Maquinas Electricas

MAQUINAS ELECTRICAS

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

CONVERSION ELECTROMECANICA DE ENERGIA
LA CONVERSIÓN ELECTROMECÁNICA DE LA ENERGÍA COMPRENDE
TODOS AQUELLOS FENÓMENOS RELATIVOS A LA TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN ENERGÍA MECÁNICA Y VICEVERSA.

ANALOGÍA CON UN CIRCUITO ELÉCTRICO
De acuerdo a la expresión del flujo:

φ=

µN A NiA
lc

Una corriente produce un flujomagnético, esto es análogo al voltaje que produce un flujo de corriente. Entonces es posible definir un “circuito magnético”, cuyo comportamiento sea gobernado por ecuaciones análogas a las establecidas en un circuito eléctrico.

ANALOGÍA CON UN CIRCUITO ELÉCTRICO

V

+ -

I

R

F

+ -

φ

R

V = IR
I= V R

F

= φ

φ =

F

R

R=

V I

R=F φ

R

RELUCTANCIA (R )

F= Ni

La Reluctancia puede definirse de acuerdo a la geometría del núcleo como:

 lc  ℜ=   µ A En un circuito magnético la reluctancia obedece las mismas reglas que las resistencia en un circuito.

ℜs = ℜ1 + ℜ 2 + ... + ℜ n
1 1 1 1 = + + ... + ℜp ℜ1 ℜ 2 ℜn

Analogía de la Ley de Kirchhoff

Resolución Circuito Magnético

Resolución Circuito Magnético con EntrehierroEJERCICIO Utilizando los datos tabulados de la característica B-H del material magnético, calcular el flujo magnético del circuito de la figura Ф

Solución

Se procede a graficar la curva Ф vs H. l

EJERCICIO Para el circuito magnético de la figura determinar la fuerza magneto motriz necesaria para que el flujo de la rama que contiene el entrehierro sea de 0.1 Wb, también encontrar los flujos Ф 1yФ 2. El material es de acero laminado y cuya característica se encuentra en la tabla.

g

g

Hg.g Hg g Hg.g Bg =

Hg = 795.775 A/m

De la ecuación: se obtiene:

Interpolación

EJERCICIO La estructura magnética mostrada en la figura está construida con un material cuya curva de imanación se expresa por:

La longitud d l t L l it d de la trayectoria magnética media en el núcleo esi t i éti di l ú l igual a 0 75 m. l 0,75 Las medidas de la sección transversal son de 6 x 8 cm2.La longitud del entrehierro es de 2 mm y el flujo en el mismo es igual a 4 mWb (en el sentido indicado en la fig. Determinar el número de espiras de la bobina B. Resp.: NB≈ 1.237 espiras

EJERCICIO La estructura magnética de la figura esta fabricada con dos tipos de materiales, cuyas curvas demagnetización vienen expresadas por las ecuaciones:

Calcular la intensidad I que debe circular por la bobina para producir un flujo de 1,5.10-4 Wb, si la sección es uniforme y vale 15 cm2. Resp.: 1 A.

MATERIALES FERROMAGNÉTICOS
Aunque la permeabilidad es constante en el espacio libre, no lo es en el hierro y en otros materiales ferromagnéticos. Si se aplica una corriente directa al núcleocomenzando en 0A e incrementándola lentamente hasta la máxima corriente posible, se obtiene la curva de magnetización ó saturación del núcleo.

φ

F=Ni

CURVA DE MAGNETIZACIÓN
También se puede apreciar el comportamiento de B vs H. B

H
Es fácil apreciar q la fmm aplicada es p p p que p proporcional a la intensidad de H y que el flujo es proporcional a la densidad de flujo magnético B.ZONAS DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN
En la curva de magnetización se aprecian dos regiones: la zona lineal (zona de operación) y la zona de saturación. B
Rodilla de la curva de magnetización

H
Región Lineal Región de Saturación

PERDIDAS DE ENERGÍA EN EL NÚCLEO
Se distinguen dos tipos de pérdidas principales en los núcleos magnéticos:
Pérdidas por Histéresis: Asociado a los dominiosmagnéticos del material. Pérdidas por corrientes parásitas: Asociadas a corrientes eléctricas que se generan en las regiones del núcleo.

ORIGEN DE LA HISTÉRESIS
Los materiales ferromagnéticos están compuestos por dominios que son regiones donde los átomos alinean sus campos magnéticos apuntando a la misma dirección.

Cuando se aplica un campo magnético externo al material, los dominios se...