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Motores electricos blog
- 1. CURSO: 2º BACH TECNOLOGIA INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA: II.2 MOTORES ELÉCTRICOS BLOQUE II: PRINCIPIOS DE MÁQUINAS
- 2. OBJETIVOS 1. 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.
- 3. 0.- INTRODUCCION ALA ELECTRICIDAD Electrodomésticos Corriente continua Corriente alterna
- 4. Valores de lac.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
- 5. Magnitudes Eléctricas Lacarga 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 una unidad de tiempo. I = q /t Amperios = Culombios /segundo Para que los electrones se desplacen por un conductor es necesaria 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 unidad es 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
- 6. 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
- 7. Ley de Ohm LaIntensidad que circula por un circuito es proporcional a la tensión que aplicamos en él V e inversamente proporcional a la resistencia que opone a dicha corriente. Esto se expresa I= con la fórmula: R Ejemplo: V 9 Ejemplo de c.a.: I= = = 0,06A R 150 Vef 230 I ef = = = 1,533A R 150
- 8. Potencia eléctrica La potenciaeléctrica 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 ef Otra 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.
- 9. Energía eléctrica Cuando tenemosel receptor conectado durante un tiempo lo que necesitamos conocer 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
- 10. 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.
- 11. 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.
- 12. Circuito mixto RT = R1 + RP R2 * R3 RP = R2 + R3 I T = I1 = I P I P = I 2 + I3 VT = V1 + VP VP = V1 = V2
- 13. Aparatos de medida Óhmetro Voltímetro Amperímetro conexionado conexionado conexionado
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- 15. Conexionado del polímetro 1º.-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, en caso 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 sea posible en el display.
- 16. 1.- PRINCIPIOS BÁSICOSDE ELECTROMAGNETISMO Electricidad y magnetismo están relacionadas de forma reversible. La corriente genera campo magnético El campo magnético genera corriente eléctrica
- 17. 1.1.- MAGNETISMO Unimán 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 de campo 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.
- 18. 1.2.- ELECTROMAGNETISMO Una corrienteeléctrica es capaz de generar un campo magnético, igual que si fuera un imán. Esto se comprueba cuando enrollamos un cable alrededor de un cilindro de hierro (bobina). Cuando los dos extremos del cable lo conectamos a la pila el hierro se comporta como un imán (electroimán)
- 19. EXPERIMENTA COMO HACER UN ELECTROIMAN MATERIAL: un tornillo, hilo fino y una pila PROCEDIMIENTO: Enrolla el hilo alrededor del tornillo, dando el mayor número de vueltas que este te permita. Para comprobar que el experimento a funcionado conecta los dos extremos del hilo a la pila y acércalo a un montón de clavos ¿qué ocurre?
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- 21. Aplicaciones, relé Símbolos de relés
- 22. Aplicaciones, transformador P1 = P2 V1 * I1 = V2 *I2 V1 / V2 = I2 / I1 = m (relación de transformación). N1 / N2 = V1 / V2 = m (relación de transformación).
- 23. Aplicaciones, alternador símbolo
- 24. Aplicaciones, dinamo ymotor de corriente continua símbolos
- 25. 1.3.- MAGNITUDES MAGNÉTICASBÁSICAS Para cuantificar el campo magnético se utiliza un concepto abstracto como es el de líneas de campo. magnitud definición unidad Inducción B Número de líneas por unidad de Tesla T magnética superficie (S) =Wb/m2 Flujo Φ Número total de líneas de campo Webers Wb magnético magnético
- 26. 1.4.- FACTORES QUEMODIFICAN B 1. 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.
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- 28. 1.5.- CIRCUITO MAGNÉTICO Estáformado por un material ferromagnético capaz de concentrar las líneas de campo y de disminuir las pérdidas. Circuito magnético elemental
- 29. 1.6.- MAGNITUDES MAGNÉTICASII Se puede relacionar el circuito eléctrico con un circuito magnético, simplemente hay que relacionar magnitudes. magnitud definición unidad Fuerza Es la que mantiene el flujo Amperios fmm A magnetomotriz creado por una bobina. Fuerza magnetomotriz Intensidad de necesaria para magnetizar Amperios/ H A/m campo magnético una unidad de longitud de metro material.
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- 32. 1.7.- FUERZA ELECTROMOTRIZINDUCIDA Faraday en 1831 estableció que en un conductor bajo un campo magnético se induce una tensión a la que se llama fuerza electromotriz.
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- 39. 1.9.- PERDIDAS MAGNÉTICAS Todoslos materiales magnéticos tienen Comportamiento perdidas: 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.
- 41. 2.- Clasificación delas máquinas eléctricas
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- 44. 2.2.- MÁQUINAS ELÉCTRICASROTATIVAS Las máquinas eléctricas rotativas convierten la energía eléctrica en mecánica (motor) o viceversa (generador).
- 45. 2.2.1.- EL GENERADORELEMENTAL
- 46. 2.1.2.- EL MOTORELEMENTAL
- 47. 2.1.3.- MOTORES DECORRIENTE CONTINUA
- 48. 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
- 49. 2.1.3.1.1- Estructura Estator: coronade material ferromagnético (culata). Rodeando los polos, se hallan unas bobinas que al ser alimentadas por corriente continua, crean el campo magnético inductor. Rotor: Formado por una columna de material ferromagnético, a base de chapas de hierro, aisladas unas de las otras por una capa de barniz o de óxido. Colector: Constituido por piezas planas de cobre duro, llamadas delgas, separadas y aisladas. El colector tiene tantas delgas como bobinas posee el devanado inducido de la máquina. Escobillas: de bronce o latón, establecen el A rotor enlace eléctrico entre las delgas y el colector y el circuito de corriente continua exterior. B colector C escobilla D eje
- 50. 2.1.3.2.- ECUACIONES PARAEL CÁLCULO GENERADOR fem generada en bornes MOTOR Par 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)
- 51. 2.1.3.3.- TIPOS DEMOTORES
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- 55. 2.1.3.3.2.- EXCITACIÓN ENDERIVACIÓN (SHUNT)
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- 60. 2.1.3.3.5.- Curvas características Lascurvas características informan de cual es el comportamiento del motor según su 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 M Si se toma una de las magnitudes como constante, otra como parámetro, otra como variable y otra como función, 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
- 61. 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 tranvías locomotoras, gruas, etc. Su velocidad varía mucho con la carga, existiendo en vacío 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.
- 62. 2.1.3.3.6.- Distribución depotencias
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- 67. 2.1.4.- MÁQUINA DECORRIENTE ALTERNA
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- 69. 2.1.4.2.- Diferencia entremáquina asíncrona y síncrona
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- 71. El campo magnéticogiratorio del estator, creado por el sistema de corrientes trifásicas R, S, T gira a la velocidad NS corta los conductores del rotor, que gira a una velocidad NR < NS (NS flecha rosa, NR punto verde)
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- 91. Documental: ¿Quién matoal coche eléctrico? http://www.megavideo.com/?v=FV2IA3I4