Presente cinco ejercicios relacionados con motores de corriente alterna.docx

7/21/2019 Presente cinco ejercicios relacionados con motores de corriente alterna.docx

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o Presente cinco ejercicios relacionados con motores de corriente alterna apartir de las lecturas seleccionadas 5 y 6

Ejercicio 1

Utilizando la característica B-H del material, ya sea delgráfico correspondiente o de una tabla de alores, calcularel flujo ! del circuito magn"tico de la figura#$i tenemos %ue&' ( ),5 *$ ( + cm) ( .l ( ). cm/aterial 0+1

Resolvemos:

Paso 1

Procedemos a plantear la 2ley de3irc44off para circuitos magn"ticos

' ( .0),5 *1 ( 75 * ( fmm ( Hl

Paso 2

Procedemos a la construcci8n del gráfico !-fmm, y la tabla se genera a partir dela cura B-H del material 0+1

! ( B$ y fmm ( Hl

Paso3

9inalmente Hl ( 75 * y por el grafico obtenemos %ue el alor apro:imadode flujo !( +6;.-5 <b#

$e determinar dic4o alor a partir de la tabla por interpolaci8n lineal, debeencontrarse entre +5;.-5 <b y 5.;.-5 <b, resultando ! ( +5,=;.-5 <b#

Ф =B·S[x10-5

Wb

B

[Wb!m2

"[#·v!m

"·l[#·v

. . . .)5 .#6)5 75 ;5. .#75. ;.. ).5 .#=75 ;+. )=+. ;#... ).. +.+5 ;#;)5 . 665. ;#)5. 6). ;)+



Ejercicio 2

>l motor de un e4ículo proporciona un par de ;). ?m a ... r#p#m# $i el

sistema mecánico de transmisi8n a las cuatro ruedas tiene un rendimientodel =.@, Ae %u" potencia dispondremos en las ruedas del e4ículoC

Desolemos

Ea potencia de la entrada será

Pe= M ∙ ω=120 ∙3000 ∙

2 π

60=37680W

Ea potencia de salida será

Ps=n∙ P

e=0.8 ∙37680=30144W

Ejercicio 3

>n un nFcleo de forma anular de acero al silicio 4ay %ue obtener el flujomagn"tico G ( )# ;.- <b#

a1 Ea corriente en el deanado, %ue tiene ( ;.. espirasb1 Ea permeabilidad magn"tica del acero dado el flujo en el nFcleo

>ntonces la secci8n del nFcleo es $( ) I+ ( ;),56 cm)

Jonsiderando constante la inducci8n magn"tica por la secci8n del nFcleo,4allamos su alor&

B ( G I $ ( ;,6 K

Por la cura de imanaci8n determinamos H#

H( 5. *I cm ( 5...*Im

Ea fuerza magnetomotriz necesaria para crear el flujo dado

9( H#l ( ;+. *

Ea corriente en el deanado es

' ( 9I ( ;,+ *

Ea permeabilidad del material esL ( BIH ( ,)#;.-+HIm



Ejercicio $

eterminar flujo magn"tico y reluctancia del nFcleo la figura 0dimensiones

en mm1#Kenemos ( ).. espirasM '( 6*M /aterial& acero al silicio 0el ;.@ de susecci8n lo ocupa el aislamiento entre c4apas, o lo %ue es lo mismo su factorde laminado es de fdl ( .,N.1

Desolemos&

9 ( '# ( ;).. *

H( 9Il ( ;).. * I =. cm ( ;5 *Icm ( ;5.. *Im

Ea inducci8n magn"tica por la cura de imantaci8n B ( ;,+) K

$O ( )5 cm)

$ ( $O# fdl ( )5 cm) # .,N. ( )),5 cm)

G ( B#$ ( ;,+) K# )),5 cm) ( )# ;.-+ <b

L ( BIH ( .,N5# ;.- HIm

>ntonces la reluctancia es&

D( l IL#$ ( ,7+# ;.5 H-;

Ejercicio 5

Un motor el"ctrico de corriente continua está conectado a una tensi8n de)+ y consume ) girando a una elocidad de )6.. rpm# $u rendimiento es

del N.@ y su resistencia interna .#5 o4mios#

a1 Ea potencia absorbida

Pab=U ∙ I =24 ∙2=48W

b1 Ea fuerza contraelectromotriz

Kenemos la f8rmula de la f#c#e#m# >Q

U = E ´ + Ri

∙ I



E ´ =U − Ri

∙ I =24−0.5 ∙2=23V

c1 Ea potencia Ftil en funci8n de la potencia absorbida y del

rendimiento

Pu= P

ab∙ n=48∙0.9=43.2W

d1 >l par motor en el eje

Pu= M ∙ω

u/¿ω=43.23

2600∙2 π

60=0.158 ∙ m

M = P¿

e1 Ea intensidad en el momento de arran%ue

I a=

U − E ´

Ri

= 24

0.5=48 A



o %o&'es'a (& c(es'io&ario )e los 'emas 'ra'a)os e& la (&i)a) ***+

1+ ,%(l es la )i.ere&cia co&s'r(c'iva e& las m/(i&as )e %#si&cr&icas asi&cr&icas

Ea diferencia constructia en las má%uinas de J* sincr8nicas yasincr8nicas radica principalmente en %ue la síncrona gira con elrotor a la elocidad síncrona la cual es especificada por la frecuenciay el nFmero de polos de la má%uina, en cambio la asíncrona gira auna elocidad menor generándose una diferencia de ángulo#

2+ ,%(l es la carac'ers'ica )e (& 4e&era)or s&cro&o

Ea característica principal de un Renerado $íncrono es %ue al ser unama%uina rotatia de corriente alterna, logra conertir la energíamecánica en energía el"ctrica#

3+ ,%(l es la carac'ers'ica )e (&a ma/(i&a as&cro&a

Sue su principal distinci8n con el generador síncrono es %ue lama%uina asíncrona se utiliza principalmente como un motor y secaracteriza por su Telocidad de sincronismo, Par motor, Par de giro yfinalmente por su deslizamiento#

$+ ,(6 es la veloci)a) )e si&cro&ismo

Ea elocidad de sincronismo se determina como la elocidad a la %uellega a girar el campo magn"tico rotante en una ma%uina el"ctricade corriente alterna %ue a a depender de la polaridad y de lafrecuencia de la red de suministro el"ctrico#

5+ ,%mo es' co&s'i'(i)o (& mo'or )e i&)(cci& 'ri.sico

>l motor de inducci8n trifásico se constituye por&

7# %#R%#S#

>s la %ue enuele las partes el"ctricasinternas del motor, se le denomina así a laparte e:terior %ue podemos isualizar#

• ES8#89R 0deanado trifásico distribuido en ranuras a ;).1



$e constituye por su enc4apado de 4ierro al silicio, elcual es introducido generalmente a presi8n en unacarcasa de 4ierro colado, asimismo tiene unenc4apado ranurado de material con propiedadesmagn"ticas donde se insertan las bobinas %ue sonconstituidos por alambres de cobre de diersosdiámetros#

R989R

$e constituye de un apilado de c4apas con propiedades magn"ticas,sobre la cual se bobina el alambre de cobre %ue constituye a la partem8il del motor y resulta ser la salida del eje del motor#

+

+

+

+ ,%mo es' co&s'i'(i)o (& mo'or mo&o.sico

E7 ES8#89R

$e forma por un nFcleo de c4apas magn"ticasy se caracteriza por %ue en la cara del polotiene incrustadas las espiras en corto circuitoy sobre el nFcleo la bonina polar inductora#

E7 R989R

Para el caso de un motor monofásico el tipode rotor %ue use es de jaula de ardilla

7#S ESP*R#S ;E <R#ER

$e les denomina así a espiras de cobre en cortocircuito en este caso de motor monofásico, soncolocadas a ;=. grados ya %ue el rendimientodel motor es muy bajo y son usados parapotencias muy bajas#

>+ Ex?li/(e la .(&ci& )el ca?aci'or e& (&mo'or mo&o.sico



Ea principal funci8n del capacitor en un motor monofásicoes poder brindarle al arran%ue del motor una carga deenergía adicional y luego de su uso %ueda desconectadopor acci8n del interruptor centrífugo# *simismo en el casodel capacitor en marc4a le permite al motor desarrollarun mejor funcionamiento con carga#

@+ ,Para (& mo'or 'ri.sicoA como es la c(rvacarac'ers'ica )e la i&'e&si)a) )e corrie&'e e&.(&ci& )e la ?o'e&cia

+ ,%(les so& las lees .sicas /(e 4obier&a& el .(&cio&amie&'o )elas ma/(i&as el6c'ricas

Eas leyes físicas %ue gobiernan el funcionamiento de las ma%uinasel"ctricas están definidas por

• Ea ley de 9araday 0Toltaje 'nducido1, esta ley se basa en elprincipio de funcionamiento de generador el"ctrico, en unconductor, una bobina#

• Ea ley de 3irc44off se aplica en las mallas#• Eey de *mpere se aplica en los conductores para determinar la

intensidad del campo magn"tico#• Eey de Biot y $aart se basa en el principio del funcionamiento

del motor el"ctrico, como tres conductores en el eje directo,cuadratura#

10+,%(les so& las ?ri&ci?ales .ormas )e ?er)i)a )e ?o'e&cia )e (&ama/(i&a el6c'rica



Eas principales formas de p"rdida de potencia se genera en&

• Perdida de potencia en la entrada el"ctrica• Perdida de potencia en el nFcleo del estator• Perdida V4mica en el estator

• Perdida por dispersi8n• Potencia de campo del rotor0potencia de entre4ierro1• Perdida V4mica en el rotor• Perdida por resistencia aerodinámica y entilaci8n• Perdidas por rozamiento mecánico• Potencia de $alida mecánica

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