conversion energia electromecanica
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presentacion conversion energia electromecanicaTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA
CONVERSION DE ENERGIA
ELECTROMECANICA
DOCENTE :
Msc. Walter Felix Cossio Cabrera
MAGNETISMO
MAGNETISMO
EL MAGNETISMO Y EL ELECTRON
EL MAGNETISMO Y EL ELECTRON
EL MAGNETISMO Y EL ELECTRON
MATERIALES MAGNETICOS
LINEAS DEL CAMPO MAGNETICO
LINEAS DEL CAMPO MAGNETICO
CAMPO MAGNETICO EN UN CONDUCTOR
INTENSIDAD DE CAMPO
INTERACCION DE LOS CAMPOS MAGNETICOS
INTERACCION DE LOS CAMPOS MAGNETICOS
CAMPO MAGNETICO EN UNA ESPIRA
CAMPO MAGNETICO EN UNA ESPIRA
CAMPO MAGNETICO EN UNA BOBINA
CAMPO MAGNETICO EN UNA BOBINA
BOBINA CON NUCLEO MAGNETICO
ELEMENTOS FUNDAMENTALES
DE LOS CIRCUITOS MAGNETICOS
FLUJO MAGNETICO
∅ = 𝛽 ∗ 𝑆
∅ = flujo magnético en Weber (Wb)
𝛽 = inducción en (Wb/𝑚2)
S = sección transversal al flujo (𝑚2)
INDUCCION DE CAMPO MAGNETICO
μ𝑜 = 4𝜋 ∗ 10−7 (𝐻/𝑚)
INTENSIDAD DE CAMPO MAGNETICO
𝐻 =N .i/𝑙 ( A-v/m)
𝐵 = μ𝑟μ𝑜 (𝑁 . 𝑖)/𝑙
𝐵 = 𝜇𝑟μ𝑜𝐻
FUERZA MAGNETOMOTRIZ Y
RELUCTANCIA
• ∅ = 𝛽 ∗ 𝑆 = 𝜇𝑟 𝜇𝑂 ∗𝑁 ∗𝑖
𝑙*s
• ∅ =𝑁∗𝑖
𝑙
𝜇𝑟 𝜇𝑜 𝑠=
𝐹𝑀𝑀
ℜ
• FMM = 𝑁 ∗ 𝑖
•ℜ =𝑙
𝜇𝑟 𝜇𝑜 𝑠=
𝑙
𝜇×𝑠
PERMEABILIDAD RELATIVA
𝛽 = 𝜇𝑟 ∗ 𝜇𝑂 ∗ 𝐻
𝜇 =β
𝐻𝜇 = 𝜇𝑟 × 𝜇𝑜
μ𝑟=𝜇
𝜇𝑜
µ = Wb/Amp-e-m
CURVAS DE MAGNETIZACION
CURVAS DE MAGNETIZACION
CURVA DE MAGNETIZACION
CIRCUITOS MAGNETICOS
a) transformador b) motor DC
CIRCUITO MAGNETICO DE UN TRANSFORMADOR
CIRCUITO MAGNETICO DE UN MOTOR DC
FLUJO DE DISPERSION
Øt = Ø + Ød
COEFICIENTE DE DISPERSION
σ =Ø𝒅
Ø𝒕
σ% =Ø𝒅
Ø𝒕× 𝟏𝟎𝟎 ( 1 a 3%)
EL ENTREHIERRO
ENTREHIERRO
CICLO DE HISTERESIS Y PERDIDAS
CICLO DE HISTERESIS
PERDIDAS POR CORRIENTES PARASITAS
𝑃𝑝 = γ × 𝑓2 × 𝑏2 × β𝑚𝑎𝑥2
𝑃𝑝 perdidas por corrientes parasitas
En W/kg.
γ Factor que las constantes y Características del material
PERDIDAS EN EL HIERRO
. 𝑃𝑓𝑒 = 𝑃𝑜 × 𝐶 × β𝑚𝑎𝑥2
𝑃𝑓𝑒 perdidas en el hierro en W/Kg
𝑃𝑜 cifra de perdidas en w/kg
Chapa común de acero 2-3 W/Kg
Chapa de acero al silicio 1-1.5 W/Kg
Chapa de grano orientado 0.5-0.7 W/Kg
C coeficiente función de la frecuencia , c = 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑓 = 40 𝐻𝑧c= 1.26 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑓 = 50 𝐻𝑧
LA LEY DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA DE
FARADAY
LA LEY DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA DE
FARADAY
LA LEY DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA DE
FARADAY
EL TRANSFORMADOR
El TRANSFORMADOR
PARTES DEL TRANSFORMADOR
LAMINAS DE ACERO AL SILICIO
PARA LA CONSTRUCCION DE NUCLEOS
TIPOS DE NUCLEOS
TIPOS DE
SECCION DE LOS NUCLEOS
NUCLEOS DE TRANSFORMDORES
NUCLEO DE TRANSFORMADOR
BOBINAS DE TRANSFORMADORES
BOBINAS DE TRANSFORMADORES
CONSTRUCCION DE TRANSFORMADOR
MONOFASICO
CONSTRUCCION DE TRANSFORMADOR
MONOFASICO
CONSTRUCCION DE TRANSFORMADOR
TRIFASICO
CONSTRUCCION DE TRANSFORMADOR
TRIFASICO
TRASNFORMADOR TRIFASICO
CONSTRUCCION DE TRANSFORMADOR
TRIFASICO
PARTES CONSTRUCTIVAS DEL
TRANSFORMADOR
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
TRIFASICO AT/MT
TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION
TRIFASICO MT/BT
TRANSFORMADOR INDUSTRIAL
TRIFASICO MT/BT
TRANSFORMADOR MONOFASICO
DE DISTRIBUCION MT/BT
PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL TRANSFORMADOR
FEM INDUCIDA
Ep = −𝑵𝒑 ×𝒅∅
𝒅𝒕× 𝟏𝟎−𝟖 V
𝐸𝑝 = 4.44 × 𝑓 × 𝑁𝑝 × ∅𝑚𝑎𝑥 × 10−8 𝑉.
PRINCIPIO DE OPERACIÓN
FEM INDUCIDAS EN EL DEVANADO PRIMARIO Y
SECUNDARIO
𝐸𝑝 = 4.44 × 𝑓 × 𝑁𝑝 × ∅𝑚𝑎𝑥 × 10−8 𝑉.
𝐸𝑠 = 4.44 × 𝑓 × 𝑁𝑠 × ∅𝑚𝑎𝑥 × 10−8 𝑉.
PRINCIPIO DE OPERACIÓN
RELACION DE TRANSFORMACION
.𝐸𝑝
𝐸𝑠=
4.44×𝑓×𝑁𝑝×∅𝑚𝑎𝑥×10−8
4.44×𝑓×𝑁𝑠×∅𝑚𝑎𝑥×10−8
𝐸𝑝
𝐸𝑠=
𝑁𝑝
𝑁𝑠
𝐸𝑝
𝐸𝑠=
𝑁𝑝
𝑁𝑠= 𝑎𝑇 =
𝐼𝑠
𝐼𝑝
EJERCICIOS
• Ejemplo 2.1.- El devanado primario de un
transformador de 2300 V y 50 Hz tiene 4500 espiras,
calcular: a) el flujo mutuo, b) El numero de espiras en
el devanado secundario de 230 V.
• Ejemplo 2.2- Un transformador de distribución de
2300/230 V, 60 Hz, tiene 1200 espiras en el lado de
alto voltaje, si la sección neta del núcleo es de 56 𝑐𝑚2,
calcular: a) el flujo total. b) La densidad de flujo
máximo en líneas por 𝑐𝑚2. c) El numero de espiras en
el secundario.
EJERCICIOS
• Ejemplo 2.3.- Se tiene un transformador monofásico
de 10 KVA, 50 Hz, el devanado primario es de 2300 V
y el secundario es de 230 V, el área del núcleo es de
12.5 𝑝𝑢𝑙𝑔2 y la longitud del paso medio del flujo en el
núcleo es de 24 pulg. El devanado primario tiene 1200
espiras y el secundario 120. Calcular: a) Las corrientes
en los devanados del transformador, b) el flujo
máximo en el núcleo, c) la densidad de flujo máximo,
d) Utilizando la figura A que corresponde a la curva de
magnetización del núcleo utilizado, determine el valor
de los Amper-espiras correspondiente a βm.
FIGURA A
EJERCICIOS
• Ejemplo 2.4.- Un transformador con relación de espiras de 10/1,
tiene una densidad de flujo máxima de 60000 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑠 𝑝𝑢𝑙𝑔2, cuando
el devanado primario se conecta a una alimentación de 2300 V y 60
Hz. ¿ Cual será la densidad de flujo máxima si el secundario se
conecta a una alimentación de 115 V, 25 Hz. Con el primario abierto?
• Ejemplo A.- Un transformador con núcleo del tipo ventana, se
construye de laminas de 0.355 mm de espesor que tiene un ancho
uniforme de 7 cm, si el flujo máximo es de 6.2 ∗ 105 maxwell y al
densidad de flujo es de 1.01 ∗ 104 𝑚𝑎𝑥𝑤𝑒𝑙𝑙 𝑐𝑚2 , el espacio entre
laminaciones ocupa el 8% del núcleo armado; calcular a) el numero
de laminaciones del núcleo.
EJERCICIOS
• Ejemplo E.- Un transformador de 6900/ 230 V. tiene taps con
derivaciones de 2.5, 5, 7.5 y 10% en el devanado primario.
Determine: a) los voltajes que se pueden usar en el devanado
primario para un tener un voltaje constante de 230 V. en el
secundario, b) la relación de transformación para cada caso.
• . Ejemplo F- Sabiendo que en un transformador de distribución
se emplean densidades de corriente entre 1.1 y 2.5 𝑎𝑚𝑝 𝑚𝑚2,
calcular la sección de los conductores y el numero de espiras en
los devanados primario y secundario de un transformador tipo
distribución de 100 KVA monofásico de 13200/ 240 V. 50 Hz,
10 𝑣𝑜𝑙𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎 considere una densidad de corriente igual a 2.5
𝑎𝑚𝑝 𝑚𝑚2.
EJERCICIOS
• Ejemplo J .- Un transformador tiene dos bobinas en su devanado primario
de 2300 V. Indique mediante un dibujo las cuatro posibles maneras de
conectar el transformador y determine en cada caso la relación de
transformación del voltaje primario al secundario, si el secundario tiene dos
bobinas de 230 V.