clase01- motores
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MÁQUINAS ELÉCTRICAS
ROTATIVAS
ING EVER FREDDY LLENQUE TUME
ENERO DEL 2013
HORARIO DE CLASES
Viernes : 17 – 22 horas
CALENDARIO ACADÉMICO CICLO DE VERANO
2014
PROGRAMACION DE CLASES
FECHA HORA Columna1
vie 17/01/2014 17:00 CONCEPTOS BASICOS DE MAQUINAS ELECTRICAS
vie 24/01/2014 17:00 GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA
vie 31/01/2014 17:00 MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
vie 07/02/2014 17:00 MOTORES MONOFASICOS
sáb 08/02/2014 17:00 EXAMEN PARCIAL
vie 14/02/2014 17:00 GENERADORES SINCRONOS
vie 21/02/2014 17:00 MOTORES SINCRONOS
vie 28/02/2014 17:00 GENERADORES ASINCRONOS
vie 07/03/2014 17:00 MOTORES ASINCRONOS
sáb 08/03/2014 17:00 EXAMEN FINAL
mar 11/03/2014 17:00 EXAMEN SUSTITUTORIO
vie 14/03/2014 17:00 EXAMEN DE APLAZADOS
ENTREGA DE ACTA DE NOTAS DETALLADO
PRACTICAS CALIFICADASEN EL AULA A LA PRIMERA HORA DE CLASES / a los 2 días por correo
MONOGRAFIAS A LA SEMANA SIGUIENTE,
TRABAJOS DE INVESTIGACION EN EL PARCIAL
EXAMENES Al día siguiente
Se tomara en cuenta la asistencia según el
Reglamento de la Universidad
FECHAS DE EXÁMENES
Examen Parcial : 8/02/2014
Examen Final : 8/03/2014
Examen Sustitutorio: 11/03/2014
Examen de Aplazados: 14/03/2014
SISTEMA DE CALIFICACIÓN
Promedio de Prácticas : Peso 1Examen Parcial : Peso 1Examen Final : Peso 1
Examen Sustitutorio : Peso 1
PROGRAMA DEL CURSO
1.- CONCEPTOS BASICOS- Introducción- Sistema de unidades- Flujo magnético- Inducción electromagnética- Ley de Faraday- Ley de Lenz- FEM en movimiento- Ley de ampere- Introducción al generador y motor- Datos de placa de un motor- aplicacionesTeoría de motores
PROGRAMA DEL CURSO
2,- GENERADORES CC:- Curva de magnetización de un
generador C.C.- Circuito equivalente de un generador
C.C.- Análisis de transformación C.A. a C.C.- Conexiones de los generadores C.C.Análisis de funcionamiento de los generadores C.C.
PROGRAMA DEL CURSO
3.- MOTORES C.C.- Circuito equivalente de un motor C.C.- Conexiones de los motores C.C.Análisis de funcionamiento de los motores C.C.
4,-MOTORES MONOFASICOS- Generalidades- Motor monofásico de inducción- Tipos de motores monofásicos de
inducción- Motor universalOtros tipos de motores
PROGRAMA DEL CURSO
5.- GENERADORES SINCRÓNICOS:- Características. Circuito equivalente de
un generador sincrónico.- Diagrama fasorial de un generador
sincrónico.Diagrama fasorial
6.- MOTORES SINCRÓNICOS.-Principios básicos de los motores.-Funcionamiento del motor sincrónico enestado estable.Arranque de los motores
PROGRAMA DEL CURSO
7. GENERADORES ASÍNCRONOS:-Características.-Análisis de funcionamiento.Aplicaciones
8.- MOTORES ASÍNCRONOS.- Conceptos básicos.- Circuito equivalente de un motor de
inducción.- Características de funcionamiento..- Arranque de los motores de inducción.Control de los motores de inducción.
BIBLIOGRAFÍA
Máquinas Eléctricas. Jesús Fraile Mora
Máquinas Eléctricas. Stephen J. Chapman
Máquinas Eléctricas. C. B. Gray
Máquinas Eléctricas. Fitzgerald
Copias del curso.
Máquinas Eléctricas. Análisis y Diseño Aplicando Matlab. Jimmie J. Cathey.
BIBLIOGRAFÍA
Máquinas Eléctricas. Javier Sanz Feito.
Introducción a Máquinas Eléctricas y Transformadores. George Mc Person.
Máquinas de Corriente Continua. Gilberto Enríquez Harper
Máquinas Eléctricas. J. Thaler y M. L. Wilcox
Electromecánica y Máquinas Eléctricas. S. A. Nasar y L. E. Unnewehr
Las máquinas eléctricas son el resultado de la aplicación de los principios deelectromagnetismo y en especial de la Ley de Inducción de Faraday. Las máquinaseléctricas se caracterizan por tener circuitos eléctricos y magnéticos entrelazados.
Durante todo el proceso histórico de su desarrollo las máquinas eléctricas handesempeñado un papel muy importante en el campo de la ingeniería Mecanica-eléctrica,merced a su aplicación en los campos de generación, transmisión, distribución yutilización de la energía eléctrica.
INTRODUCCIÓN
DATOS DE PLACA DE UN MOTOR
Las maquinas rotativas presentan dos campos magnéticos, es
del Estator y el del Rotor
Uno de ambos es el campo principal, es decir aquel sin el cual la
maquina eléctrica no puede funcionar de ninguna manera como tal
(ni con carga ni sin ella) a este campo se le suele llamar también
INDUCTOR y el circuito eléctrico que lo origina se denomina
EXITACION o de campo
El otro campo que se origina en la otra estructura se denomina
INDUCIDO, al circuito eléctrico que lo produce se le suele llamar
ARMADURA. Este campo aparece cuando la maquina trabaja con
carga, en vacio este campo es prácticamente nulo.
MAQUINAS MOVILES :
MAQUINAS ESTATICAS: reactores y transformadores
- de movimiento mecánico lineal: electroimanes de armadura
- De movimiento rotatorio : (motores y Generadores
LAS MAQUINAS ROTAIVAS PUEDEN SER DE DOS TIPOS:
DE CORRIENTE CONTINUA (porque la potencia eléctrica intercambiada
con la red exterior es de CC)
DE CORRIENTE ALTERNA (porque la mayor parte o toda la potencia
eléctrica intercambiada con la red exterior es de corriente alterna)
CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS
MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA
INTRODUCCIÓN
Las máquinas eléctricas realizan una conversión de energía de una
forma u otra, una de las cuales, al menos, es eléctrica. Teniendo en
cuenta el punto de vista estrictamente energético, las máquinas
eléctricas se clasifican en tres tipos fundamentales:
- Generador.
- Motor.
- Transformador.
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Los generadores y motores tienen un acceso mecánico y por ello son
máquinas dotadas de movimiento, que normalmente es de rotación; en
cambio, los transformadores son máquinas eléctricas que tienen únicamente
accesos eléctricos y son máquinas estáticas.
En conclusión, los motores y generadores son máquinas eléctricas rotativas
(que son los que estudiaremos en el presente curso) y los transformadores
son máquinas eléctricas estáticas (los cuales ya fueron estudiados en el
anterior curso).
INTRODUCCIÓN
Todas las máquinas eléctricas rotativas cumplen con el principio de
reciprocidad electromagnética, lo cual quiere decir que son reversibles; es
decir, pueden trabajar tanto como motor o como generador.
Sin embargo, en la práctica, por ejemplo las máquinas asíncronas o de
inducción trifásicas generalmente se les utiliza como motores. En cambio las
máquinas eléctricas síncronas, generalmente son utilizados como
generadores.
GENERADOREsta máquina eléctrica transforma la energía mecánica en energía eléctrica.
La acción se desarrolla por el movimiento de una bobina en un campo
magnético, resultando una Fuerza Electromotriz (f.e.m.) inducida que al
aplicarla a un circuito externo produce una corriente que interacciona con el
campo y desarrolla una fuerza mecánica que se opone al movimiento. En
consecuencia, el generador necesita una energía mecánica de entrada para
producir la energía eléctrica correspondiente.
En general, todo generador necesita que alguien le brinde la energía mecánica
a fin de producir energía eléctrica.
GENERADOR
Accionamiento mecánico
MOTOR
Esta máquina eléctrica transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
La acción se desarrolla introduciendo una corriente en la máquina por medio
de una fuente externa, que interacciona con el campo produciendo un
movimiento de la máquina; aparece entonces una f.e.m. inducida que se
opone a la corriente y que por ello se denomina Fuerza Contra Electromotriz.
En consecuencia, el motor necesita una energía eléctrica de entrada para
producir la energía mecánica correspondiente.
MOTOR
Red de energía eléctrica
APLICACIONES DE LAS
MÀQUINAS ELÉCTRICAS
Máquinas de Carpintería
Máquinas de Carpintería
Industria Minera
Trenes de Laminado
Trenes de Laminado
Fajas Transportadoras
Fajas Transportadoras
Sistemas de Bombeo de Agua
SISTEMAS
CONTRA
INCENDIO
SISTEMAS CONTRA INCENDIO
MÁQUINAS TREFILADORAS
VENTILADOR INDUSTRIAL
Generador de una Central Hidroeléctrica
Generador de una Central Hidroeléctrica
Generador de una Central Térmica
EL MOTOR Y EL GENERADOR ELEMENTALES
En los cursos de Física se estudia el principio físico de un motor y un generador
eléctricos partiendo de un modelo muy sencillo, es decir, un campo magnético
inductor H formado por dos polos N y S y un conductor metálico de longitud l
entre los polos, tal como se ve en la figura
Para una mejor comprensión de los fenómenos se recurre a dos leyes
fundamentales la ley de Faraday o ley del flujo cortante, cuya forma vectorial es
útil en este caso:
F = (V x B)
donde F es la f.e.m. inducida en los bornes del conductor cuando éste se desplaza
transversalmente al campo H con una velocidad v. Véase la siguiente figura y
obsérvese que la F.e.m. apunta hacia adentro.
GENERADOR ELECTRICO ELEMENTAL
Esta ley expresa claramente el principio de funcionamiento de un Generador
eléctrico con los terminales abiertos o desconectados, es decir, suponiendo que no
pasa corriente por el conductor.
La otra ley o ley de la fuerza F sobre un conductor, se expresa también
matemáticamente de la forma siguiente:
F= I x H
donde I es la corriente eléctrica (supongamos continua por ahora) que circula por
el conductor quieto cuando éste es alimentado por una fuente de energía
e1éctrica.y se encuentra entre los polos del campo. Véase la siguiente figura.
Se observa que la fuerza apunta hacia la izquierda tratando de llevarse al
conductor en ese sentido.
MOTOR ELECTRICO ELEMENTAL
Esta ley expresa claramente el principio de funcionamiento de
un un Motor eléctrico.
Volviendo al modelo del generador elemental, en la figura del Generador
Elemental ciérrese ahora el circuito del conductor por medio de una carga que
consuma una corriente I cuando se le aplica la Fe.m. F, tal como se ve en la
figura siguiente.
GENERADOR ELECTRICO ELEMENTAL CON CARGA
Aplicando la ley de la fuerza resulta que el paso de la corriente I por el conductor
produce la aparición de una fuerza electromagnética de sentido contrario al
movimiento que tiende a detener el conductor; a esta fuerza se le llama fuerza
antagonista.
Para que el conductor pueda mantener su movimiento es necesario que un motor
primo suministre una fuerza que equilibre a dicha fuerza F.
Ahora bien, en el modelo del motor elemental, figura se puede apreciar que el
movimiento del conductor hacia la izquierda con una velocidad v inducirá en los
bornes del conductor una Fe.m. F cuya polaridad se opone al sentido de la
corriente I que pasa por el conductor, tal como se observa en la figura siguiente.
MOTOR ELECTRICO ELEMENTAL CON CARGA
Por el carácter de dicha F se denomina usualmente fuerza conttraelectromotriz
F.c.e.m.
