Maquines electriques versio 3

  • Published on
    02-Jun-2015

  • View
    2.061

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

<ul><li> 1. MQUINES ELCTRIQUESTecnologia Industrial 2n Batxillerat davidctecno</li></ul><p> 2. Mquines elctriques : ClassificaciMquina elctrica: conjunt de mecanismes i dispositius capaos de produir,transformar o aprofitar l energia elctricaGenerador:Mquina elctrica que transforma l energia mecnica en energia elctricaMotor:Mquina elctrica que transforma l energia elctrica en mecnica de rotaciTransformador:Mquina elctrica que varia les caracterstiques de lenergia elctrica per tal defacilitar-ne el transport i utilitzaci 3. Mquines elctriques : Classificaci 4. Mquines elctriques : AnlisiFuncionament mecnic:Mquines rotatives : motors, generadorsMquines esttiques: transformadorsConstituci electromagntica:Circuit magntic: : nucli ferromagnticCircuit elctric: inductor i lindut 5. Mquines elctriques : prdues d energiaLes prdues d energia de les mquines elctriques sn relativament petitescomparades amb les de les mquines trmiques. Sobtenen rendimentselevats del 90% i superiors Fregament peces / efectes ventilaci, refrigeraci Efecte Joulecicles dhistresi /corrents parsits de Focault 6. Mquines elctriques : potnciesPotncia: treball desenvolupat per unitat de temps (W: Watts) Potncia absorbida o consumida ( P abs ):Potncia subministrada a la mquina per al seu funcionament Potncia perduda ( P p):Potncia provocada per les prdues d energia Potncia til ( P u):Potncia proporcionada per la mquina Potncia nominal:Mxima potncia til que pot proporcionar la mquina de manera permanentsense que es sobreescalfi o deteriori. Determinada pel fabricant.Quan unamquina treballa a a potncia nomimal funciona en rgim nominal i treballa aplena crrega (PC) 7. Mquines elctriques : potnciesMquina P absPp PuMquina MagntiquesGenerador motriu que el Elctriques Xarxa elctricafa girarMecniquesMotor Xarxa Magntiques Eix de rotacielctrica ElctriquesMecniquesTransformador Xarxa Magntiques Xarxa elctricaelctrica Elctriques 8. 1.Generadors elctricsTransformen l energia mecnica que reben de l eix del motor en energiaelctrica que subministren a la xarxa per mitj dels seus borns Dinamos : generadors de C.C. Alternadors: generadors de C.A. 9. 1.Generadors elctrics 10. 1.1 Dinamos : constituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magntic Rotor (Indut) :part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMEntreferro : espai que queda entre Estator i Rotor 11. 1.1 Dinamos : constituci Estator : conjunt d elements que constitueixen l estructura on essustenten els diferents rgans de la mquina que cont el sistema inductordestinat a produr el camp magnticPols inductors : electroimantsque reparteixen uniformementel camp magntic (n parell)Bobinatge: bobines de Cu oAl recobertes de verns allantelctric que exciten els polsCulata: carcassa de materialferromagntic que tanca elcircuit i subjecta els pols 12. 1.1 Dinamos : constituci Rotor : part giratria solidria a l eix de la mquina que cont el sistemaindut destinat a generar la FEM induda.Nucli de lindut: cilindre amb ranures on es col.loquen les espires enrotlladesBobinatge: paquets d espires i/o bobines de fil conductor de Cu distribudesunides al circuit exterior per mitj de col.lectors i escombretes 13. 1.1Dinamos : constituci Rotor : part giratria solidria a l eix de la mquina que cont el sistemaindut destinat a generar la FEM induda.Col.lector: cilindre solidari a l eix de rotaci format per lamel.les on esconnecten el final d una bobina i el principi de la consecutivaEscombretes: peces metl.liques encarregades que transformen el correntindut en C.C. (dinamo) o C.A. (alternador) 14. 1.1 Dinamos : FEMNp = K nonK= 60a Flux creat per cada pol de l inductor (Wb) NNombre de conductors actius de l enrotllament indut (2 per espira) nFreqncia de rotaci del rotor (min-1) pNombre de parell de pols de l inductor aNombre de parells de branques en paral.lel del circuit indutLa FEM induda d una dinamo depn de les caracterstiques deconstrucci (K) i s d.p. al flux que crea l inductor (estator) i a lavelocitat de gir del rotor. 15. 1.1 Dinamos : FEM NpK= = K n on 60aN nombre de parell de pols de l inductor 16. 1.1 Dinamos : FEMNpK= = K n on60ap Nombre de conductors actius de l enrotllament indut (2 per espira) 17. 1.1 Dinamos : FEM NpK= = K non 60aa nombre de parells de branques en paral.lel de branques del circuit 18. 1.2 Alternadors : constituci Estator (Indut) :estructura fixe que cont al seu interior el sistema indut destinat a generar la FEM Rotor (Inductor) :part giratria de la mquina que cont el sistema inductor destinat acrear el campmagnticEntreferro :espai que queda entre Estator i Rotor 19. 1.2 Alternadors vs dinamos 20. 1.2 Alternadors vs dinamos 21. 1.2 Alternadors : FEMSn mquines de CA sncrones que giren amb una velocitat de sincronismerelacionada amb el nombre de pols que t la mquina i la freqncia de la FEMinduda 60 fns =p nsfreqncia de rotaci del rotor (min-1) p nombre de parells de pols de l inductor f freqncia de la FEM (Hz) 22. 1.2 Alternadors : FEMEls alternadors industrials sn generalment trifsics f = K 4,44 Ns f KCoeficient que depn de les caracterstiques de construci de l indut Ns Nombre d espires srie per fase fFreqncia de la FEM induda (Hz) Flux creat per cada pol de l inductor (Wb)La FEM efica induda en el buit en cada fase per un alternadordepn de les caracterstiques de construcci (K , Ns ) i s d.p. al fluxque crea l inductor (estator) i a la freqncia. 23. 1.2 Alternadors : connexionsEls alternadors industrials sn generalment trifsics 24. 1.2 Alternadors : connexionsEls alternadors industrials sn generalment trifsics Magnitud ConnexiConnexi Y IntensitatsIF = ILIL = 3 IFTensionsVL = 3 VFVF = VL On VL : Tensi en borns de l alternadorPotncia aparentS T = 3 VL I L 25. 2.Motors elctricsTransformen l energia elctrica que reben a travs dels seus borns enenergia mecnica que subministren a travs de l eix del motor Motors de C.C. Motors de C.A. 26. 2 Motors elctrics: constituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magntic Rotor (Indut) :part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMEntreferro : espai que queda entre Estator i Rotor 27. 2.1 Motors CCTransformen l energia elctrica que reben a travs dels seus borns, enforma de CC, en energia mecnica que subministren a travs de l eix delmotor 28. 2.1 Motors CC 29. 2.1 Motors CC 30. 2.1 Motors CC: fora contramotriuFCEM : = K nK= Np 60a Flux creat per cada pol de l inductor (Wb) NNombre de conductors actius de l enrotllament indut (2 per espira) nFreqncia de rotaci del rotor (min-1) pNombre de parell de pols de l inductor aNombre de parells de branques en paral.lel del circuit indutLa FCEM induda d un motor CC depn de les caracterstiques deconstrucci (K) i s d.p. al flux que crea l inductor (estator) i a lavelocitat de gir del rotor. Presenta sentit contrari a la tensi VL delmotor .Es mesura en Volts (V). 31. 2.1 Motors CC : parell motorEl seu principi de funcionament esfonamenta en la reversibilitat delfenomen dinducciUn conductor situat en un campmagntic s sotms a la segentfora: F = BlI Es creen forces i parells que fan girar el rotor 32. 2.1 Motors CC: parell motorParell motor nominal: = K IiKConstant que depn de les caracterstiques de la mquinaFlux de cada pol (Wb)Ii Corrent indt (A) 33. 2.1 Motors CC : intensitatsCorrent dalimentaci I rotor o indutCorrent dexcitaci Ie estator o inductor InductorIndutinductor indut Estator Rotor IeI Rt VL 34. 2.1 Motors CC : intensitatsIntensitat del motor: VL 2VCO(intensitat induda)IL =Rt(intensitat de lnia)inductorindutVL Tensi de lnia (V) IeFCEM (V)I2VCO Caiguda tensi col.lector-escombretes (V) = 2 VRt Resistncia que oposa el motor ()Rt VL 35. 2.1 Motors CC : intensitatsIntensitat darrencada: VL 2VCOIa = Rtn =0 = 0inductor indutVL Tensi de lnia (V) Ie I2VCO Caiguda tensi col.lector-escombretes (V) = 2 VRtResistncia que oposa el motor ()Rt VL = 0Perill de curtcircuit perqu Ia &gt;&gt; I !!!! 36. 2.1 Motors CC : intensitatsIntensitat darrencada: VL 2VCOIa =Rt + RRan =0 = 0inductor indutVL Tensi de lnia (V) Ie I2VCO Caiguda tensi col.lector-escombretes (V) = 2 VRtResistncia que oposa el motor ()Rt VLS afegeix un restat d arrencada RRaRraen srie amb l indut per redur Ia 37. 2.1 Motors CC: velocitat de girVL Rt I 2VCO VL Freqncia de rotaci: n== ( min-1) KK KKConstant que depn de les caracterstiques de la mquinaFlux de cada pol (Wb)VLTensi de lnia (V)Es diu que un motor s estable quan:En augmentar la velocitat respon amb una reducci del parell motorque estableix l equilibri. En cas contrari el motor sembalar.En disminuir la velocitat respon amb un augment del parell motor queestableix l equilibri. En cas contrari el motor anir perdent fora isaturar. 38. 2.1 Motors CC: potncies ,rendiment Potncia absorbida (W): Pabs = VL I Potncia interna (W):Pi = I 2 n Potncia til (W): Pu = u = u 60 Potncia perduda (W):Pp = Pabs Pu PuPu Rendiment motor : = =Pabs Pu + Pp 39. 2.2 Motors CATransformen l energia elctrica que reben a travs dels seus borns, en formade CA, en energia mecnica que subministren a travs de l eix del motor 40. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magnticgiratori 41. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magnticgiratoricarcassa 42. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magnticgiratoriNucli magntic 43. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magnticgiratoriBobinatge inductor 44. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Estator (Inductor) : estructura fixe que cont el sistema inductor destinat a produir el camp magnticgiratoriCaixa de borns 45. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Rotor (Indut) : part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMEix 46. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Rotor (Indut) : part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMCoixinet 47. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Rotor (Indut) :part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMRotor gbia d esquirolFormat per barres ianells de Cu o Alcurtcircuitats.EconmicsPoc mantenimentFcil muntatge 48. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Rotor (Indut) :part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMRotor gbia d esquirolFormat per barres ianells de Cu o Alcurtcircuitats.EconmicsPoc mantenimentFcil muntatge 49. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Rotor (Indut) :part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMRotor bobinatBobinatge trifsic de Cuconnectat en estrellaMilloren engegada del motorRegulaci de velocitatVoluminosos, carsRequereixen manteniment 50. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci Rotor (Indut) :part giratria de la mquina que cont el sistema indut destinat a generar la FEMRotor bobinatBobinatge trifsic de Cuconnectat en estrellaMilloren engegada del motorRegulaci de velocitatVoluminosos, carsRequereixen manteniment 51. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsConstituci 52. 2.2 Motors CA d inducci trifsics FuncionamentLes bobines trifsiques desfasades 120 de l estator (inductor) produeixen uncamp magntic giratori que gira a una certa velocitat que depn de la freqnciaque indueixen una fem en el rotor (indut) que es posa a girar. 53. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsFuncionament 54. 2.2 Motors CAMotors sncrons:Es fonamenten en la reversibilitat de l alternador60 f ns =Es caracteritzen perqu el seu rotor gira a la velocitat de sincronisme pMotors asncrons = motors dinducciEs fonamenten en l acci que excerceix el camp magntic de l estator(inductor) sobre els corrents que indueix en el rotor (indut)Es caracteritzen perqu el seu rotor gira a una velocitat inferior a la den nssincronisme 55. 2.2 Motors CA d inducci trifsics Velocitat de sincronisme i lliscamentVelocitat de sincronisme (min-1) : s la velocitat del camp giratori. ff : freqncia de la xarxa d alimentaci ( 50 Hz) ns = p : nombre de pols de l estator que crea el camp (inductor)pVelocitat de lliscament (min-1) : s la diferncia entre la velocitat desincronisme i la velocitat del rotornr = ns nlliscament relatiu : coeficient que expressa la velocitat relativa de lliscamentnr s=ns 56. 2.2 Motors CA d inducci trifsics potnciesPotncia activa (W) : s la potncia absorbida de la xarxa elctrica del motor que es cedeix a l eix( potncia til Pu) i les prdues magntiques,elctriques i mecniques Pabs = 3 VL I L cos Potncia reactiva (VAr) :s la potncia que el motor absorbeix de la xarxa per crear el camp magnticQabs = 3 VL I L sin Potncia aparent (VA) : S abs = Pabs + Qabs 2 2 S abs = 3 VL I L 57. 2.2 Motors CA d inducci trifsics rendiment / intensitat/ parell motorRendiment : quocient entre potncia til i potncia absorbidaPu= PabsIntensitat (A) que el motor absorbeix de la xarxa :Pabs PuI== = 3 VL cos 3 VL cos Parell motor (Nm) :PuPu == 2 n 60 58. 2.2 Motors CA d inducci trifsics rendiment / intensitat/ parell motorRendiment : quocient entre potncia til i potncia absorbidaPu= PabsIntensitat (A) que el motor absorbeix de la xarxa :Pabs PuI== = 3 VL cos 3 VL cos Parell motor (Nm) :PuPu == 2 n 60 59. 2.2 Motors CA d inducci trifsicsPlaca de caracterstiques 60. 3.TransformadorsMquines esttiques que converteixen un CA d una certa tensi i corrent ambaltre CA amb una altra tensi i corrent diferent Transformadors elevadors : augmenten tensi, disminueixen intensitat Transformadors reductors: disminueixen tensi, augmenten intensitat 61. 3 Transformadors : constituci Nucli ferromagntic : estructura de xapa magntica encarregada d acoblar el bobinatge Bobinatge :enrotllaments de fils i platines de coure 62. 3 Transformadors : constituci Nucli ferromagntic : estructura de xapa magntica encarregada d acoblar elbobinatge. Est format per xapes disposades en columnes i jous. 63. 3 Transformadors : constituci Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elctric Debanat simtric: Cada bobina enrotllada en una columna diferent 64. 3 Transformadors : constituci Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elctric Debanat concntric: Dos enrotllaments un sobre de l altre, allats entre ells 65. 3 Transformadors : constituci Bobinatge : enrotllaments de fils de Cu i Al envernissats per on passa elcorrent elctric Debanat alternat: Dos bobines concntriques repartides en dos columnes 66. 3 Transformadors : constituci Bobinatge : en...</p>