Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València De acuerdo a la fuente de tensión que alimente al motor, podemos realizar la.

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1 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València De acuerdo a la fuente de tensión que alimente al motor, podemos realizar la siguiente clasificación: Motores de corriente directa (DC) Motores de corriente alterna (AC): El Motor Asíncrono o de Inducción Motor Síncrono:Imanes Permanentes Reluctancia variable

2 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Las máquinas eléctricas son convertidores electromecánicos capaces de transformar energía desde un sistema eléctrico a un sistema mecánico o viceversa

3 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València MÁQUINAS ELÉCTRICAS En los motores eléctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magnética ejercida por el campo magnético y la corriente eléctrica. Se transforma la energía eléctrica en energía mecánica.

4 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Ley de Laplace Ley de Faraday

5 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Se basan en la ley de Faraday que indica que "en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético se generará una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento". MÁQUINAS ELÉCTRICAS generador Principio de funcionamiento de un generador

6 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Si en lugar de un conductor rectilíneo se introduce una espira con los extremos conectados a una determinada resistencia y se le hace girar en el interior del campo, de forma que varíe el flujo magnético abrazado por la misma, se detectará la aparición de una corriente eléctrica que circula por la resistencia y que cesará en el momento en que se detenga el movimiento. El sentido de la corriente viene determinado por la ley de Lenz. generador Principio de funcionamiento de un generador MÁQUINAS ELÉCTRICAS La tensión inducida e en un conductor que se desplaza a una velocidad u dentro de un campo magnético B

7 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València En los motores eléctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magnética ejercida por el campo magnético y la corriente eléctrica. Se transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Colector de delgas Colector de anillos MÁQUINAS ELÉCTRICAS

8 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Funcionamiento del Motor DC Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motorcorriente eléctrica campo magnéticofuerza magnética par

9 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Corriente en un Motor DC Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motorcorriente eléctrica campo magnéticofuerza magnética par

10 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Campo Magnético en el Motor DC Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motorcorriente eléctrica campo magnéticofuerza magnética par

11 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Fuerza Magnética en el Motor DC Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motorcorriente eléctrica campo magnéticofuerza magnética par

12 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Fuerza Magnética El campo magnético es definido por la ley de Lorentz, y específicamente por la fuerza magnética de una carga en movimiento: Las implicaciones de esta expresión incluyen: 1.La fuerza es perpendicular a la velocidad v de la carga q y al campo magnético B. 2. La magnitud de la fuerza es F = q∙v ∙ B ∙ sinβ donde β es el ángulo < 180º entre la velocidad y el campo magnético. Esto implica que la fuerza magnética de una carga estacionaria o de una carga en movimiento paralelo al campo magnético es nula. 3. La dirección de la fuerza está dada por la regla de la mano derecha.

13 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Principio de Funcionamiento: “si se introduce una espira, con los extremos conectados a una determinada resistencia, en el interior de un campo magnético y se le aplica una determinada tensión exterior, se producirá la circulación de una corriente por dicha espira y ésta comenzará a girar “ La ley de Faraday que indica que:"en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético de un imán se generará una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento". Inductor o circuito de excitación Inducido es el que induce una fcem que da lugar a un par motor Generador Motor DINAMO

14 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Par en el Motor DC en el Motor DC Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motorcorriente eléctrica campo magnéticofuerza magnética par

15 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València MÁQUINAS ELÉCTRICAS

16 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Principio de Funcionamiento: S  F F I N Brush V  Rotor Armatur e winding s http://e-www.motorola.com/collateral/MOTORTUT.html

17 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Clasificación: MÁQUINAS ELÉCTRICAS

18 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València MÁQUINAS ELÉCTRICAS

19 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València

20 MOTORES DC

21 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València MOTORES DC

22 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Constitución general: El motor de corriente continua está compuesto de 2 piezas fundamentales :Rotor (circuito de armadura o inducido) Eje Núcleo y Devanado Colector Tapas Constituye la parte móvil del motor, proporciona el par para mover a la carga. Está formado por MOTORES DC

23 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Eje : Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector. Núcleo : Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado). Rotor Constitución general: MOTORES DC

24 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Devanado : Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado. Colector : Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas. La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas. Constitución general: MOTORES DC

25 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Armazón Imán permanente Escobillas y portaescobillas Estator Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio. Está formado por Carcasa Constitución general: MOTORES DC

26 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Armazón : Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético. Imán permanente : Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcasa del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos. Constitución general: MOTORES DC

27 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Se utilizan en casos en los que es de importancia el poder regular continuamente la velocidad del eje y en aquellos casos en los que se necesita de un par de arranque elevado. Para funcionar, precisa de dos circuitos eléctricos distintos: El circuito de campo magnéticoEl circuito de campo magnético El circuito de la armaduraEl circuito de la armadura. El campo magnético (básicamente un imán o un electroimán) permite la transformación de energía eléctrica recibida por la armadura en energía mecánica entregada a través del eje. La energía eléctrica que recibe el campo se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la corriente del campo magnético. Es decir ninguna parte de la energía eléctrica recibida por el circuito del campo, es transformada en energía mecánica. La armadura consiste en un grupo de bobinados alojados en el rotor y en un ingenioso dispositivo denominado colector mediante el cual se recibe corriente continua desde una fuente exterior y se convierte la correspondiente energía eléctrica en energía mecánica que se entrega a través del eje del motor. Motor de Corriente Directa (DC):

28 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Motor de Corriente Directa (DC): Los distintos modos de conectar los arrollamientos de excitación de los motores de corriente continua constituyen la base para poder modificar ampliamente las formas de funcionamiento de estos motores. Según sea la conexión elegida, los motores reciben nombres especiales. A continuación se exponen los sistemas de excitación más utilizados en la práctica: - Excitación por Imanes Permanentes. - Excitación Independiente. - Auto excitación. - Excitación Serie. - Excitación Paralelo. - Excitación Compuesta.

29 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Excitación Independiente E V a I a T d I f Zona de Par constante Reg. Por tensión Zona de Potencia constante Regulación por reducción de campo W Motor de Corriente Directa (DC):

30 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València modificar la velocidad actuando sobre la alimentación de los devanados del motor. a.1.- Una opción consiste en modificar el flujo de excitación que crea el inductor, es decir, Vf, así, cambiará la velocidad y el par. Como los cambios de la velocidad y el par tienen tendencia contraria, la potencia, puede permanecer constante. (Regulación de campo o de potencia constante). a.2.- Otra opción consiste en mantener el flujo de excitación que crea el inductor y variar la tensión del inducido Va, en este caso se modificara la velocidad ya que la corriente de armadura Ia permanece prácticamente constante. El par permanecerá constante al no variar la corriente de armadura pero la potencia proporcionada variara como consecuencia del cambio en la velocidad. (Regulación del inducido o de par constante). Motor de Corriente Directa (DC):

31 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València ►Variadores monofásicos/ trifásicos CA/CC Motor de Corriente Directa (DC):

32 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València ►Troceadores o Choppers CC/CC Motor de Corriente Directa (DC):

33 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València ►Troceadores o Choppers CC/CC Motor de Corriente Directa (DC):

34 Introd. A la Electrónica de PotenciaCurso 20010/11Universitat de València Motor de Corriente Directa (DC): Actuadores : CONVERTIDOR:  Debe permitir obtener tensión y corriente directa e inversa para poder trabajar en 4 cuadrantes.  La tensión media de salida debe variar linealmente con la señal de control para obtener una buena precisión del control de posición.  Debe proporcionar una corriente con un buen factor de forma para minimizar las fluctuaciones en la velocidad y par del motor. TROCEADORESRECTIFICADORES CONTROLADOS