacto con la parte de inducido que presenta una determinada polaridad. Durante un semiperiodo se obtiene la misma tensión alterna pero, en el semiperiodo siguiente, se invierte la conexión convirtiendo el semiciclo negativo en positivo.
- 39. El colector 0+- + +- + 12 1 2 21 Sentido de rotación de la espira Colector de dos delgas Instante Inicial Conmutación Inversión de la polaridad Escobillas Colector real Colector M. F. Cabanas: Técnicas para el mantenimiento y diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas Catálogos comerciales M. F. Cabanas: Técnicas para el mantenimiento y diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas
- 40. Con la máquina girando a una cierta velocidad V, la fem que se induce es alterna: cambia de signo cada vez que se pasa por debajo de cada polo. 0 2 2BlV -2BlV E N S Polos inductores de la máquina El colector es un dispositivo que invierte el sentido de la FEM para obtener una tensión continua y positiva 0 2 2BlV E N S Colector elemental (2 delgas) 0 2 2BlV E N S Colector real (muchas delgas) VlBE 2
- 41. Eliminación del Rizado Al aumentar el número de delgas, la fem obtenida tiene menor ondulación acercándose más a la tensión continua que se desea obtener.
- 42. Voltaje Inducido en una Espira Giratoria
- 43. E d drlBd drlB 2 rlB areadBd dt d rlB dt d E 2 VlBE 2 Si la espira gira con velo- cidad angular =d/dt mientras se mueva en la zona del flujo se inducirá en ella FEM: Voltaje Inducido en una Espira Giratoria RV L. Serrano: Fundamentos de máquinas eléctricas rotativas
- 44. n a pN E 60 4 nKE FEM inducida en un máquina de CC ApB Ap=área del polo p lr p lr ºN A Ap polos Rotor 2 2 lr P B rnrV 60 2 n=Velocidad en RPM r= radio FEM EN UNA ESPIRA VlBE 2 FEM DE INDUCIDA POR EL DEVANADO COMPLETO DE LA MÁQUINA N=nº total de espiras a=nº de circuitos en paralelo a VBl NE 2 r P a V NE 2
- 45. Devanados del Rotor de Máquinas de Corriente Continua Devanado Ondulado : Devanado Ondulado sencillo de una maquina de cuatro polos.
- 53. FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C. Maquina lineal de c.c..- Una maquina lineal de c.c. Es la versión mas simple y facil de entender de una maquina de c.c., aunque funciona con los mismos principios y tiene el mismo comportamiento que los motores y generadores reales. El comportamiento de esta maquina esta determinada por la aplicación de 4 ecuaciones basicas: 1.- La ecuación del voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético. E ind = ( V x B ) . l Se genera una fem E mientras el conductor se mueve, cortando las líneas de fuerza del campo magnético: E = B L V E = B L V
- 54. Par Electromagnético Generado I a NP TTOTAL 2 a=nº de circuitos en paralelo I=Corriente rotor (inducido) PAR CREADO POR EL DEVANADO COMPLETO DE LA MÁQUINA a I rlBNTTOTAL 2 N=nº total de espiras lr P B PAR CREADO POR UNA ESPIRA a I rlBIrlBT espiraespira 22 IKTTOTAL I= Corriente de inducido