TIN II MOTORES ELÉCTRICOS

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

Presentación

Tecnología Industrial II_Tema 4_Motores eléctricos IES NORBA CAESARINA CC

MOTORES ELÉCTRICOS

Inducción electromagnética

Conceptos Previos

Tipos de motores

circuitos

Conceptos motores

Fuerza de Lorentz

Elementos motor

Conceptos electricidad

Electromagnetismo

Funcionamiento motor

Ejercicios motores

Máquinas eléctricas

ÍNDICE

Actividades semana 1 (11-15 enero)

conceptos previos elementos del motor eléctrico circuitos en un motor eléctrico

CONCEPTOS PARA ENTENDER EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELÉCTRICO

- Inducción elecrtomagnética

- Fuerza de Lorentz

- electromagnetismo

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

1.1

- 1. electromagnetismo

Clic en las flechas para mas info

- Campo magnético

- Campo eléctrico

- 1.2 campo magnético creado por un solenoide o bobina.

- 1.1 campo magnético creado por un conductor rectilíneo.

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

- 1. electromagnetismo

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

- regla de la mano derecha

Clic en las flechas del texto para mas info

- 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

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

- 1.1 Campo magnético creado por un conductor rectilíneo

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

más intensa cuanto...

menor distancia al cable

mayor corriente eléctrica

Corriente magnética

Corriente eléctrica

- regla de la mano derecha

Clic en las flechas del texto para mas info

- 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

- 1.1 Campo magnético creado por un conductor rectilíneo

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

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

- 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.

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

- 1.2 campo magnético creado por un solenoide o bobina

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

- 2. Fuerza de Lorentz

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

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

Fuerza Lorentz

campo magnético N-S

intensidad eléctrica en la bobina

- 3. flecha roja : Fuerza Lorentz

- 2. flecha azul : campo magnético N-S

- 1. flecha verde: intensidad eléctrica

- 2. Fuerza de Lorentz

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

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

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

- 3. Inducción electromagnética

CONCEPTOS PREVIOSde Física para entender una máquina eléctrica

Fuerza contraelectromotriz fcem

Par motor Mi

Campo magnético

Corriente o Intensidad eléctrica

Aplicamos una tensión alimentación U

CONCEPTOS PREVIOSResumen

Introducción Elementos del motor eléctrico Circuitos en un motor eléctrico Funcionamiento

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

GENERADORES CA = ALTERNADORES (CENTRALES ELÉCTRICAS)

GENERADORES CC = DINAMOS

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

- 4. Clasificación de las máquinas eléctricas

Máquinas eléctricas

- Actividades

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).

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

Transformadores

- 4. Clasificación de las máquinas eléctricas

Máquinas eléctricas

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELÉCTRICO

Introducción Elementos del motor eléctrico Circuitos en un motor eléctrico Funcionamiento

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

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

- Concepto de motor eléctrico CC

MOTORES DE CCCONCEPTOS PREVIOS

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

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

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

ELEMENTOS DE UN MOTOR ELÉCTRICO

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

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

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

ELEMENTOS DE UN MOTOR ELÉCTRICO

circuitos eléctricos: 1. inductor (a través de la bobina de excitación) + polos2. inducido: sobre la circunferencia del rotor y a lo largo del cilindro.2

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

CIRCUITOS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

CIRCUITOS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

MOTOR COCHE ELÉCTRICO

ARROLLAMIENTOS

ROTOR

ESTATOR

CARGADOR

CONVERTIDOR

Conceptos previos de electricidad Conceptos de electricidad para motores de CC

EJERCICIOS MOTORES ELECTRICOS

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

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

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

LEY DE POTENCIA

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

LEY DE OHM

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.

CONCEPTOS PREVIOS DE ELECTRICIDAD

MOTOR CC EXCITACIÓN INDEPENDIENTE

MOTOR CC DERIVACIÓN O SHUNT (PARALELO)

MOTOR CC SERIE

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)

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

MOTOR CC SERIE

MOTOR CC EN DERIVACIÓN O SHUNT (paralelo)

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

Leer más

-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)

fe+m

Exc

Ind

Ind

Exc

Cu

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

Ind

Exc

Cu

fe+m

Cu

ABS

UT

ABS

En paralelo

En serie

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

POTENCIA MOTOR CC Y RENDIMIENTO

RESUMEN DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS

NIVEL PRO

ANÁLISIS DE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

NIVEL PRO

ANÁLISIS DE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

ENLACE A ARTÍCULO SOBRE PÉRDIDAS EN UN MOTOR ELÉCTRICO

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

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

ANÁLISIS DE 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

fe+m

ind

exc

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

EJERCICIO 1 MOTORES ELECTRICOS CC

ind

exc

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

EJERCICIO 2 MOTORES ELECTRICOS CC

ind

exc

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

EJERCICIO 3 MOTORES ELECTRICOS CC

fe+m

ind

exc

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

EJERCICIO 4 MOTORES ELECTRICOS CC

ind

exc

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

EJERCICIO 5MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 6MOTORES ELECTRICOS CC enunciados

int

DATOS: V=20V R =0.15Ω I = 25A

EJERCICIO 7MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 8MOTORES ELECTRICOS CC enunciados

EJERCICIO 9MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 10MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 11MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 14MOTORES ELECTRICOS CC

EJERCICIO 10MOTORES ELECTRICOS CC

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