Principios Y Fundamentos De Maquina Electricas

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE IRAPUATO

Principios y Fundamentos de
Máquinas Eléctricas

Ingeniería Eléctrica

Irapuato, Guanajuato, 2012

CONCEPTOS BASICOS


MÁQUINAS ELÉCTRICAS
 Una máquina eléctrica es un dispositivo que transforma la energía cinética
en energía eléctrica, pasando esta energía por una etapa de
almacenamiento en un campo magnético.
 Se clasifican entres grandes grupos: generadores, motores y
transformadores.
 Los generadores transforman energía mecánica en eléctrica, mientras que
los motores transforman la energía eléctrica en energía mecánica, pueden
ser de CC y CA. Los transformadores conservan la forma de la energía
eléctrica pero transforman sus características.
 Una máquina eléctrica tiene un circuito magnético y dos circuitoseléctricos. Normalmente uno de los circuitos eléctricos se llama excitación,
porque al ser recorrido por una corriente eléctrica produce los ampervueltas necesarios para crear el flujo establecido en el conjunto de la
máquina.
 La principal razón del usos de la energía eléctrica es, que como tal, es la
energía mas eficiente y limpia, con la facilidad de transmisión y control a
grandesdistancias.

ITESI

CONCEPTOS BASICOS






Movimiento Rotacional, Ley de Newton y Relaciones de Potencia
 Antes de empezar, es importante comprender el movimiento rotacional de
las máquinas eléctricas, debido a que es su forma natural de operación.
Posición Angular, 
 Es el ángulo medido desde un punto de referencia arbitrario, hasta un
punto de referencia sobre el eje del rotor. Susunidades de medida pueden
ser: radianes (rad), grados (deg). La notación convencional es: (+) durante
la rotación anti-horaria y (–) durante la rotación en sentido horario.
Velocidad Angular, 
 Se define la velocidad angular como el cambio de la posición angular con
respecto del tiempo.
d
(rad / seg )

dt

ITESI

CONCEPTOS BASICOS




Aceleración Angular, 
 Se definela aceleración angular como el cambio de la velocidad angular
con respecto del tiempo.
d  d 2

 2 (rad / seg 2 )
dt
dt
Torque, T
 Es el producto de la fuerza aplicada a un objeto por la distancia
perpendicular de la línea de acción de la fuerza y el eje de rotación del
objeto.

ITESI

CONCEPTOS BASICOS


Trabajo, W
 Es definido como el producto de un Torque por unadistancia angular.

W  T



( joules )

Potencia, P
Es la velocidad con la que se realiza un trabajo o la velocidad de transferencia
de energía, y se define como el producto del torque por la velocidad:

P  T
Esta ecuación puede describir la potencia mecánica sobre el eje de un motor o
generador.

ITESI

CONCEPTOS BASICOS


Ley de Movimiento de Newton
 La segunda Ley deNewton para un objeto en movimiento rotacional
establece una relación entre los torques aplicados al objeto y la aceleración
angular producida sobre el objeto, como un resultado de los torques
aplicados.

 T  J




T - Torque
J – momento de inercia
 – aceleración angular

ITESI

EL CAMPO MAGNÉTICO
En las Máquinas Eléctricas, los CAMPOS MAGNÉTICOS son los
mediosfundamentales por el cual la energía es convertida desde una
forma a otra.


Existen cuatro principios básicos que describen cómo se utilizan los
campos magnéticos.
 Un conductor que conduce corriente eléctrica produce un campo
magnético a su alrededor.
 Un campo magnético variable en el tiempo induce un voltaje en una
bobina de alambre si pasa a través de ésta.
 Un conductor que conducecorriente en presencia de un campo magnético
experimenta una fuerza inducida sobre él.
 Un conductor eléctrico que se mueva en presencia de un campo
magnético tendrá un voltaje inducido en él

ITESI

EL CAMPO MAGNÉTICO


Producción de un Campo magnético,
 La primera definición que es de utilidad es la Ley de Ampere, que es una
derivación de la ley de Biot-Savart, ésta ley establece...