Campo magnético rotativo Un campo magnético rotativo o campo magnético giratorio es un campo magnético que rota a una velocidad uniforme ( idealmente) y es generado a partir de una u na corriente eléctrica alterna trifásica. Fue descubierto por Galileo Ferraris en 1885, y es el fenómeno sobre el el que se fundamenta el motor de corriente alterna.
Principio de funcionamiento Al
repartir sobre un cilindro de hierro (estátor estátor para para las máquinas eléctricas asíncronas) unas bobinas,, se separan las entradas y salidas 120º entre sí y se alimentan con un a corriente bobinas alterna,, se obtiene por el efecto de la corriente conducida a través de ellas un campo alterna magnético pulsante. Si se colocan otras dos bobinas predispuestas igual que la primera pero de modo que los planos que las contienen se sitúan a 60º a izquierda y a la derecha de la primera bobina y se alimenta cada grupo.
Tres posiciones del giro, con la distribución de potencia del campo resultante. resultante.
Si cada grupo de bobinas de bobinas tiene un número escaso de éstas, el campo magnético creado tendrá una onda de forma cuadrada. Para aproximarla a una senoide lo que se hace es aumentar el número de bobinas en cada grupo (fase), y distribuirlas distribuirlas lo máximo posible po sible en el estátor
Descripción Un simétrica del campo magnético giratorio se puede producir con tan sólo tres bobinas. Los tres bobinas tendrá que ser conducido por una fase de CA senoidal 3 actual sistema simétrico, por lo que cada fase se cambiará 120 grados en la fase de los demás. A los efectos de este ejemplo, el campo magnético se toma como la función lineal de la corriente de la bobina. El resultado de la adición de tres fases de 120 grados ondas sinusoidales en
el eje del motor es un
único vector de rotación.
polo N del rotor se
El rotor tiene un
campo magnético constante.
moverá hacia el polo S del campo magnético del estator, y viceversa.
El
Esta
atracción magneto-
mecánico crea una fuerza que impulsará el rotor de seguir el campo magnético giratorio en una sincrónica manera.
Un imán permanente en este campo girará a fin de mantener su alineamiento con el campo externo. Este efecto se utilizó a principios de la corriente alterna los motores eléctricos . Un campo magnético giratorio se puede construir con dos bobinas ortogonales, con una diferencia de 90 grados de fase en sus corrientes de CA. Sin embargo, en la práctica este sistema se suministra a través de un acuerdo de tres hilos con corrientes desiguales. Esta desigualdad podría causar graves problemas en materia de normalización del tamaño del conductor. Para superar esto, los sistemas de tres fases que permiten a las tres corrientes son iguales en magnitud y tienen una diferencia de 120 grados de fase. Tres rollos similares que tienen mutua ángulos geométricos de 120 grados a crear el campo magnético giratorio en este caso. La capacidad del sistema de tres fases para crear el campo de rotación utilizado en los motores eléctricos es una de las razones principales por las que los sistemas trifásicos dominan en el mundo de los sistemas de suministro de energía eléctrica. Rotación de los campos magnéticos también se utilizan en motores de inducción . Debido a que degradan los imanes con el tiempo, los motores de inducción el uso a corto-circuito rotores (en lugar de un imán) que siguen la rotación del campo magnético de un multicoiled estator . En estos motores, el circuito se vuelve corta del rotor desarrollar las corrientes de Foucault en el campo giratorio del estator que a su vez mueve el rotor por la fuerza de Lorentz . Este tipo de motores no suelen ser sincrónica, sino que implica necesariamente un cierto grado de "deslizamiento" a fin de que la corriente puede ser producida por el movimiento relativo del campo y el rotor.
Motor eléctrico síncrono Artículo principal: Motor síncrono
Un motor eléctrico síncrono es un motor de CA se distingue por un rotor que gira con bobinas de imanes que pasa a la misma velocidad que el campo magnético que se alterna en curso y resulta que lo impulsa. Otra forma de decir esto es que tiene cero deslizamiento en condiciones de explotación normales. Contraste esto con un motor de inducción, el cual debe deslizarse para producir par. Un motor síncrono es como un motor de inducción, excepto el rotor es excitado por un campo de corriente continua. Los anillos colectores y escobillas se utilizan para conducir la corriente al rotor. Los polos del rotor se conectan entre sí y se mueven a la misma velocidad por lo tanto el no mbre del motor síncrono. Un clásico motor eléctrico síncrono es un motor de corriente alterna se distingue por un rotor que hace girar con bobinas de imanes que pasa en la misma proporción que la corriente alterna y la consiguiente rotación del campo magnético que lo impulsa. Otra forma de decir esto es que no depende de deslizamiento en condiciones de explotación normales y como resultado, produce torsión a la velocidad de sincronismo . Contraste esto con un motor de inducción , el cual debe deslizarse con el fin de producir par . Operan de forma sincrónica con la frecuencia de la línea . Al igual que con los motores de inducción de jaula de ardilla, la velocidad es determinada por el número de pares de polos y la frecuencia de línea. Los motores síncronos están disponibles en tamaños-excitados por fracciones de sub auto de corriente continua de alta potencia tamaños emocionados industriales. En el rango de potencia fraccionaria, la mayoría de los motores síncronos se utilizan cuando la velocidad constante se requiere precisión. En tamaños de alta potencia industrial, el motor síncrono proporciona dos importantes funciones. En primer lugar, es un medio muy eficiente de convertir la energía de CA al trabajo. En segundo lugar, es capaz de operar en los principales o el factor de potencia unitario y por lo tanto proporcionar la corrección del factor de potencia. Hay dos tipos principales de motores síncronos: no contentos y emocionados de corriente continua, que no tienen capacidad de auto-partida para llegar a la excitación de sincronismo sin medios adicionales, como el control electrónico o de inducción. Pero con los recientes avances en el contro l de excitación sin escobillas independiente de la liquidación conjunto del rotor, que elimina la dependencia de deslizamiento para la operación, el cepillo de rotor bobinado, doblemente alimentado eléctrica de la máquina es el tercer tipo de motor síncrono con todas las cualidades teóricas del motor síncrono y el motor doblemente alimentados de rotor bobinado combinados, tales como la corrección del factor de potencia, la más alta densidad de potencia, la más alta densidad de par potenciales, el regulador electrónico de bajo coste, alta eficiencia, etc Excitados por los motores no se fabrican en imán permanente resistencia, y los diseños de histéresis. Renuencia diseños e histéresis emplear un circuito de arranque automático y no requieren ningún suministro de excitación externa. imán diseños Permanet requieren un control electrónico de funcionamiento en la práctica (véase el generador síncrono de imanes permanentes ).
diseños tienen calificaciones que van desde la sub-fracciones a cerca de 30 caballos de fuerza. motores de potencia fraccionaria Sub-tienen un bajo par, y se utilizan generalmente para aplicaciones de instrumentación. Moderado par, motores integrante caballos de fuerza destinadas a la construcción de jaula de ardilla con rotores de dientes. Cuando se utiliza con frecuencia una fuente de potencia ajustable, todos los motores en el sistema de impulsión se puede controlar exactamente a la misma velocidad. La frecuencia de la fuente de alimentación determina la velocidad de funcionamiento del motor. R enuencia
Los motores de histéresis se fabrican en caballos de fuerza fraccionarios calificacionessub, principalmente como servomotores y motores de tiempo. Más caro que el tipo de resistencia, los motores de histéresis se utilizan cuando la velocidad co nstante se requiere precisión. Excitados por motores de corriente continua - Hecho en tamaños de más de 1 hp, estos motores requieren de corriente suministrada a través de anillos co lectores para la excitación. La corriente puede ser suministrada por una fuente independiente o de un generador de corriente continua conectado directamente al eje del motor
Los anillos colectores y escobillas se utilizan para conducir la corriente al rotor. Los polos del rotor se conectan entre sí y se mueven a la misma velocidad - de ahí el nombre del motor síncrono. Los motores síncronos entran en la categoría de máquinas sincrónicas, que también incluye el alternador (generador sincrónico). Estas máquinas se utilizan comúnmente en analógico relojes eléctricos, temporizadores y otros dispositivos donde se requiere la hora correcta. La "velocidad de sincronismo" de un motor síncrono se determina mediante la siguiente fórmula:
donde v es la velocidad del rotor (en rpm ), f es la frecuencia de la alimentación de CA (en Hz ) y n es el número de polos magnéticos. A diferencia de todos los motores síncronos, el síncrono sin escobillas de rotor bobinado, doblemente alimentado eléctrica de la máquina o pera desde sincrónica a super velocidad sincrónica o dos veces la velocidad de sincronismo sub.
[ editar ] Piezas Un motor síncrono se compone de las siguientes partes:
y
y
y
y
El estator es la cáscara externa del motor, que lleva la bobina de la
armadura. Esta liquidación es espacialmente distribuida para el AC poli-fase actual. Esta armadura se crea un campo magnético giratorio en el interior del motor. El rotor es la parte giratoria del motor. Lleva devanado de campo, que puede ser suministrada por una fuente de CC. En la excitación, el devanado de campo se comporta como una máquina magnet.Some permanente el uso de imanes permanentes en el rotor. Los anillos de deslizamiento en el rotor, para suministrar la corriente continua al devanado de campo. El bastidor del estator contiene y apoya a las otras partes y pueden incluir cajas de cojinetes.
máquinas de gran tamaño pueden incluir piezas adicionales para la refrigeración de la máquina, el apoyo a la lubricación del rotor, y la refrigeración de los cojinetes, y la protección de diversos dispositivos de medición.
[ editar ] Funcionamiento El funcionamiento de un motor síncrono es fácil de imaginar. La bobina de la armadura, cuando es excitado por un poli-fase (por lo general de 3 fases) la oferta, se crea un campo magnético giratorio en el interior del motor. El devanado de campo, que actúa como un imán permanente, simplemente bloquea con el campo magnético que rota y rota junto con él. Durante la operación, como el campo de las cerraduras con el campo magnético giratorio, el motor se dice que es en la sincronización. Una vez que el motor está en funcionamiento, la velocidad del motor depende sólo de la frecuencia de suministro. Cuando la carga del motor se incrementa más allá de la descomposición de la carga, el motor queda fuera de sincronización, es decir, la carga aplicada es suficientemente grande para sacar el devanado de campo de seguir el campo magnético giratorio. El motor inmediatamente puestos después de que cae fuera de sincronización
[ editar ] Motor de inducción Artículo principal: Motor de inducción
Un motor de inducción es un motor de corriente alterna asíncronos donde el poder se transfiere al rotor por inducción electromagnética. Un motor de inducción se asemeja a un transformador de rotación, debido a que el estator (parte fija) es esencialmente el lado primario del transformador y el rotor (parte móvil) es el secundario. motores polifásicos de inducción son ampliamente utilizados en la industria. Los motores de inducción puede ser dividida en los motores de jaula de ardilla y motores de rotor bobinado. Los motores de jaula de ardilla tienen una gran bobina formada por barras sólidas, generalmente de aluminio o de cobre, junto con los anillos en los extre mos del rotor. Corrientes inducidas en esta liquidación proporcionar el campo magnético del rotor. La forma de las barras del rotor determina las características par-velocidad. A velocidades bajas, la corriente inducida en la jaula de ardilla es casi a la frecuencia de línea y tiende a fluir en la parte exterior de la jaula del rotor. A medida que el motor se acelera, la frecuencia de deslizamiento disminuye, y más la corriente fluye en el interior de la bobina. Por la configuración de las barras para cambiar la resistencia de las partes bobinas en la parte interior y exterior de la jaula, con eficacia una resistencia variable se inserta en el circuito del rotor. En una de rotor de motor de la herida, la bobina de l rotor es de muchas vueltas de alambre aislado y se conecta a los anillos colectores en el eje del motor. Un resistor externo u otros dispositivos de control puede ser conectado en el circuito del rotor. Resistencias de permitir el control de la velocidad del motor, aunque el poder significativo es disipada en la resistencia externa. Un convertidor puede ser alimentado desde el circuito del rotor y devolver el poder de deslizamiento de frecuencia que de otro modo se perdería de nuevo en el sistema de energía. El motor de inducción de rotor bobinado se utiliza sobre todo para iniciar una carga de alta inercia o una carga que requiere un par motor muy alto de partida en toda la gama a toda velocidad. Mediante la correcta selección de las resistencias utilizadas en la resistencia secundaria o de anillos de arranque, el motor es capaz de producir par máximo a una oferta relativamente de poca intensidad de la velocidad cero a toda velocidad. Este tipo de motor también ofrece una velocidad controlable. La velocidad del motor puede ser cambiado debido a que la curva de par del motor es eficaz en el aporte de la resistencia conectada al circuito del rotor. El aumento del valor de la resistencia se moverá de la velocidad de par máximo abajo. Si la resistencia conectada al rotor se incrementa más allá del punto donde el par máximo se produce a velocidad cero, el par se reducirá aún más. Cuando se utiliza con una carga que tiene una curva de par que se incrementa con la velocidad, el motor funcionará a la velocidad en que el par desarrollado por el motor es igual a la par de la carga. La reducción de la carga que el motor se acelera, y el aumento de la carga, el motor más lento hasta que el par de la carga y el motor son iguales. Operado de
esta manera, las pérdidas de deslizamiento se disipa en las resistencias secundarias y puede ser muy significativo. La regulación de la velocidad y la eficiencia neta es también muy pobre.
