Fundamentos de Tecnologa Elctrica (2 ITIM)

Damin Laloux, 2001

Principios Generales de lasMquinas Elctricas

Tema 4

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DefinicionesQ mquina: (del Diccionario de la R.A.E)

2. [f.] Conjunto de aparatos combinadospara recibir cierta forma de energa ytransformarla en otra ms adecuada, opara producir un efecto determinado.

Q Son mquinas elctricas aquellas en lasque se produce conversin de energaelectromagntica o electromecnica.

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Conversin de energa en lasmquinas elctricas

ENERGA ELECTROMAGNTICA

ENERGA MECNICA

Ley de FaradayLey de Ampre

Ley de Laplace

GE

NE

RA

DO

R

MO

TOR

TR

AN

SFOR

MA

DO

R = dlHNi

)( BliF =

ENERGA ELCTRICA

dtd NE =

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Clasificacin de las mquinaselctricas

ESTTICAS(Transformadores)

motores generadores(alternadores)

de alterna

motores generadores(dinamos)

de continua

ROTATIVAS(Motores y Generadores)

MQUINASELCTRICAS

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Clasificacin de las mquinaselctricas (II)

de Tensin de Intensidad

de Medida o Proteccin

Transformadores Autotransformadores

Monofsicos

Transformadores Autotransformadores

Trifsicos

de Potencia

TRANSFORMADORES

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Clasificacin de las mquinaselctricas (III)

de rotorbobinado

de jaula

Trifsicos

decondensador

de fase partida

de espirade sombra

Monofsicos

de Induccin(asncronos)

Universales

de histresis

de reluctancia

Monofsicos Trifsicos

Sncronos

Motores

de rotorliso

de polossalientes

Monofsicos

de rotorliso

de polossalientes

Trifsicos

Generadores(Alternadores)

MQUINAS ROTATIVAS DE ALTERNA

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Clasificacin de las mquinaselctricas (IV)

de excitacinshunt

de excitacin serie

de excitacincompound

de excitacinindependiente

Generadores(Dinamos)

Motores

de excitacinshunt

de excitacinserie

de excitacincompound

de excitacinindependiente

MQUINAS ROTATIVAS DE CONTINUA

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Elementos constitutivos bsicosQ El Hierro: uno o dos ncleo(s) de

material ferromagntico laminado queconstituye(n) el circuito magntico.

Q El Cobre: al menos dos devanados dematerial conductor arrollados alrededordel ncleo: Devanado inductor Devanado inducido

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Transformadores monofsicos

Acorazado De columnas

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Transformadores trifsicos

Ncleo de untransformadortrifsico de tres

columnas

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Mquinas asncronas(de induccin)

Rotor

Estator

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Mquinas sncronas

Rotor de polos salientes Rotor cilndrico

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Mquina de continua

CulataNcleo polarCabeza polarInducido (rotor)

Polo auxiliar

Escobilla

Pie

Arrollamientoinductor

Arrollamientodel inducido

Arrollamientodel polo auxiliar

Colectorde delgas

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Motor de induccin con rotorde jaula de ardilla

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Motor de induccin con rotorbobinado

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Balance energtico: Prdidas

Q Prdidas en el cobre:

Q Prdidas en el hierro: Por histresis: Por corrientes de Foucault:

Q Prdidas mecnicas: Por rozamiento: Por ventilacin:

=j

2jjCu IRP

2FeFe UkP =

2Mhhist BfkP =

2M

2FF BfkP =

kP rroz =3

3vvent2

2vvent kPbien okP ==

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Rendimiento

Q Rendimiento de una mquina elctrica:(igual que para cualquier otro sistema)

Se suele dar en porcentaje

entrada

salida

prdidastil

til

PP

PPP

totalPotenciatilPotencia =+==

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Valores nominalesQ Son los valores asignados a las distintas

magnitudes en el diseo.Q Suelen estar relacionados con valores

mximos.Q Si no, son indicativos de los valores que

toman las magnitudes correspondientes.Q Definen el punto de funcionamiento

normal de la mquina.

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Placa de caractersticas

Q En ella aparecen los valores nominales: Tensin(es) nominal(es): UN, o UN1 / UN2 Potencia nominal: SN o PN Frecuencia nominal: fN Intensidad nominal, si es necesario: IN Velocidad nominal: nN Factor de potencia nominal: cos N Rendimiento nominal: N

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Placa de caractersticas (II)Q Tambin se aade informacin adicional:

Fabricante, modelo, n de serie; Modo de refrigeracin (IC XxxXxx); Grado de proteccin (IPxx); Clase de aislamiento (Y, A, B, C, H...); Clase de servicio:

Ininterrumpido, Intermitente, Temporal, etc...

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Tensin nominalQ Est relacionada con el nivel de

aislamiento de la mquina y/o laintensidad o el flujo del campomagntico. ( valor mximo)

Q Es la tensin de la red de conexin.Q En trifsica se trata de la tensin

compuesta.

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Intensidad nominalQ Relacionada con el calentamiento

de la mquina y la seccin de losconductores. ( valor mximo)

Q Indica la carga mxima soportable.Q Superarla implica sobrecalentar la

mquina, y dependiendo del tiempo...Q Superarla mucho puede suponer

esfuerzos dinmicos destructivos.

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Potencia (aparente) nominal

Q Es bastante comn proporcionar lapotencia nominal junto con la tensinnominal en lugar de la intensidadnominal.

En monofsica:

En trifsica:

NNN IUS =NNN IU3S =

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Potencia (activa) nominalQ En los motores, la potencia nominal es

la potencia mecnica en el eje cuandoel motor est a plena carga. ( valormximo)

Q Superarla implica sobrecalentar elmotor al consumir ms corriente.

Q Se suele dar en kW o en CV. 1 CV 736 W

Principios Generales de las Mquinas ElctricasDefinicionesConversin de energa en las mquinas elctricasClasificacin de las mquinas elctricasClasificacin de las mquinas elctricas (II)Clasificacin de las mquinas elctricas (III)Clasificacin de las mquinas elctricas (IV)Elementos constitutivos bsicosTransformadores monofsicosTransformadores trifsicosMquinas asncronas(de induccin)Mquinas sncronasMquina de continuaMotor de induccin con rotor de jaula de ardillaMotor de induccin con rotor bobinadoBalance energtico: PrdidasRendimientoValores nominalesPlaca de caractersticasPlaca de caractersticas (II)Tensin nominalIntensidad nominalPotencia (aparente) nominalPotencia (activa) nominal