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  • Tema I: Leyes fundamentales del electromagnetismoUniversidad de Oviedo Dpto. de Ingeniera Elctrica, Electrnica de Computadores y Sistemas

  • 1.1 Teorema de Ampere ILa ley fundamental que determina el funcionamiento de un circuito magntico viene dada por la ecuacin de Maxwell:

  • 1.1 Teorema de Ampere IISi se integra la ecuacin anterior sobre una superficie determinada por una curva cerrada:Teoremade Stokes

  • 1.1 Teorema de Ampere IIIRepresenta a la corriente total que atraviesa a la superficie:

  • 1.1 Teorema de Ampere IVEn el caso de que la misma corriente concatene n veces a la curva, como ocurre en una bobina: TEOREMA DE AMPERE

  • 1.2 Induccin magntica ILa permeabilidad relativa se suele tomar con refe-rencia al aire. En una mquina elctrica moderna r puede alcanzar valores prximos a 100.000.

  • 1.2 Induccin magntica IIEl material magntico, una vez que alcanza la saturacin, tiene un comportamiento idntico al del aire, no permitiendo que la densidad de flujo siga aumentando a pesar de que la intensidad del campo si lo haga

  • 1.3 Flujo, reluctancia y fuerza magnetomotriz I

  • 1.3 Flujo, reluctancia y fuerza magnetomotriz IISe supone la permea-bilidad del material magntico infinitaComo la seccin es pequea en compara-cin con la longitud se supone que la in-tensidad de campo es constante en toda ellaF= Fuerza magnetomotriz

  • 1.3 Flujo, reluctancia y fuerza magnetomotriz IIILa fmm representa a la suma de corrientes que crean el campo magnticoComo el vector densidad de flujo y superficie son paralelosComo se cumple:Sustituyendo:

  • 1.3 Flujo, reluctancia y fuerza magnetomotriz IVParalelismo entre circuitos elctricos y circuitos magnticosLEY DE HOPKINSONLEY DE OHM

  • 1.4 Ley de Faraday ICuando el flujo magntico concatenado por una espira vara, se genera en ella una fuerza electromotriz conocida como fuerza electromotriz inducidala variacin de la posicin relativa de la espira dentro de un campo constanteLa variacin temporal del campo magntico en el que est inmersa la espira

  • 1.4 Ley de Faraday IILey de induccin electromagntica: Faraday 1831El valor absoluto de la fuerza electromotriz inducida est determi-nado por la velocidad de variacin del flujo que la genera

  • Unidades de las magnitudes electromagnticasINTENSIDAD DE CAMPO MAGNTICO H:Amperios*VueltaINDUCCIN MAGNTICA B: Tesla (T)FLUJO MAGNTICO : Weber (W) 1W=Tesla/m2FUERZA MAGNETOMOTRIZ F: Amperios*VueltaFUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA e: Voltio (V)

  • 1.5 Ciclo de histresisBHHmCICLO DE HISTRESIS

  • 1.5.1 Prdidas por histresis IPotencia consumidaPrdidasconductorPrdidas por histresisrea del ciclode histresis

  • 1.5.1 Prdidas por histresis IILas prdidas por histresis son proporcionales al volumen de material magntico y al rea del ciclo de histresisInduccin mxima BmFrecuencia fPHistresis=K*f*Bm2 (W/Kg)Cuanto > sea Bm > ser el ciclo de histresisCuanto > sea f > ser el nmero de ciclos de histresis por unidad de tiempo

  • 1.6 Corrientes parsitas ISeccin transversaldel ncleoCorrientes parsitasLas corrientes parsitas son corrientes que circulan por el inte-rior del material magntico como consecuencia del campo.Segn la Ley de Lenz reaccionan contra el flujo que las crea reduciendo la induccin magntica, adems, ocasionan pr-didas y, por tanto, calentamientoPrdidas por corrientes parsitas: Pfe=K*f2*Bm (W/Kg)

  • 1.6 Corrientes parsitas IISeccin transversaldel ncleoChapas magnticas apiladasAislamiento entre chapasLos ncleos magnticos de todas las mquinasSe construyen con chapas aisladas y apiladasMenor seccin para el paso de la corriente

  • 1.6 Corrientes parsitas IIINcleo macizoNcleo de chapa aislada

  • Tema II: Fundamentos sobre generacin transporte y distribucin de energa elctricaUniversidad de Oviedo Dpto. de Ingeniera Elctrica, Electrnica de Computadores y Sistemas

  • 2.1 La energa elctricaCentrales hidralicasCentrales termoelctricasCentrales de Energas alternativasGeneracin de tensin (12 kV) aprox.GENERACINTRANSPORTEDISTRIBUCINCONSUMOElevacin (trafos) tensin 380 kV, 220 KvLneas de alta tensinSubestacionesCentros de distribucin: subestacionesLneas de baja tensin (trafos)Pequeos consumidores: baja tensinIndustria: alta tensinLas mquinas elctricas estn presentes en todas las etapas del proceso (rotativas en la generacin y consumo. Transformadores en transporte y distribucin)

  • 2.2 La red elctrica IFuenteprimariaTurbinaGeneradorParque de transformacinde La centralEstacintransformadoraprimariaSubestacinCentro de transformacinConsumodomsticoMuy grandesconsumidoresGrandesconsumidores

  • 2.2 La red elctrica IIEsquema simplificado de una parte de la red nacional de 400 kVSe puede observar la existencia de caminos alternativos para el suministro Tecnologa elctrica J. Roger et. Al

  • 2.2 La red elctrica IIIRed de distribucinen anilloSUBESTACIN

  • 2.3 Las centrales elctricas ITransformacin de la energa potencial acumulada por una masa de agua.Utilizacin turbina hidrulica.Gran rapidez de respuesta.HIDRALICASTERMOELCTRICASUtilizacin de carbn, fuel, o combus-tible nuclear para producir vapor.Utilizacin de turbinas de vapor.Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Produccin constante.NO CONVENCIONALESElicasSolaresMareomotricesDE BOMBEOUtilizan agua previamente bombeadaSon idnticas a las hidralicasCon turbinas de gasDe ciclo combinado

  • 2.3 Las centrales elctricas II Curva de demanda de energa elctricaHora241680 Tecnologa elctrica J. Roger et. Al

  • 2.3 Las centrales elctricas III Tecnologa elctrica J. Roger et. Al

  • 2.4 Las mquinas elctricas Estticas

    RotativasTransformadoresMotoresGeneradoresMQUINAS ELCTRICASTransformadorTransformadorGeneradorMotor

  • 2.4.1. Los transformadoresTransformadoresDe potenciaDe medidaEspecialesMonofsicos o trifsicosMonofsicos o trifsicosMonofsicos o trifsicosExisten distintos tipos de transformadores de potenciaLos de medida pueden medir tensiones o corrientes

  • 2.4.2 Las mquinas elctricas rotativas IMotoresCorriente ContinuaAsncronosSncronosEspecialesImanes permanentesReluctancia variable Sin escobillas (Brushless DC) Monofsicos o trifsicosMonofsicosMonofsicos o trifsicosMonofsicosTrifsicosMonofsicos o trifsicos

  • 2.4.2. Las mquinas elctricas rotativas IIGeneradoresSncronosAsncronosCorriente continuaTurboalternadores (trmicas) y alterna-dores de centrales hidralicasGeneradores elicos. Alternadores micentrales hidralicasMquinas muy poco frecuentes: aplicaciones especialesGran potencia: velocidad cte.Potencia media y baja: velocidad variable

  • Tema III: Aspectos y propiedades industriales de las mquinas elctricasUniversidad de Oviedo Dpto. de Ingeniera Elctrica, Electrnica de Computadores y Sistemas

  • 3.1 Clase de aislamientoTemperatura mxima que elmaterial del que est construidoel aislamiento puede soportarsin perder sus propiedades.Se obtiene ensayando el materialy comparando los resultados conlos de materiales patrn de efica-cia conocida (Norma UNE-CEI)

  • 3.2 Grados de proteccinEn la norma UNE 20-324 se establece un sistema de especificacin general en funcin del grado de proteccin que se consigue en cualquier material elctrico. El grado de proteccin se designa con las letras IP seguidas de tres cifras, de las cuales en las mquinas elctricas slo se utilizan dos.1 cifra: indica la proteccin de las personas frente a contactos bajo tensin y/o piezas en movimiento en el interior, as como la proteccin de la mquina frente a la penetracin de cuerpos slidos extraos.2 cifra: indica la proteccin contra la penetracin de agua.3 cifra: indicara la proteccin contra daos mecnicos.

  • Proteccin frente a la penetracin de cuerpos extraos: Primera cifra

    Primera cifra

    Grado de proteccin

    caracters-tica

    Descripcin abreviada

    Definicin

    0

    No protegido

    Ninguna proteccin especial

    1

    Protegido contra cuerpos slidos superiores a 50mm.

    Una gran superficie del cuerpo humano, por ejemplo la mano (pero ninguna proteccin contra una penetracin deliberada). Cuerpos slidos de ms de 50mm de dimetro.

    2

    Protegido contra cuerpos slidos superiores a 12mm.

    Los dedos u objetos de tamaos similares que no excedan de 80 mm de longitud. Cuerpos slidos de ms de 12 mm de dimetro.

    3

    Protegido contra cuerpos slidos superiores a 2.5mm.

    Herramientas, alambres, etc., de dimetro o de espesores superiores a 2.5mm. Cuerpos slidos de ms de 2.5 mm de dimetro.

    4

    Protegido contra cuerpos slidos superiores a 1mm.

    Alambres o bandas de espesor superior a 1.0mm. Cuerpos slidos de ms de 1.0mm de dimetro.

    5

    Protegido contra el polvo

    No se impide del todo la penetracin del polvo, pero este no puede penetrar en cantidad suficiente como para perjudicar el buen funcionamiento del material.

    6

    Totalmente protegido contra el polvo

    No hay penetracin de polvo

  • Proteccin frente a entrada de agua

    Segunda cifra

    Grado de proteccin

    caracters-tica

    Descripcin abreviada

    Definicin

    0

    No protegido.

    Ninguna proteccin especial.

    1

    Protegido contra las cadas verticales de gotas de agua.

    Las gotas de agua (que caen verticalmente) no deben producir efectos perjudiciales.

    2

    Protegido contra las cadas de agua con una inclinacin mxima de 15.

    La cada vertical de gotas de agua no debe producir efectos perjudiciales cuando la envolvente est inclinada hasta 15 de su posicin normal.

    3

    Protegido contra el agua en forma de lluvia.

    El agua que caiga en forma de lluvia en una direccin que tenga respecto a la vertical un

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