Funcionamiento de máquinas de inducción: Campos y circuitos magnéticos, Diapositivas de Mecánica Aplicada

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Principios fundamentales del

funcionamiento

de las máquinas de inducción.

6 DE ENERO DE 2020

¿Qué es una máquina eléctrica?

Par (τ))

𝜏 =( 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝐴𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 )( 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑃𝑒𝑟𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 ) = r F sen θ)

F

Newton-Metro ó Libras-Pie

Trabajo (W)

Joule o Libras- Pie 𝑊 = 𝜏𝜃 Si el Par es constante:

Campo Magnético

1. Al circular corriente por un conductor se produce un campo magnético en él.
2. Si a través de una espira se pasa un campo magnético variable con el tiempo, se induce un voltaje en dicha espira (θ)acción transformadora).
3. Si un conductor por el cual circula corriente, se encuentra dentro de un campo magnético, se produce una fuerza sobre dicho conductor (θ)acción motora).
4. Cuando un motor en movimiento se encuentra inmerso dentro de un campo magnético, en dicho conductor se induce un voltaje (θ)acción generadora).

Principios Básicos:

Circuitos Magnéticos.

La corriente que circula en una bobina arrollada en un núcleo produce

un flujo magnético en dicho núcleo.

= Fuerza magnetromotriz (fmm). 𝜑 = Flujo Magnético. ℛ = Reluctancia.

Considerando la siguiente figura 1, se puede visualizar los términos para hallar la reluctancia en un núcleo dado. ℛ = 𝑙𝑐 𝜇 𝐴 Figura 1

Ejemplo 1: La figura 2 , muestra un núcleo de material ferromagnético. Tres de los lados de este núcleo tienen el mismo ancho mientras que el cuarto es mas delgado. La profundidad del núcleo es de 10 cm. Las demás dimensiones se encuentran en la figura. Hay una bobina de 200 vueltas colocada alrededor del lado izquierdo del núcleo. Asuma una permeabilidad relativa de 2500. ¿Cuánto flujo producirá una corriente de 1 A?. Figura 2

Ley de Faraday. (Voltaje inducido por un campo magnético variable en el tiempo). Establece, que si un flujo pasa a través de una espira de una bobina formada por un elemento conductor, en ella se induce un voltaje que es directamente proporcional a la rata de variación del flujo con respecto al tiempo.

N = Número de espiras de la bobina.

ф = Flujo que pasa a través de la bobina.

Ejemplo 3 : La figura 4, muestra una bobina alrededor de un núcleo de hierro. Si el flujo en el núcleo esta dado por la ecuación Wb y si la bobina tiene 100 vueltas. ¿Cuál es el voltaje inducido durante el tiempo en que el flujo esta creciendo en la dirección mostrada en la figura?. Figura 4

Campo Magnético Giratorio. Uno de los fundamentos de la operación de las maquinas de ca es que si por los devanados de la armadura circula un sistema trifásico de corrientes de igual magnitud y defesadas 120°, se producirá un campo magnético de magnitud constante.

A

A A

Wb/ Wb/ Wb/ Entonces: 𝐵 𝑛𝑒𝑡 = 𝐵 𝑎𝑎 ′

• 𝐵 𝑏𝑏′
• 𝐵 𝑐𝑐 ′

Relación entre la frecuencia eléctrica y la

velocidad de rotación del campo magnético.

dos polos dos polos cuatro polos cuatro polos

Lo que se deduce: Y es posible establecer una relación entre la frecuencia eléctrica en Hz y la velocidad mecánica del campo magnético en revolución por minuto.