La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

ELECTROTECNIA. Índice. Definiciones. Clasificación. La maquina de c.c. - Estructura interna - Principio de funcionamiento - Características - Esquemas.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "ELECTROTECNIA. Índice. Definiciones. Clasificación. La maquina de c.c. - Estructura interna - Principio de funcionamiento - Características - Esquemas."— Transcripción de la presentación:

1 ELECTROTECNIA

2 Índice. Definiciones. Clasificación. La maquina de c.c. - Estructura interna - Principio de funcionamiento - Características - Esquemas y tipos - Arranque y variación de la velocidad. Resolución de ejercicios

3 Máquina eléctrica es el aparato capaz de transformar energía eléctrica en cualquier forma de energía o viceversaDefiniciones - - Estática - - Rotativa - - Corriente continua - - Corriente alterna - - Vacío - - Plena Carga (valores nominales) Funcionamiento Pérdidas : - Eléctricas - Mecánicas - Magnéticas Rendimiento = = P salida P entrada P entrada - Pérdidas

4 Clasificación Generadores Motores Corriente Continua (Dinamo) Corriente Alterna Corriente continua Corriente alterna SíncronosAsíncronos rotor = inducido estator = inductor Energía eléctrica Energía eléctrica Energía mecánica Energía mecánica rotor = inductor estator = inducido I en ambos devanados estator = inductor rotor = inducido I c.c. por inductor I c.a. por inducido I c.a. en ambos devanados Alternador E M

5 El principio de reversibilidad El principio de reversibilidad Todas las máquinas eléctricas rotativas son reversibles Pueden funcionar como motor o como generador Motor Conversión de Energía Eléctrica en Energía Mecánica Generador Conversión de Energía Mecánica en Energía Eléctrica

6 Balance energético Balance energético Pérdidas rotacionales Pérdidas en el cobre del rotor Pérdidas en el hierro Pérdidas en el cobre del estator Potencia eléctrica consumida (P e ) ESTATOR ROTOR Potencia mecánica útil del motor (P u )

7 Máquinas de C.C. Estructura interna EstatorRotor -Carcasa - Polos - Bobinas inductoras - Polos auxiliares - Núcleo - Bobinas inducidas - Eje - Colector o conmutador Escobillas

8 Escobillas Rotor Catálogos comerciales Máquinas de C.C. Estructura interna Colector

9 Principio de funcionamiento IeIeIeIe B = μ 0.I e. N 2.π.r F = I. (l x B) F B I, L R i L ex U E U i Inducido Inductor Resistencia del inducido Tensión excitación FEM Inducida R ex Resistencia del inductor

10 Principio de funcionamiento El campo magnético de la máquina de CC puede generarse mediante imanes permanentes, o con bobinas alimentadas con CC (caso habitual): El campo magnético de la máquina de CC puede generarse mediante imanes permanentes, o con bobinas alimentadas con CC (caso habitual): Según la forma de alimentación de las bobinas se tienen 2 tipos de excitación: Según la forma de alimentación de las bobinas se tienen 2 tipos de excitación: Excitación independiente: la corriente que alimenta al deva- nado inductor es ajena a la propia máquina, procede de una fuente independiente externa. Excitación independiente: la corriente que alimenta al deva- nado inductor es ajena a la propia máquina, procede de una fuente independiente externa. Autoexcitación: la corriente de excitación en este caso pro- cede de la propia máquina. Según la forma de obtener esta corriente existen 3 tipos diferentes de máquina de CC: Autoexcitación: la corriente de excitación en este caso pro- cede de la propia máquina. Según la forma de obtener esta corriente existen 3 tipos diferentes de máquina de CC: Excitación Serie: devanado inductor en serie con el inducido Excitación Serie: devanado inductor en serie con el inducido Excitación derivación: devanado inductor conectado directa- mente a las escobillas, por tanto, en paralelo con el inducido. Excitación derivación: devanado inductor conectado directa- mente a las escobillas, por tanto, en paralelo con el inducido. Excitación compuesta o mixta: una bobina en serie y la otra en paralelo. Excitación compuesta o mixta: una bobina en serie y la otra en paralelo.

11 Características La máquina de CC consta de dos devanados alimentados con CC: uno llamado inductor que está en el estator de la máquina y otro llamado inducido que está en el rotor. La máquina de CC consta de dos devanados alimentados con CC: uno llamado inductor que está en el estator de la máquina y otro llamado inducido que está en el rotor. En el caso de funcionamiento como motor ambos devanados están alimentados con CC. En el caso de funcionamiento como generador se hace girar el rotor mediante una fuerza mecánica, obteniéndose en inducido una FEM inducida y una c.c. En el caso de funcionamiento como motor ambos devanados están alimentados con CC. En el caso de funcionamiento como generador se hace girar el rotor mediante una fuerza mecánica, obteniéndose en inducido una FEM inducida y una c.c. Su funcionamiento se basa en la existencia de un mecanismo llamado colector que convierte las magnitudes variables gene- radas o aplicadas a la máquina en magnitudes constantes. Su funcionamiento se basa en la existencia de un mecanismo llamado colector que convierte las magnitudes variables gene- radas o aplicadas a la máquina en magnitudes constantes. Se utilizan en tracción eléctrica (tranvías, trenes etc.) y en accio- namientos donde se precisa un control preciso de la velocidad. Se utilizan en tracción eléctrica (tranvías, trenes etc.) y en accio- namientos donde se precisa un control preciso de la velocidad. Están en desuso debido a su complejo mantenimiento. Están en desuso debido a su complejo mantenimiento.

12 Esquemas y tipos Motor de excitación independiente Supondremos en todos los casos que L ex no tiene influencia en los circuitos de c.c. TIPOS EXCITACIÓN IndependienteSerieDerivación Compuesta larga Compuesta corta IiIiIiIi IeIeIeIe E = U i – I i.R i P m = E.I i = U i.I i – I i 2.R i pérdidas

13 Motor de excitación serie Motor de excitación derivación Esquemas y tipos E = U i – I.(R ex +R i ) I i = I e = I P m = E.I = U i.I – I 2.(R ex +R i ) pérdidas I = I e + I i E = U i – I i.R i = I e.R ex P m = E.I i = U i.I – I i 2.R i Pérdidas = I e 2.R ex + I i 2.R i

14 Motor de excitación compuesta larga Motor de excitación compuesta corta La bobina excitadora se conecta ahora n dos partes, una en serie con la bobina inducida y otra parte en paralelo con la misma bobina inducida EXCITACIÓN COMPUESTA

15 Características Par Motor M = K.Φ.I i N.m M = K.Φ.I i N.m Potencia Útil P m = M.Ω W Velocidad de giro Regulación de la velocidad SR =.100 % n o – n pc n pc n = K. Seg -1 EΦ n1 E1 n2 E2 = Si I ex constante En donde Ω es 2.π.n/60

16 Inversión de giro a) Cambiando la polaridad de los terminales del bobinado inducido b) Cambiando la polaridad de los terminales del bobinado inductor.

17 Arranque de motores de C.C. IiIiIiIi n = K. Seg -1 EΦ P m = E.I i = 0 Pero existe una I i considerable inicialmente Para lograr disminuir esta I i inicial, insertamos en serie con el inducido una resistencia variable de arranque R, que iremos disminuyendo a medida que el motor se acerque a la velocidad nominal. R

18 Control de la velocidad n = K. Seg -1 EΦ 1º Variando el campo magnético, en general bajándolo. n aumenta a partir de la básica. 2 º Variando la tensión U i aplicada a) mediante un reostato serie con el inducido b) mediante dinamo elevadora-reductora E = U i – I i.R

19 Problemas Septiembre 2001 Septiembre 2001 Un motor de c.c. de tipo derivación está conectado a una tensión de 240 V y absorbe una corriente de 70 A. Se han medido las resistencias de sus devanados y resultan 200 Ω para el devanado de excitación y 0,12 Ω para el devanado inducido. El motor tiene un rendimiento de 0,90. Se pide : - Intensidad que circula por el devanado de excitación. - Fuerza contraelectromotriz. - Potencia mecánica útil en eje del motor. - Pérdidas por rozamiento (mecánico y de ventilación).

20 Motor de excitación derivación I = 70A R i = 0,12Ω R ex = 200Ω =240 V I ex = = = 1,2 A U ex 240V R ex 200Ω E = U ex - R i.(I-I ex ) = 240 V – 0,12 Ω.(70 A – 1,2 A) = 240 – 0,12.68,8 = 231,7 V P m = E.I i = 231,7 V. 68,8 A = W Pérdidas = I ex 2.R ex + I i 2.R i = 1, ,8 2.0,12 = 856 W Comprobación U ex.I = = 16800W menos 15944W da 856 W – Pérdidas mecánicas η = = 0,9 η = = 0,9 Perd Mec. = 824 W

21 Junio 2003 Junio 2003 Un motor de excitación independiente de c.c., cuyo inducido tiene una resistencia de 5 Ω, está conectado a una red de 250 V. La máquina absorbe 1 KW de la red de 250 V con una carga determinada en el eje. Para estas últimas condiciones, despreciando la potencia absorbida por el circuito de excitación : - Dibujar el esquema del motor. - Calcular la corriente del inducido - Hallar la fuerza contraelectromotriz

22 IiIiIiIi = 5Ω = 250 V U i.I i = 1000 W I i = = 4 A E = U i – R i.I i = 250V – 5Ω.4A = 250 – 20 = 230 V

23 Septiembre 2006 Septiembre 2006 Un motor de c.c. de excitación tipo serie tiene una resistencia de inducido de 0,1 Ω y una resistencia de excitación (inductor) de 0,3 Ω. Cuando se conecta el motor a una red de 200 V, desarrolla una potencia útil de 10 KW. a) Dibujar un esquema eléctrico de dicho motor. b) Calcular la intensidad absorbida por la red. c) Hallar la fuerza contraelectromotriz. d) Determinar las pérdidas en las resistencias de inducido y de excitación. e) ¿ Cual es el rendimiento del motor? NOTA : 1ª Se desprecian las pérdidas mecánicas. 2ª Si hay varias soluciones para la intensidad calculada en el apartado b) se elegirá la menor de ellas.

24 R i L ex R E U Inducido Inductor + + 0,3Ω 0,1Ω 10KW = 200V = E.I 200 = (R i +R ex ).I + E = 0,4. I + E Tenemos un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas. Resolviendo da: E = 122,5V I = 443,75A E = 177,5V I = 56,25A Tomamos esta solución Pérdidas R i. I 2 = 0,1. 56,25 2 = 314,4 W R ex. I 2 = 0,3. 56,25 2 = 949,2 W Rendimiento = η =.100 = = = 0, = 88% PtotalPútilE.I U.I

25 Septiembre 2002 Septiembre 2002 Un motor serie de c.c. de 10CV, 220V, 44A, 1500 r.p.m.,tiene una resistencia de inducido de 0,08 Ω, y una resistencia del devanado de excitación de 0,1 Ω. Calcular, cuando funciona a plena carga: - Valor de la f.e.m. - Resistencia del reostato de arranque para que la intensidad de arranque no sea mayor que 1,5 veces la intensidad nominal. - Par útil del motor. DATO : 1 CV = 736 W Motor de excitación serie E = U – I.(R ex +R i ) R i L ex R E U Inducido Inductor Resistencia del inducido + + E = 220V – 44A.(0,08+0,1)Ω = 212,08V Plena carga I = 44 A ? = 9680 W 7360 W

26 R i R ex E U + +Reostato I nominal = 44 A 1,5.I n = 66 A U = (R i + R ex + R). I + E 220 = (0,1 +0,08 + R ) R = - 0,18 = - 0,18 = 3,15 Ω 220 – – P m = E.I i = 212, = 9331,5 W P m = M.Ω W M = = 59,4 N.m M = = 59,4 N.m 9331,5 9331,5 2.π.1500/ 60 y como


Descargar ppt "ELECTROTECNIA. Índice. Definiciones. Clasificación. La maquina de c.c. - Estructura interna - Principio de funcionamiento - Características - Esquemas."

Presentaciones similares


Anuncios Google