Principios de Máquinas Eléctricas: Estudio de la Máquina Lineal de Corriente Continua, Diapositivas de Energía y Medio Ambiente

¡Descarga Principios de Máquinas Eléctricas: Estudio de la Máquina Lineal de Corriente Continua y más Diapositivas en PDF de Energía y Medio Ambiente solo en Docsity!

MODULO I

CONVERSIONDE ENERGIA I

PRINCIPIOS DE LAS MAQUINAS

ELECTRICAS

La Máquina Lineal de CC ING. LILIO A. VILLARREAL

La Máquina LINEAL

de Corriente Continua

MAQUINA LINEAL DE C.C.. 1 .- La ecuación del voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético. E ind = ( V x B ). l Se genera una fem E mientras el conductor se mueve, cortando las líneas de fuerza del campo magnético: E = B L V

2.- La ecuación de fuerza sobre un conductor que se encuentra en un campo magnético. F = i. ( l x B ) Donde: F : Fuerza sobre el conductor i : Corriente que circula por el conductor l : longitud del conductor B : Vector de densidad de flujo magnético El conductor se mueve a causa de una fuerza F cuando por él circula una intensidad I: F = I L B

ARRANQUE DE LA MAQUINA

LINEAL DE C.C.

1.- Al cerrar el interruptor se produce un flujo de corriente I = (V b

• E ind ) / R Eind=0 I= Vb / R 2.- El flujo de corriente produce una fuerza inducida sobre la barra dada por F = I l B I (t) Vb R Eind (^) Fuerza L

3.- La barra se acelera hacia la derecha, produciendo un voltaje inducido E ind = v B l con su positivo hacia arriba. 4.- Este voltaje inducido reduce el flujo de corriente I = (Vb- Eind ) / R

ARRANQUE DE LA MAQUINA

LINEAL DE C.C.

velocidad

La Maquina Lineal como Motor ✓ Al aplicar una F carga en dirección opuesta al movimiento

✓ La barra se desacelera y V disminuye

✓ El voltaje inducido cae e

ind

= v B l

✓Entonces I = (V

b

- E

ind ) / R aumenta F carga v = cte

La Maquina Lineal como Motor ✓ Al aumentar I la F ind = I l B se incrementa Hasta que F ind

= F

carga ✓ La Potencia Eléctrica e ind

• I se convierte en Potencia Mecánica F ind

* V

F carga F ind

La Maquina Lineal como GENERADOR 2.- La fuerza aplicada hará que la barra se acelere a = F net / m, así la velocidad de la barra aumenta. F ap

La Maquina Lineal como GENERADOR 3.- Si V ↑ entonces E ind = V ↑ Bl aumentará y será mayor que el voltaje de la batería V b

(E

ind

Vb) y la corriente cambia de dirección i = ( Eind. – Vb ) / R F ap

La Maquina Lineal como GENERADOR 5.- Una cantidad de potencia mecánica igual a F ind x v se convierte ahora en potencia eléctrica E ind x i y la maquina funciona como generador. F ap F ind

Estudio Energético del Generador Elemental 1.- Se aplica una fuerza Fap en la dirección del movimiento; la fuerza resultante tiene la misma dirección del movimiento. 2.- La fuerza aplicada hara que la barra se acelere a = F net / m, asi la velocidad de la barra aumenta. 3.- Si V ↑ entonces Eind = V ↑ Bl aumentara y sera mayor que el voltaje de la bateria Vb (Eind

Vb) y la corriente cambia de dirección i = ( Eind. – Vb ) / R 4.- La fuerza producida Find. = i ↑ Bl aumenta hasta que ⃒ Find ⃒ = ⃒ F carga ⃒ a una velocidad V mayor. 5.- Una cantidad de potencia mecánica igual a Find x v se convierte ahora en potencia eléctrica Eind x i y la maquina esta funcionando como generador.

Problemas en el arranque de la Maquina Lineal Sol.: a) En el instante del arranque, la velocidad de la barra es cero Eind = 0 i = (Vb – Eind ) / R = (120 - 0)/ 0.3 = 400 Amp. Cuando la maquina llega a estado estacionario Find = 0 ==➔ i= Eind = Vb = v l B ==➔ v = Vb / l B = 120 / ( 10 x 0.1) = 120 m / seg. b) F = 30 N ( Hacia la derecha) el estado estacionario ocurrira cuando Find = Fap. Fap = F ind = i l B i = Find / (l B) = 30 / (10 x 0,1) = 30 Amp. Eind = Vb + iR = 120 + 30 x 0.3 = 129 Voltios v = Eind / l B = 129 / (10 x 0.1) = 129 m / seg. La barra esta produciendo una potencia ➔ P = 129 x 30 = 3870 W. Y la bateria consume ➔ P = 120 x 30 3600 W. 3870 – 3600 = 270 ➔ Pérdidas en la resistencia, funcionando como generador c) Fcarga = 30 N ( Hacia la izquierda) Find (hacia la derecha) Fap. = Find = i l B i = Fap. / (l B) = 30 / (10 x 0,1) = 30 Amp. Eind = Vb - iR = 120 - 30 x 0.3 = 111 Voltios v = Eind / l B = 111 / (10 x 0.1) = 111 m / seg.➔ Motor d) Sin carga ➔ Eind = Vb pasando a una región de campo mas débil Eind = Vb = v B l ➔ v = Vb / (B l ) = 120 / (0.08 x 10) = 150 m / seg. La barra esta produciendo una potencia ➔ P = 129 x 30 = 3870 W. Cuando B  ➔ v 