Se ha denunciado esta presentación.
Utilizamos tu perfil de LinkedIn y tus datos de actividad para personalizar los anuncios y mostrarte publicidad más relevante. Puedes cambiar tus preferencias de publicidad en cualquier momento.

Maquines electriques versio 3

4.023 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
  • Sé el primero en comentar

Maquines electriques versio 3

  1. 1. MÀQUINES ELÈCTRIQUES Tecnologia Industrial 2n Batxillerat davidctecno
  2. 2. Màquines elèctriques : ClassificacióMàquina elèctrica: conjunt de mecanismes i dispositius capaços de produir,transformar o aprofitar l’ energia elèctrica•Generador:Màquina elèctrica que transforma l’ energia mecànica en energia elèctrica•Motor:Màquina elèctrica que transforma l’ energia elèctrica en mecànica de rotació•Transformador:Màquina elèctrica que varia les característiques de l’energia elèctrica per tal defacilitar-ne el transport i utilització
  3. 3. Màquines elèctriques : Classificació
  4. 4. Màquines elèctriques : Anàlisi•Funcionament mecànic:Màquines rotatives : motors, generadorsMàquines estàtiques: transformadors•Constitució electromagnètica:Circuit magnètic: : nucli ferromagnèticCircuit elèctric: inductor i l’induït
  5. 5. Màquines elèctriques : pèrdues d’ energiaLes pèrdues d’ energia de les màquines elèctriques són relativament petitescomparades amb les de les màquines tèrmiques. S’obtenen rendimentselevats del 90% i superiors Fregament peces / efectes ventilació, refrigeració Efecte Joule cicles d´histèresi /corrents paràsits de Focault
  6. 6. Màquines elèctriques : potènciesPotència: treball desenvolupat per unitat de temps (W: Watts) Potència absorbida o consumida ( P abs ):Potència subministrada a la màquina per al seu funcionament Potència perduda ( P p):Potència provocada per les pèrdues d’ energia Potència útil ( P u):Potència proporcionada per la màquina Potència nominal:Màxima potència útil que pot proporcionar la màquina de manera permanentsense que es sobreescalfi o deteriori. Determinada pel fabricant.Quan unamàquina treballa a a potència nomimal funciona en règim nominal i treballa aplena càrrega (PC)
  7. 7. Màquines elèctriques : potències Màquina P abs Pp Pu Màquina Magnètiques Generador motriu que el Elèctriques Xarxa elèctrica fa girar Mecàniques Motor Xarxa Magnètiques Eix de rotació elèctrica Elèctriques MecàniquesTransformador Xarxa Magnètiques Xarxa elèctrica elèctrica Elèctriques
  8. 8. 1.Generadors elèctricsTransformen l’ energia mecànica que reben de l’ eix del motor en energiaelèctrica que subministren a la xarxa per mitjà dels seus borns Dinamos : generadors de C.C. Alternadors: generadors de C.A.
  9. 9. 1.Generadors elèctrics
  10. 10. 1.1 Dinamos : constitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnètic Rotor (Induït) :part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMEntreferro : espai que queda entre Estator i Rotor
  11. 11. 1.1 Dinamos : constitució Estator : conjunt d’ elements que constitueixen l’ estructura on essustenten els diferents òrgans de la màquina que conté el sistema inductordestinat a produïr el camp magnètic Pols inductors : electroimants que reparteixen uniformement el camp magnètic (nº parell) Bobinatge: bobines de Cu o Al recobertes de vernís aïllant elèctric que exciten els pols Culata: carcassa de material ferromagnètic que tanca el circuit i subjecta els pols
  12. 12. 1.1 Dinamos : constitució Rotor : part giratòria solidària a l’ eix de la màquina que conté el sistemainduït destinat a generar la FEM induïda.Nucli de l´induït: cilindre amb ranures on es col.loquen les espires enrotlladesBobinatge: paquets d’ espires i/o bobines de fil conductor de Cu distribuïdesunides al circuit exterior per mitjà de col.lectors i escombretes
  13. 13. 1.1Dinamos : constitució Rotor : part giratòria solidària a l’ eix de la màquina que conté el sistemainduït destinat a generar la FEM induïda.Col.lector: cilindre solidari a l’ eix de rotació format per lamel.les on esconnecten el final d’ una bobina i el principi de la consecutivaEscombretes: peces metàl.liques encarregades que transformen el correntinduït en C.C. (dinamo) o C.A. (alternador)
  14. 14. 1.1 Dinamos : FEM Np ε = K •Φ•n on K= 60a Ф Flux creat per cada pol de l’ inductor (Wb) N Nombre de conductors actius de l’ enrotllament induït (2 per espira) n Freqüència de rotació del rotor (min-1) p Nombre de parell de pols de l’ inductor a Nombre de parells de branques en paral.lel del circuit induïtLa FEM induïda d’ una dinamo depèn de les característiques deconstrucció (K) i és d.p. al flux que crea l’ inductor (estator) i a lavelocitat de gir del rotor.
  15. 15. 1.1 Dinamos : FEM Np K= ε = K •Φ•n on 60aN nombre de parell de pols de l’ inductor
  16. 16. 1.1 Dinamos : FEM Np K= ε = K •Φ•n on 60ap Nombre de conductors actius de l’ enrotllament induït (2 per espira)
  17. 17. 1.1 Dinamos : FEM Np K= ε = K •Φ•n on 60aa nombre de parells de branques en paral.lel de branques del circuit
  18. 18. 1.2 Alternadors : constitució Estator (Induït) :estructura fixe que conté al seu interior el sistema induït destinat a generar la FEM Rotor (Inductor) :part giratòria de la màquina que conté el sistema inductor destinat a crear el campmagnèticEntreferro :espai que queda entre Estator i Rotor
  19. 19. 1.2 Alternadors vs dinamos
  20. 20. 1.2 Alternadors vs dinamos
  21. 21. 1.2 Alternadors : FEMSón màquines de CA síncrones que giren amb una velocitat de sincronismerelacionada amb el nombre de pols que té la màquina i la freqüència de la FEMinduïda 60 f ns = p ns freqüència de rotació del rotor (min-1) p nombre de parells de pols de l’ inductor f freqüència de la FEM (Hz)
  22. 22. 1.2 Alternadors : FEMEls alternadors industrials són generalment trifàsics εf = K • 4,44 • Ns • f • Φ K Coeficient que depèn de les característiques de construció de l’ induït Ns Nombre d’ espires sèrie per fase f Freqüència de la FEM induïda (Hz) Ф Flux creat per cada pol de l’ inductor (Wb) La FEM eficaç induïda en el buit en cada fase per un alternador depèn de les característiques de construcció (K , Ns ) i és d.p. al flux que crea l’ inductor (estator) i a la freqüència.
  23. 23. 1.2 Alternadors : connexionsEls alternadors industrials són generalment trifàsics
  24. 24. 1.2 Alternadors : connexionsEls alternadors industrials són generalment trifàsics Magnitud Connexió Connexió Y ∆ Intensitats IF = IL IL = 3· IF Tensions VL = 3 · VF VF = VL On VL : Tensió en borns de l’ alternador Potència aparent S T = 3 · VL · I L
  25. 25. 2.Motors elèctricsTransformen l’ energia elèctrica que reben a través dels seus borns enenergia mecànica que subministren a través de l’ eix del motor Motors de C.C. Motors de C.A.
  26. 26. 2 Motors elèctrics: constitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnètic Rotor (Induït) :part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMEntreferro : espai que queda entre Estator i Rotor
  27. 27. 2.1 Motors CCTransformen l’ energia elèctrica que reben a través dels seus borns, enforma de CC, en energia mecànica que subministren a través de l’ eix delmotor
  28. 28. 2.1 Motors CC
  29. 29. 2.1 Motors CC
  30. 30. 2.1 Motors CC: força contramotriu •FCEM : ε = K • Φ • n K= Np 60a Ф Flux creat per cada pol de l’ inductor (Wb) N Nombre de conductors actius de l’ enrotllament induït (2 per espira) n Freqüència de rotació del rotor (min-1) p Nombre de parell de pols de l’ inductor a Nombre de parells de branques en paral.lel del circuit induïtLa FCEM induïda d’ un motor CC depèn de les característiques deconstrucció (K) i és d.p. al flux que crea l’ inductor (estator) i a lavelocitat de gir del rotor. Presenta sentit contrari a la tensió VL delmotor .Es mesura en Volts (V).
  31. 31. 2.1 Motors CC : parell motorEl seu principi de funcionament esfonamenta en la reversibilitat delfenomen d’induccióUn conductor situat en un campmagnètic és sotmés a la següentforça: F = B·l·I Es creen forces i parells que fan girar el rotor
  32. 32. 2.1 Motors CC: parell motor•Parell motor nominal: Γ = K • Φ • IiK Constant que depèn de les característiques de la màquinaФ Flux de cada pol (Wb)Ii Corrent indüït (A)
  33. 33. 2.1 Motors CC : intensitatsCorrent dalimentació I rotor o induïtCorrent dexcitació Ie estator o inductor Inductor Induït inductor induït Estator Rotor Ie I Rt VL ε
  34. 34. 2.1 Motors CC : intensitats•Intensitat del motor: VL − ε − 2VCO(intensitat induïda) IL = Rt(intensitat de línia) inductor induïtVL Tensió de línia (V) Ieε’ FCEM (V) I2VCO Caiguda tensió col.lector-escombretes (V) = 2 VRt Resistència que oposa el motor (Ω) Rt VL ε
  35. 35. 2.1 Motors CC : intensitats•Intensitat d’arrencada: VL − 2VCO Ia = Rtn =0 ε’ = 0 inductor induïtVL Tensió de línia (V) Ie I2VCO Caiguda tensió col.lector-escombretes (V) = 2 VRt Resistència que oposa el motor (Ω) Rt VL ε‘ = 0Perill de curtcircuit perquè Ia >> I !!!!
  36. 36. 2.1 Motors CC : intensitats•Intensitat d’arrencada: VL − 2VCO Ia = Rt + RRan =0 ε’ = 0 inductor induïtVL Tensió de línia (V) Ie I2VCO Caiguda tensió col.lector-escombretes (V) = 2 VRt Resistència que oposa el motor (Ω) Rt VLS’ afegeix un reòstat d’ arrencada RRa Rraen sèrie amb l’ induït per reduïr Ia
  37. 37. 2.1 Motors CC: velocitat de gir ε VL − Rt I − 2VCO VL • Freqüència de rotació: n= = ≈ ( min-1) Kφ Kφ KΦ K Constant que depèn de les característiques de la màquina Ф Flux de cada pol (Wb) VL Tensió de línia (V)Es diu que un motor és estable quan:•En augmentar la velocitat respon amb una reducció del parell motorque estableix l’ equilibri. En cas contrari el motor s’embalarà.•En disminuir la velocitat respon amb un augment del parell motor queestableix l’ equilibri. En cas contrari el motor anirà perdent força is’aturarà.
  38. 38. 2.1 Motors CC: potències ,rendiment• Potència absorbida (W): Pabs = VL I • Potència interna (W): Pi = ε I 2π ⋅n • Potència útil (W): Pu = τ u ⋅ ω = τ u ⋅ 60 • Potència perduda (W): Pp = Pabs − Pu Pu Pu • Rendiment motor : η = = Pabs Pu + Pp
  39. 39. 2.2 Motors CATransformen l’ energia elèctrica que reben a través dels seus borns, en formade CA, en energia mecànica que subministren a través de l’ eix del motor
  40. 40. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnèticgiratori
  41. 41. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnèticgiratoricarcassa
  42. 42. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnèticgiratoriNucli magnètic
  43. 43. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnèticgiratoriBobinatge inductor
  44. 44. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Estator (Inductor) : estructura fixe que conté el sistema inductor destinat a produir el camp magnèticgiratoriCaixa de borns
  45. 45. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució  Rotor (Induït) : part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMEix
  46. 46. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució  Rotor (Induït) : part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMCoixinet
  47. 47. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Rotor (Induït) :part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMRotor gàbia d’ esquirol•Format per barres ianells de Cu o Alcurtcircuitats.•Econòmics•Poc manteniment•Fàcil muntatge
  48. 48. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Rotor (Induït) :part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMRotor gàbia d’ esquirol•Format per barres ianells de Cu o Alcurtcircuitats.•Econòmics•Poc manteniment•Fàcil muntatge
  49. 49. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Rotor (Induït) :part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMRotor bobinat•Bobinatge trifàsic de Cuconnectat en estrella•Milloren engegada del motor•Regulació de velocitat•Voluminosos, cars•Requereixen manteniment
  50. 50. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució Rotor (Induït) :part giratòria de la màquina que conté el sistema induït destinat a generar la FEMRotor bobinat•Bobinatge trifàsic de Cuconnectat en estrella•Milloren engegada del motor•Regulació de velocitat•Voluminosos, cars•Requereixen manteniment
  51. 51. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsConstitució
  52. 52. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsics FuncionamentLes bobines trifàsiques desfasades 120º de l’ estator (inductor) produeixen uncamp magnètic giratori que gira a una certa velocitat que depèn de la freqüènciaque indueixen una fem en el rotor (induït) que es posa a girar.
  53. 53. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsFuncionament
  54. 54. 2.2 Motors CA•Motors síncrons:Es fonamenten en la reversibilitat de l’ alternador 60 f ns =Es caracteritzen perquè el seu rotor gira a la velocitat de sincronisme p•Motors asíncrons = motors d’induccióEs fonamenten en l’ acció que excerceix el camp magnètic de l’ estator(inductor) sobre els corrents que indueix en el rotor (induït)Es caracteritzen perquè el seu rotor gira a una velocitat inferior a la de n〈 nssincronisme
  55. 55. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsics Velocitat de sincronisme i lliscament•Velocitat de sincronisme (min-1) : és la velocitat del camp giratori. f f : freqüència de la xarxa d’ alimentació ( 50 Hz) ns = p : nombre de pols de l’ estator que crea el camp (inductor) p•Velocitat de lliscament (min-1) : és la diferència entre la velocitat desincronisme i la velocitat del rotor nr = ns − n•lliscament relatiu : coeficient que expressa la velocitat relativa de lliscament nr s= ns
  56. 56. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsics potències•Potència activa (W) : és la potència absorbida de la xarxa elèctrica del motor que es cedeix a l’ eix( potència útil Pu) i les pèrdues magnètiques,elèctriques i mecàniques Pabs = 3 · VL ·I L ·cos ϕ•Potència reactiva (VAr) :és la potència que el motor absorbeix de la xarxa per crear el camp magnètic Qabs = 3 · VL · I L ·sin ϕ•Potència aparent (VA) : S abs = Pabs + Qabs 2 2 S abs = 3 · VL · I L
  57. 57. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsics rendiment / intensitat/ parell motor•Rendiment : quocient entre potència útil i potència absorbida Pu η= Pabs•Intensitat (A) que el motor absorbeix de la xarxa : Pabs Pu I= = = 3 ⋅ VL ⋅ cos ϕ 3 ⋅ VL ⋅ cos ϕ ⋅η•Parell motor (Nm) : Pu Pu Γ= = ω 2 ⋅π ⋅ n 60
  58. 58. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsics rendiment / intensitat/ parell motor•Rendiment : quocient entre potència útil i potència absorbida Pu η= Pabs•Intensitat (A) que el motor absorbeix de la xarxa : Pabs Pu I= = = 3 ⋅ VL ⋅ cos ϕ 3 ⋅ VL ⋅ cos ϕ ⋅η•Parell motor (Nm) : Pu Pu Γ= = ω 2 ⋅π ⋅ n 60
  59. 59. 2.2 Motors CA d’ inducció trifàsicsPlaca de característiques
  60. 60. 3.TransformadorsMàquines estàtiques que converteixen un CA d’ una certa tensió i corrent ambaltre CA amb una altra tensió i corrent diferent Transformadors elevadors : augmenten tensió, disminueixen intensitat Transformadors reductors: disminueixen tensió, augmenten intensitat
  61. 61. 3 Transformadors : constitució Nucli ferromagnètic : estructura de xapa magnètica encarregada d’ acoblar el bobinatge Bobinatge :enrotllaments de fils i platines de coure
  62. 62. 3 Transformadors : constitució Nucli ferromagnètic : estructura de xapa magnètica encarregada d’ acoblar elbobinatge. Està format per xapes disposades en columnes i jous.
  63. 63. 3 Transformadors : constitució Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elèctric Debanat simètric: Cada bobina enrotllada en una columna diferent
  64. 64. 3 Transformadors : constitució Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elèctric Debanat concèntric: Dos enrotllaments un sobre de l’ altre, aïllats entre ells
  65. 65. 3 Transformadors : constitució Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elèctric Debanat alternat: Dos bobines concèntriques repartides en dos columnes
  66. 66. 3 Transformadors : constitució Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elèctric Debanat cuirassat: Nucli de tres columnes i les bobines concèntriques a la columna del mig
  67. 67. 3.Transformadors elèctrics
  68. 68. 3 Transformadors : funcionamentEl seu funcionament es fonamenta en els fenòmens d’ induccióelectromagnètica. Està format per un circuit magnètic i dos elèctrics.En connectar l’ enrotllament primari a una xarxa de CA s’ estableix un fluxvariable que indueix una FEM εp en el primari i un ε s en el secundari.El primarirep l’ energia i es comporta com un receptor i el secundari com un generador jaque alimenta el circuit. Np rt = Ns rt : relació de transformació N p : nº espires primari N s : nº espires secundari
  69. 69. 3 Transformadors: ideal (buit)εp = 4,44 ⋅ φmàx ⋅ f ⋅ Np εs = 4,44 ⋅ φmàx ⋅ f ⋅ Ns εp Np = = rt ε s Ns
  70. 70. 3 Transformadors: ideal (càrrega) ε p Vp I s N p = = = = rt ε s Vs I p N s

×