Colegio Vocacional Monseñor Sanabria.

Ficha 2: Perdidas de Máquinas Eléctricas.

Sub-área: Mantenimiento de Máquinas Eléctricas.

María José Mora Fallas.

Profesor: Luis Fernando Corrales Corrales.

Especialidad: Electrotecnia.

Sección: 5-11.

Corrientes de Foucault: Son debidas a las corrientes

inducidas sobre el material ferromagnético como consecuencia de estar sometido a un campo magnético variable con el tiempo. Dichas corrientes reciben, también, los nombres de corrientes parásitas o de remolino. Si el material magnético fuese aislante, como lo son las ferritas, estas pérdidas serán nulas. Las corrientes producen un calentamiento por efecto Joule debido a las pérdidas por corrientes parásitas o de Foucault.

Pérdidas en el circuito magnético.

El ciclo de histéresis se puede explicar entendiendo que el

núcleo del transformador se encuentra ubicado dentro del campo magnético generado por el mismo y, en consecuencia, se imanta. Pero, ocurre que la corriente aplicada al transformador es alternada y, por tanto, invierte constantemente su polaridad, variando con la misma frecuencia el sentido del campo magnético, entonces las moléculas del material que forman el núcleo deben invertir en igual forma su sentido de orientación, lo cual requiere energía, que es tomada de la fuente que suministra la alimentación; lo cual

representa, una pérdida de potencia.

Ciclo de Histéresis.

Las máquinas eléctricas están formadas por circuitos eléctricos y o circuitos magnéticos. Los circuitos eléctricos se realizan medianteconductores de aluminio o cobre, los cuales presentan una resistenciaeléctrica, la cual depende del material, su longitud y su sección. Laspérdidas en el trasformador producidas por el circuito eléctrico sedeben al bobinado del núcleo. En el transformador anterior podemos observar que las corriente i(t) pasan por las bobinas con sus respectivas espiras, y es exactamente ahí en las bobinas donde se produce una pérdida de potencia que esta dado por:

Pérdidas en los circuitos eléctricos.

Es la suma de las potencias pérdidas en los bobinados de un

transformador. Se deben a la disipación de calor que se producen en los devanados. El valor de esta potencia depende del cuadrado de las intensidades de corriente de carga y a la resistencia de los bobinados, la cual varía mucho desde el funcionamiento en vacío a plena carga. Estas pérdidas las podemos calcular numéricamente atreves de la siguiente fórmula: Pp=I(1)2*R1

En el ensayo de cortocircuito se conecta el transformador a tensión nominal, cortocircuitando el secundario. Se mide en este ensayo la potencia consumida en el transformador en estas condiciones Pcc. A esta potencia se le denomina pérdidas en el cobre a máxima potencia, porque es la consumida por los arrollamientos cuando circula la intensidad nominal.

• Pérdidas en el cobre.

Estas pérdidas dependen del flujo magnético y

como ya se vio, el flujo solo varía con la tensión y ésta suele ser constante. Quiere esto decir que las pérdidas en el hierro son constantes ya sea en vacío o en carga nominal. La corriente en vacío suele obtenerse del ensayo de vacío, en el que se cuantifica la potencia absorbida y la tensión aplicada. El transformador se conecta sin ninguna carga en el secundario (en vacío).

• Pérdidas en el hierro:

Son aquellas asociadas a los efectos mecánicos. Existen dos tipos básicos

de pérdidas mecánicas: el rozamiento mecánico propiamente dicho y el rozamiento con el aire. Las pérdidas por rozamiento son causadas por fricción en los cojinetes de las máquinas, en tanto que las pérdidas por rozamiento con el aire se deben a la fricción entre las partes móviles de la máquina y el aire encerrado en la carcasa del motor. Estas pérdidas varían con el cubo de la velocidad de rotación de la máquina. Las pérdidas mecánicas y las pérdidas en el cobre de la máquina se agrupan con frecuencia bajo el nombre de pérdidas rotacionales de vacío (sin carga)de la máquina. En vacío toda la potencia de entrada debe utilizarse para superar estas pérdidas.

Tipos de pérdidas mecánicas: Por fricción. De bombeo. De accionamiento de auxiliares y otros.

Pérdidas Mecánicas.

Se dan en motores. Pérdidas en el núcleo del estator

(pérdidas magnéticas). Pérdidas por fricción. Son debidas a las variaciones de flujo en el motor y son la

suma de dos tipos de pérdidas diferentes: las debidas a las corrientes de Foucault y las debidas a histéresis magnética del material. En las siguientes ecuaciones se pueden ver las expresiones utilizadas normalmente para calcular las pérdidas en el hierro en chapas magnéticas. En todas las expresiones que se van a exponer estas pérdidas están dadas en Watts por Kg. de material. La primera expresión da las debidas a corrientes de Foucault:

Vw/m = σ (f / f N*B / BN)2 Ecuación

Pérdidas independientes de la carga.

Son las que varían según el cuadrado de la corriente

de la armadura, son las del cobre de la armadura. A ¾ de carga, la perdida variable es 618,75W, la cual es, todavía, menor que la perdida fija. La perdida variable aumenta de acuerdo con el cuadrado de los aumentos de la carga.

Estas son: perdidas en el cobre del devanado, en los estatores y perdidas debidas a la carga.

Pérdidas variables con la carga.

La potencia que desarrolla una máquina eléctrica es la energía por

unidad de tiempo. Depende de:Si se trata de un motor, la potencia dependerá de los mecanismos acoplados al eje del motor y que serán accionados por él.Si se trata de un generador, dependerá del circuito al que alimenta.Según esto, es fácil apreciar que las máquinas eléctricas pueden funcionar con diferentes valores de potencia útil. De todos estos valores, el que caracteriza la máquina se denomina potencia nominal.Todas las condiciones que el constructor de la máquina ha diseñado para que funcione (tensión, potencia, etc.) se encuentran especificadas en la placa de características. En esta placa se indican todos los valores nominales de la máquina y se encuentra en un lugar visible:

Potencia de las máquinas eléctricas.

El rendimiento de manera general, se define

como la relación entre la potencia útil y la potencia absorbida expresado en %

Rendimiento de las máquinas eléctricas.