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MÁQUINAS
ELÉCTRICAS I
Introducción a los principios de las
Máquinas Eléctricas
Guía Práctica Nº 03
“CIRCUITOS MAGNÉTICOS”
• Analizar la operación de los circuitos magnéticos
mediante el programa FEMM
Propósito:
“Circuitos
Magnético
s”
Video. 1 Circuitos Magnéticos
CIRCUITO
MAGNÉTICO
Las máquinas eléctricas rotativas y estáticas tienen circuitos eléctricos y circuitos magnéticos
interconectados a través de un medio que es el flujo magnético.
Fig. 1 Estructura de un circuito magnético simple.
Dispositivo en el cual las líneas de fuerza del
campo magnético se hallan canalizadas
trazando un camino cerrado.
El circuito magnético se fabrica con materiales
ferromagnéticos, éstos tienen permeabilidad
magnética mucho más alta que el aire o espacio vacío
por tanto el campo magnético tiende a confinarse
dentro del material llamado núcleo.
CIRCUITO
MAGNÉTICO
Un material ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo.
Fig. 2 Material ferromagnético.
La interacción ferromagnética es
la interacción magnética que hace que
los polos magnéticos tiendan a
disponerse en la misma dirección y
sentido al aplicarle un campo magnético.
 el hierro (Fe),
 el níquel (Ni),
 El cobalto (Co).
CIRCUITO
MAGNÉTICO
Permeabilidad magnética
capacidad que tienen los
conductores de afectar y ser
afectados por los campos
magnéticos.
(henrios por metro)
Video. 2 Permeabilidad magnética.
GUÍA PRÁCTICA Nº
03
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
(http://nicadd.niu.edu/~syphers/tutorials/FEMMinstall.html)
 Barra de herramientas/Problem/Planar (x,y);
Lenght Units (cm, m, etc)
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Iniciar programa/File/New/Magnetics Problem
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Crea nodos.
 Crear rectas entre dos nodos.
 Crear arcos entre dos nodos.
 Permite designar la región cerrada de nuestro
dibujo
 Permite mostrar propiedades del elemento
seleccionado.
 Properties.- Permite definir propiedades en un
elemento.
 Properties Library.- Contiene materiales del
núcleo y del conductor.
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Crea una malla con todos los nodos de nuestro
proyecto, para evitar errores ejecutar ésta opción
antes de analizar.
 Para analizar nuestro problema y encontrar
respuestas.
 Permite visualizar los resultados.
 Deshacer un movimiento anterior.
 Seleccionar varios elementos para mover, copiar,
borrar.
 Seleccionar circularmente los elementos.
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Mover o rotar objetos
seleccionados.
 Copiar objetos seleccionado.
 Elegir tamaño/separación de malla y
coordenadas.
 Zoom +, -, zoom ajuste de imagen,
zoom seleccionado.
 Para mover el área de trabajo.
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
I. EJERCICIOS:
1. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se
genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la
rama central del núcleo ferromagnético de la
Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 10 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
Fig. 2 Circuito magnético diseñado en FEM
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
2. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 10 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure nickel annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
3. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 10 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 12 AWG
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
5. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 30 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
6. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 10 mm.
 Nº vueltas bobina: 100
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
7. Comparar, analizar los resultados y listar sus
conclusiones de los ejercicios realizados según se
indica a continuación:
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Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
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Presentación GP Nº03.ppt reapso general maqinas electricas

  • 1.
  • 3. Introducción a los principios de las Máquinas Eléctricas Guía Práctica Nº 03 “CIRCUITOS MAGNÉTICOS”
  • 4. • Analizar la operación de los circuitos magnéticos mediante el programa FEMM Propósito:
  • 6. CIRCUITO MAGNÉTICO Las máquinas eléctricas rotativas y estáticas tienen circuitos eléctricos y circuitos magnéticos interconectados a través de un medio que es el flujo magnético. Fig. 1 Estructura de un circuito magnético simple. Dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo magnético se hallan canalizadas trazando un camino cerrado. El circuito magnético se fabrica con materiales ferromagnéticos, éstos tienen permeabilidad magnética mucho más alta que el aire o espacio vacío por tanto el campo magnético tiende a confinarse dentro del material llamado núcleo.
  • 7. CIRCUITO MAGNÉTICO Un material ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo. Fig. 2 Material ferromagnético. La interacción ferromagnética es la interacción magnética que hace que los polos magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y sentido al aplicarle un campo magnético.  el hierro (Fe),  el níquel (Ni),  El cobalto (Co).
  • 8. CIRCUITO MAGNÉTICO Permeabilidad magnética capacidad que tienen los conductores de afectar y ser afectados por los campos magnéticos. (henrios por metro) Video. 2 Permeabilidad magnética.
  • 9. GUÍA PRÁCTICA Nº 03 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. (http://nicadd.niu.edu/~syphers/tutorials/FEMMinstall.html)  Barra de herramientas/Problem/Planar (x,y); Lenght Units (cm, m, etc) I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:  Iniciar programa/File/New/Magnetics Problem
  • 10. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:  Crea nodos.  Crear rectas entre dos nodos.  Crear arcos entre dos nodos.  Permite designar la región cerrada de nuestro dibujo  Permite mostrar propiedades del elemento seleccionado.  Properties.- Permite definir propiedades en un elemento.  Properties Library.- Contiene materiales del núcleo y del conductor.
  • 11. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:  Crea una malla con todos los nodos de nuestro proyecto, para evitar errores ejecutar ésta opción antes de analizar.  Para analizar nuestro problema y encontrar respuestas.  Permite visualizar los resultados.  Deshacer un movimiento anterior.  Seleccionar varios elementos para mover, copiar, borrar.  Seleccionar circularmente los elementos.
  • 12. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:  Mover o rotar objetos seleccionados.  Copiar objetos seleccionado.  Elegir tamaño/separación de malla y coordenadas.  Zoom +, -, zoom ajuste de imagen, zoom seleccionado.  Para mover el área de trabajo.
  • 13. GUÍA PRÁCTICA Nº3 I. EJERCICIOS: 1. Determinar la corriente necesaria para alimentar el circuito, de tal manera que se genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1: Considerar:  Espesor núcleo 10 mm.  Nº vueltas bobina: 50  Material de núcleo: Pure iron annealed  Sección de bobina: Cu 16 AWG Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm Fig. 2 Circuito magnético diseñado en FEM
  • 14. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. EJERCICIOS: 2. Determinar la corriente necesaria para alimentar el circuito, de tal manera que se genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1: Considerar:  Espesor núcleo 10 mm.  Nº vueltas bobina: 50  Material de núcleo: Pure nickel annealed  Sección de bobina: Cu 16 AWG Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
  • 15. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. EJERCICIOS: 3. Determinar la corriente necesaria para alimentar el circuito, de tal manera que se genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1: Considerar:  Espesor núcleo 10 mm.  Nº vueltas bobina: 50  Material de núcleo: Pure iron annealed  Sección de bobina: Cu 12 AWG Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
  • 16. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. EJERCICIOS: 5. Determinar la corriente necesaria para alimentar el circuito, de tal manera que se genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1: Considerar:  Espesor núcleo 30 mm.  Nº vueltas bobina: 50  Material de núcleo: Pure iron annealed  Sección de bobina: Cu 16 AWG Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
  • 17. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. EJERCICIOS: 6. Determinar la corriente necesaria para alimentar el circuito, de tal manera que se genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1: Considerar:  Espesor núcleo 10 mm.  Nº vueltas bobina: 100  Material de núcleo: Pure iron annealed  Sección de bobina: Cu 16 AWG Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
  • 18. GUÍA PRÁCTICA Nº3 FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad. I. EJERCICIOS: 7. Comparar, analizar los resultados y listar sus conclusiones de los ejercicios realizados según se indica a continuación: a) Ejercicio 1 y 2 b) Ejercicio 1 y 3 c) Ejercicio 1 y 4 d) Ejercicio 1 y 5 Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
  • 19.
  • 21. CREA IMPACTO POSITIVO Y TRASCIENDE