Electronica de Potencia 2_motoresdc

Embed Size (px)

DESCRIPTION

motores

Text of Electronica de Potencia 2_motoresdc

  • ELECTRONICA DE POTENCIA 2UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER

    DOCENTE: ING. JORGE PALMA LARA

  • CIRCUITOS EQUIVALENTES DE MOTORES DC

  • Sistema Elctrico

    Maquina Elctrica

    Sistema Mecnico

    Flujo de energa como MOTORMOTOR

    Flujo de energa como GENERADORGENERADOR

    Las mquinas elctricas son convertidores

    electromecnicos capaces de transformar energa desde

    un sistema elctrico a un sistema mecnico o viceversa

  • MQUINAS ELCTRICAS

    En los motores elctricos las espiras rotativas del conductor

    son guiadas mediante la fuerza magntica ejercida por el campo

    magntico y la corriente elctrica. Se transforma la energa

    elctrica en energa mecnica.

  • FUERZA Y TORQUE SOBRE UNA ESPIRA CON CORRIENTE

  • ESPIRA QUE ROTA ENTRECARAS POLARES

  • Se basan en la ley de Faraday que indica que "en

    cualquier conductor que se mueve en el seno del campo

    magntico se generar una diferencia de potencial entre

    sus extremos, proporcional a la velocidad de

    desplazamiento".

    FEM INDUCIDO

  • Si en lugar de un conductor

    rectilneo se introduce una espira

    con los extremos conectados a una

    determinada resistencia y se le

    hace girar en el interior del campo,

    de forma que vare el flujo

    magntico abrazado por la misma,

    se detectar la aparicin de una

    corriente elctrica que circula por

    la resistencia y que cesar en el

    momento en que se detenga el

    movimiento. El sentido de la

    corriente viene determinado por la

    ley de Lenz.

    Principio de funcionamiento de un generador

    eind = 2vBl

  • eind = 2vBl

    2ind

    e

  • Funcionamiento

    del Motor DC

    Cuando una corriente elctrica

    pasa a travs de un cable

    conductor inmerso en un campo

    magntico, la fuerza magntica

    produce un par el cual provoca el

    giro del motor

  • 2ind

    i

  • Campo Magntico

    en el Motor DCCuando una corriente elctrica pasa a

    travs de un cable conductor inmerso

    en un campo magntico, la fuerza

    magntica produce un par el cual

    provoca el giro del motor

  • Fuerza Magntica

    en el Motor DC

    Cuando una corriente elctrica pasa a

    travs de un cable conductor inmerso

    en un campo magntico, la fuerza

    magntica produce un par el cual

    provoca el giro del motor

  • Par

    en el Motor DCCuando una corriente elctrica pasa a

    travs de un cable conductor inmerso

    en un campo magntico, la fuerza

    magntica produce un par el cual

    provoca el giro del motor

  • Espiras y Bobinas

  • S

    F

    F

    F

    I

    N

    Brush

    V

    RotorArmature

    windings

  • FLUJO DE POTENCIA Y PERDIDAS EN MAQUINAS CC

  • FLUJO DE POTENCIA Y PERDIDAS EN MAQUINAS CC

  • MOTORES DC

  • Constitucin general:

    El motor de corriente continua est compuesto de 2 piezas

    fundamentales :

    Rotor

    (circuito de armadura o inducido)

    Eje

    Ncleo y Devanado

    Colector

    Tapas

    Constituye la parte mvil del motor,

    proporciona el par para mover a la

    carga.

    Est formado por

    MOTORES DC

  • Eje : Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotacin al

    ncleo, devanado y al colector.

    Ncleo : Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero,

    su funcin es proporcionar un trayecto magntico entre los polos para que

    el flujo magntico del devanado circule.

    Este ncleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para

    albergar al devanado de la armadura (bobinado).

    Rotor

    Constitucin general: MOTORES DC

  • Devanado : Consta de bobinas aisladas entre s y entre el ncleo de la

    armadura. Estas bobinas estn alojadas en las ranuras, y estn conectadas

    elctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio,

    proporciona un camino de conduccin conmutado.

    Colector : Denominado tambin conmutador, est constituido de lminas de

    material conductor (delgas), separadas entre s y del centro del eje por un

    material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector

    se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira

    con ste y est en contacto con las escobillas.

    La funcin del colector es recoger la tensin producida por el devanado

    inducido, transmitindola al circuito por medio de las escobillas.

    Constitucin general: MOTORES DC

  • Armazn

    Imn permanente

    Escobillas y portaescobillas

    Estator

    Constituye la parte fija de la mquina. Su

    funcin es suministrar el flujo magntico que

    ser usado por el bobinado del rotor para

    realizar su movimiento giratorio.

    Est formado por

    Carcasa

    Constitucin general: MOTORES DC

  • Armazn : Denominado tambin yugo, tiene dos funciones primordiales :

    servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo

    magntico del rotor y del imn permanente, para completar el circuito

    magntico.

    Imn permanente : Compuesto de material ferromagntico altamente

    remanente, se encuentra fijado al armazn o carcasa del estator. Su

    funcin es proporcionar un campo magntico uniforme al devanado del

    rotor o armadura, de modo que interacte con el campo formado por el

    bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la

    interaccin de estos campos.

    Constitucin general: MOTORES DC

  • Se utilizan en casos en los que es de importancia el poder regular

    continuamente la velocidad del eje y en aquellos casos en los que se necesita

    de un par de arranque elevado.

    Para funcionar, precisa de dos circuitos elctricos distintos:

    El circuito de campo magntico

    El circuito de la armadura.

    El campo magntico (bsicamente un imn o un electroimn) permite la

    transformacin de energa elctrica recibida por la armadura en energa

    mecnica entregada a travs del eje. La energa elctrica que recibe el campo

    se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la

    corriente del campo magntico. Es decir ninguna parte de la energa elctrica

    recibida por el circuito del campo, es transformada en energa mecnica.

    La armadura consiste en un grupo de bobinados alojados en el rotor y en un

    ingenioso dispositivo denominado colector mediante el cual se recibe corriente

    continua desde una fuente exterior y se convierte la correspondiente energa

    elctrica en energa mecnica que se entrega a travs del eje del motor.

    Motor de Corriente Directa (DC):

  • Motor de Corriente Directa (DC):

    Los distintos modos de conectar los arrollamientos de excitacin

    de los motores de corriente continua constituyen la base para

    poder modificar ampliamente las formas de funcionamiento de

    estos motores. Segn sea la conexin elegida, los motores reciben

    nombres especiales.

    A continuacin se exponen los sistemas de excitacin ms

    utilizados en la prctica:

    - Excitacin por Imanes Permanentes.

    - Excitacin Independiente.

    - Auto excitacin.

    - Excitacin Serie.

    - Excitacin Paralelo.

    - Excitacin Compuesta.

  • CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE CORRIENTE

    CONTINUA CON EXCITACIN SEPARADA

  • CIRCUITO EQUIVALENTE CON EXCITACIN

    SEPARADA

  • modificar la velocidad actuando sobre la alimentacin de los

    devanados del motor.

    a.1.- Una opcin consiste en modificar el flujo de excitacin que crea el

    inductor, es decir, Vf, as, cambiar la velocidad y el par. Como los

    cambios de la velocidad y el par tienen tendencia contraria, la potencia,

    puede permanecer constante. (Regulacin de campo o de potencia

    constante).

    a.2.- Otra opcin consiste en mantener el flujo de excitacin que crea el

    inductor y variar la tensin del inducido Va, en este caso se modificara la

    velocidad ya que la corriente de armadura Ia permanece prcticamente

    constante. El par permanecer constante al no variar la corriente de

    armadura pero la potencia proporcionada variara como consecuencia del

    cambio en la velocidad. (Regulacin del inducido o de par constante).

    Motor de Corriente Directa (DC):

  • CIRCUITO EQUIVALENTE EN DERIVACIN

  • indAT

    K

    R

    K

    V

    2)(

    Aind

    T RK

    KV

    VT = EA + IARA

    VT = K + IARA

    KI indA

  • Un motor en derivacin de 50 Hp, 250 V, 1200 rev/min con devanados

    de compensacin, tiene una resistencia de inducido de 0,06 ohms. Su

    circuito de campo tiene una resistencia total de 50 ohms con lo que

    produce una velocidad de vaci de 1200 rev/min. Tiene 1200 vueltas por

    polo en el devanado en derivacin. IF es constante

    Dibujar la

    caracterstica par

    velocidad del motor

    cuando IL es 100 A,

    200 A y 300 A

    00 n

    n

    E

    E

    A

    A

  • CIRCUITO EQUIVALENTE DE MOTOR EN SERIE

  • Kc

    RR

    Kc

    V SA

    ind

    T

    1

    ind = KIA = KcIA2

    VT = EA + IA (RA + RS)

    KcI indA

    SAind

    T RRKc

    KV

    indK

    c

  • CIRCUITO EQUIVALENTE DE MOTOR COMPUESTO

    VT = EA + IA (RA + RS)

    IA = IL - IF

    IF = VT/RF

  • PROBLEMA

  • Circuito Tipo Frecuencia

    de rizado

    Cuadrante de

    funcionamiento

    Media onda 3fs