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TIN II MOTORES ELÉCTRICOS

tecnoscar2012

Created on January 17, 2020

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Transcript

Presentación

MOTORES ELÉCTRICOS

Tecnología Industrial II_Tema 4_Motores eléctricos IES NORBA CAESARINA CC

Dto. Tecnología. Óscar García Jiménez ogarciaj01@educarex.es

ÍNDICE

Ejercicios motores

Conceptos Previos

Máquinas eléctricas

Funcionamiento motor

Electromagnetismo

Conceptos electricidad

Elementos motor

Conceptos motores

Fuerza de Lorentz

circuitos

Tipos de motores

Inducción electromagnética

Actividades semana 1 (11-15 enero)

CONCEPTOS PARA ENTENDER EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELÉCTRICO

conceptos previos elementos del motor eléctrico circuitos en un motor eléctrico

- electromagnetismo

1.1

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

- Fuerza de Lorentz

- Inducción elecrtomagnética

- 1. electromagnetismo

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

- Ciencia que estudia la interacción de una partícula cargada en un campo eléctrico y un campo magnético.

- Campo eléctrico

- Campo magnético

- 1.1 campo magnético creado por un conductor rectilíneo.

- 1. electromagnetismo

- 1.2 campo magnético creado por un solenoide o bobina.

Clic en las flechas para mas info

- 1.1 Campo magnético creado por un conductor rectilíneo

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

- Un hilo conductor sobre el que circula una corriente ejerce una perturbación a su alrededor (p.e. puede mover una aguja)

- Dos hilos conductores en paralelo sufren una fuerza de atracción si la corriente que pasa por ellos tiene el mismo sentido y de repulsión si son opuestos

- regla de la mano derecha

Clic en las flechas del texto para mas info

- 1.1 Campo magnético creado por un conductor rectilíneo

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

- Los dos fenómenos anteriores explican el hecho de que una corriente eléctrica genera un campo magnético, tanto más intenso cuanto mayor es la corriente eléctrica y menor la distancia al cable

- regla de la mano derecha

mayor corriente eléctrica

Corriente eléctrica

Corriente magnética

más intensa cuanto...

menor distancia al cable

Clic en las flechas del texto para mas info

- 1.2 campo magnético creado por un solenoide o bobina

-... y gracias a la suma de estos dos conceptos nace la bobina y el electroimán

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

- Bobina o solenoide: enrollamiento de un cable conductor formando espiras, combinando así los campos de las espiras y creando un campo magnético.

- Electroimán: si introducimos una barra o conductor de hierro (núcleo) entre el enrollamiento de cable conductor (espiras de una bobina o solenoide), el campo magnético es muy superior.

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

- 2. Fuerza de Lorentz

- 2. Fuerza de Lorentz

- 1. flecha verde: intensidad eléctrica

- 2. flecha azul : campo magnético N-S

- 3. flecha roja : Fuerza Lorentz

campo magnético N-S

intensidad eléctrica en la bobina

- Motor eléctrico, con una sola espira y dos polos.... "arrancamos"

Fuerza Lorentz

- 3. Inducción electromagnética

CONCEPTOS PREVIOS de Física para entender una máquina eléctrica

Inducción electromagnética: cuando movemos un imán, una bobina o ambos al mismo tiempo se genera una correinte inducida

Fuerza electromotriz inducida (fem): cuando un conductor se mueve en un campo magnético, se genera una tensión.

En los motores esta fem es una fcem (FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ) es decir la tensión que se genera en el rotor (inducido)

Aplicamos una tensión alimentación U

CONCEPTOS PREVIOS Resumen

Corriente o Intensidad eléctrica

Campo magnético

Par motor Mi

Fuerza contraelectromotriz fcem

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Introducción Elementos del motor eléctrico Circuitos en un motor eléctrico Funcionamiento

- 4. Clasificación de las máquinas eléctricas

Máquinas eléctricas

Generadores

Son máquinas eléctricas capaces de generar energía eléctrica a partir de energía mecánica. Hemos visto anteriormente que una carga eléctrica en movimiento dentro de un campo magnético experimenta una fuerza que la desplaza.

GENERADORES CC = DINAMOS

GENERADORES CA = ALTERNADORES (CENTRALES ELÉCTRICAS)

- 4. Clasificación de las máquinas eléctricas

Máquinas eléctricas

Transformadores

Son máquinas eléctricas que transforman la corriente eléctrica que reciben en corriente eléctrica de diferentes características (voltaje, intensidad).

Motores

Son máquinas eléctricas que aprovechan la energía eléctrica que reciben y la transforman en energía mecánica. Se clasifican según la corriente de funcionamiento en: - Motores de corriente continua - Motores de corriente alterna: monofásicos y trifásicos - Motores universales: funcionan con cualquier tipo de corriente (CC o CA).

- Actividades

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELÉCTRICO

Introducción Elementos del motor eléctrico Circuitos en un motor eléctrico Funcionamiento

- Concepto de motor eléctrico CC

MOTORES DE CC CONCEPTOS PREVIOS

- La mayor ventaja con respecto a los motores de CA es la facilidad para controlar la velocidad y el par

- En la actualidad la CA de los motores eléctricos en los vehículos poseen mecanismos eléctrónicos que controlan velocidad y par

ELEMENTOS DE UN MOTOR ELÉCTRICO

- Estátor: se alojan las bobinas o debanados inductores o devanados de excitación (producen el campo magnético).

- Rotor: inducido (eje+rodamientos). Ranuras donde se alojará el devanado o arrollamiento inducido.

Los extremos de las bobinas se sueldan a las láminas de cobre (delgas) que forman el colector..

ELEMENTOS DE UN MOTOR ELÉCTRICO

- Estátor: se alojan las bobinas o debanados inductores o devanados de excitación (producen el campo magnético).

- Rotor: inducido (eje+rodamientos). Ranuras donde se alojará el devanado o arrollamiento inducido.

Los extremos de las bobinas se sueldan a las láminas de cobre (delgas) que forman el colector..

CIRCUITOS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

circuito magnético: en el inductor producido por las bobina inductoras o campo de excitación

circuitos eléctricos: 1. inductor (a través de la bobina de excitación) + polos 2. inducido: sobre la circunferencia del rotor y a lo largo del cilindro. 2

CIRCUITOS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

CARGADOR

CONVERTIDOR

MOTOR COCHE ELÉCTRICO

ESTATOR

ROTOR

ARROLLAMIENTOS

EJERCICIOS MOTORES ELECTRICOS

Conceptos previos de electricidad Conceptos de electricidad para motores de CC

CONCEPTOS PREVIOS DE ELECTRICIDAD

4.- Potencia eléctrica (P) Se mide en vatios (W) y es el trabajo que genera el motor en un determinado tiempo (J/s recordad).

1.- Tensión o diferencia de potencial (V, E, E´) Se mide en Voltios (V) y en los motores eléctricos se introduce el concepto de fem (fuerza electromotriz) y fcem (fuerza contraelectromotriz) 2.- Intensidad eléctrica (I) Se mide en Amperios (A). Cantidad de electrones que recorren un conductor en un momento determinado. También se denomina corriente eléctrica. 3.- Resistencia Eléctrica (R) Se mide en ohmios (Ω) y es la oposición al paso de electrones por un conductor.

LEY DE OHM

Relación que existe entre tensión (V), Intensidad (I) y Resistencia (R)

V = I x R R= V/I I= V/R

LEY DE POTENCIA

Relación que existe entre tensión (V), Intensidad (I). P = V x I

P = V x I = (IxR) x I = I R

CONCEPTOS DE ELECTRICIDAD para los ejercicios de motores eléctricos de cc.

1.- Tensión o diferencia de potencial (V, E, E´) U (tensión de alimentación) y E´ (fuerza contraelectromotriz generada en el inducido del motor) 2.- Intensidad eléctrica (I) Intensidad del inducido (rotor) y del inductor (estator). Además se tiene encuenta la Intensidad de la corriente (red de alimentación). 3.- Resistencia Eléctrica (R) Resistencias del inducido (rotor) y del inductor (estator). REOSTATO DE ARRANQUE: Resistencia del inducido al arranque (E´=0 y Iexc=0)

MOTOR CC SERIE

MOTOR CC DERIVACIÓN O SHUNT (PARALELO)

MOTOR CC EXCITACIÓN INDEPENDIENTE

MOTOR CC SERIE

MOTOR CC EN DERIVACIÓN O SHUNT (paralelo)

MOTOR CC EN COMPOUND (paralelo con R "extra" en paralelo al motor)

POTENCIA MOTOR CC Y RENDIMIENTO

P = U X I P = P - P - (P ) P = I (R +R )

ABS

UT

Cu

ABS

fe+m

En serie

Exc

Ind

Cu

P = I R + I R P = suele ser un dato

En paralelo

-Pcu (exc): pérdidas en los conductores de la excitación por efecto de su resistencia eléctrica, -Pcu (ind): pérdidas en los conductores del inducido, denominadas, junto con las anteriores, pérdidas en el cobre (PCu). -P fe: pérdidas en el hierro, por la energía perdida en los campos magnéticos y en las corrientes parásitas que aparecen en las piezas de hierro (PFe). -Pme: pérdidas mecánicas por rozamientos y ventilación (PMec)

Cu

Exc

Ind

Exc

Ind

fe+m

Leer más

RESUMEN DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS

ANÁLISIS DE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

NIVEL PRO

ANÁLISIS DE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

NIVEL PRO

ANÁLISIS DE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

Distribución del flujo de la máquina 241,5 ms, operación balanceada, plena carga (s=0,023)

Distribución del flujo de la máquina a 230 ms, operación desbalanceada con subvoltajes, sin carga (s=0,00)

ENLACE A ARTÍCULO SOBRE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

PROTECCIÓN DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS

PROTECCIÓN DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS

MEDIDAS ELÉCTRICAS EN LAS INSTALACIONES DE MOTORES ELÉCTRICOS

EJERCICIOS MOTORES ELÉCTRICOS CC

EJERCICIO 1 MOTORES ELECTRICOS CC

DATOS: V=120V I=30A R =0.6Ω y R =0.4Ω P =180W n=2200 rpm

exc

ind

fe+m

EJERCICIO 2 MOTORES ELECTRICOS CC

DATOS: Pútil=10CV V =200V R =0.8Ω y R =0.3Ω fem =134V

exc

ind

EJERCICIO 3 MOTORES ELECTRICOS CC

DATOS: V=100V I=30A R =125Ω y R =0.2Ω P =4.4 kW (útil) n=4200 rpm fcem=90V

exc

ind

EJERCICIO 4 MOTORES ELECTRICOS CC

DATOS: V=250V R =400Ω y R =0.3Ω I = 62 A P =300W

exc

ind

fe+m

EJERCICIO 5 MOTORES ELECTRICOS CC

DATOS: P=22CV R =0,15Ω y R =0.25Ω U= 220V

exc

ind

EJERCICIO 6 MOTORES ELECTRICOS CC enunciados

EJERCICIO 7 MOTORES ELECTRICOS CC

DATOS: V=20V R =0.15Ω I = 25A

int

EJERCICIO 8 MOTORES ELECTRICOS CC enunciados

EJERCICIO 9 MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 10 MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 11 MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 14 MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 10 MOTORES ELECTRICOS CC

¡GRACIAS!

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