Histeresis maquinas electricas
Páginas: 8 (1783 palabras)
Publicado: 3 de marzo de 2014
Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas
28/02/2014
Máquinas eléctricas
Investigación: Pérdidas en el motor/transformador por histeresis y corrientes parásitas
Profesor: Mata Machuca Juan Luis
Alumno: Ramos García Efrain, Díaz Figueroa Santiago, González Soto David
Grupo: 2mv9
Histéresis, curva y sus pérdidas.La histéresis es una propiedad que afecta a los cuerpos ferromagnéticos. La histéresis no es más que una retención de densidad de flujo por parte del transformador aun cuando su intensidad de campo haya alcanzado el valor de cero.
La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentesmanifestaciones de este fenómeno, haciendo que el proceso de variación sea distinto en un sentido que en el contrario.
Cuando un material ferromagnético, sobre el cual ha estado actuando un campo magnético, cesa la aplicación de éste, el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual. Para desimantarlo será precisa la aplicación de un campo contrario alinicial. Este fenómeno se llama histéresis magnética, que quiere decir, inercia o retardo. Los materiales tienen una cierta inercia a cambiar su campo magnético.
La figura representa el llamado ciclo de histeresis (también lazo o bucle de histéresis) de un determinado material magnético. Se supone que una bobina crea sobre dicho material magnético una intensidad de campo H, el cual induce en esematerial magnético una inducción (valga la redundancia) de valor B.
Así a una intensidad de campo H0 le corresponderá una inducción de valor B0.
Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la bobina) hasta un valor H1, B también aumentará hasta B1. (Ver figura)
Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0 , B no vuelve a B0 , sino que toma un valor diferente B2. (Obsérveseque el camino "a la ida" es distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la inducción en el núcleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto).
Nota.
El punto S representa la saturación del núcleo magnético.
Una vez saturado el núcleo, B no puede aumentar por mucho que lo haga H.
Como ocurre en la mayoría de las máquinas eléctricas(transformadores, motores, generadores), interesa un núcleo cuyo ciclo de histéresis se lo más estrecho posible y lo más alargado posible (difícilmente saturable), como el de la figura siguiente:
Esta pretensión tiene su razón de ser.
Se invierta una potencia exclusivamente en magnetizar el núcleo, esta potencia no tiene ninguna otra aplicación práctica, por lo que se puede hablar depotencia perdida en imantación del núcleo y, efectivamente, se consideran las llamadas perdidas por histéresis. Como quiera que éstas resulten ser directamente proporcionales al área del lazo de histéresis, interesa pues que esta área sea lo menor posible.
Calculo del área en la curva de histéresis
El cálculo numérico de estas aéreas no es sencillo, ya que se necesita conocer la ecuación de lascurvas implicadas en la representación del ciclo de histéresis. Por ello, para este cálculo suele utilizarse la ecuación, que se conoce como ecuación de Steinmetz.
Donde Ph es el valor de las pérdidas por histéresis, f la frecuencia de la señal de excitación, Kh es una constante que depende del material (puede estar entre 0.001 para un buen acero al silicio y 0.03 para el acero fundido duro).Bmax es el valor de la inducción máxima y n toma el valor de 1.6 para inducciones inferiores a 1 Tesla y 2 para inducciones superiores. Las unidades de las perdidas por histéresis son los Vatios por metro cuadrado (W/m²).
Causa de la histéresis magnética.
Al magnetizar un material mediante una corriente exterior, el efecto que debe producirse a nivel microscópico, es el de orientar los espines...
Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas
28/02/2014
Máquinas eléctricas
Investigación: Pérdidas en el motor/transformador por histeresis y corrientes parásitas
Profesor: Mata Machuca Juan Luis
Alumno: Ramos García Efrain, Díaz Figueroa Santiago, González Soto David
Grupo: 2mv9
Histéresis, curva y sus pérdidas.La histéresis es una propiedad que afecta a los cuerpos ferromagnéticos. La histéresis no es más que una retención de densidad de flujo por parte del transformador aun cuando su intensidad de campo haya alcanzado el valor de cero.
La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentesmanifestaciones de este fenómeno, haciendo que el proceso de variación sea distinto en un sentido que en el contrario.
Cuando un material ferromagnético, sobre el cual ha estado actuando un campo magnético, cesa la aplicación de éste, el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual. Para desimantarlo será precisa la aplicación de un campo contrario alinicial. Este fenómeno se llama histéresis magnética, que quiere decir, inercia o retardo. Los materiales tienen una cierta inercia a cambiar su campo magnético.
La figura representa el llamado ciclo de histeresis (también lazo o bucle de histéresis) de un determinado material magnético. Se supone que una bobina crea sobre dicho material magnético una intensidad de campo H, el cual induce en esematerial magnético una inducción (valga la redundancia) de valor B.
Así a una intensidad de campo H0 le corresponderá una inducción de valor B0.
Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la bobina) hasta un valor H1, B también aumentará hasta B1. (Ver figura)
Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0 , B no vuelve a B0 , sino que toma un valor diferente B2. (Obsérveseque el camino "a la ida" es distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la inducción en el núcleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto).
Nota.
El punto S representa la saturación del núcleo magnético.
Una vez saturado el núcleo, B no puede aumentar por mucho que lo haga H.
Como ocurre en la mayoría de las máquinas eléctricas(transformadores, motores, generadores), interesa un núcleo cuyo ciclo de histéresis se lo más estrecho posible y lo más alargado posible (difícilmente saturable), como el de la figura siguiente:
Esta pretensión tiene su razón de ser.
Se invierta una potencia exclusivamente en magnetizar el núcleo, esta potencia no tiene ninguna otra aplicación práctica, por lo que se puede hablar depotencia perdida en imantación del núcleo y, efectivamente, se consideran las llamadas perdidas por histéresis. Como quiera que éstas resulten ser directamente proporcionales al área del lazo de histéresis, interesa pues que esta área sea lo menor posible.
Calculo del área en la curva de histéresis
El cálculo numérico de estas aéreas no es sencillo, ya que se necesita conocer la ecuación de lascurvas implicadas en la representación del ciclo de histéresis. Por ello, para este cálculo suele utilizarse la ecuación, que se conoce como ecuación de Steinmetz.
Donde Ph es el valor de las pérdidas por histéresis, f la frecuencia de la señal de excitación, Kh es una constante que depende del material (puede estar entre 0.001 para un buen acero al silicio y 0.03 para el acero fundido duro).Bmax es el valor de la inducción máxima y n toma el valor de 1.6 para inducciones inferiores a 1 Tesla y 2 para inducciones superiores. Las unidades de las perdidas por histéresis son los Vatios por metro cuadrado (W/m²).
Causa de la histéresis magnética.
Al magnetizar un material mediante una corriente exterior, el efecto que debe producirse a nivel microscópico, es el de orientar los espines...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.