Motor Mnofasisco

PÉRDIDAS Y CALENTAMIENTO

PÉRDIDAS Y CALENTAMIENTO EN MÁQUINAS ELÉCTRICAS

6.1

Introducción

En todo proceso de transformación de la energía, se produce una diferencia entre la potencia que entrega el equipo para su utilización (Potencia útil), y la potencia que absorbe (Potencia absorbida). Esta diferencia se conoce con el nombre de “pérdidas”. El flujo de energía se muestra en lafigura 6.1.

Potencia absorbida

Equipo que transforma la energía

Potencia útil

Pérdidas

Figura 6.1 Flujo de energía

6.2

Pérdidas

Las mismas las podemos clasificar de acuerdo a su origen, de acuerdo al siguiente esquema:

Pérdidas eléctricas
Las máquinas eléctricas están formadas por circuitos eléctricos y o circuitos magnéticos. Los circuitos eléctricos se realizan medianteconductores de aluminio o cobre, los cuales presentan una resistencia eléctrica, la cual depende del material, su longitud y su sección de acuerdo a la siguiente expresión: R = ρ . L/S [Ω. mm /m] ρ:
2 2

Siendo:

la resistividad cuyo valor a 20 °C es de 0,017 [Ω. mm /m] para el 2 cobre y 0,0283 [Ω. mm /m] para el aluminio la longitud del conductor [m] la sección del conductor [mm ]
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2L: S:
Ing. Julio Álvarez 11/09

PÉRDIDAS Y CALENTAMIENTO

La resistencia cuando los conductores están trenzados, es superior debido a que la longitud real de los hilos es mayor que la del cable. El valor de la resistencia varía con la temperatura de acuerdo a la siguiente expresión: Rt = R20 (1 + α ∆t)

Siendo: Rt : La resistencia a la temperatura de trabajo [Ω] R20 : La resistencia a 20 °C[Ω] α : Coeficiente de variación de la resistencia con la temperatura, cuyo valor es 0,004. ∆t: Diferencia de temperatura con respecto a 20 °C

Los valores analizados de resistencia corresponden a mediciones con corriente continua. Si la medición se efectúa con corriente alterna, el valor es un poco superior, debido a lo que se conoce como efecto piel (Skin). La densidad de corriente seincrementa hacia la superficie del conductor, debido a que las líneas de inducción magnética en el interior del conductor, causan una fuerza electromotriz inducida, la cual hace circular una corriente que se opone a la causa que la origina. Este aumento de la resistencia, depende de la frecuencia de trabajo, siendo su aumento despreciable para frecuencias industriales (50 Hertz), salvo en conductores degran sección en las 2 cuales dicho incremento puede ser importante. (Mayor de 500 mm ). Al circular corriente por los conductores que conforman los circuitos eléctricos de las máquinas, sobre la resistencia óhmica de los mismos se desarrolla potencia que se convierte en calor por efecto “Joule”. Dado que estas potencias no se pueden aprovechar, se las considera como pérdidas que se denomina“pérdidas en el cobre” y cuyo valor se puede obtener como: pCu = ∑ Ri . ii
2

Tomando la sumatoria para tener en cuenta las pérdidas en todos los circuitos que compongan la máquina en cuestión.

Pérdidas mecánicas
Este tipo de pérdidas se produce en aquellas máquinas que tienen partes en movimiento, y se deben a:

Rozamientos en los cojinetes de apoyo del rotor La parte en movimiento de lasmáquinas eléctricas reciben el nombre de rotor, y debido a la fricción entre el sistema en movimiento y la parte fija en el sistema de apoyo, se produce calor.

Rozamientos de las escobillas sobre el colector ó anillos El pasaje de corriente desde una parte fija a una móvil en las máquinas eléctricas se obtiene a través de anillos rozantes ó escobillas sobre un colector, produciéndose calor debido a lafricción.

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PÉRDIDAS Y CALENTAMIENTO

Rozamiento de las partes móviles La fricción con el aire que rodea a las máquinas, de las partes que se encuentran en movimiento, produce también calor.

Potencia absorbida por el sistema de ventilación
Las máquinas cuentan con un sistema de paletas adosadas al eje a los efectos de extraer el calor de las mismas,...