conversion energia electromecanica

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presentacion conversion energia electromecanica

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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

• FMM = 𝑁 ∗ 𝑖

•ℜ =𝑙

𝜇𝑟 𝜇𝑜 𝑠=

𝑙

𝜇×𝑠

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Line
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fuerza magnetomotriz
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pl/s
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u=permiabilidad magnetica del material uo=permiabilidad absoluta, vacio ur=u/uo
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Pablo
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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

Pablo
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60Hz
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LA LEY DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA DE

FARADAY

LA LEY DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA DE

FARADAY

LA LEY DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA DE

FARADAY

EL TRANSFORMADOR

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s, potencia aparente sincrono
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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.