Constitución, clasificación y balance de energía en las máquinas eléctricas

Constitución y Clasificación una máquina eléctrica”

Las máquinas eléctricas se Pueden clasificar en:

• Estáticas.
No disponen de partes Móviles. (transformadores)

•Rotativas.
Están provistas de partes Giratorias.(dínamos, los alternadores y algunos motores) Podemos distinguir

 Una parte fija, el estátor.

Una parte móvil o rotor, normalmente Giradentro del estátor.

Un espacio de aire (para permitir el movimiento del rotor)

-entrehierro-

Tiene q ser lo más reducidoposible, para evitar pérdidas De flujo magnético al

exterior.

Estas máquinas se pueden considerar constituidas por un conjunto

Magnético y dos circuitos eléctricos

Uno en el rotor y otro en el estátor. Uno

de los devanados o arrollamientos, al ser recorrido por una corriente eléctrica,

produce la fuerzamagnetomotriz necesaria para crear el flujo que se establece

en el conjunto magnético de la máquina, por lo que se denomina

arrollamiento inductor o de excitación.
En el otro enrollamiento, denominado

inducido, se induce una fuerza electromotriz,que da lugar a un par motor

(máquinaeléctrica funci como motor), o bien A Una fuerza contraelectromotriz,

que produce un par resistente (máquina eléctrica funci como Generador).

Normalmente, estátor y rotor van provistos de unas ranuras, En las Cuales se

disponen losenrollamientos.

-En todas las Máquinas eléctricas rotativas se distinguen tres tipos de

materiales:

Materiales activos

constituyen el asiento del campo magnético

(materiales magnéticos de alta permeabilidad, hierro, acero, chapas de hierro aleadas al silicio, aleaciones especiales magnéticas...) o fuerzas electromotrices inducidas (materiales buenos conductores de la electricidad, como el cobre o el aluminio).

Materiales pasivos

Son los materiales aislantes, que, sin intervenir en los fenómenos de conversión de energía, canalizan las corrientes eléctricas y evitan fugas de corriente indeseadas. Permitiendo la existencia de diferencias de potencial elevadas entre devanados, o entre los devanados y la masa de la máqMateriales estructurales.
Desempeñan funciones de sustentación, lubricación, accionamiento mecánico, ventilación ...

Balance de energías pérdidas

En todas máquinas eléctricas, una parte De la Energía absorbida se convierte en calor, que no Puede Aprovecharse para el efecto útil que se pretende conseguir.Por ese motivo La Potencia útil de una máquina es siempre menor que la potencia absorbida.Estas pérdidas de potencia, que resultan inevitables, pero que Deben minimizarse en lo posible, se pueden clasificar de la siguiente manera:
- Pérdidas en los conductoresde los circuitos eléctricos.(pérdidas en el cobre)///Debidas al efecto Joule. Como circula Corriente, la energía eléctrica se convierte en calor, a causa de los continuos Choques de los electrones contra los iones metálicos del conductor, producíéndose un intercambiode energía cinética entre unos y otros, dando lugar a Un aumento de tempdel conductor.

- Pérdidas en el hierro del circuito magnético

Al existir un flujo variable se producen pérdidas de potencia.Las pérdidas en el hierro dos tipos diferentes:

Pérdidas por histéresis, energía que se pierde en calor por la magnetización Cíclica del hierro.Para minimizar la potencia perdida por histéresis se Debe emplear chapa magnética decalidad Pérdidas por corrientes parásitas o de Foucault, debidas a las corrientes inducidas en el hierro. Según la ley de Lenz, el sentido de estas corrientes es opuesto a la causa que las produce;// Es decir, almovimiento relativo de la masa de hierro respecto del campo magnético// Creándose Un par resistente que debe ser vencido por el motor que hace girar la masa de hierro.Para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas laspartes de hierro de las máquinas eléctricas son de chapas de reducido espesor, convenientemente aisladas entre sí.

- Pérdidas mecánicas, (ventilación y rozamientos)

se deben al mov existente en las partes móviles de la máquina.

Pérdidas por rozamiento en los cojinetes:difícilmente evaluables, Dependen de muchos factores: tipo de cojinetes, engrase, forma de las piezas giratorias

Pérdidas por rozamiento en las escobillas. Debidas al frotamiento de las escobillas con Los Anillos o con el colector.(directproporcionaal coef de roza

Pérdidas por rozamiento con el aire yventilación.Difíciles de calcular. Y el valor de las pérdidas por ventilación crece al aumentar la velocidad de rotación delas partes giratorias.

Curvas par-velocidad de un motor

En el funci De un motor con su carga, según la variación De velocidad, tiene tres fases :

1 Arranque

momento De conexión del motor a la red Eléctrica de alimentación. Para Que el motor pueda arrancar es preciso Que venza la resistencia que ofrecen los Rozamientos y la inercia de Las partes móviles. El momento de rotación desarrollado Por el motor en este instante recibe el Nombre de par de arranque.
Corresponde A la ordenada en El origen de la caractpar-velocidad Del motor.
2. Aceleración período De la puesta en marcha, hasta que el Rotor alcanza la velocidadnominal. En esta fase se lesuele Exigir al motor el máximo par que Es capaz de suministrar.3. Régimen nominal.El motor alcanza su marcha De régi permanentecuando su velocidad Bajo la carga nominal se mantiene Cte.En estas condiciones de Marcha motor-carga. Nominal el par motor desarrollado es igual Al par resistente de la carga.

Al producirse variaciones De los parámetros de régimen nominal dependiendo de cómo se Comporten en estas circunstancias, las máquinas eléctricas pueden Ser estables o inestables.

Una máquina eléctrica Es establecuando, frente A una variación de los valores carácterísticos de Su régimen nominal, responde automáticamente con una acción correctora Encaminada a restablecer esa marcha nominal.

Una máquina eléctrica Es inestable cuando Frente a una variación de los valores carácterísticos de su Régimen nominal, responde automáticamente con Una acción que refuerza esa alteración, alejándola aún más del régimen Nominal.

En el caso del Motor eléctrico, una condición exigible es Que mantenga su velocidad dentro De unos límites próximos al valor nominal.

La alteración Que surge en el sistema motor-carga puede ser:

•Aumento De velocidad. Frente a esta variación, un Motor estable reduce el par motor, para Que sea menor que el resistente y de esta maneraconseguir El restablecimiento del equilibrio. En cambio, un Motor inestable responde con una elevación Del par motor, con lo Cual la velocidad crece más aún y el motor Se embala.

• Disminución De velocidad. Un motor estable aumenta el par motor, Para que sea superior al resistente y así restablecer El equilibrio. Por el Contrario, un motor inestable responde Con una disminución del par motor, lo que hará Que la velocidad disminuya Cada vez más, hasta pararse.