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Motores electricos blog

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    Motores electricos   blog Motores electricos blog Presentation Transcript

    • CURSO: 2º BACH TECNOLOGIA INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA: II.2 MOTORES ELÉCTRICOS BLOQUE II: PRINCIPIOS DE MÁQUINAS
    • OBJETIVOS1. Comprender los principios del fenómeno electromagnético, las interrelaciones básicas entre corriente y campo magnético.2. Describir las magnitudes magnéticas básicas.3. Comprender el principio de funcionamiento y características de los generadores y motores de CA y CC.4. Calcular las magnitudes fundamentales que afectan al funcionamiento de las máquinas eléctricas.
    • 0.- INTRODUCCION A LA ELECTRICIDADElectrodomésticos Corriente continua Corriente alterna
    • Valores de la c.a. Valor máximo (Vmax): es el valor de cresta o pico, puede alcanzar hasta ± 325 V Valor instantáneo (Vi): Es el valor que toma la corriente en un momento determinado. Vi = Vmax * sen (ωt). Valor eficaz (Vef): Es el valor de corriente continua que produce el mismo efecto. Vef = Vmax / √2 Periodo (T): Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo completo. La frecuencia (F): Es el número de ciclos que se producen en 1 segundo. F = 1/T
    • Magnitudes Eléctricas La carga eléctrica (q) de un cuerpo expresa el exceso o defecto de electrones que hay en sus átomos. Su unidad es el Culombio (C). 1 Culombio equivale a 6,25 x1018 electrones.La intensidad (I), es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en unaunidad de tiempo. I = q /t Amperios = Culombios /segundoPara que los electrones se desplacen por un conductor esnecesaria una diferencia de potencial o fuerza electromotriz(V) entre sus extremos. Su unidad es el Voltio.La resistencia (R), es la dificultad que opone un cuerpo al paso de los electrones. Su unidades el Ohmio (Ω), Donde: L R es el valor de la resistencia en ohmios (Ω) R=ρ ρ es la resistividad del materialΩ mm2 ) L la longitud del elemento. ( S S la sección del elemento. m
    • Resistividad de materiales Material resistividad ( ) ρ Unidades Plata 0,01 mm2 Ω m Cobre 0,0172 mm2 Ω m Oro 0,024 mm2 Ω m Aluminio 0,0283 mm2 Ω m Hierro 0,1 mm2 Ω m Estaño 0,139 mm2 Ω m Mercurio 0,942 mm2 Ω m Madera De 108 x 106 a mm2 Ω 1.014 x 106 m Vidrio 1.010.000.000 mm2 Ω m
    • Ley de OhmLa Intensidad que circula por un circuito esproporcional a la tensión que aplicamos en él Ve inversamente proporcional a la resistenciaque opone a dicha corriente. Esto se expresa I=con la fórmula: REjemplo: V 9 Ejemplo de c.a.: I= = = 0,06A R 150 Vef 230 I ef = = = 1,533A R 150
    • Potencia eléctricaLa potencia eléctrica que puede desarrollar Donde:un receptor eléctrico se puede calcular con P es la potencia en vatios (W).la fórmula: P =V ⋅I V es el voltaje (V). I es la intensidad (A).La potencia en corriente alterna es: Pef = Vef ⋅ I efOtra forma de expresarlo: Más formas de expresarlo: P =V ⋅I V2 P =V ⋅I P= P = I2 ⋅R V I= R V = R⋅I R Donde la potencia Donde la potencia depende depende del voltaje al de la corriente al cuadrado cuadrado y de la inversa que circula por el receptor y de la resistencia del de la resistencia. receptor.
    • Energía eléctricaCuando tenemos el receptor conectado durante un tiempo lo que necesitamosconocer es la energía que consume. Donde: E = P⋅t E es la energía en Julios (J). P es la potencia en vatios (W). t es el tiempo en segundos (s). La energía se suele expresar en KW·h E = P ⋅ t = 1KW ⋅1h = 1KW ⋅ h
    • Circuito serie Se caracteriza por: La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias que lo RT = R1 + R2 componen. La corriente que circula es la misma por todos los elementos. I T = I1 = I 2 La fuerza electromotriz generada por el generador se reparte entre los V = V1 + V2 distintos elementos.
    • Circuito paralelo Se caracteriza por: La inversa de la resistencia total del 1 1 1 circuito es la suma de las inversas = + de las resistencias que lo RT R1 R2 componen. Otra forma de expresar la R1 * R2 RT = resistencia total cuando son dos los R1 + R2 elementos es: La corriente total que sale del generador se reparte por todos los I T = I1 + I 2 elementos. VT = V1 = V2 La fuerza electromotriz generada por el generador llega por igual a todos los elementos.
    • Circuito mixto RT = R1 + RP R2 * R3 RP = R2 + R3 I T = I1 = I PI P = I 2 + I3 VT = V1 + VPVP = V1 = V2
    • Aparatos de medidaÓhmetro Voltímetro Amperímetroconexionado conexionado conexionado
    • Polímetro, multímetro, tester
    • Conexionado del polímetro1º.- Encender el polímetro.2º.- Seleccionar la parte en la que queremos realizar la medición(Voltímetro, Amperímetro, Óhmetro).3º.- Comprobar que las puntas están en los terminales correctos, encaso contrario colocarlas.4º.- Seleccionar el valor más alto de la escala que queremos medir,con el selector.5º.- Conectar las puntas en el lugar adecuado del circuito o resistencia.6º.- Mover el selector bajando de escala hasta que la lectura seaposible en el display.
    • 1.- PRINCIPIOS BÁSICOS DE ELECTROMAGNETISMOElectricidad y magnetismo están relacionadas de formareversible. La corriente genera campo magnético El campo magnético genera corriente eléctrica
    • 1.1.- MAGNETISMO Un imán es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro y sus derivados. CARACTERÍSTICAS:•Tienen dos polos en los que es máximo su poder de atracción.•El campo magnético es invisible y se representa mediante líneas cerradas decampo que salen del norte (N) y entran por el sur (S).•Polos opuestos se atraen, iguales se repelen.•Las líneas de campo magnético atraviesan los objetos que no puede atraer.
    • 1.2.- ELECTROMAGNETISMOUna corriente eléctrica escapaz de generar un campomagnético, igual que si fueraun imán.Esto se comprueba cuando enrollamos uncable alrededor de un cilindro de hierro(bobina). Cuando los dos extremos delcable lo conectamos a la pila el hierro secomporta como un imán (electroimán)
    • EXPERIMENTA COMO HACER UN ELECTROIMANMATERIAL: un tornillo, hilo fino y una pilaPROCEDIMIENTO:Enrolla el hilo alrededor del tornillo, dando el mayor número devueltas que este te permita.Para comprobar que el experimento a funcionado conecta los dosextremos del hilo a la pila y acércalo a un montón de clavos ¿quéocurre?
    • Aplicaciones, electroimán
    • Aplicaciones, relé Símbolos de relés
    • Aplicaciones, transformador P1 = P2 V1 * I1 = V2 *I2 V1 / V2 = I2 / I1 = m (relación de transformación). N1 / N2 = V1 / V2 = m (relación de transformación).
    • Aplicaciones, alternador símbolo
    • Aplicaciones, dinamo y motor decorriente continua símbolos
    • 1.3.- MAGNITUDES MAGNÉTICAS BÁSICASPara cuantificar el campomagnético se utiliza unconcepto abstracto comoes el de líneas de campo. magnitud definición unidadInducción B Número de líneas por unidad de Tesla Tmagnética superficie (S) =Wb/m2Flujo Φ Número total de líneas de campo Webers Wbmagnético magnético
    • 1.4.- FACTORES QUE MODIFICAN B1. El valor de la corriente I que circula por el conductor.2. Propiedades magnéticas de los materiales que traspasan las líneas de campo. (permeabilidad del vacío μ0=4*π*10-7H/m)3. Punto en el espacio ( distancia ⇒ B)4. Forma que tiene el conductor eléctrico que produce las líneas de fuerza.
    • x1
    • 1.5.- CIRCUITO MAGNÉTICOEstá formado por un material ferromagnéticocapaz de concentrar las líneas de campo y dedisminuir las pérdidas. Circuito magnético elemental
    • 1.6.- MAGNITUDES MAGNÉTICAS II Se puede relacionar el circuito eléctrico con un circuito magnético, simplemente hay que relacionar magnitudes. magnitud definición unidadFuerza Es la que mantiene el flujo Amperios fmm Amagnetomotriz creado por una bobina. Fuerza magnetomotrizIntensidad de necesaria para magnetizar Amperios/ H A/mcampo magnético una unidad de longitud de metro material.
    • x2
    • x3
    • 1.7.- FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA Faraday en 1831 estableció que en un conductor bajo un campo magnético se induce una tensión a la que se llama fuerza electromotriz.
    • x4
    • x5
    • 1.8.- FUERZA MECÁNICA
    • 1.9.- PERDIDAS MAGNÉTICASTodos los materiales magnéticos tienen Comportamientoperdidas: como imán Pérdidas por histéresis: cuando los circuitos magnéticos se alimentan con alterna se produce una oposición al cambio de magnetización del material ferromagnético. Pérdidas por Foucault: son corrientes eléctricas que se producen dentro del material ferromagnético. Provocan calentamiento y por lo tanto pérdidas.
    • 2.- Clasificación de las máquinas eléctricas
    • 2.1.- EL TRANSFORMADOR
    • x6
    • 2.2.- MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVASLas máquinas eléctricas rotativas convierten la energíaeléctrica en mecánica (motor) o viceversa (generador).
    • 2.2.1.- EL GENERADOR ELEMENTAL
    • 2.1.2.- EL MOTOR ELEMENTAL
    • 2.1.3.- MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
    • 2.1.3.1.- CONSTITUCIÓN Están formadas por: 1 Soporte 8 Eje CIRCUITO MAGNÉTICO 2 Estator parte fija 3 Rotor parte móvil 4 Piezas polares 5 Entrehierro CIRCUITO ELÉCTRICO 6 Inductor 7 Inducido 9 Colector 10 Escobillas
    • 2.1.3.1.1- EstructuraEstator: corona de material ferromagnético (culata).Rodeando los polos, se hallan unas bobinas que al ser alimentadaspor corriente continua, crean el campo magnético inductor.Rotor: Formado por una columna de materialferromagnético, a base de chapas de hierro,aisladas unas de las otras por una capa de barnizo de óxido.Colector: Constituido por piezas planas de cobreduro, llamadas delgas, separadas y aisladas. Elcolector tiene tantas delgas como bobinas posee eldevanado inducido de la máquina.Escobillas: de bronce o latón, establecen el A rotorenlace eléctrico entre las delgas y el colector y elcircuito de corriente continua exterior. B colector C escobilla D eje
    • 2.1.3.2.- ECUACIONES PARA EL CÁLCULOGENERADORfem generada en bornesMOTORPar motor p número de pares de polos a número de ramas en paralelo del inducido (imbricado o ondulado) Z número de conductores del inducido Φ flujo magnético (Wb) n velocidad de giro (rpm) I corriente del inducido (A)
    • 2.1.3.3.- TIPOS DE MOTORES
    • 2.1.3.3.1.- EXCITACIÓN INDEPENDIENTE
    • x7
    • x8
    • 2.1.3.3.2.- EXCITACIÓN EN DERIVACIÓN (SHUNT)
    • x9
    • 2.1.3.3.3.- EXCITACIÓN SERIE
    • x10
    • 2.1.3.3.4.- EXCITACIÓN COMPUESTA
    • 2.1.3.3.5.- Curvas característicasLas curvas características informan de cual es el comportamiento del motor segúnsu configuración.El funcionamiento de una máquina de CC depende de: • velocidad n • corriente de excitación Iex • tensión en bornes U • corriente del inducido I • par electromagnético MSi se toma una de las magnitudes como constante, otra como parámetro, otra como variable y otra comofunción, se obtiene una familia de curvas.Las características usuales de un motor son: Característica Función Variable Parámetro (cte) Constante de Velocidad n(I) n I M de Par M(I) M I n U, Iex Mecánica M(n) M n I
    • 2.1.3.3.5.- Curvas características MOTOR SERIE MOTOR DERIVACIÓN de Velocidad n(I) de Par M(I) Mecánica M(n)CONCLUSIONES:MOTOR SERIE: Elevado par de arranque, siendo interesante para tranvíaslocomotoras, gruas, etc. Su velocidad varía mucho con la carga, existiendo envacío peligro de exceso de velocidad (embalamiento).MOTOR DERIVACIÓN: Su velocidad varía muy poco con la carga(autorregulación), esto la hace útil en el uso de máquinas herramientas.
    • 2.1.3.3.6.- Distribución de potencias
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    • 2.1.4.- MÁQUINA DE CORRIENTE ALTERNA
    • 2.1.4.1.- CLASIFICACIÓN
    • 2.1.4.2.- Diferencia entre máquina asíncrona y síncrona
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    • El campo magnético giratorio del estator,creado por el sistema de corrientes trifásicasR, S, T gira a la velocidad NS corta losconductores del rotor, que gira a una velocidadNR < NS (NS flecha rosa, NR punto verde)
    • Despiece máquina asíncrona
    • Despiece máquina asíncrona
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    • Documental: ¿Quién mato al coche eléctrico? http://www.megavideo.com/?v=FV2IA3I4